【CAA期刊】《电气传动》“电力电子”栏目最受关注论文

摘要：为有效解决多源扰动下独立光伏储能系统直流母线电压的稳定控制问题，提出了一种基于改进型线性自抗扰控制的双向DC-DC 变换器调节方案。构建了双向DC-DC 变换器的线性化小信号模型，并对其设计了带有误差比例反馈的扩张状态观测器。频域特性分析和仿真结果表明，该控制策略能有效提升直流母线电压的跟踪性能和扰动抑制能力，减轻多源扰动条件下直流母线电压的波动范围。

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摘要：为了解决LLC变换器在变频控制下电压增益范围较窄的问题，提出了一种基于滑模控制的混合控制策略。该控制策略结合了脉冲频率调制和移相控制的优点，在混合控制策略下，LLC 谐振变换器能够根据增益大小切换模式。详细分析了LLC 谐振变换器的工作原理以及工作特性，并给出滑模混合控制策略的具体实现方案。仿真结果证明了所提控制方法的可行性和优越性。

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摘要：绝缘栅双极型晶体管（IGBT）在工业领域应用广泛，但IGBT 结温易受工况变化及其所处散热环境影响，散热通道不畅会使IGBT 模块处于高温状态，长期在高温状态下工作严重影响器件使用效率。由此，提出一种基于热阻抗模型的IGBT结温估计方法。将IGBT模块各功能层抽象为一个热阻模型，通过建模仿真获得某确定工况下IGBT的估计结温。在同工况下，通过实验采集IGBT温度值，将建模结果与实验结果相验证，进而证明基于阻抗模型的IGBT结温估计的准确性。

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摘要：由于碳化硅（SiC）MOSFET具有高频、低损耗、高耐温特性，在提升新能源汽车逆变器效率和功率密度方面具有巨大优势。对于SiC MOSFET功率模块，研究大电流下的短路保护问题、高开关速度引起的驱动振荡问题尤为重要。针对这些问题，设计了大电流下SiC MOSFET功率模块的驱动器，包括电源电路、功率放大电路、短路保护电路、有源米勒钳位电路和温度检测电路。在分析了驱动振荡机理后，通过有限元软件提取了驱动回路的寄生电感，优化驱动回路布局，使得开通与关断回路杂散电感分别降低到6.50 nH和5.09 nH。最后，以Cree公司的1 200 V/400 A CAB400M12XM3功率模块为测试对象，利用双脉冲实验验证了所设计驱动电路的合理性及短路保护电路的可靠性，对于800 A的短路电流，可以在1.640 μs内实现快速短路保护。

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摘要：随着新能源并网技术的广泛应用，大量电力电子装置接入电网，其谐波交互问题对并网电能质量造成了一定的影响。针对多逆变器并网系统的谐波交互问题，采用多输入多输出模型对谐波耦合特性进行分析。首先，通过逆变器的小信号方程和谐波状态空间（HSS）理论对多个并联的三相LCL型并网逆变器系统进行建模。其次，基于多逆变器的HSS模型推导谐波耦合系数理论方程，并绘制谐波分量的耦合关系图，从而分析多逆变器并网系统中的谐波耦合特性，即交流侧和直流侧的各个频次谐波间的谐波耦合过程。最后，通过在多种工况下的仿真实验以及RTLAB实验与HSS模型结果进行对比验证数学模型的有效性。

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摘要：首先，分析了新能源发电设备进行阻抗建模的重要意义，说明了现有的阻抗模型建立方法。针对商用阻抗测量装置存在的灵活匹配度低、扰动信号单一、扰动频率固定以及测量结果无法在PC界面实时显示等问题，讨论了适用于新能源发电设备阻抗测量的实验系统设计方法。从设计内容、设计依据、分析难点以及解决方法等方面阐述了新型阻抗测量系统的实现方案。随后，结合讨论的设计方法，以Venable阻抗测量装置为基础平台，设计了基于扰动谐波注入法的新能源发电设备阻抗测量系统，该实验系统能够发生三路可灵活调节频率、幅值和相位的独立正弦波，并能够对测量结果进行实时传输计算和图像化展示。最后，通过实验证明了所提方法的有效性。改进的新能源发电设备阻抗特性测量方法将改善现有阻抗测量装置存在的缺陷，为新能源发电系统及电网系统稳定性控制等研究应用提供平台基础，在特性各异的新能源发电设备的阻抗测量领域具有良好的适用性。

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摘要：小电流下饱和压降法（Vce法）和阈值电压法（Vth法）是IGBT 热阻测试标准中推荐使用的两种结温测量方法，然而并没有说明两种方法测得的结温的关系及等效性。首先理论分析了小电流下饱和电压和阈值电压的电压构成，表明Vce法测得的结温反映的是芯片集电极侧的温度信息，Vth法测得的结温反映的是芯片发射极侧的温度信息，由于芯片内部存在垂直温度梯度，推断Vth法测得的结温将高于Vce法测得的结温；然后根据两种测量方法的测量原理，搭建了IGBT 结温测量平台，在不同负载电流下用两种方法测量结温，实验结果验证了理论预测，且两种方法测得的结温的差值随着负载电流增加而增大。最后，提出一种简易热校准模型用于快速计算差值，使得两种方法的结果可以等效变换并进行公平对比。

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摘要：提出了一种基于桥臂平衡原理的隔离型模块化多电平变换器（I-MMC）环流抑制策略。首先介绍了I-MMC的拓扑和运行基本原理，I-MMC是一种具有三端口的电力电子变压器，可通过单级变换实现低压直流、中压直流和中压交流之间的电能变换。其次，通过对I-MMC建立平均模型分析了其产生循环分量的原因，基于此，给出了抑制I-MMC循环分量的桥臂平衡控制策略，消除了因I-MMC子模块参数差异引起的非对称电压、电流分量。最后，通过仿真和搭建1 kW实验样机验证了所提控制策略的有效性，即消除了交流端口的直流偏置，并抑制了中压直流端口的电压和电流纹波，对于循环分量具有良好的抑制效果。

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摘要：针对补偿电容器等传统调压装置在配电网线路电压补偿中存在的调节范围小、速度慢等问题，提出了基于电力电子调压器的稀疏地区配电网线路电压补偿方案，并基于电力电子调压器，设计了电压分层协调控制策略。首先将电力电子调压装置等效为节点功率注入模型，通过粒子群算法优化计算等效节点有功、无功调节量，即节点注入附加功率，再通过附加功率进行潮流计算，确定电力电子调压器补偿电压及相角，实现功率补偿优化计算与潮流计算解耦。在改进的IEEE33 节点等效模型系统中进行算例验证，结果证明所提出的策略可有效地减少线路压降，且将功率优化与潮流计算解耦可减小计算复杂性、提高运算精度。

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摘要：随着静止无功补偿器（SVG）代替传统的调相机，可以提供动态的无功补偿。然而相比于传统调相机，SVG缺少旋转惯量。传统的SVG研究主要集中在无功补偿和故障穿越，没有针对SVG在提高惯量上的研究。针对这一问题，提出了具有动态无功补偿和动态惯量响应能力的电力电子调相机。首先，具体设计了不同电压等级下的拓扑结构；其次，从储能出发，选择超级电容器作为储能元件，同时设计了储能配置和储能元件的参数；然后，从惯量响应和无功补偿两个方面设计控制策略；之后，对比传统的调相机，推导了能量利用率以及惯量响应的对应关系。最后，通过PSCAD/EMTDC仿真验证了理论分析的正确性。

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