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| 1 | 储能双向直流变换器单目标定频MPC策略显示文摘针对飞跨电容双向升降压变换器(FCBBC)在储能系统中的应用,提出了基于单目标定频的模型预测控制(MPC)策略。所提控制策略仅需建立电感电流单目标约束函数,并联合飞跨电容电压动态方程,即可实现对电感电流及双端飞跨电容电压的控制。相比传统MPC算法,无需对两端飞跨电容电压进行独立寻优,使系统运算量降低了80%,且保持良好的动态性能。最后,通过搭建小功率实验平台对所提控制策略进行了有效验证。 | 陈亮 樊启高 毕恺韬 | 2023 | 电力电子技术2023,57,8: | 1 |
| 2 | 基于级联多电平直流变换器的超级电容储能系统能量自均衡控制策略显示文摘储能系统中能量均衡控制是亟需解决的关键问题之一。针对级联多电平超级电容储能系统,提出一种能量自均衡控制策略。该策略利用超级电容荷电状态(SOC)建立半桥子模组独立电流闭环系统,使各子模组平均工作电流可根据超级电容SOC进行独立控制。因此,在不影响系统电流响应的前提下,该策略可直接利用系统电流进行模组间能量均衡。同时,为了解决能量均衡过程中均衡速度降低的问题,设计一种基于SOC的权重系数以提升均衡速度。该策略不仅不影响储能系统稳定母线电压的能力,同时还避免外加均衡电路的使用,简化了储能系统的整体控制策略。最后,通过实验验证了所提方法的有效性。 | 毕恺韬 安群涛 段建东 凡绍桂 孙力 | 2018 | 电工技术学报2018,33,8: | 18 |
| 3 | 基于模块化多电平直流变换器的储能系统分布式能量均衡控制策略显示文摘为了解决级联式储能系统中储能模组间能量均衡问题,同时提升系统的模块化程度,提出一种分布式能量均衡控制策略。该策略充分利用了双向直流变换器模块化结构的特点,将各子模块采用独立闭环控制。为了使子模组能够独立进行能量均衡,将下垂控制思想以及超级电容荷电状态(SOC)引入到电流闭环中,使子模组能够根据自身SOC状态调整工作电流,进而实现能量自动分布调整,达到均衡控制目的。为了减小模组SOC对系统电流的影响,控制策略中引入了电流校正环节,从而改善系统电流的调整率。该策略不影响储能系统稳定母线电压的能力,同时各储能模组间不需要任何通信,使系统具备了完全的模块化特性。最后,通过实验验证了所提方法的有效性。 | 毕恺韬 孙力 安群涛 段建东 高钰阁 | 2018 | 电工技术学报2018,33,16: | 8 |
| 4 | 基于干扰观测器的永磁同步直线电机自适应PID控制显示文摘针对永磁同步直线电机精确速度跟踪的问题,提出一种基于干扰观测器的自适应PID控制器。针对基于矢量控制的直线电机模型设计非线性干扰观测器进行干扰观测。同时,基于李雅普诺夫稳定性设计超限补偿控制器以及在线更新的投影自适应律使PID控制律始终跟随反馈控制律。最后通过试验分析结果,证明了该控制策略有更好的动态性能及鲁棒性。 | 刘扬 杨玮林 毕恺韬 颜文旭 | 2020 | 电机与控制应用2020,47,4: | 7 |
| 5 | 基于子模组工况分析的模块化多电平储能系统开路故障诊断方法显示文摘储能系统中直流变换器的安全性及可靠性直接关系到系统是否正常运行。通过对模块化多电平直流变换器中半桥子模组故障运行工况的分析,提出一种在超级电容模组宽工作电压范围下的快速开路故障诊断方法。该方法根据正常及故障时半桥子模组下桥臂承受电压的不同,利用简单的硬件检测电路以及基于FPGA的诊断算法实现快速开路故障诊断。硬件检测电路能够实时对半桥子模组运行工况进行检测,FPGA中故障诊断算法则利用检测结果并结合驱动信号在短时间内完成故障诊断。详细给出所提方法的设计原理以及关键参数的选取原则。该方法避免了复杂的数学运算,容易实现。最后,通过搭建小功率模块化多电平储能系统对所提方法进行了验证。 | 毕恺韬 安群涛 孙东阳 段建东 孙力 | 2018 | 电工技术学报2018,33,6: | 5 |
