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最大效率跟踪

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故障检测

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功率因数校正

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燃料电池

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移相控制

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光伏均衡器

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风电机组

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三电平双有源全桥

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作者

吴昕

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唐圣学

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康文韬

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史帅彬

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胡晓亚

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郭永芳

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张若可

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黄祖勋

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喻礼礼

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基于二维卷积神经网络的 BLDCM驱动系统故障检测方法会员

期刊论文

作者：孙权 , 于翔海 , 李宏胜 , 黄家才 , 樊冀生

页码： 180 - 187

摘要

2022/01/01

针对无刷直流电机驱动系统功率开关管故障诊断存在由于特征提取效果差而导致识别准确率低等问题，提出一种基于二维卷积神经网络 2D-CNN（two-dimensional convolution neural network）自适应特征提取的故障检测方法，避免人工提取特征的复杂性及不确定性。以相电流作为故障敏感信号进行 FFT预处理，并将一维数据转换为矩阵形式作为 2D-CNN的输入数据，然后利用 Adam优化的 softmax分类器对 2D-CNN提取的故障特征进行分类，实现逆变器不同故障模式的状态识别。实验结果表明，2D-CNN模型在不同工况、不同故障模式下的故障诊断准确率均优于多层感知机 MLP（multi-layer perceptron）和堆栈去噪自动编码器 SDAE（stacked denoising auto encoder）方法。实验结果验证了所提方法的有效性和准确性，可为功率变换系统健康状态评估奠定理论基础。
非隔离逆变器交直流侧共模干扰耦合抑制会员

期刊论文

作者：梅朝朝 , 江师齐 , 喻礼礼 , 黄祖勋

页码： 173 - 179

摘要

2022/01/01

在非隔离的逆变系统中往往需要在逆变器直流侧和交流侧放置电磁干扰滤波器，以往学者主要是研究直流侧或交流侧滤波器的拓扑结构、参数设计等，但对于交流侧和直流侧EMI滤波器两者之间的耦合作用缺少分析。通过分析共模噪声在两侧EMI滤波器之间的耦合特性，在交流侧采用一种浮地结构的EMI滤波器，改变了共模噪声的流通路径。实验结果表明，该结构能够削弱交直流侧共模EMI滤波器的耦合，使得两侧的EMI滤波器可以达到预期效果；同时，能够增强直流侧和交流侧EMI滤波器的共模衰减能力，有效抑制光伏系统的共模干扰。
一种无通信的无线电能传输阻抗匹配方法会员

期刊论文

作者：吴昕 , 何小斌 , 蓝建宇 , 邹小雨 , 谢伟 , 董梦雪

页码： 165 - 172

摘要

2022/01/01

磁耦合谐振式无线电能传输系统由于线圈两侧的电气隔离，通常使用无线通信来实时获取原副边的电压电流信息并对其进行控制。在一些特殊应用场合比如航天器，由于频率管制等原因无法使用通信电路。为了解决该问题同时使得系统的传输效率最优，提出了一种无通信的阻抗匹配方法。该方法选用Buck电路作为阻抗匹配网络，在负载电压变化时采用线性拟合的方法对整流输出电压进行控制，进而实现对系统最大效率的跟踪。建立了系统的等效电路模型，在不同负载下对系统的效率曲线进行了分析，给出了系统的控制策略。仿真与实验表明，在10cm的传输距离下系统的效率保持87%以上，验证了无通信阻抗匹配方法的可行性。
具有谐波抑制功能的电网电能质量最优控制方法会员

期刊论文

作者：史帅彬 , 曾江 , 康文韬 , 张伟

页码： 158 - 164

摘要

2022/01/01

电网运行过程中容易受谐波干扰，造成电压畸变、网损过度。为此，提出具有谐波抑制功能的电网电能质量最优控制方法，优化电网电能质量的同时有效抑制谐波干扰。采用分层控制策略，初级控制采用多目标电压无功谐波优化算法获取电压差异数据、电压不稳定性数据、网络损坏率数据、电网谐波数据优化电网电压输出，同时采用模糊PI控制器完成复合电流谐波补偿抑制；二级控制将电网输出电压和频率反馈至初级控制，电网电能输出再次达到平衡；二级控制采用谐波补偿器对电网进行谐波补偿，实现电网电能质量最优控制。实验结果表明，该方法能够有效抑制电网电流畸变率，同时提高电网输出有功功率、降低无功功率，实现电网电能质量最优控制。
大型矿车制动能量回收与利用装备管理系统会员

期刊论文

作者：吴阳杰 , 刘健 , 王阳 , 王祥生

页码： 149 - 157

摘要

2022/01/01

大型矿车工况恶劣，环境复杂，其制动能量回收与利用装备维护调试困难。针对上述问题，利用C#.Net平台设计了大型矿车制动能量回收与利用装备的管理系统，该系统具有制动能量回收与利用装备的监视和控制、超级电容与蓄电池的能量管理等功能。采用运行效率较高的C#语言编写管理系统主控程序，使用线程优化手段提高其运行效率，同时使用基于SQLite数据库优化存储技术记录系统的基本数据，利用Visual C#.Net平台下的控件和第三方控件完成界面设计。将继电保护领域IEC 60870-5-103通讯规约引入管理系统，进一步提高其安全稳定性。在所搭建的300kW/1800V超级电容与蓄电池混合储能大型矿车制动能量回收与利用装备实验室的动模实验平台上，对管理系统的各项功能进行实验验证。结果表明，管理系统可以安全、稳定、高效地实现对系统的控制、调试和维护。最后，在平朔安家岭煤矿管理系统进行车载运行制动能量回收与利用的调试和控制实验，验证了在实际工况中管理系统的稳定性和可靠性。
计及电网频率波动敏感特性的双馈风电机组优化发电控制策略会员

