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关键词： 可控硅   调光   单片机   STM32F407   电力电子技术   外部中断  

摘要： 基于功率器件晶闸管的单相交流电压控制器,常用于小功率单相电动机控制、照明控制和电加热控制等场合。基于电源一体化方案,选取了STM32F407作为主控制器设计了可控硅调节器,通过获取外部输入信号或检测信号反馈,按设定方式调节PWM触发信号控制可控硅导通时间,实现小型功率器件的输出调节。以光线调节为例设计了单片机控制的可控硅调光设备,实现光线的自动调节、手动调节以及感光调节等功能。最后搭建了基于单片机控制的光线调节实验系统,进行了相关的测试与分析,结果表明,所设计方案能够根据输入信号或检测结果触发不同的导通角,实现光线的强弱控制。所设计方案可应用于光线调节、电机闭环调速等多种控制场景。并可用于光耦过零检测、不控整流、稳压降压以及光线检测反馈控制等电子技术知识的综合实验普及,以及程序编写、中断、外设及PWM等单片机知识的学习。所提方案不受功率器件和场所限制,可有效降低成本。

关键词： 电力电子技术   混合式教学   教学改革  

摘要： 电力电子技术是针对电气工程及其自动化专业大三学生开设的一门与实践联系紧密的专业核心课程,然而,该课程的传统教学模式难以达到帮助学生更好发展的目的。基于此,对电力电子技术课程教学模式进行改革创新。该课程创新的理念和思路是以增强学生学习效果为中心,培养学生的创新思维能力,提高学生运用理论知识解决实际工程问题的能力。在具体的课程教学创新设计中,实施以项目融合课程教学、线上线下协同合作的教学模式改革,以实现知识、能力、素养一体化培养目标。

关键词： 电力电子技术   储能行业   自动化   充放电控制   监控与保护  

摘要： 电力电子技术作为控制和转换电能的重要技术手段,在储能行业的自动化应用中发挥着关键作用。本文首先分析了电力电子技术在储能领域的主要应用,包括储能装置的充放电控制、功率转换控制、监控和保护等。然后通过具体案例探讨了电力电子技术在锂离子电池储能系统和超导磁储能系统中的自动化应用,展示了其在实现高效、精准、智能化控制和管理方面的优势。最后对电力电子技术在储能行业未来发展中的作用进行了展望。

关键词： 电力电子系统   FPGA   实时仿真   通用解算器   浮点数乘累加  

摘要： 电力电子系统较高的开关频率给传统以CPU为计算核心的电磁暂态(EMT)实时仿真带来了挑战。为了实现小步长实时仿真,该文提出并实现一款基于FPGA的EMT实时仿真解算器。该解算器的通用化框架分为离线和在线两部分,离线程序能够自动获取仿真模型的参数并生成计算数据,在线程序能够自动配置计算资源与控制逻辑。为了提高仿真速度,还提出一种低延迟的单周期浮点累加方法,用于构建解算器的基本计算单元。基于Xilinx Virtex7 xc7vx485t型FPGA芯片的评估与分析结果表明:相比某商业FPGA实时仿真解算器,该文解算器的仿真速度提高了一倍,仿真规模增加了29.69%~79.17%。最后,还通过两种电力电子变换器的实时仿真测试,验证了它的实际性能。所提解算器能够达到400 MHz的运行速度、100 ns级的仿真步长并保持较高的仿真精度,具有通用性强、自动化程度高、配置灵活等特点。

关键词： 电力电子变压器   柔性变电站   负荷供电  

摘要： 柔性变电站作为电力电子技术与变电站相结合的新一代交直流配电网,支持电网合环运行和双向潮流控制,灵活接入新能源和交直流负荷,有效提高清洁能源消纳水平。电力电子变压器(PET)作为柔性变电站的枢纽,实现多端口电压变换和能量精准调控。为满足实际工程中柔性变电站低压交直流负荷供电以及分布式电源消纳功能,此处研制了柔性变电站用500kVAPET,分别从系统结构、装置功能、控制电路、控制算法、通信架构等方面进行设计,最后给出了现场实验结果。结果表明,设计装置控制性能稳定,运行逻辑完备,满足柔性变电站工程运行技术要求。

