2026年, 第24卷, 第4期　刊出日期：2026-04-30

  

• 全选
  |

功率半导体器件与驱动
• Select
  IGBT模块特征参数识别精确性对并联动态均流影响的评估分析

  金声超, 吴文宝, 黄晓宏, 罗玮

  电源学报. 2026, 24(4): 1-10. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2026.4.1

  摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏

  IGBT模块特征参数差异是导致控制回路参数差异的重要因素,对IGBT并联应用动态均流特性影响至深。在无法更改器件参数的情况下,采用一些驱动补偿控制可以弥补器件差异对动态均流的影响,精确识别IGBT模块特征参数是此类方法的关键。主要研究采用同步脉冲异步驱动方案时,以门电阻为代表的参数识别精度差异对动态均流特性的影响。对IGBT器件本体特征参数的关联特性进行了研究,构建各参数与影响变量的特征模型。建立PSpice器件并联工作模型,结合器件手册数据比对与多工况测试参数校正,拟合出IGBT器件参数与影响因子变化曲线。通过2组模块1 200 V/200 A 和1 700 V/300 A IGBT并联开、关特性实验,验证了关于IGBT特征参数差异对并联均流影响的判定。最后总结了特征参数识别精确性差异对动态均流特性的影响。
电力电子变换器拓扑
• Select
  一种低功耗瞬态增强的无片外电容LDO的设计

  唐俊龙, 于澈, 关浩, 邹望辉, 喻华

  电源学报. 2026, 24(4): 11-18. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2026.4.11

  摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏

  针对传统无片外电容型低压差线性稳压器LDO(low dropout linear regulator)的瞬态响应较差的问题,设计了1种低功耗瞬态增强的无片外电容型LDO,采用推挽式AB类运算放大器作为误差放大器来提高功率管栅极处的电流充放电速率,并且在LDO中设计了1种新型的瞬态增强电路,在低功耗的前提下感应负载电流的波动,为功率管栅极提供额外的充放电电流,减小输出电压的瞬态波动。基于0.18 μm 的CMOS工艺,完成电路设计、版图设计与仿真。仿真结果表明：在1.6~4.0 V的输入电压范围内,LDO的输出电压为1.5 V。在额定输入电压下,静态电流为9.4 μA,负载电流在0~50 mA范围内变化,该LDO输出的过冲电压和下冲电压分别为56 mV和55 mV,稳定时间在1.7 μs内。在0~50 mA的全负载范围内,降低了LDO输出的过冲电压与下冲电压,瞬态性能大幅提升,满足应用需求。
• Select
  一种宽电压混合桥双向DC-DC变换器

  段双明, 韩宇祺, 李军徽, 赵志强, 刘浩军

  电源学报. 2026, 24(4): 19-26. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2026.4.19

  摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏

  提出1种宽电压混合桥双向DC-DC变换器。与CLLC变换器相比,所提出的变换器在两侧增加了线性桥臂,提高了变换器增益范围,降低了开关频率和反馈电流。提出了脉冲位移调制动态控制方法,可有效抑制能量传输过程中出现的电感端过电压,且具有控制初始化的功能。所提变换器在所有工作模式下均可实现软开关。设计了宽电压混合桥双向DC-DC变换器样机,通过实验验证所提变换器拓扑和控制策略的正确性和有效性。
• Select
  面向双极直流系统互联的容错型四有源桥变换器

  徐大桢, 马建军, 朱淼

  电源学报. 2026, 24(4): 27-40. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2026.4.27

  摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏

  为实现双极性直流配电系统的高效与高可靠性互联,提出了1种功率变换级数较低的容错型四有源桥FT-QAB (fault tolerant quad active bridge)变换器拓扑及其运行控制策略。首先,给出了FT-QAB正常运行模式的运行控制策略及高/低压侧直流端口单极接地故障PTGF(pole-to-ground fault)时的故障重构运行控制策略。其次,分析了FT-QAB变换器正常运行与故障重构后的功率传输特性与零电压开关运行条件,并给出了变换器的参数设计流程与控制框图。然后,通过FT-QAB拓扑方案与现有典型变换器拓扑在双极系统互联时的对比,表明FT-QAB变换器通过降低功率变换级数实现了运行效率提升,并且具备容错运行能力。最后,通过实验验证了所提FT-QAB变换器拓扑方案及正常运行与容错运行控制方式的有效性。
• Select
  一种具备自均压和直流故障清除能力的改进型MMC

  刘文君, 王怡苗, 秦志文, 陈根旭, 赵蔚桐, 王要强

  电源学报. 2026, 24(4): 41-49. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2026.4.41

  摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏

  基于模块化多电平变换器MMC(modular multilevel converter)的高压直流输电系统,存在半桥子模块拓扑不能清除直流故障电流、子模块电容电压排序计算量过大、对传感器实时性要求高等问题。针对这些问题,提出了1种兼具故障电流自清除和模块电容自均压能力的改进型全桥MMC。通过在相邻全桥子模块的同一侧接入1个由2个IGBT反向串联组成的支路,为相邻子模块电容直接并联提供路径,并分析了其在不同状态下的运行模式,设计了相应的动态分配均压控制策略。通过加入电容并联运行状态,改进型全桥MMC可在无需监测子模块电容电压的前提下,实现同一桥臂不同子模块电容之间的电容自均压,有效降低了控制器的计算复杂程度及计算量。同时,电容的并联投入也可减少单个电容的出力,从而降低电容电压波动。RT-LAB仿真验证表明,采用所提均压控制策略可同时实现直流故障电流自清除和子模块电容自均压。
• Select
  具有升压自平衡能力的新型有源中点钳位七电平逆变器

  王林涛, 孟际康, 李永伟, 曾君

  电源学报. 2026, 24(4): 50-58. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2026.4.50

  摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏

  提出了1种基于开关电容原理的新型有源中点钳位七电平逆变器。对拓扑的工作原理和电容的自平衡进行了仔细论证。通过与其他拓扑进行比较,证明了所提出的拓扑具有器件减少、升压能力较高、总体电压应力较低、电容具有自平衡能力等优势,表明其适用于分布式发电、电动汽车和其他应用。最后,通过仿真和实验验证了拓扑的升压能力及电容的自平衡能力。
电力电子变换器建模与控制
• Select
  基于NDO的直流微网双向变换器变增益趋近反步滑模控制

  陈景文, 王媛, 王福强, 王同新

  电源学报. 2026, 24(4): 59-68. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2026.4.59

  摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏

  针对直流微网带恒功率负载时出现的母线电压不稳问题,提出1种基于非线性扰动观测器NDO (nonlinear disturbance observer)的变增益趋近反步滑模控制策略。首先,利用精确反馈线性化方法得到系统双向DC-DC变换器的Brunovsky标准线性模型。其次,为增强系统的鲁棒性、减小系统调节时间,设计反步滑模控制器,将误差变量进行线性组合构成滑模面,并构造幂指数型变增益的滑模趋近律,实现对参考电压的快速精准跟踪;在此基础上,引入NDO对系统扰动进行实时估计,将估计结果补偿到反步滑模控制器中,进一步减小系统的稳态电压偏差。最后,通过MATLAB及RT-LAB半实物平台证明所提控制策略能够改善系统的稳态性能,且对系统扰动及参数摄动均具有较好的鲁棒性。
• Select
  基于效率最大化的交错并联双管正激变换器开关频率调节策略研究

  徐岸非, 罗帅, 袁雷, 席自强, 丁炜

  电源学报. 2026, 24(4): 69-77. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2026.4.69

  摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏

  以交错并联双管正激变换器为研究对象,在分析其工作模态的基础上,得出了系统效率表达式,给出了效率最优时的输入电压-调制频率对应关系,并通过PSIM软件搭建系统模型进行仿真分析。通过对系统变压器和开关管的功率损耗进行分析,建立了计及损耗的变换器效率表达式。在系统电压闭环控制的基础上提出了1种基于输入电压的频率自适应控制策略使系统效率达到最优。搭建了1台额定功率为3 kW的交错并联双管正激变换器实验平台,验证了理论分析和控制策略的有效性。
• Select
  基于连续有限时间扰动观测器的带恒功率负载Boost变换器滑模控制

  莫明贵, 吴家荣, 吴伟林

  电源学报. 2026, 24(4): 78-86. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2026.4.78

  摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏

  为改善带恒功率负载CPL(constant power load) Boost变换器的功率估计精度及提高变换器系统的动态性能,提出1种基于连续有限时间扰动观测器的滑模控制策略。首先,建立变换器系统的非线性数学模型,并基于精确反馈线性化技术将模型转化为布鲁诺夫斯基(Brunovsky)标准型,进而设计扰动观测器估计CPL的总功率值。引入双曲正切函数设计连续有限时间扰动观测器解决传统有限时间扰动观测器调节参数多、输出抖振大等问题。其次,对标准型设计了非奇异快速终端滑模控制器以提升变换器系统的鲁棒性,并基于李雅普诺夫(Lyapunov)理论证明了闭环系统的稳定性。最后,仿真和实验对比结果均验证了所提控制策略的正确性和优越性。
• Select
  基于变带宽自抗扰控制的交错并联DC-DC变换器研究

