向鑫
- 作品数：7 被引量：82H指数：3
- 供职机构：浙江大学电气工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家杰出青年科学基金更多>>
- 相关领域：电气工程更多>>
- 具有直流故障穿越能力的模块化多电平换流拓扑推演与对比被引量：2
- 2021年
- 直流故障具有影响范围广、故障电流大的特征,已成为制约直流系统发展的重要因素之一。模块化多电平换流器可通过配置双极性子模块实现直流故障穿越,但相比于基于半桥子模块的拓扑,其建造成本与运行损耗均大幅增加。为寻求兼顾硬件成本、运行效率与直流故障穿越能力的模块化多电平换流拓扑,首先通过拓扑抽象定义与模块配置约束,遍历并推导出4大类共13种模块化多电平换流拓扑;进而优选出T型桥臂交替多电平换流器,并提出桥臂移相导通调制,实现其高效功率变换与直流故障穿越的兼顾;最后,计及硬件成本、运行损耗、可靠性与可实现性等维度,对各类具有直流故障穿越能力的拓扑进行了系统性对比,为具有故障穿越能力需求的交直流变换场景提供模块化多电平换流拓扑的选择依据。
- 范世源杨贺雅向鑫杨欢李武华何湘宁
- 关键词：模块化多电平换流器
- 支撑能源高效转换和高质调控的电力电子技术
- 2023年
- 为应对能源安全和环境治理的严峻挑战,逐步实现“碳达峰”和“碳中和”的“双碳”目标,现代能源系统的转换方式和调控方法均迫切需要创新与变革.基于电力电子技术的能源转换装备在太阳能、风能、水能、地热能、海洋能、生物质能等分布式能源系统和化学能、飞轮储能以及氢能等储能系统中的广泛应用和迅速发展,大幅提升了多能源转换系统的灵活性、可控性和高效性,显著增强了多能源系统间的互动性、融合性和经济性.随着基于电力电子技术的能源转换装备在多能源系统中的渗透水平不断提高与规模化应用不断推广,给分布式多能源系统在可再生能源发电、高效能源转换和高密度能量存储等多环节带来了历史性的发展机遇和系统性的科技挑战.本文阐述电力电子技术在多能源系统中高能效转换和高品质调控的作用,简述电力电子技术的基础概念与基本内涵,介绍电力电子装备在可再生能源发电、多能源储能系统及工业生产应用领域中的代表性应用.在此基础上,从电力电子变换拓扑理论、多自由度组合与协同调控、功率器件应用特性测评等三个方面论述电力电子变换系统的关键核心技术,总结了电力电子技术在能源系统中高能效转换、高品质调控和高可靠运行的支撑作用.最后,探讨基于电力电子技术的多能源系统能量高效转换发展的创新路径,从电力电子技术的视角,为推动我国“双碳”目标的实现提供新思路.
- 何湘宁李武华罗皓泽向鑫杨贺雅
- 关键词：能源转换电力电子
- 基于多元高斯分布异常检测模型的MMC子模块开路故障诊断方法被引量：2
- 2023年
- 模块化多电平换流器(MMC)的子模块开路故障隐蔽性强,可以及时有效地识别故障位置,防止故障蔓延影响其他组件,提高换流系统的可靠性。为了诊断子模块开路故障,该文提出一种基于多元高斯分布异常检测模型的故障检测方法。首先,分析子模块开路故障特性,选择子模块电容电压作为故障检测的关键指标,并提取子模块电容电压的12个特征量组成特征向量用于故障诊断。然后,根据多元高斯分布特性,提出基于多元高斯分布的异常检测模型构建方法,并基于此模型提出子模块开路故障诊断策略,可在故障样本偏少致使样本不均衡时,实现高准确率、高效率的故障诊断。最后,通过仿真和实验验证了所提出的MMC子模块开路故障诊断方法的有效性。
- 杨贺雅邢纹硕向鑫张伟胡宏彬
- 关键词：模块化多电平换流器
- 模块化多电平谐振变换器多自由度调压控制及子模块电容均压方法被引量：2
- 2022年
- 模块化多电平谐振变换器(MMRC)因具备模块化多电平拓扑和谐振电路的共同优点而在中压领域得到广泛研究,但在宽范围输入下的配用电场合,针对该拓扑的高效调控方法仍缺少相关深入探究。为此,该文提出一种适用于中压宽范围输入的模块化多电平谐振变换器多自由度调压控制方法。首先,分析开关频率和调制比应用于电压增益调节的效果和特点。接着,结合调频和调制比两种控制自由度提出多自由度组合的宽范围调压方法,并且揭示变调制比控制引发的子模块电容电压波动大的问题,针对性地提出一种监督式电容均压算法以降低纹波。最后,基于输入电压8~16kV、输出功率60kW的实验样机验证所提调控方法的有效性,并实现了全输入电压范围满载效率大于96%,子模块电容电压纹波幅值降低60%。
- 盛景陈聪向鑫李楚杉李武华
- 副边移相控制的宽范围升压DC/DC变流器被引量：7
- 2013年
- 提出一种基于副边移相控制的高效率宽范围升压型DC/DC变流器拓扑。该变流器的原边采用全桥结构,可实现大输入电流变换。副边采用改进型三电平结构,可实现倍压输出,满足后级高压并网需求。此外,所有功率器件均工作在0.5占空比,但可通过调整原副边功率器件的移相角来实现输出电压控制。由于采用副边移相控制原理,该变流器可工作在Balance、Boost和Buck 3种模式,可实现宽输入电压范围工作。而且,与传统原边移相控制变流器相比,该电路可在宽负载范围内实现零电压软开关动作,并降低了副边二极管的电压应力,提高了变流器效率。最后设计一台250-350 V输入、800 V输出2.5 kW的试验样机,实验结果验证了理论分析的正确性。
- 姚源向鑫李武华何湘宁
- 关键词：零电压开关
- 新能源直流微网的控制架构与层次划分被引量：67
- 2015年
- 以新能源直流微网为研究对象,融合集中控制和分散控制特点,提出一种直流微网层次控制架构。根据直流微网的物理特性,将控制框架划分为变流器控制层、母线控制层和调度管理层。在变流器控制层,将各类变流器统一为终端控制型和母线控制型;在母线控制层,根据母线电压划分3种运行模式,以实现系统中各单元的自适应模式切换;在调度管理层,中央控制单元通过自上而下的决策仲裁机制,实现系统的整体优化。位于底层的变流器控制层通过分散自治控制保证系统的可靠性;处于顶部的调度管理层通过集中控制提升系统的灵活性;处于中间的母线电压控制层作为重要衔接,实现系统的能量流动和信息交互。最后,通过理论分析和实验测试,验证了所述控制策略的有效性。
- 李武华顾云杰王宇翔向鑫何湘宁
- 关键词：直流微网控制架构变流器控制调度管理
- 中高压直流变压器拓扑综述被引量：3
- 2022年
- 随着大量可再生能源与新型直流负载的接入,直流输配电方案正逐步取代传统交流方案,成为了极具潜力的电网互联形式.作为连接不同电压等级直流系统的关键装备,直流变压器已成为了相关领域研究的重点.经典直流变压拓扑具有成本低、功率密度高、运行效率高的优点,但受限于器件高频开关与承压受限的问题,难以拓展应用中高压领域.本文梳理总结了已有的低压、中压、高压直流变压器拓扑,并重点针对模块化多电平方案在中高压直流变压领域的应用现状与发展前景展开了讨论.
- 范世源王超向鑫杨欢李武华
- 关键词：高电压大容量
