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高压直流输电

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计及不可调度DG的孤岛串级交流微电网功率控制方法会员

期刊论文

作者：王一妹 , 李俊领 , 曾杰 , 许中平

页码： 298 - 306

摘要

2024/01/01

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针对由可调度和不可调度分布式电源DG（distributed generation）组成的串级孤岛微电网MGs（microgrids）功率控制机理复杂、电压和频率调节难度大等问题，提出了一种新型分散主从功率分配控制方法，以实现含二类DG串级孤岛微电网的电压、频率调节以及功率分配。该方法分别设计了主DG和从DG的控制方法，其中，主DG负责调节微电网的频率和电压，从属DG的MPPT可在一定母线电压下运行，其可最大限度地利用不可调度DG的输出功率，在轻负荷条件下可采用自动功率削减，并有效保障系统的安全稳定性。最后，通过仿真和实验验证了所提方法的有效性。
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适用于HVDC和HVAC高效稳定互联的MMC双端口电网形成控制会员

期刊论文

作者：薛国清 , 贵献国 , 李雄

页码： 287 - 297

摘要

2024/01/01

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针对不同类型电网互联时互联电力变换器IPC（interconnecting power converter）控制模式复杂、控制难度大等问题，提出一种用于互联多个高压直流和高压交流子电网的IPC新型电网形成GFM（grid-forming）控制方法。该方法利用模块化多电平变换器MMC（modular multilevel converter）同时控制其AC和DC端电压，并提出2个双端口GFM MMC控制策略。针对单端口GFM控制和所提双端口GFM控制进行仿真对比，结果表明，与单端口GFM控制相比，双端口GFM控制方法对突发事件（如线路和发电机停运等）的处理更具弹性，且不需为电网中的IPC端口选择GFM或电网跟随GFL（grid-following）的控制方式。
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多电平三相电压源逆变器结构优化设计会员

期刊论文

作者：胡文平 , 杨少波 , 郭力 , 王磊 , 闫鹏

页码： 281 - 286

摘要

2024/01/01

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目前多电平三相电压源逆变器被广泛应用于高压、大功率电子设备中，为解决传统三相电压源逆变器运行中出现的直流侧电容电压失衡问题，基于空间矢量调制开关直流电源对逆变器结构进行优化设计。建立多电平三相电压源逆变器等效模型，利用60°坐标的空间矢量调制算法实现空间矢量调制，利用电容电压平衡算法充分考虑不同矢量间的切换顺序，实现电容电流平衡。实验结果表明，对比传统方法，该方法调制多电平三相电压源逆变器输出线电压波形畸变率为0.18%，电容点电压波动可控制在3V以内，优于对比方法，具有更好的应用性能。
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基于点模式匹配的直流输电VBE设备电路板缺陷检测方法会员

期刊论文

作者：刘隆晨 , 杨玥坪 , 陈少卿 , 张鹏 , 曹运龙 , 余人

页码： 272 - 280

摘要

2024/01/01

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随着特高压直流输电技术飞速发展，换流阀阀基电子VBE（valve base electronics）设备的稳定性对于保障直流输电的可靠性和效率至关重要。 VBE设备电路板缺陷，如短路和失效元件，直接影响直流系统稳定性，而现有的检测方法，包括人工显微镜检查和自动检测算法，常受限于效率低和准确性不足。针对该问题，提出一种基于点模式匹配的自动视觉检测方法，通过生成代表关键区域的点模式并进行匹配来提高检测的效率和准确率。通过实验验证，所提方法在检测速度和准确性方面相较于传统方法有显著提升，适合于生产线上的快速质量控制，为提高直流输电设备的质量提供了有效的技术方案。
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PCB罗氏线圈电流传感器积分误差的数字补偿策略会员

期刊论文

作者：姚宇 , 周泽 , 石亚飞 , 辛振

页码： 264 - 271

摘要

2024/01/01

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准确可靠的开关电流信息是电力电子变换器实现闭环控制、谐波抑制和短路保护的关键要素，有利于进一步提升功率器件的可靠性。 PCB罗氏线圈电流传感器因其高带宽、小体积、低成本和低侵扰的特点，具有重要的研究价值和应用前景。然而，传统积分处理电路存在漂移误差与下垂误差，严重限制了PCB罗氏线圈电流传感器的测量精度。首先，本文采用复位型积分电路以避免漂移误差的持续累积，并消除下垂误差带来的影响。同时，针对复位型积分电路存在的漂移误差与偏置误差提出一种数字补偿策略，该方案采用数字信号处理器控制数模转化模块产生模拟补偿信号，并通过高速减法器消除误差，具有补偿精度高、调整方式简单的优点，可以大幅减小积分误差造成的影响；最后，基于双脉冲测试平台分别进行双脉冲、多脉冲和短路保护实验，验证了所提PCB罗氏线圈电流传感器的性能。
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漏源电压对SiC MOSFET阈值电压准确测量影响的研究会员