  吴芳, 李永明

  电源学报. 2026, 24(4): 87-97. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2026.4.87

  摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏

  针对交错并联变换器动态跟踪时间较长和负载扰动时存在二次振荡的问题,提出1种变带宽自抗扰控制策略。首先基于小信号模型分析,将寄生参数摄动的影响计入传递函数中,以消除寄生参数引起的内部不确定性扰动;接着从频域特性入手,在稳定性和抗扰特性方面分析带宽与抗干扰能力的影响关系;最后利用蒙特卡洛实验对所提策略进行鲁棒性检验。通过仿真和实验结果可见,所提策略在目标值跟踪和抗扰品质方面均优于双闭环比例积分PI(proportional-integral)控制,提高了系统动态性能和抗扰能力。
新能源发电与储能
• Select
  基于数据驱动子空间的光伏并网发电系统孤岛检测方法

  陈恩怜, 陈建民, 张依恋, 范勤勤

  电源学报. 2026, 24(4): 98-109. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2026.4.98

  摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏

  近年来,光伏并网发电技术迅速发展,随之也带来了孤岛效应等威胁。实现对孤岛效应的实时监测对于保障光伏发电系统运行的稳定性具有重要意义。因此,针对光伏并网发电系统孤岛故障,提出了1种基于数据驱动子空间的孤岛检测方案。首先,以公共耦合节点处电压基波与电压的2次谐波信号作为检测孤岛的依据,设计基于子空间辨识方法的电压基波输出预测器;然后设计孤岛检测自适应滤波器实时跟踪电压基波信号并放大电压基波信号生成残差信号,进而根据残差信号和电压2次谐波信号设计孤岛故障检测器,判断系统是否遭受孤岛故障;最后通过仿真实验验证所提方法的有效性。
• Select
  改进LGWO和变步长P&O的光伏阵列功率跟踪策略

  刘宝宏, 陈斌, 钱立峰, 史一诺, 吕莉

  电源学报. 2026, 24(4): 110-121. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2026.4.110

  摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏

  针对局部阴影情况下光伏阵列输出功率多峰值导致传统灰狼优化算法跟踪最大功率点收敛速度慢、搜索精度低且易陷入局部最优的问题,提出1种嵌入莱维飞行的改进灰狼优化和变步长扰动观察法算法。全局搜索中提出的新型非线性收敛因子提升了灰狼优化算法的收敛速度和搜索精度,通过初始化种群正态分布进一步提升灰狼搜索效率;嵌入莱维飞行增加了全局搜索随机性,避免了搜索过程陷入局部最优;局部搜索中通过变步长扰动观察法实现全局最大功率点快速捕获。为验证算法的有效性,构建了已发表灰狼优化GWO (grey wolf optimization)算法和嵌入莱维飞行的改进GWO和变步长扰动观察ILGWO-VP&O(improved Levy-flight GWO and variable-step perturbation & observation)算法的光伏发电系统,并进行实验验证。实验结果表明,提出的ILGWO-VP&O算法动态响应速度最快,稳态控制精度最优。
• Select
  基于IDBO-LightGBM的光伏阵列故障诊断方法

  吴亚钧, 王璐, 张金江

  电源学报. 2026, 24(4): 122-132. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2026.4.122

  摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏

  为提高光伏阵列故障诊断的准确率,提出1种基于改进蜣螂优化IDBO(improved dung beetle optima- zation)算法优化轻量级梯度提升机LightGBM(light gradient boosting machine)的光伏阵列故障诊断方法。通过IDBO对LightGBM中的特定超参数进行寻优,建立基于IDBO-LightGBM的光伏阵列故障诊断模型。为有效区分各种故障,使用从电流-电压曲线中提取的特征点。为验证所提方法的效果,对模型进行仿真分析,将所提方法与LightGBM算法、DBO-LightGBM算法、其他决策树算法和支持向量机算法进行对比,验证了所提方法的稳定性与准确率。
• Select
  风机用三电平PMSM变死区时间模型预测控制

  熊川羽, 孙利平, 何诗英, 舒思睿, 李智威, 李丁晨

  电源学报. 2026, 24(4): 133-140. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2026.4.133

  摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏

  永磁同步电机是大功率风机电动独立变桨系统的重要组成部分。基于三电平变换器驱动永磁同步电机时,模型预测控制具有稳态性能差、计算量大等缺点。针对上述问题,提出1种采用变死区时间的简化策略。首先,基于无差拍预测计算得到参考矢量;其次,基于所提出的1种代数方法,快速确定与参考矢量欧氏距离最小的基本矢量,并结合直流侧电容电压确定最优基本矢量;然后,计算该最优基本矢量对应的死区电压矢量,两者均视为下一周期的输出矢量,并计算使电流控制误差最小的占空比,即最优死区时间。最后,通过实验验证本文所提控制策略的有效性。
• Select
  变电站退运电池修复技术的电化学研究

  陈传敏, 王妍洁, 陈若希, 贾文波, 郁金星, 刘松涛

  电源学报. 2026, 24(4): 141-147. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2026.4.141

  摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏

  铅蓄电池组是变电站中最重要的直流电源之一,承担着保障电力系统正常运行的重要职责。为了延长电池的循环使用寿命,响应环境保护政策,变电站退运电池修复技术逐渐进入人们的视野。因此,选择低成本且便捷的修复液修复法,基于循环伏安法设计模拟电池负极的电化学工作环境,研究不同类型的化学药剂对电池负极充放电量的影响,并采取正交试验的方法筛选出对负极充放电能力提升效果优异的复合活化剂,对变电站退运铅酸电池活化修复具有重要意义。
• Select
  机械压力下锂离子电池的电-机械性能分析

  李新, 蒋维, 梁年伯, 赵伟, 蔡雪, 陈泽平

  电源学报. 2026, 24(4): 148-157. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2026.4.148

  摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏

  从全电池层面全面研究了施加机械压力对叠层软包锂离子电池的电学和机械性能的影响。基于自由膨胀和恒位移实验平台进行一系列电学-机械行为的表征实验。通过微分电压、膨胀位移和力曲线分析法建立了相变依赖的膨胀相图,将电化学相变反应和膨胀特性进行有效关联。倍率对膨胀位移和力的影响集中在石墨电极嵌锂过程的Stage 2-2L相变阶段,而初始预紧力将主要影响膨胀力的曲线拉伸量,而不影响膨胀曲线的形状,这主要归因于弹性模量的初始预紧力依赖性。电池作为复合多孔材料的组合体具有应力松弛的黏弹性特性,进一步发现应力松弛与荷电状态SOC(state-of-charge)、倍率和初始预紧力等多种因素均具有一定关联性。对于电学特性,初始预紧力对最大可用容量、倍率容量和内阻的影响显著,实验结果表明,欧姆内阻随初始预紧力的增加而减小,但最大可用容量则相反,因此可以推断倍率容量的初始预紧力的依赖性由最大可用容量主导。全方位的电-机械性能分析对电池在成组应用中起着关键作用。
• Select
  改进NGO优化MVMD-BiLSTM的锂电池剩余使用寿命预测

  郭喜峰, 黄裕海, 单丹, 原宝龙, 宁一

  电源学报. 2026, 24(4): 158-168. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2026.4.158

  摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏

  为解决锂电池剩余使用寿命RUL(remaining useful life)预测过程中存在的噪声干扰、容量增生导致模型预测精度低的问题,提出1种将参数优化后的多元变分模态分解MVMD(multivariate variational modal decomposition)和双向长短期记忆BiLSTM(bi-directional long and short-term memory)网络相结合的RUL预测方法。从锂电池充放电过程中提取多个健康因子HF(health factor)作为模型输入,将正余弦优化算法和鲸鱼螺旋捕食机制结合引进北方苍鹰优化算法,利用其对MVMD参数寻优。然后利用寻优后的MVMD分解HF为若干个平稳分量,最后利用寻优后的多层BiLSTM进行预测,叠加求和得出最终RUL结果。应用NASA和CALCE数据集与其他方法进行对比分析,结果表明所提方法具有更高的预测精度和泛化适应性。
• Select
  基于变分模态分解与随机森林的锂离子电池故障诊断方法研究

  王君瑞, 季长江, 李进, 谭露, 朱旭强

  电源学报. 2026, 24(4): 169-177. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2026.4.169

  摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏

  为保证储能电站和新能源汽车的安全运行,针对锂离子电池内短路故障引发的热失控现象,提出麻雀搜索算法优化变分模态分解SSA-VMD (sparrow search algorithm optimized variational mode decomposition)和随机森林RF (random forest)算法的故障诊断方法。首先通过SSA寻找VMD分解层数K和惩罚因子α的最优参数组合,将锂离子电池内短路故障信号与正常信号分解出多个模态分量IMF (intrinsic mode function);其次,计算各IMF的样本熵值作为特征向量;最后将特征向量分别输入至支持向量机SVM(support vector machine)故障诊断模型与RF故障诊断模型中进行故障诊断。结果表明,SVM故障诊断率为66.667 0%、RF故障诊断率为96.666 7%,锂离子电池内短路故障得到了有效识别。
• Select
  基于脉冲电压和CNN-GRU的梯次利用锂电池健康状态估计