| 6 | 一种两级式宽范围输入的高位取能电源设计显示文摘介绍了一种用于模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter,MMC)的宽范围输入高位取能电源设计方法,根据电源高电压、宽范围输入和多路小功率输出的特点,电源采用两级式结构。第一级源变换器采用输入串联输出并联(Input-Series Output-Parallel,ISOP)的反激拓扑,主要实现降压功能;第二级负载变换器采用三路单独的反激电路,保证精准调压。在此基础上,设计了一台输入电压DC 400~3 500 V、输出电压DC 15 V/15 V/400 V的高位取能电源样机。通过最高输入电压下开关管源漏极电压波形和不同负载下输出电压波形,证明了该设计方案可在宽输入范围内可靠运行,有效地减小了单个开关管所承受的电压应力并且具有优良的带载性能。 | 朱一昕 孙庆祝 陈宇杰 毕恺韬 | 2024 | 电子设计工程2024,32,5: | 0 |
| 7 | 基于定频MPC的飞跨电容储能双向直流变换器低频波动功率抑制策略显示文摘为抑制直流母线低频波动功率对储能系统的影响,以飞跨电容双向直流变换器为研究对象,提出基于单目标定频模型预测控制(model predictive control,MPC)低频波动功率抑制策略。为降低传统MPC算法的运算负荷,通过对变换器数学模型进行分析,提出一种单目标定频MPC控制算法。该算法仅需通过电感电流单目标约束函数,即可实现对系统电流及双端飞跨电容电压的控制,无须对两端飞跨电容电压进行独立寻优,极大地降低了计算量。为实现对储能系统低频波动功率的抑制,引入低频波动功率抑制算法,通过与所提MPC算法的融合,使最终控制方案能够在实现储能控制目标的前提下,具备低频波动功率抑制能力,且保持良好的动态性能。通过搭建小功率实验平台对所提控制策略的有效性进行了验证。 | 樊启高 陈亮 毕恺韬 艾建 | 2023 | 电力系统保护与控制2023,51,21: | 0 |
| 8 | 基于自适应EKF-AHI的锂电池SOC加权估计显示文摘为了更准确估计锂电池的SOC,从两方面考虑,即模型选择和估计算法。首先,为了减小由于模型引起的估计误差,采用带有遗忘因子的递推最小二乘法对二阶RC等效电路模型参数进行在线辨识,实现锂电池模型参数的自适应。其次,针对SOC的估计,提出了基于EKF结合AHI法实现加权在线估计。实验表明所提方法相比其中单一算法具有更高的估计精度和稳定性,尤其是提高了低SOC区间的估计精度,验证了所提算法的有效性。 | 张帅帅 毕恺韬 颜文旭 倪宏宇 储杰 | 2022 | 现代信息科技2022,6,4: | 0 |
| 9 | 基于随机模型预测控制的数据中心微电网能量优化调度研究显示文摘针对数据中心负荷的随机性和可再生能源出力的不确定性,为保证数据中心在实际运行中的稳定性和经济性,提出了一种基于随机模型预测控制的数据中心微电网能量优化调度方法。引入场景分析法描述不确定因素,以数据中心运行成本最低为目标建立优化模型,通过模型预测控制的滚动优化和反馈校正,协调系统内各设备的出力情况,减小数据中心的运行成本,并降低不确定因素对其运行产生的不良影响。以某个典型数据中心微电网系统为例进行仿真分析,仿真结果验证了所提方法的有效性。 | 朱一昕 王靖芸 毕恺韬 孙庆祝 宗瑜 宗晨曦 | 2022 | 智慧电力2022,50,8: | 9 |
| 10 | 面向直流储能系统的飞跨电容三电平双向升降压变换器及其模型预测控制策略显示文摘光伏系统中直流母线电压受光伏发电端及负载影响变化范围较大,传统储能直流变换器难以适应储能侧及母线侧双端宽电压范围运行。该文提出一种适用于储能系统的飞跨电容三电平双向升降压变换器,该变换器具有对称的拓扑结构,能量向任意方向传递时,均可实现升、降压功率变换,从而解决储能系统在宽母线电压工况下的应用问题。此外,该文提出基于所提变换器的模型预测控制(MPC)策略,该策略通过建立电感电流的预测模型,引入电感电流和输出电压的双闭环控制,实现稳定输出电压的控制目标。同时,建立飞跨电容的独立预测电压闭环,在保证输出稳压的基础上,实现对双侧飞跨电容电压的独立控制。最后,通过搭建小功率实验平台验证了所提变换器及其控制策略的有效性。 | 樊启高 吕华阳 毕恺韬 庄煜 朱一昕 | 2022 | 电工技术学报2022,37,16: | 7 |
