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作者

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T型三电平并网变换器开路故障检测及容错控制会员

期刊论文

作者：郭磊磊 , 李琰琰 , 樊武闯

页码： 335 - 343

摘要

2026/03/01

为提高并网变换器运行的可靠性，针对T型三电平并网变换器提出了1种开路故障诊断及容错控制策略。功率器件发生开路故障后，通过分析变换器的运行状态，阐明了变换器输出电流及直流侧电容中点流向各相电流的变化关系；计算变换器输出电流平均值和从直流侧电容中点流向各相电流平均值，将这些平均值与设定的诊断阈值比较，定位故障功率器件。根据故障位置，分为Ⅰ类故障(垂直桥臂故障)和Ⅱ类故障(水平桥臂故障)。针对2类故障分别设计相应的容错结构，并提出1种T型三电平并网变换器的故障诊断与模型预测容错控制策略。实验结果验证了所提方法能快速定位变换器故障功率器件位置，实现故障容错连续运行，提高变换器可靠性。
模块化多电平变换器子模块单管开路故障诊断与定位方法会员

期刊论文

作者：孙向东 , 王周瑞兴 , 吴宇臣 , 任碧莹 , 安杨

页码： 324 - 334

摘要

2026/03/01

模块化多电平变换器MMC(modular multilevel converter)常采用排序均压算法作为子模块电容电压控制策略，此时存在半桥子模块上管开路故障定位困难的问题，由此提出1种基于重构子单元电压的MMC子模块绝缘栅双极型晶体管IGBT(insulated gate bipolar transistor)开路故障定位方法。建立了三相MMC电压回路方程，分析了半桥子模块发生单管开路故障时电流流通路径对电容电压的影响，以及导致输出电流与桥臂环流发生异常的原因。采用基于扩展卡尔曼滤波器EKF(extended Kalman filter)的自适应状态观测器对输出电流和桥臂环流进行最优估计，利用上述最优估计值与实际采样值之间的残差进行故障诊断。随后对三相系统中与故障桥臂位置相同的子模块进行分组重构，得到重构子单元，利用基于EKF的自适应状态观测器估计重构子单元电压，将其与对应的重构子单元实际电压平均值之间的差值与设定的阈值进行比较，从而实现故障定位。选取4种典型子模块IGBT开路故障工况进行实验验证，实验结果表明所提出的故障诊断及定位方法正确可行。
一种可有效降低光伏逆变器共模电流的改进型DPWM策略会员

期刊论文

作者：吴良材 , 葛磊 , 于洋

页码： 316 - 323

摘要

2026/03/01

断续脉宽调制DPWM(discontinuous pulse width modulation)方法可有效降低开关损耗，提高系统效率。但此调制方式会引入高次共模电压，从而带来了电网电流质量变差和共模电流变大的问题。为解决此问题，提出了1种新型的DPWM方法，该方法在传统DPWM1钳位变化阶段注入3次正弦分量过渡，从而达到降低调制波中共模电压含量的目的。建立了光伏逆变器系统的共模回路模型，从理论上说明了DPWM下共模电流变大的原因。理论分析和实验结果证明，所提新型DPWM方法可在保证电流谐波总畸变率THDi(total harmonic current distortion)和共模电流与SVPWM相近的同时，提高光伏逆变器系统效率，起到兼顾输出电流质量和效率的作用。
双五相PMSM串联系统内嵌ADRC的无差拍控制会员

期刊论文

作者：丁逸健 , 周扬忠

页码： 306 - 315

摘要

2026/03/01

五相永磁同步电机FPPMSM(five-phase permanent magnet synchronous motor)反电动势谐波会显著降低单逆变器供电双FPPMSM串联驱动系统解耦运行性能；传统的基于电机准确模型构建的双FPPMSM串联驱动系统控制策略对电机参数变化过于敏感。为此，首先构建以磁链幅值及转矩角为中间变量的转矩与磁链之间解耦的无差拍控制；然后，构建速度环自抗扰控制产生电机基波转矩给定，并基于此构建转矩环自抗扰控制产生转矩角增量。实验表明，所提控制策略对电机参数变化不敏感，2台电机之间解耦运行性能更佳。
基于无功功率误差补偿的感应电机高精度转矩控制策略会员

期刊论文

作者：危波 , 闻聪 , 姚文熙 , 李武华

页码： 297 - 305

摘要

2026/03/01

采用间接矢量控制时，感应电机的输出转矩易受转子时间常数变化的影响，为了提高电机的转矩控制精度，需加入转子时间常数在线校正算法。现有的参数校正算法大多依赖于准确的电机数学模型，会受到模型参数误差及其他非理想因素的影响，难以保证输出转矩的精度。针对上述问题，在传统基于无功功率校正转子时间常数算法的基础上，考虑了实际系统中无功功率的计算误差，提出1种对无功功率计算误差进行标定和补偿的方法，能够将感应电机输出转矩误差从4%减小至1%以内，并通过实验验证了所提方法的有效性。
基于三电平变换器的永磁同步电机快速模型预测控制会员

