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储能电站直流侧短路故障计算与诊断会员

期刊论文

作者：陈培育 , 王洋 , 程茹芸 , 郑骁麟 , 李超 , 曾锴迪

页码： 361 - 368

摘要

2026/06/01

目前，大量高比例可再生能源接入电网推动了电化学储能电站的快速发展。然而，电化学储能电站安全事故频发，不完善的储能电站保护装置限制了储能电站的运行和使用，因此发展储能电站的故障识别和保护技术十分重要。首先基于实际的储能电站拓扑结构，利用电流叠加法推导出储能电站直流侧簇内短路故障和簇间短路故障的计算公式，并通过仿真模型验证了计算方法的准确性；其次，通过分析故障后不同位置和不同被短路电池数的故障电流，明确故障前、后不同位置的电流变化情况，提出了基于差值电流的储能电站故障诊断方法；最后，通过计算与仿真验证了所提方法能够有效识别储能电站直流侧簇内短路故障和簇间短路故障。
基于电热耦合的矿用变频器温度场分析会员

期刊论文

作者：荣相 , 史晗

页码： 353 - 360

摘要

2026/06/01

矿用变频器一般工作在密闭空间中，电热耦合效应显著，易导致热退化和热失效。另外，矿用变频器和电机通常采用长电缆连接，故需要考虑电缆带来的高频负面效应。以630kW/1140V四象限矿用变频器为对象，建立其一体化电热耦合模型并对其相关特性进行研究分析。首先，建立了矿用变频器的高频电路模型；其次，研究了各功率器件损耗受温度影响的机理，分析了部分损耗随温度的非线性关系，推导了各损耗随温度变化的解析模型；最后，分析了高频电路模型、损耗模型及温度场模型之间的耦合关系，建立了矿用变频器的一体化电热耦合模型。耦合仿真结果表明了电热耦合建模的必要性，且温度的实验和仿真结果最大误差仅为0.9℃，验证了所建模型的准确性。
基于模型与未建模补偿的无轴承永磁薄片电机改进悬浮控制会员

期刊论文

作者：王琪 , 周扬忠

页码： 340 - 352

摘要

2026/06/01

无轴承永磁薄片电机驱动的液体泵在复杂的流体负载环境下对电机悬浮性能提出了更高的要求。针对该型电机模型难以准确获得、复杂流体负载影响电机悬浮性能问题，提出了一种基于电磁力建模与扰动补偿的转子径向悬浮性能改进控制策略。首先，基于麦克斯韦张量法，建立了包含主动悬浮力分量和偏心磁拉力分量的转子径向悬浮力解析模型；接着，通过线性扩张状态观测器观测未建模部分；然后，从补偿偏心磁拉力和补偿未建模部分的角度，重构悬浮绕组电流，构建相应的悬浮控制子系统；最后，通过实验验证了所提控制策略的有效性。
适用于高速永磁同步电机的变母线电流逆变器及其控制策略会员

期刊论文

作者：黄进 , 秦浩浜 , 高星冉 , 胡文山 , 梅远腾

页码： 328 - 339

摘要

2026/06/01

高速永磁同步电机具有定子电感小、基频高的特性，使用传统电压型逆变器驱动会导致定子电流纹波大、转矩脉动高，可采用变母线电压型逆变器来降低电流纹波，但传统变母线电压控制策略参数多，运算较为复杂。针对此问题，提出一种较为简单的变母线电流控制策略，通过直接调节前级输出的直流母线电流，实现电机转速的控制，并降低定子绕组电流纹波；通过磁场矢量幅度控制及相角分配实现零d轴电流控制。首先，介绍了所使用的变母线电流型逆变器拓扑结构及其工作模式，并分析了该拓扑降低定子绕组电流纹波的机理。然后，基于该拓扑，提出了一种较为简单的变母线电流控制策略，并与传统变母线电压控制策略进行了运算复杂度对比，所提控制策略将磁场矢量幅度与角度分离控制，并建立了系统的控制模型。其中，幅度控制用以调节电机输出转矩，角度控制用以实现电机转子牵引与转矩角控制。最后，通过仿真和实验验证了所提拓扑及控制策略的有效性。特别地，实验中实现了对1款高速电机80000 r/min的稳定控制，实现了零d轴电流控制，并有效降低了定子绕组电流纹波。
基于非线性磁链观测器的永磁同步电机无位置传感器自抗扰控制策略会员

期刊论文

作者：张坤 , 张航 , 陈哲 , 马辉 , 雷昱坤 , 骆光照

页码： 319 - 327

摘要

2026/06/01

为克服传统磁链观测器中纯积分环节会引起直流偏置且存在积分漂移的问题，在静止坐标系下，通过表贴式永磁同步电机SPMSM(surface-mounted permanent magnet synchronous motor)的数学模型构建非线性磁链观测器，并通过锁相环PLL(phase-locked loop)技术提取转子的位置和速度信息。针对航空泵类负载的运行工况，频繁的负载转矩变化和逆变器死区时间等非线性因素引发的扰动会对无位置传感器控制中转速和电流调节的性能产生影响，使磁场定向误差增大，加大转子位置估计误差。结合线性自抗扰控制技术，提出一种基于非线性磁链观测器的无位置传感器自抗扰控制策略，提升了无位置传感器闭环系统的抗扰动能力。最后，通过仿真和实验对比验证了所提出无位置传感器控制策略的有效性。
基于MTF-CNN的三相光伏并网逆变器IGBT故障诊断会员