| 11 | 含混合储能的互联电力系统传感器容错负荷频率控制显示文摘为了改善多区域互联系统电能质量的问题,在原有负荷频率控制系统(LFC)的基础上引入由超级电容和蓄电池两者组成的混合储能系统(HESS),并针对电力系统中难以避免的传感器故障问题设计传感器主动容错策略.首先,建立含HESS的LFC系统模型用以减少负荷扰动对系统频率带来的影响;其次,针对带HESS的互联电力系统设计传感器主动容错策略,避免因传感器故障而引发的系统故障;最后,通过对一个三区域带HESS的互联系统进行仿真实验,验证HESS对改善互联系统电能质量的可行性和所提出的容错控制(FTC)的有效性. | 张逸为 许德智 杨玮林 毕恺韬 颜文旭 | 2021 | 控制与决策2021,36,5: | 6 |
| 12 | 适用于储能系统的准Z源模块化多电平双向DC-DC变换器的设计与控制显示文摘为了解决传统模块化多电平变换器应用于储能系统中存在的问题,该文提出一种新型阻抗源模块化双向功率变换器。该变换器将双向准Z源与半桥子模组相结合,构成阻抗源子模组。双向准Z源的引入改变了模块化多电平变换器的能量转换模式,使得系统能够以降压形式进行能量存储,以升压方式进行能量释放,从而解决了传统变换器在母线电压瞬时升高时的过电流问题。此外,双向准Z源可提高半桥变换器的输入电压,从而减少串联模组数量,有助于简化系统控制结构,提升系统可靠性。该文详细分析了变换器的子模组工作原理、调制方法,并设计了系统控制策略,通过搭建的储能系统物理实验平台进行了有效验证。理论分析及实验结果表明所提变换器相较于传统模块化多电平变换器更适用于储能系统应用。 | 刘乐 毕恺韬 朱一昕 樊启高 颜文旭 | 2022 | 电工技术学报2022,37,S01: | 5 |
| 13 | 基于半不变量随机潮流计算的分布式光伏优化配置研究显示文摘针对新能源大规模并网引发电压质量下降及网络损耗增加等问题,提出了一种基于半不变量随机潮流计算的分布式光伏选址定容的新方法。首先,将接入IEEE33节点配电网的光伏出力及配电网自身的负荷进行随机性建模,以此模拟真实情况下的配电网光伏出力与负荷变化。其次,以运行成本和网损为目标函数建立选址定容优化模型,采用半不变量潮流计算得到各个节点电压和各支路功率的半不变量,利用改进粒子群算法寻优得出分布式光伏的最优接入节点及对应容量。最后,通过IEEE33节点配电网仿真分析,验证了所提方法有效性。 | 朱一昕 陈奕帆 毕恺韬 糜达 宗瑜 楼顺凯 | 2023 | 智慧电力2023,51,3: | 3 |
| 14 | 基于倍频采样的两相交错并联三电平双向直流变换器功率均衡解耦控制策略显示文摘该文提出一种两相交错并联三电平双向DC-DC变换器功率均衡解耦控制策略,并有效地减少了电流传感器的使用。通过对变换器拓扑工作原理的分析,得出两相交错三电平拓扑的等效两电平分析方法。在此基础上,提出基于总电流分时倍频采样功率均衡解耦控制策略,使变换器的电压调节与相间电流均衡控制实现了完全解耦。此外,将常规均衡控制所需的四路电流采样,减少为两路,达到了简化控制结构的目的。建立基于等效拓扑下的小信号模型,利用该模型对所提方案进行理论验证,并给出控制器参数的具体设计方案。最后通过小功率物理仿真实验对所提控制策略进行了有效验证。 | 樊启高 卢禹卓 毕恺韬 安群涛 朱一昕 | 2022 | 电工技术学报2022,37,14: | 1 |
| 15 | 含能量路由器的交直流混合配电网潮流计算显示文摘能量路由器(energy router,ER)作为新兴电力电子设备,可以实现电能在电力系统中的灵活分配。分析ER对系统的影响,研究以ER为配电枢纽的交直流混合配电网潮流计算方法,对实现配电网的优化运行具有重要意义。文中首先基于改进交替迭代法建立ER的稳态潮流模型,并对ER直流端口采用下垂控制策略,结合传统解耦法,提出一种适用于含ER的配电网交直流解耦迭代潮流计算方法。以含有多个ER的IEEE 14节点和IEEE 69节点配电系统为算例进行仿真计算,验证所提方法的正确性与收敛性。为分析ER对系统运行的影响,对不同场景下IEEE 69节点测试系统进行仿真计算,证明ER在系统中可以支撑节点电压,减小系统运行损耗。 | 朱一昕 吴浩宇 张志伟 宗晨曦 毕恺韬 许德智 | 2024 | 电力工程技术2024,43,1: | 0 |