  杨传凯, 刘皓璐, 杨毅琛, 樊玉, 张慧颖, 邵建伟

  电源学报. 2026, 24(4): 178-187. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2026.4.178

  摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏

  针对梯次利用锂电池健康状态SOH(state-of-health)在线估算困难、估算精度不足的问题,提出1种基于脉冲电压与混合神经网络的估算方法,该方法将电池脉冲电压响应曲线提取与电池SOH退化相关的端电压斜率和校正标准差作为健康特征,结合卷积神经网络CNN(convolutional neural networks)与门控循环单元GRU (gated recurrent unit),实现高精度和高稳定性的梯次利用锂电池SOH在线估算。搭建电池测试系统平台,对所提梯次利用锂电池SOH估算策略进行检验。结果表明,所提方法在实时精确估算锂电池SOH方面表现出色,平均绝对误差和均方根误差均在0.01内,同时具有良好的泛化能力和鲁棒性。
• Select
  基于CNN-BiLSTM-Attention的电动装载机电池荷电状态预测

  丁伟, 邹复民, 刘吉顺, 张程

  电源学报. 2026, 24(4): 188-195. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2026.4.188

  摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏

  为准确预测电动装载机电池的荷电状态SOC(state-of-charge),提出1种卷积神经网络CNN(convoluti- onal neural networks)、双向长短期记忆BiLSTM(bi-directional long short-term memory)网络和注意力(attention)机制相结合的预测模型。首先,使用Pearson相关系数分析法对输入特征进行筛选;其次,使用CNN提取空间特征;然后,将提取的特征序列输入到双向LSTM层中进行时序建模,并融合注意力机制分配权重,以增强重要特征;最后,由全连接层输出预测结果。实验结果表明,CNN-BiLSTM-Attention模型的预测精度达到99.97%,预测误差均在1.00%以内。与CNN-LSTM-Attention等模型相比,该模型的预测精度更高、误差更小,能够表现出一定的优越性和可靠性。
• Select
  基于鲸鱼算法优化CNN对叉车电池SOH进行预测

  徐泽明, 李凯昂, 顾玉琦, 赵超

  电源学报. 2026, 24(4): 196-204. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2026.4.196

  摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏

  铅酸电池健康状态SOH(state of health)是铅酸电池可靠运行的重要指标,针对叉车电池的健康状态预测精确度低的问题,提出了1种基于鲸鱼算法WOA(whale optimization algorithm)的卷积神经网络CNN(convol-utional neural networks)预测模型WOA-CNN。该模型以CNN作为基础模型,为了进一步优化CNN模型的性能,引入鲸鱼算法作为1种全局优化方法,通过搜索空间中的最优解来优化CNN的权重和偏差。为了验证WOA-CNN模型的有效性,使用了叉车电池的实际数据集进行实验。实验结果表明,WOA-CNN在预测叉车电池SOH时,相比于未优化的CNN,均方误差、均方根误差、平均绝对误差、平均绝对百分比误差分别降低了29.4%、19.7%、41.5%、19.5%;相比于传统的反向传播BP(back propagation)神经网络,分别降低了42.2%、31.1%、64.7%、54.8%,具有更小的预测误差、更高的准确性和稳定性。WOA-CNN预测模型为电动叉车电池健康管理提供了有力的支持,从而延长电池寿命,并提高叉车的可靠性。
• Select
  基于改进高斯过程回归的锂离子电池健康状态估计

  邓鸿枥, 吴松荣, 刘齐, 张翰文, 柳博, 付聪

  电源学报. 2026, 24(4): 205-214. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2026.4.205

  摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏

  准确估计锂离子电池的健康状态SOH(state-of-health)是保障电池系统安全、稳定和高效运行的基础。基于此,提出1种基于健康因子提取和改进高斯过程回归GPR(Gaussian progress regression)的锂离子电池SOH估计方法。首先,从充放电电流电压曲线中提取健康因子,使用Pearson相关分析法筛选出与容量相关性高的健康因子并通过自编码器深度学习算法对健康因子降维;其次,利用GPR建立SOH估计模型并通过组合核函数方式来构造GPR的核函数;然后,使用非洲秃鹫优化算法对组合核函数中的超参数进行寻优;最后,采用NASA锂离子电池数据集进行模型验证,实验结果表明本文所提方法具有较高的准确性。
• Select
  基于IKH-UKF-PF的电源电解电容寿命预测