期刊论文

作者：田昕 , 蔡旭 , 贾锋

页码： 141 - 148

摘要

2022/01/01

为协调优化提高风电机组发电量目标和限制机组功率波动目标，提出一种带滤波器的改进转矩控制策略。在风力机空气动力学、机组转子运动学和风机控制原理的基础上，考虑自然风频谱特征和电网调频敏感频段，推导并建立了机组转速和输出功率对风速的小信号分析模型。基于工作点处转速和功率对风速的传递函数，对比分析了常规转矩控制和改进转矩控制的控制性能。分析结果表明，提出的控制策略提高了机组对中低频风的动态跟踪性能，同时抑制了机组在电网敏感的高频风段中的功率波动，实现了提高发电量目标和限制功率波动目标的综合优化。最后，在BLADED和RTDS联合仿真平台上建立了1.5MW双馈风力发电系统，通过仿真和实验验证了理论分析的正确性及所提控制策略的有效性。
质子交换膜燃料电池输出电压稳定控制技术会员

期刊论文

作者：张庚 , 刘国金

页码： 134 - 140

摘要

2022/01/01

针对现今质子交换膜燃料电池 PEMFC（proton exchange membrane fuel cell）输出电压不稳定、发电效率低下等问题，提出一种对质子交换膜燃料电池输出电压稳定性进行控制的方法。通过 PEMFC的热力学电动势、欧姆过电压、总极化电压等相关参数对 PEMFC动态模型进行控制，采用模糊比例-积分-导数 PID（proportional integral derivative）方法设计 PEMFC输出电压模糊 PID控制系统。根据梯形函数调整期望输出电压，由氢气流速控制燃料电池的输出电压，实现质子交换膜燃料电池输出电压的稳定控制。通过仿真实验验证控制技术的有效性，结果表明所提方法可有效降低 PEMFC电压振荡幅度，使 PEMFC电压达到稳定状态，处理时间仅为 4 s，说明电池电压稳定控制技术具有高效可靠性。
锂离子电池健康状态估计方法研究综述会员

期刊论文

作者：胡晓亚 , 郭永芳 , 张若可

页码： 126 - 133

摘要

2022/01/01

电池管理系统是锂离子电池高效、安全运行的重要保障。电池的状态估计在电池管理系统中发挥着重要的作用。健康状态是锂离子电池状态估计的重要指标之一。通过对近几年国内外锂离子健康状态估计方法相关文献的整理，综述了锂离子电池健康状态的定义和估计方法，并对现有的估计方法进行了分类和阐述。最后针对现有估计方法的不足，提出未来需要改进的方向。
动力电池组分散式主动均衡控制系统会员

期刊论文

作者：申永鹏 , 葛高瑞 , 王耀南 , 孟步敏

页码： 118 - 125

摘要

2022/01/01

针对动力电池组使用过程中单体 SOC不一致问题，提出一种分散式主动均衡控制系统。首先，对野单体解耦鄄分散式控制器串联冶主动均衡控制系统拓扑结构进行了分析。在此基础之上，通过在放电过程中实时调整分散式控制器母线电压调节系数琢及均衡加速系数茁，在保证母线电压稳定的前提下，实现了单体放电速率的线性动态调节。最后，在恒阻放电模式及模拟高速公路燃油经济型试验 HWFET（high way fuel economy test）测试工况下进行了均衡试验。试验结果表明，所提出的分散式主动均衡控制系统，可实现动力电池组放电过程中的在线主动均衡，避免了传统电荷转移式均衡方法存在的无效充放电循环，同时可对母线电压适当调节，满足了不同负载的工作电压需求。
负载源极连接谐振式 Buck-Boost LED驱动电源会员

期刊论文

作者：张哲丰 , 贺明智 , 刘雪山 , 张福高 , 万宇阳 , 闫圣来

页码： 112 - 117

摘要

2022/01/01

提出了一种负载源极连接谐振式 Buck-Boost LED驱动电源，并分析了工作原理及其特性。该驱动电源利用一个串联谐振网络，解决了传统的 Buck-Boost LED驱动电源开关管与输出支路不共地的问题。与传统 Buck-Boost LED驱动电源相比，该电源在保持各种特性基本相同的同时，只使用一个负载源极连接有源开关与一个控制器，无需光耦隔离即可同时实现 LED电流采样与 MOSFET栅极驱动与控制，简化了控制电路，提高了系统的可靠性。最后，搭建了一台 56W的实验样机，效率达到了 92.9%，验证了理论分析的正确性与电路拓扑的可行性。

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电源学报 2022年01月 第20卷 第1期

电源学报 2022年01月第20卷第1期