2013年, 第11卷, 第5期　刊出日期：2013-09-30

  

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微型电网、智能电网中的电力电子技术
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  独立直流微网能量管理控制策略

  李琰,王盼宝,张继元,王卫

  电源学报. 2013, 11(5): 1-8. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2013.5.1

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  在直流微网控制系统中，维持母线电压稳定以及能量的合理分配对系统可靠运行具有重要的指导意义。针对基于光伏发电的独立直流微网系统，提出一种新的能量管理控制策略，根据光伏DC/DC变换器在不同光照条件下的控制策略，利用蓄电池储能单元作为支撑，通过蓄电池充放电时不同的能量管理控制策略，维持母线电压稳定，为直流负载提供电能，其核心是使光伏电池与蓄电池储能单元协调工作，确保直流微网的高效稳定运行，最后通过实验结果验证了所提出控制策略的正确有效性。
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  自适应相位漂移孤岛检测法及SIMULINK仿真验证

  吴志鹏,卿湘运,杨富文

  电源学报. 2013, 11(5): 9-13. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2013.5.9

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  在分布式发电系统中，孤岛检测是必须的安全设计之一，要求既快速准确地判断出孤岛的发生，又不能降低逆变器输出电能的质量。文中论述了孤岛效应发生的原理，存在检测盲区的原因。提出了通过主动移相来达到移频的一种孤岛检测方法，并且在最坏的条件下，进行了SIMULINK的仿真实验，验证了这种方法的可行性和存在很小的检测盲区。
多电平、新颖PWM控制
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  三电平有源电力滤波器的无差拍控制研究

  朱日升,康劲松,卢文建

  电源学报. 2013, 11(5): 14-20. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2013.5.14

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  对三电平主电路拓扑结构的并联型有源电力滤波器进行研究，首先介绍了其谐波电流检测方法、三电平主电路数学模型以及无差拍控制策略。针对三相三线制有源电力滤波器，根据所建立的主电路基于abc三相和d-q旋转坐标系下的数学模型，详细阐述了无差拍控制的原理、主电路的离散化模型。并分别提出非线性负载稳定和突变两种运行情况下谐波电流的预测算法。基于MATLAB/Simulink系统仿真分析结果表明，所提出的无差拍控制方法能很好地保证控制系统的精度和动态响应的速度。
逆变器与UPS
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  UPS逆变器并联控制技术综述

  龙江涛,路嘉鑫,钱希森,张颖超,赵争鸣

  电源学报. 2013, 11(5): 21-27. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2013.5.21

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  阐述了传统的集中控制、主从控制、分散逻辑控制以及最新的无互联线逆变器并联控制基本原理，比较总结了各种逆变器并联控制技术的优缺点，结合模块化UPS逆变器并联控制技术的发展趋势，分析了基于下垂特性的无互联线逆变器并联控制技术，指出无互联线的并联控制技术将成为未来模块化UPS的发展主流。
电池及充电技术
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  串联电池组有源均衡拓扑结构综述

  陈洋,刘晓芳,杨世彦,邹继明

  电源学报. 2013, 11(5): 28-36. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2013.5.28

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  有源均衡技术是近年来动力型串联储能系统能量均衡技术研究的热点，拓扑结构种类繁多，功能各异。分别从集中式均衡拓扑结构和分布式均衡拓扑结构两个方面展开分析，从均衡效率、均衡速度和系统的复杂程度三个方面对其进行评价，同时讨论了其各自的适用场合。综合当前串联电池组均衡研究有待解决的问题，对其发展趋势进行了展望。
多电平、新颖PWM控制
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  一种新型的混合级联多电平逆变器

  夏华,李磊,薛媛媛,徐烨

  电源学报. 2013, 11(5): 37-41. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2013.5.37

