研旭YXSPACE系列产品助力集美大学轮机工程学院发表优质论文：科技与学术的完美结合
发布时间：
2024-01-18 09:44
来源：
[1] 论文名称：混合动力船舶直流微电网阻抗建模、参数灵敏度及稳定性分析
[2] 期刊名称：Electric Power Systems Research
[3] 论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378779623007897
[4] SCI收录号：WOS:001096209700001
1、主要研究内容
混合动力船舶直流微电网中含有大量的电力电子变流器，其控制策略日益复杂，使得系统失稳后的稳定性分析和参数调整变得非常复杂。为了应对这些挑战，本文建立了一个包含柴油异步发电机的混合动力船舶直流微电网系统级阻抗模型。其次，采用基于方差的Sobol参数灵敏度分析法，定量评估系统电路参数和控制参数对系统稳定性的影响，解决了系统参数难以量化的问题。此外，通过改变这些参数并观察系统阻抗比Nyquist曲线的演变规律，进一步讨论了主导参数之间的相互作用，从而确定了主导参数的二维和三维稳定区域。最后，仿真结果和硬件在环实验表明，对系统进行阻抗建模和稳定性分析，并利用Sobol灵敏度分析对主导参数进行优化，可以扩大混合动力船舶直流微电网的稳定裕度。
2、研究对象
混合动力船舶直流微电网的完整拓扑和控制结构如图1所示。它由柴油发电机单元、储能单元、推进单元、多种变流器、辅助负载单元和直流母线组成。柴油发电机单元和储能单元通过下垂控制方式调节各自的功率输出，实现功率平衡和直流电压稳定。
图1. 混合动力船舶直流微电网拓扑和控制结构图
3、实验结论
本文利用小信号线性化方法推导了混合动力船舶直流微电网的系统级阻抗模型，采用基于方差的Sobol灵敏度分析方法和阻抗比稳定性准则，研究了电路和控制参数对系统稳定性的影响及其相互影响。并进行了仿真和硬件在环实验，并得到以下结论：
(1) 本文开发的系统级小信号阻抗模型可以准确地描述采用异步发电机的混合动力船舶直流微电网的阻抗不稳定机理。
(2) 基于方差的Sobol灵敏度分析方法可以直接量化不同参数对混合动力船舶直流微电网稳定性的影响程度。
(3) 理论分析与实验结果验证，参数k pv2和k iv2对系统稳定性的影响最大，负载侧的参数对系统稳定性影响最小。此外，当k pv1, k iv1, k pv2和k iv2同时变化时，参数之间的相互作用减小了系统的稳定性区域。
正文如下：
相关新闻
深圳见——第四届中国电力电子与能量转换大会暨展览会 中国电源学会第二十八届学术年会
南京研旭展台位置：20号馆D18 2025年11月8日-9日，由中国电源学会主办，第四届中国电力电子与能量转换大会暨展览会 中国电源学会第二十八届学术年会，将在深圳国际会展中心（宝安新馆）18 号馆 & 20 号馆(广东省深圳市宝安区福海街道展城路 1 号)召开举行。
祝贺【中国矿业大学（北京）】机械与电气工程学院发表高质量论文
中国矿业大学（北京）电力电子与电力传动技术团队针对传统有源电力滤波器（APF）依赖锁相环和电网电压传感器导致动态性能受限等问题，提出了一种无锁相环、无电网电压传感器的改进型无差拍控制策略。通过引入延时补偿和电感在线识别方法，有效解决了控制延时和参数失配带来的性能下降问题。在实验中，采用了南京研旭三相可编程电源YXACS15-YZ提供电网电压，整流桥与电阻性负载构成谐波源，补偿部分使用南京研旭YXPHM-MMCFB01 系列三相逆变器及滤波电感，控制器为南京研旭YXSPACE-SP6000，直流侧配置大容量电容维持母线电压稳定，测试部分包括功率分析仪和示波器。通过对比带锁相环的PIRC控制方法，实验表明，所提出的方法在稳态下将电网电流总谐波畸变率（THD）降低至 3.9%，在负载突变及低电压穿越过程中，电网电流无超调，暂态时间短暂，验证了所提方法的快速性、稳定性和鲁棒性。
三电平中性点箝位（NPC）变换器的性能取决于中性点（NP）电压平衡。因此，中性点电压的有源电压调节能力是 NPC 转换器的关键要求。本文提出了一种主动空间矢量调制策略。它能准确利用开关周期中的零电平占空比调整量，从而在降低电容器电压纹波的同时主动控制 NP 电压。此外，还为寻址调制策略选择了与低共模电压（CMV）相关的开关状态。与传统的空间矢量脉宽调制相比，所提出的方法在实现 NP 电压平衡方面具有更快的响应速度、更低的 CMV 和电容器纹波。最后，在三电平NPC逆变器上的实验结果证明了所提调制策略的可行性和有效性。 实验装置包括一个直流电源、一个快速控制原型控制器（RCP）、一个YXPHM-TP310b-I三电平三相DC-AC变流模块、一个三相RL负载、一台个人计算机（PC）和一台示波器。直流电源为YXPHM-TP310b-I三电平三相DC-AC变流模块供电， DC-AC变流模块随后连接到三相RL负载。该测试台设计用于在各种操作条件下对NPC逆变器进行系统评估。
祝贺【中国矿业大学】发表三相PWM整流器启动冲击电流的抑制策略高水平论文
中国矿业大学大功率电力传动与变流智能控制团队针对三相PWM整流器启动冲击电流较大等问题，研究了一种基于线性跟踪微分器(LTD)的软启动策略。通过动态地调整直流母线电压参考值的斜率，可以有效抑制整流器启动冲击电流。此外，利用牛顿迭代法研究了LTD参数与时间t的关系。在文中使用了南京研旭YXPHM-TP210b-SBTB背靠背 AC-DC-AC 模组，控制器为 TI 公司TMS320F28377D，交流和直流电流传感器型号为 HCC100BS，开关管是安森美的 NTH4L040N120SC1-D，将所提方法与分段式给定方法进行对比，通过该实验平台很有效的验证了本文的方法。
扬州大学和南京航空航天大学的研究人员提出一种新型直流电弧模型——指数分段噪声模型。该模型通过建立频率值与谱能量之间的指数关系，精准刻画电弧噪声特性。为实现该模型的参数精确提取，设计了一种新的元启发式算法——反馈混沌增长优化器（feedback chaotic growth optimizer，FCGRO）。FCGRO 在传统增长优化器（GRO）基础上引入反馈算子与混沌机制。首先，在三个经典工程优化基准问题上，通过对比实验严格评估 FCGRO 的收敛性能。随后，依托已搭建的实验平台获取的数据，采用 FCGRO 与 8 种当前最先进算法，对 DC 电弧故障的指数分段噪声模型进行参数提取。FCGRO 所得结果的总体平均均方根误差为 0.0418，标准差为 0.00818，低于其余 8 种对比优化方法，表明其参数估计的结果更准确、更稳定。在计算效率方面，FCGRO 在 9 种算法中位列第三，证明了其计算效率具有一定的竞争力。最后，对比实验证明了所提直流电弧模型的性能。
微信公众号