期刊论文

作者：熊川羽 , 张秀青 , 马莉 , 舒思睿 , 熊一 , 柯方超

页码： 289 - 296

摘要

2026/03/01

基于三电平变换器驱动永磁同步电机时，传统模型预测控制策略计算负担大的问题，提出1种优化策略。首先，对永磁同步电机进行了离散化建模；其次，将Nelder-Mead算法应用到三电平变换器最优电压矢量的选取中，通过不断迭代，以获取使电流控制误差最小的电压矢量；最后，结合直流侧电容电压确定输出电压矢量。所提优化策略在1个控制周期仅进行至多7次电流预测。实验验证表明，相较于传统模型预测控制策略，所提优化策略的计算时间缩短了约45%，且稳态控制性能未受到影响。同时，所提优化策略具有良好的直流侧电容电压平衡能力。
考虑死区效应的低共模电压永磁同步电机模型预测脉冲序列控制会员

期刊论文

作者：王开毅 , 李佳耀 , 戴正洲 , 李晓亮

页码： 278 - 288

摘要

2026/03/01

为解决传统的模型预测脉冲序列控制算法受到死区影响产生共模电压尖峰的问题，提出了1种改进的模型预测脉冲序列控制算法。首先，介绍了传统模型预测脉冲序列控制算法的脉冲序列设计思路；然后，分析了死区时间对该算法的影响以及考虑死区效应对脉冲序列进行了优化设计，以消除死区时间内产生的共模电压尖峰；最后，对传统基于共模电压抑制的模型预测控制、传统模型预测脉冲序列控制算法和所提算法进行了实验对比研究。实验结果表明：所提算法相对于传统模型预测脉冲序列控制算法在不明显增加电流总谐波畸变率和转矩脉动的前提下，完全将共模电压幅值抑制到直流侧电压的1/6，消除了死区时间内的共模电压尖峰。
电池-有源电容脉冲负载供电系统容量优化配置会员

期刊论文

作者：杨磊 , 黄玉平 , 陈家伟(中国电源学会高级会员) , 敖文杰(中国电源学会学生会员)

页码： 270 - 277

摘要

2026/03/01

混合供电技术可有效整合不同供电单元的优势，是实现高功率密度脉冲负载供电系统的关键技术之一。针对现有航天伺服脉冲负载供电系统容量大、功率密度低等问题，提出了1种电池-有源电容脉冲负载混合供电系统及其容量优化配置技术。首先对系统架构及运行状态进行了分析，确立了优化目标及关键约束条件；其次利用分析法对电池和有源电容的容量进行了优化，确立了脉冲负载功率在电池和有源电容间的分配关系，实现了供电系统的体积最小化。最后，在实验室搭建了1台常值功率2.7kW/峰值功率35.0kW的脉冲负载用供电系统实验样机，实验结果验证了理论分析的正确性。
恒流与恒压双路输出WPT系统研究会员

期刊论文

作者：周学斌 , 董康帅 , 杨林

页码： 259 - 269

摘要

2026/03/01

为了解决大多数双路输出无线电能传输WPT(wireless power transfer)系统中不必要的交叉耦合、空间利用率低、需要额外的补偿元件等问题，采用了电路解耦方法，建立了恒流和恒压双路输出WPT系统，该系统可以实现近零相位角特性下负载无关的恒流和恒压输出及零电压开关。在此基础上，建立了T型解耦电路和恒流与恒压双路输出WPT系统理论模型，同时进行了数学理论推导，验证了所提出系统的正确性。此外，对系统进行了仿真验证，仿真结果与理论推导一致。最后，设计了系统磁耦合器，搭建了1台工作频率为85kHz、恒流输出为5A、恒压输出为60V的实验样机。实验结果验证了理论分析的正确性，系统最大效率可达93.4%。
基于ER-ELM模型的锂离子电池剩余使用寿命预测会员

期刊论文

作者：聂灶金 , 何晓霞 , 吴传菊

页码： 249 - 258

摘要

2026/03/01

容量和阻抗通常是用于确定锂离子电池健康状态的直接特征，但不易直接测量。针对锂离子电池剩余使用寿命 RUL(remaining useful life)预测的问题，提出 1 种基于期望分位数回归 ER(expectile regression)的间接预测方法。首先，从电池的充电过程中提取能够表征电池性能退化的间接健康因子，并利用Pearson和Spearman相关性分析法分析其与容量之间的相关性；其次，通过结合极限学习机ELM(extreme machine learning)，开发了 1 种新的期望分位数回归-极限学习机(ER-ELM)模型；引入 BFGS 拟牛顿法优化 ER-ELM 模型参数，建立锂离子电池RUL预测模型；最后，利用CALCE锂电池数据集进行模型验证。结果表明，与标准ELM模型相比，ER-ELM 模型预测结果输出稳定，预测结果的最大均方根误差为0.0289，拟合优度均在98%以上，在追踪容量衰退和再生方面具有更好的性能。

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电源学报 2026年03月 第24卷 第3期

电源学报 2026年03月第24卷第3期