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  在中高压大功率场合级联H桥多电平逆变器受到了越来越多的关注。混合级联多电平逆变器是传统级联多电平逆变器拓扑的改进，它的直流侧电压幅值不同。混合级联多电平逆变器最大的优点是在得到相同电平数目的情况下，大大减少了独立直流电源的数目。但是，在一些应用场合，直流电源只能为一个。针对这个问题，在直流侧加入高频环节，得到了一种新型的混合级联多电平逆变器，实现了单直流电源供电，而且这种逆变器的输出电压THD较低，系统体积小。文中首先介绍了基于高频环节混合级联多电平逆变器的电路结构，分析了该结构功率分布问题，针对最近电平逼近调制策略下的输出电压低次谐波较大的问题，改进了控制方法，最后通过软件仿真验证了改进控制方法的可行性。
系统仿真、建模与控制
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  基于空间矢量的有源电力滤波器预测电压控制策略

  李萍,刘斌

  电源学报. 2013, 11(5): 42-48. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2013.5.42

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  从矢量的角度出发，将三相电网电压与电流矢量在旋转坐标系下进行投影变换，实现了谐波与无功电流的同时提取。进一步提出一种具有无差拍控制特性的有源电力滤波器空间矢量控制策略，实现了有源电力滤波器的预测控制和谐波与无功电流的精确补偿。利用MATLAB对所提出的控制策略进行仿真验证，并研制了5 kVA实验样机进行了实验研究。仿真与实验结果验证了此方法的正确性与有效性。
微型电网、智能电网中的电力电子技术
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  分布式电力系统中微网功率负荷最优分配

  胡波,姚刚,郑昱恺,汤天浩

  电源学报. 2013, 11(5): 49-55. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2013.5.49

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  分布式电力系统中微电网功率最优化问题，是指在满足各个微网运行约束条件下优化各微网的出力，使整个微电网电压损耗最小、功率损耗最小和经济运行成本最优为目标函数。针对微电网孤岛运行时的优化调度问题，在微网模型的基础上建立了多目标优化模型，利用遗传算法，在三个目标之间采用线性加权法进行处理，将多目标优化转化为单目标进行求解，并通过算例仿真验证该方法的有效性。
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  一种引入无差拍控制的微网逆变器控制策略

  薛媛媛,张俊芳,殷明慧,夏华

  电源学报. 2013, 11(5): 56-61. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2013.5.56

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  由于传统双环控制中的PI调节器的参数固定、自适应性差，当受到扰动或参数变化时，系统的动态性能会迅速下降。考虑到无差拍控制可以使系统具备快速的动态响应能力，设计开发出一种基于无差拍控制和双环控制的逆变器控制策略，并将改进后的控制策略应用于微电网的电压频率控制器中。最后通过matlab仿真验证得到：改进的控制器都可以使系统输出电压很好地跟踪参考指令，大大降低THD的值，同时自动补偿负载的扰动，证明了改进后的逆变器控制策略的有效性。
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  一种光伏并网逆变器的混合控制策略研究

  张震,王久和,马先芹

  电源学报. 2013, 11(5): 62-68. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2013.5.62

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  光伏并网逆变器模型是一个非线性强耦合的系统，光伏电池输出电压受外界光照强度、环境温度等因素的影响。针对以上特点，提出了采用自抗扰控制（ADRC）技术和无源控制（PBC）理论相结合的光伏并网逆变器双闭环混合控制策略。电压外环采用自抗扰技术来保持直流侧电压的稳定并与采用PI控制进行了比较；电流内环采用无源控制理论对并网侧电流进行dq轴解耦，实现对有功电流和无功电流的分别控制并可使系统具有优良的静、动性能。Matlab/Simulink仿真和实验结果表明，所设计的系统具有良好的鲁棒性和动态性能，所设计的逆变器控制策略是可行的。
其他
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  基于Ansoft新型交直流混合供电系统接口变压器仿真研究及解决因直流引起的磁饱和问题的措施

  柏海,易灵芝,董鹏飞,王江,陈鸿蔚,蒋鹏

  电源学报. 2013, 11(5): 69-74. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2013.5.69