  韩旭, 张静伟, 傅代印, 覃团发

  电源学报. 2026, 24(4): 215-222. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2026.4.215

  摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏

  开展电动汽车充电设备核心器件的可靠性评估,保障充电设备安全稳定运行变得越来越重要。提出1种先进的预测方法来估计充电设备最重要的部件之一——电源中电解电容的健康状态并预测其剩余使用寿命。根据电容损耗数据,融合Verhulst模型和指数模型作为最终的经验模型,并利用无迹卡尔曼滤波UKF(unscented Kalman filter)生成粒子滤波PF(particle filter)的建议分布来跟踪退化路径。针对粒子贫化问题,采用改进磷虾群KH(krill herd)算法优化残差重采样步长,提高预测精度。在电解电容退化数据上的实验表明,与传统粒子滤波算法相比,在预测时间点t=80 h时,预测均方根误差RMSE(root mean square error)从2.79下降至0.37、95%水平下的置信区间宽度从34 h下降至4 h;同时,与KH-UKF-PF相比,RMSE下降了27.5%,所提方法可提供更高的剩余使用寿命预测精度。
电力电子化电力系统
• Select
  远海风电中频汇集不控整流送出系统谐波抑制策略

  尹立敏, 论成林, 邵鑫铭, 张新成, 刘闯

  电源学报. 2026, 24(4): 223-231. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2026.4.223

  摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏

  随着远海风电规模和容量的不断扩大,采用高压直流输电技术成为实现高效远距离输电的必然选择。其中,采用中频汇集经二极管整流单元DRU(diode rectifier unit)来实现高压直流输电的方案被认为是最优的方案之一。但是,DRU的非线性将使得风电并网变流器产生较重的谐波电流,对海上电网产生不利影响,威胁其安全稳定运行。为解决这一问题,提出1种远海风电中频汇集不控整流系统的谐波抑制策略。该策略通过采用瞬时功率理论在两相静止坐标系下实现对并网谐波电流的计算,结合模型预测控制MPC(model predictive control)主动调整风机并网侧电压波形,以有效减少由DRU产生的谐波电流,保障海上电网的安全稳定运行。仿真与实验结果验证了所提抑制策略的有效性与可行性。
• Select
  STATCOM响应速度对电网电压的影响和对策

  戴朝波, 赵国亮, 于弘洋, 杨志昌

  电源学报. 2026, 24(4): 232-240. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2026.4.232

  摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏

  针对电网电压变化较快时静止同步补偿器STATCOM(static synchronous compensator)响应速度慢导致所提供的无功功率助增并网点过电压的问题,提出助增过电压的通用判据及技术指标。通过基于电压基波幅值的简化分析得到STATCOM响应速度慢导致的助增过电压严重程度及对交流电压值的定量计算要求,提出了基于二阶广义积分器的电压快速算法及其配合策略,应用来自实际工程的STATCOM主电路拓扑和控制策略,通过简单的电网戴维宁等效电路仿真和复杂的直流标准测试系统的数字仿真,表明所提策略可以解决STATCOM助增过电压问题。
• Select
  弱电网条件下海岛风氢系统建模与频率协同支撑策略研究

  梁润东, 孟建辉, 王毅, 杨坚, 于杰

  电源学报. 2026, 24(4): 241-250. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2026.4.241

  摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏

  海岛供电下系统通常呈现弱电网特性,系统频率电压易失稳,根据不同的特性协同风电和氢储能的运行控制是解决该问题的关键。对此,提出了1种基于构网型的海岛风氢系统协同控制方法,通过将氢储能应用于构网型风机的并网系统中,以抑制系统的负荷波动并增强系统的频率调节能力,进而提高系统调频能力和安全稳定性。首先,对海岛场景下的风氢系统进行建模,对传统风机网侧构网型控制加以改进,提出考虑氢储能出力的构网型控制策略;其次,为更好地实现氢储能对系统频率的调节作用,设计氢储能自适应一次调频策略,以实现海岛风氢系统的频率协同支撑WHFCS(wind-hydrogen system frequency coordinated support)策略;最后,基于RT-LAB实时仿真平台搭建了系统模型,通过比较,验证了WHFCS策略对风氢系统的频率支撑能力,结果表明,该控制策略对于弱电网条件下海岛风氢系统具有良好的适用性,为提高海岛风氢系统的可靠性和稳定性提供了新的解决方案。
• Select
  考虑分布式电源出力不确定的逆变器功率分配