期刊论文

作者：姚博均 , 郭春生 , 崔绍雄 , 李嘉芃 , 张亚民

页码： 258 - 263

摘要

2024/01/01

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相较于Si器件，SiC MOSFET近界面氧化物陷阱区域更广，界面态陷阱密度高出2个数量级，大量陷阱不断俘获或释放电荷，导致阈值电压（Vth）随时间波动较大，因而Vth的准确重复测量成为难题。标准中阈值电压测量采用预处理的方法，保证每次测量时陷阱电荷状态的一致性，但标准中未考虑漏源电压影响预处理填充后的陷阱状态，导致阈值电压测试误差。针对该问题，首先通过测量不同漏源电压脉冲影响下的转移曲线,显示不同源漏电压对阈值电压的影响；然后,基于瞬态电流法分析了漏源电压对陷阱电荷状态的影响；进而，分析了漏源电压影响陷阱的机理；最后对比了不同漏源电压对阈值电压测量的影响。实验表明，漏源电压影响栅漏间电场正负，进而影响陷阱填充或释放电荷，导致阈值电压漂移。测量阈值电压时使用较小漏源电压可提高测量准确性，减小可靠性实验由测试因素造成的误差。
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基于栅极参考电压的SiC MOSFET栅极氧化物健康状态在线监测方法会员

期刊论文

作者：于圣旭 , 王智强 , 辛国庆 , 时晓洁 , 谭令其 , 马凯

页码： 248 - 257

摘要

2024/01/01

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栅极氧化物退化是限制SiC MOSFET进一步广泛应用的关键可靠性问题。在线监测能够实时获取栅极氧化物健康状态，是提升SiC MOSFET可靠性的重要手段，因此提出一种基于栅极参考电压的SiC MOSFET栅极氧化物健康状态在线监测方法，并详细介绍了利用栅极参考电压监测栅极氧化物健康状态的基本原理；提出一种栅极参考电压在线提取电路，经脉冲测试验证可以实现在线提取，经老化试验验证可以有效监测栅极氧化物健康状态。所提电路可以集成在栅极驱动中，不会显著增加系统复杂程度。
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基于改进SqueezeNet算法的VBE设备电路板元件失效识别研究会员

期刊论文

作者：刘隆晨 , 杨玥坪 , 贾志杰 , 黄宇 , 唐世雄 , 谭博洋

页码： 236 - 247

摘要

2024/01/01

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在直流输电系统中，换流阀阀基电子VBE（valve base electronics）设备的稳定运作对维护直流系统安全至关重要。传统的阀基电子设备电路板（VBE板）元件失效检测方法依赖于耗时的人工检查或基于规则的自动化系统，这些方法通常检测效率低下且准确性有限。针对该问题，提出一种基于改进的SqueezeNet深度学习模型的VBE板元件失效区域识别方法。通过引入深度可分离卷积和残差连接，所提改进SqueezeNet模型旨在提高元件失效检测的准确性，同时降低计算资源的需求。在VBE板元件失效数据集上的实验结果表明，所提方法在元件失效检测准确率和运算效率方面均优于传统方法和标准SqueezeNet模型，准确率达到了95.27%，比原模型高出4.45%。不仅提升了VBE板元件失效检测的效率和准确性，而且为电力系统中类似设备的元件失效诊断提供了新的技术参考。
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压接式IGBT寿命评估软件开发与案例分析会员

期刊论文

作者：肖凯 , 王振 , 严喜林 , 刘叶春 , 胡剑生 , 刘平

页码： 227 - 235

摘要

2024/01/01

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压接式IGBT功率器件是新型电力系统应用装备中的核心部件之一。由于电力设备工作环境复杂，工况多变，长期作用下会导致功率器件发生疲劳失效。为保证电力系统关键设备的安全稳定运行，需要对压接式IGBT器件的剩余寿命进行评估，从而在器件发生失效前及时进行相应的处理。首先通过建立压接式IGBT器件多物理场模型分析影响器件老化进程的力学参数；然后，基于分析结果，在现有寿命预测模型中选取适合于压接式IGBT的模型，并开发适用于压接式IGBT的寿命评估软件；最后用寿命评估软件进行案例分析，得到器件的寿命评估结果，对器件的应用提供了指导。
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雪崩晶体管电压斜坡触发模式下终端失效机理研究会员

期刊论文

作者：温凯俊 , 梁琳 , 陈晗

页码： 220 - 226

摘要

2024/01/01

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随着超宽带脉冲信号系统在新能源汽车智能化感知技术等许多重要领域的应用，高幅值、快前沿脉冲源的研发得到了广泛研究。针对纳秒级前沿脉冲对超快功率半导体开关的需求，进行了雪崩晶体管在电压斜坡触发模式下终端失效机理的研究。利用仿真模型的静态特性与器件样品进行对比分析，测试了器件样品的动态开通特性。在成功得到纳秒级开通速度器件的基础上，对器件在电压斜坡触发模式下出现的失效现象进行了分析。
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2024年第3期