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  针对直流注入交流系统会引起变压器的直流偏磁，使变压器铁芯饱和趋于严重、漏磁增加、谐波含量增加、励磁电流畸变的问题，提出一种在Zigzag变压器的中性点注入直流，有效应对因直流引起的磁饱和问题。构建Ansoft Maxwell环境下的仿真模型，对变压器的磁力线、磁场强度、磁链曲线交链、电压电流波形进行有限元分析，实验结果表明注入直流电流后主磁力线变化并不大，漏磁力线减少。
多电平、新颖PWM控制
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  一种新颖的三相高频链矩阵式逆变器的控制方法研究

  李黎,黄鑫,黄金波,郑连清

  电源学报. 2013, 11(5): 75-80. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2013.5.75

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  矩阵变换器是一种新型拓扑结构的绿色“全硅”功率变换器，具有巨大的研究价值和广泛的应用前景。文中就三相高频链矩阵式逆变器的换流问题展开研究，基于解结耦思路，提出一种新型SPWM混合调制策略，并详细分析了变压器高频交流周期内变换器的工作状态。该控制策略可实现一步自适应换流，有效解决矩阵变换器的换流问题。实验结果验证了该控制策略的可行性。
微型电网、智能电网中的电力电子技术
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  并网型电励磁同步电机风力发电控制策略研究

  龙世鹏,周扬忠

  电源学报. 2013, 11(5): 81-86. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2013.5.81

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  随着人们对新能源风能的关注，风力发电系统（WEGS）的研究早已成为热点。而电励磁同步发电机（EESG）具有功率因数可调、效率高等优点，研究其在风力发电系统中的应用有重要意义。选用背靠背双PWM功率变换器拓扑结构，详细研究机侧和网侧控制策略。为实现机侧对外输出电磁功率的快速控制，采用直接转矩控制（DTC）策略；为实现网侧直流母线电压快速平稳控制，采用电网电压定向的矢量控制策略。并在以TMS320F2812DSP为核心的全数字控制系统下进行实验，实验结果表明，所设计系统工作可靠、控制性能好。
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  光伏并网逆变器通用LCL滤波器的设计

  赵明,杨有涛,张磊,杨凯,刘伟增,梁欢迎

  电源学报. 2013, 11(5): 87-92. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2013.5.87

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  从光伏并网逆变器的实际特点出发，对逆变器LCL滤波器参数设计进行了研究。从逆变器对滤波器的实际要求方面给出了LCL滤波器的设计步骤和方法，对100 kW三电平并网逆变器滤波器参数进行了设计。同时，针对实际系统，应用MATLAB仿真软件对设计结果进行了仿真验证，仿真和实验结果表明：采用所提出的LCL滤波器的设计方法，光伏并网逆变器性能良好，从而验证了这种设计方法的正确性和合理性。
其他
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  一种电磁感应水处理器关键技术的研究

  张英杰,潘超,程亮,王永超

  电源学报. 2013, 11(5): 93-98. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2013.5.93

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  提出了一种线圈缠绕式电磁感应水处理装置及其水处理方法，阐述了其工作原理以及达到其最佳处理效果的关键技术：通过PWM信号产生双极性脉冲馈入LC电路产生谐振,并采用自动频率跟踪系统对其脉冲的输出频率进行实时调整，使谐振电路输出最优频率的正弦波电流，产生高频变化的电磁场，使得处于该电磁场中的水中成垢离子结合成大量的文石晶核，从而达到其水处理的目的；通过实验表明：该水处理装置在保证了原有的防污、除垢等功能的同时，对环境的适应力更强。
LED驱动电源
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  基于矩阵变换器的400Hz单相交流电源

  吴胜华,赖向东,张显才

  电源学报. 2013, 11(5): 99-103. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2013.5.99

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  依据三相/单相矩阵变换器（31MC，3-phase to 1-phase matrix converter）拓扑及SPWM控制技术，设计了一台单相400 Hz 4 kVA交流电源。提出了一种门极分时驱动策略，该信号综合了整流开关函数及SPWM信息，具有扇区自动切换，双向开关自然换流功能。该方法无需检测负载电流或双向开关两端电压降的极性，可靠性高，易于实现。文章详细地分析了此交流电源的工作原理，通过仿真和试验验证了方案的正确性。