  么钟然, 孙丽颖

  电源学报. 2026, 24(4): 251-259. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2026.4.251

  摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏

  微电网在孤岛时采用下垂控制,逆变器按分布式电源容量比例分配负荷功率,防止分布式电源过载、轻载及功率环流的产生。然而,逆变器的功率分配效果不仅与线路阻抗有关,还受分布式电源实际容量变化的影响。针对此问题,提出1种考虑分布式电源出力随机变化的改进下垂控制策略。该策略采用双层控制：外层控制在额定状态下消除线路阻抗的影响,当运行条件改变时,根据两级式逆变器直流母线电压变化,得到分布式电源的容量变化比例,形成非额定状态下的功率和电压参考值;内层采用改进下垂控制,通过调整下垂控制系数使逆变器工作在电压参考值下。最后调节逆变器出力,保证功率平衡。通过仿真,验证了该策略的正确性和可行性。
• Select
  一种T型三电平并联有源电力滤波器的线性拟合无模型顺序预测控制

  王雪纯, 龙波

  电源学报. 2026, 24(4): 260-270. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2026.4.260

  摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏

  三电平T型并联有源电力滤波器3LT²SAPF(three-level T-type shunt active power filter)被广泛应用于改善非线性负载下的电网电能质量,其抑制谐波、补偿无功功率的性能和可靠性受到了广泛关注,同时模型预测控制MPC(model predictive control)能够实现多目标优化。而一旦由于温度变化等原因导致参数不匹配,MPC系统的输出性能将严重恶化,甚至可能危及系统稳定性。此外,当电路关系未知、无法建立预测模型时,MPC控制器将不再适用。为了解决这些问题并增强系统鲁棒性,提出了1种线性拟合无模型顺序预测控制方法。首先分析了电流预测的线性拟合方法原理,其次建立了用于谐波电流跟踪的各开关矢量的电流误差矩阵,最后设计了中性点NP(neutral point)电压和直流母线电压的成本函数。在不同场景下的大量实验验证了所提方法的正确性和有效性。
人工智能与电力电子
• Select
  基于双尺度卷积神经网络的TMMC直流母线电容参数辨识

  代子阔, 张东升, 刘尚坤, 郭任, 陈丽娟, 汪诚

  电源学报. 2026, 24(4): 271-283. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2026.4.271

  摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏

  T型级联模块化多电平变换器TMMC(T-cascade modular multilevel converter)结合多电平和级联模块化技术,具有九电平端口电压、冗余开关模式、多电源端口和硬件复用等特点,是实现高功率密度高效率不间断电源UPS(uninterruptible power supply)的理想拓扑之一。然而,直流母线电容器数量多、易失效,对TMMC-UPS的可靠运行构成威胁,因此,考虑对TMMC-UPS场合母线电容器进行监测来智能感知电容容量变化、预防电容退化故障,保证不间断供电可靠性。提出1种双尺度卷积神经网络模型,通过提取电容电压纹波的低频和中频特征,实现电容容值和串联电阻的双重识别,提高电容器状态监测精度。所提方法基于数据驱动,不依赖数学模型,同时不需要增加额外测量硬件,易推广到其他类型变换器的参数辨识领域。
无线电能传输
• Select
  磁耦合谐振式无线充电线圈的优化方法研究

  余庆昌, 李浩然, 朱玉玉

  电源学报. 2026, 24(4): 284-292. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2026.4.284

  摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏

  在磁耦合无线充电系统中,传输线圈是实现电能高效传输的重要部分,线圈的品质因数直接影响整个系统的效率。为了满足高效率传输的需求,首先通过对串串补偿拓扑系统建立等效电路模型,经理论推导得到线圈传输效率与线圈品质因数的关系,即最大化线圈互感和内阻的比值,实现高效率传输。然后针对线圈设计优化的主要目标：互感与内阻,理论推导其与线圈几何参数之间的关系,深层次提炼为线圈效率与线圈参数之间带约束的多参数最优函数求解问题。最后提出基于粒子群优化算法进行迭代求解,按照求解得到的线圈几何参数绕制不同规格的线圈,测试求解结果的最优性。
• Select
  基于线圈切换的PT对称空间无线电能传输系统

  徐兴鹏, 郭锋, 何禧煜

  电源学报. 2026, 24(4): 293-302. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2026.4.293

  摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏

  针对接收线圈角度和位置变化导致负载功率波动和效率降低的问题,提出了1种基于线圈切换的宇称时间PT(parity time)对称空间无线电能传输系统。首先建立了正方体结构数学模型,其特征是6面均配置双层空间螺旋线圈。通过仿真验证在等匝数和半径条件下,双层线圈比传统单层空间螺旋线圈具有更大的电感和耦合性,且设计更紧凑。然后推导了SS补偿在整个耦合区域的工作频率和传输特性,并根据PT对称区域存在频率分叉现象,提出了1种一次侧频率检测的线圈切换策略,以实现不同供电区域的自适应切换。最后进行实验验证,结果表明在接收线圈满足频率条件的三维空间内,负载能够获得稳定18 W功率及80%以上的效率,且功率波动在6.7%内,证实了策略的有效性。
电机驱动与控制
• Select
  考虑磁饱和效应的永磁同步电机在线参数辨识

  陈赓, 杨淑英, 张兴

  电源学报. 2026, 24(4): 303-312. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2026.4.303

  摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏

  受到磁饱和等效应影响,永磁同步电机的视在电感和增量电感之间存在差值,导致电机模型描述出现偏差。考虑磁饱和效应的影响,引入视在电感和增量电感,建立新的永磁同步电机模型,并使用粒子群优化PSO(particle swarm optimization)算法对模型参数进行辨识。为解决粒子群优化算法易陷入局部最优、收敛速度慢等问题,提出1种融合反向学习的自适应粒子群优化APSO(adaptive particle swarm optimization)算法;为克服逆变器非线性对辨识结果的影响,将逆变器非线性导致的误差电压作为1个新的待辨识参数,对其进行在线辨识。实验验证了APSO算法对永磁同步电机d、q轴视在电感,d、q轴增量电感,永磁体磁链和逆变器非线性误差电压辨识的准确性。
• Select
  基于最小二乘和滑模观测器的霍尔传感器永磁同步电机转速估计方法

  曾岁程, 但汉兵, 李鼎文, 粟梅

  电源学报. 2026, 24(4): 313-322. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2026.4.313

  摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏

  永磁同步电机以其高功率密度、高可靠性和易于维护的优势在工业电动车辆领域得到了广泛应用。与配置高精度编码器和无速度传感器算法的永磁同步电机相比,配置霍尔传感器的永磁同步电机兼顾了系统成本和控制性能。然而,在矢量控制方法中,低分辨率的霍尔传感器输出的位置和速度信息精度较差,从而造成电流和电磁转矩的脉动。因此提出1种融合的速度估计方法,采用最小二乘法不依赖于电机参数输出连续平滑的角度,并基于电机机械运动方程设计滑模观测器实时估计转速,采用方波启动以解决离散位置信息缺失的问题,并对设计的观测器进行李雅普诺夫稳定性证明。最后实验结果验证了所提转速估计方法的正确性和可行性。
故障诊断与可靠性
• Select
  基于载波重构的级联H桥变流器可靠性提升策略

  金鑫, 邹志翔, 刘鑫磊, Giampaolo Buticchi, 马柯

  电源学报. 2026, 24(4): 323-339. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2026.4.323

  摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏

  为解决同相载波层叠脉冲宽度调制IPD-PWM(in-phase carrier disposition pulse width modulation)功率器件热应力分布不均衡这一问题,提出了一种改进型载波层叠调制策略。该策略以提升变流器系统可靠性为研究目标,基于载波重构的思想,通过优化调制波与载波动态分布范围,以子模块间的开关损耗均衡为切入点,深入分析不同调制比下调制波范围对开关损耗的作用机理。MATLAB-PLECS联合热建模仿真与七电平变流器实验平台,验证了改进型载波层叠调制策略在保持与传统IPD-PWM相同输出谐波特性的前提下,功率器件热应力分布均衡,变流器整体寿命显著延长。
电源新兴技术
• Select
  无铁心直流变压器的研究进展与技术剖析

  赖立, 张波, 李虹, 林靖扬, 杨伦

  电源学报. 2026, 24(4): 340-352. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2026.4.340

  摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏

  直流变压器作为一类电力电子变压器已展现出极好的应用前景,然而传统有铁心隔离变压器的重量和成本直接制约着直流变压器的发展和应用,因此采用轻量化、低成本的无铁心直流变压器就成为一个新兴研究方向。首先系统阐述了无铁心变压器的特征及在直流变压器中的功能;然后分析了无铁心直流变压器的技术形式,将其分为线性与正弦2种;最后探讨了自感谐振型、漏感谐振型和PT对称型3种正弦无铁心直流变压器的技术特点,并进行了性能比较研究。