关键词： 能源互联网   电力电子变压器   H桥   分时复用   模式切换  

摘要： 能源互联网中,电力电子变压器(powerelectronic converter,PET)因功率变换级数较多,体积庞大,成本高昂,且效率不佳。为此,提出了一种有助于减少PET级数的H桥分时复用方法。首先,阐明了分时复用方法的基本原理,定义了单载波周期的工作模式,分析了变压器原边的电流特征;其次,介绍了实用的谐振式开环工作模式切换方法,理论推导了电流脉冲与谐振角度的对应关系;通过样机实验验证了所提高频变压器间歇功率传输与模式切换方法;最后,基于分时复用方法构建了新型PET,并使用电力电子仿真软件PLECS真验证了基本功能。相关方法为优化PET的拓扑与控制提供了新思路。

关键词： 电力电子变压器   级联H桥型   导纳单元预存   并行等效建模   多线程并行计算  

摘要： 电力电子变压器(power electronic transformer,PET)具有模块化、多节点、频率高的特点,其详细模型的电磁暂态仿真(electromagnetic transient,EMT)效率低下,仿真提速需求迫切。从模型自身提速与提高CPU计算效率两方面入手,提出了PET电磁暂态并行仿真等效建模方法,并以级联H桥型PET(cascaded H-bridge type power electronic transformer,CHB-PET)为例进行了理论推导与仿真验证。首先,以导纳是否可定为标准,将功率模块(power module,PM)划分为不同导纳单元电路的组合;其次,从有载二端口的角度出发,推导出H桥单元对外仅含2种等效导纳,可简化为二值导纳单元;将各单元的导纳参数预存,利用叠加定理求取端口短路电流,即可快速获取PM诺顿等效电路参数,聚合形成CHB-PET串行等效模型;最后,结合该模型的高度并行性构建了并行仿真框架。在PSCAD/EMTDC中进行仿真验证,该模型实现了对详细模型的多工况高度拟合,最大误差小于3%。当单相模块数为48时,最佳并行等效模型可实现对详细模型10000多倍的仿真提速。

关键词： 电力电子变压器   实时数字仿真系统   控制器  

摘要： 为了克服高压大容量应用需求与电力电子器件耐压通流能力低之间的矛盾,电力电子变压器通常采用数量较多的模块化DC/DC变换器在不同端口以串并联方式组合,来匹配电压和容量要求。高电压应用场景以及多数量功率模块拓扑结构,给电力电子变压器控制器的功能测试带来了极大压力,若控制算法存在漏洞,极易造成一次设备损坏,安全隐患较大。为解决上述问题,此处基于实时数字仿真(RTDS)系统设计了多种电力电子变压器控制器测试方案,并选取了其中一种较为简便的测试方案,搭建了控制器硬件在环仿真平台对控制器的控制功能进行仿真测试,仿真结果验证了所提仿真测试方法的可行性和有效性。

关键词： 固态变压器   隔离双向DC/DC变换器   协调控制   均衡控制  

摘要： 针对级联电力电子变压器因模块参数不匹配导致功率失衡的问题,提出了一种协调控制方法,能够有效减少H桥间功率差异,提高系统的稳定性。通过Simulink仿真,验证了所提控制方法的正确性和有效性。分析结果表明:该控制方法可以有效抑制功率变化对直流链路电压的影响,同时不牺牲稳定性。

关键词： 电力电子化配电台区   低压交直流混合配电   低压柔性互联   经济调度   电能质量   稳定分析与控制   故障保护  

摘要： 随着配电台区侧新基建、新能源发展和直流负荷用电需求日益增长,配电台区呈现电力电子化发展趋势,对配电台区形态发展和运行控制带来新的挑战。该文主要围绕电力电子化配电台区结构形态、低压互联形态、经济调度、电能质量治理、稳定分析与控制、故障快速保护等6个方面,对国外内发展情况、技术特点以及应用场景进行综述,最后对未来重点研究方向进行了展望。