期刊论文

作者：董唯光 , 王宁 , 张周卫 , 郎雄飞

页码： 311 - 318

摘要

2026/06/01

绝缘栅双极晶体管IGBT(insulated gate bipolar transistor)是光伏PV(photovolatic)逆变器的核心部件，其稳定性和可靠性对逆变器的正常运行至关重要。因此通过对光伏并网逆变器的故障诊断来确保发电系统的安全和稳定运行尤为重要。针对三相光伏并网两电平逆变器IGBT常见的单管开路故障，提出一种基于马尔可夫转移场-卷积神经网络MTF-CNN(Markov transition field-convolutional neural network)的三相光伏并网逆变器IGBT开路故障诊断方法。在MATLAB/Simulink上搭建三相光伏并网逆变器仿真模型，模拟几种IGBT开路故障，采集逆变器输出的故障电流信号作为一维时域信号，利用MTF将其转化为二维图像作为2D-CNN的数据集并进行训练，完成故障检测与诊断。实验结果表明，该方法具有较强的抗干扰能力，相较于其他传统方法，诊断速度较快，准确性更高。
基于迁移学习模型的IGBT老化参数预测方法会员

期刊论文

作者：罗韦华 , 刘宇凡 , 张德稳

页码： 301 - 310

摘要

2026/06/01

针对绝缘栅双极型晶体管IGBT(insulated gate bipolar transistor)的健康状态及剩余使用寿命RUL(remaining useful life)评估问题，采用基于迁移学习的自适应循环神经网络AdaRNN(adaptive recurrent neural network)模型预测IGBT的老化参数。首先分析IGBT的失效机理，选择集电极-发射极导通电压作为评价IGBT健康状态的老化参数；然后搭建IGBT老化实验台，在线采集该老化参数；最后基于采集的老化参数，利用AdaRNN模型实现IGBT老化参数预测。结果表明，使用同一IGBT老化参数作为训练集与测试集时，传统时序模型和AdaRNN模型预测结果的精度与速度相似；使用2组不同IGBT的老化参数作为训练集与测试集时，AdaRNN模型可解决由于器件差异导致的老化参数差异问题，预测的准确度明显高于传统时序模型，模型的泛化能力和鲁棒性强。
电力电子变换器拓扑智能构造方法及实现会员

期刊论文

作者：肖轶婷 , 丘东元 , 张波 , 曾洋斌 , 李虹

页码： 287 - 300

摘要

2026/06/01

随着“双碳”目标的持续推进以及再电气化发展需求的不断增加，新型电力电子变换器的构造仍是电力电子领域的研究热点之一。然而，传统拓扑构造方法主要依赖设计者经验，设计过程低效且设计方法缺乏一般性，因此，拓扑构造的智能化有助于提升拓扑设计效率和泛化能力。以DC-DC变换器为例，首先将电力电子变换器智能构造流程划分为拓扑描述、拓扑生成和拓扑性能分析3个主要环节，然后分别阐述了适合智能构造的拓扑描述方法、拓扑构造规则、拓扑约束条件和拓扑性能指标等，最后介绍了基于可编程搜索算法及强化学习实现拓扑智能构造。研究表明，电力电子变换器拓扑智能构造才刚起步，在多类型拓扑构造、多目标优化、性能智能分析等方面还有大量工作亟待开展。
一种面向5G基站具备直流母线电压感知能力的限最大功率点跟踪算法会员

期刊论文

作者：邾玢鑫 , 李炀 , 佘小莉 , 覃团发 , 胡永乐

页码： 277 - 286

摘要

2026/06/01

分布式光伏直流汇入5G基站直流侧负荷不仅可提高光伏PV(photovoltaic)自身利用效率，也可降低其对末端配电网的不利影响。面向5G基站，针对传统扰动观察P&O(perturb and observe)法抗干扰能力较差及因PV出力波动或基站负荷变化而易引起直流母线电压越限的问题，提出了一种具备直流母线电压感知能力的限最大功率点跟踪LMPPT(limit maximum power point tracking)算法。一方面通过改进传统P&O法的扰动观察过程提高了算法的抗干扰能力；另一方面通过引入电压分层限功率控制策略确保了直流母线电压不越限，以维护基站设备的安全稳定运行。此外，采用全国产化器件搭建了额定功率为600W的高效率、高功率密度PV直流汇流模块，功率密度达到了135.2W/in³，最高效率为98.9%，实验测试结果较好地验证了理论分析和设计思路。
一种高精度并网逆变器频率耦合导纳测量方法会员

期刊论文

作者：卓浩泽 , 林杰 , 姚文轩 , 张梓霖 , 伍文华 , 莫枝阅

页码： 265 - 276

摘要

2026/06/01

实现并网逆变器的导纳测量对于新能源并网稳定性分析起着关键作用，基于此提出一种高精度并网逆变器频率耦合导纳的测量方法。首先，将基于扰动注入的导纳测量过程看作确定性分量的测量过程；然后，通过将扰动注入后的信号看作宽频带信号，提出了基于多项式拟合的宽频带信号确定性分量测量方法；最后，搭建了基于确定性分量的逆变器频率耦合导纳测量框架。仿真及实验结果表明，相比于现有方法，所提方法能实现宽频带信号的精确测量，在多种电网频率场景下可以准确测得频率耦合导纳特性，对于确定性分量的测量有着较好的适用性。

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电源学报 2026年06月 第24卷 第6期

电源学报 2026年06月第24卷第6期