2023年5月28日晚19:00,恒爱精诚团队在学术会议中心举办了本学年第九期读报活动。本次由五位同学针对各自的研究方向进行相关优秀文献的汇报分享,王付胜和陈强老师担任本次读报的指导老师。全体研一同学到场参加本次读报活动并进行学习,研二实习同学线上参与此次读报活动。
图1 读报活动现场
首先是张鑫同学带来:“双有源桥DC-DC变换器的五自由度调制方案”的读报。针对单移相控制(SPS) 不适合用于电压转换范围较宽的储能系统和直流电源的问题,本文提出了一种五自由度的调制方案。本文首先介绍五自由度调制方案的典型工作波形和模式分类,然后推导各模态的稳态特性表达式,接着计算出全局最小峰峰(GMPP)电流方案,最后实验证明该方案通过增加自由度,可以提供更大的灵活性来最小化有效值电流和最大化软开关范围,从而提高变换器的性能。
张鑫同学分享结束后,陈强老师提出疑惑:“文章提到以电感电流为优化目标,其中峰峰值和有效值之间是一种怎样的关系?”张鑫同学回答:“存在一定关系,通过峰峰值替换掉了有效值带来的复杂程度”,但就是否是线性或非线性关系,陈强老师提议可进一步研究分析这种关系。
然后是李方圆同学的读报,读报题目为:“三相四线制微电网不平衡的单相下垂控制和二次控制算法协同调节”。为解决不平衡负载接入时并联逆变器单元间的输出功率难以有效均分的问题,本文提出了一种不平衡三相四桥臂微电网实现功率均分的新型控制系统。通过在单相独立下垂控制基础上增加3个二次控制系统,可以在不需要计算PCC处电压和电流的正、负、零序分量的情况下,实现功率分配控制。该方案所提方法的主要优点是实现简单。最后的仿真和实验结果均验证了该方法的有效性和可行性。
在师生交流环节,王付胜老师提出PPT制作要具有美观和逻辑性的建议,并提议做科研不要轻易下结论,针对文中提出该方法简单的优点,要有自己的分析和仿真验证。陈强老师提出问题:“从能量角度来考虑,不平衡负载下,交流侧输出了相同的电压,那么直流侧的情况如何?”由于并未进行此问题的分析,因此李方圆同学表示接下来会去分析该问题。
图3 李方圆同学读报分享
接着是张硕同学带来的:“基于虚拟并联阻抗的模块化无电解电容的二次谐波电流补偿器的控制策略”。对于采用二次谐波电流补偿器(SHCC)补偿两级式单相变换器中的二次谐波电流,能够去除寿命较短,可靠性较低的电解电容这个基础问题上,传统的控制方式需要对直流侧输入电流进行采样,然而在主电路拓扑中嵌入的采样电路使得SHCC无法作为一个完全独立的拓扑。为此本文提出从母线端口阻抗的角度出发,给出一种基于虚拟并联阻抗的二次谐波电流补偿方法,将虚拟并联阻抗通过前馈至直流母线端口电压的方案;该方案采用前级Boost和后级DC/DC的两级式电路,为了使二次谐波电流尽可能流入SHCC,SHCC母线端口阻抗在2fin处的幅值应呈现低阻抗特性,从而为二次谐波电流提供了一条低阻抗通路。最后通过实验验证,验证了所提控制方法的有效性。
在师生交流环节,王付胜老师与张硕同学针对仿真结果电压电流波动大问题和整体方案的机理展开了讨论。陈强老师从控制带宽角度,分析介绍了本文提出这个复杂的控制策略采用模拟控制的优缺点。
图4 张硕同学读报分享
再然后是杨金涛同学的读报,题目为:“双向感应输电系统的双侧不对称电压抵消控制”。由于传统双移相调制策略中,开关管难以实现软开关,因此有学者提出对称三移相调制策略,增加一个自由度去实现软开关,但随着输出功率的降低,外移相角变大,通态损耗变大,整体效率较低,本文为解决这个问题,提出了非对称三移相调制策略。具体思路是:首先建立了损耗模型,得出最优基波电压比,保证最优的通态效率;然后提出非对称调制策略,在考虑负载匹配的情况下实现了宽范围ZVS;接着分析了谐波的影响,证明了基波分析法的准确性;最后通过实验验证在宽范围输出时都能取得明显的优化效果。
师生交流环节,王付胜老师和杨金涛同学就本文的拓扑决定该方案没有谐波这一问题展开了讨论。陈强老师提问:“非对称的情况是否具有偏磁问题?”,杨金涛回答:“因有电容的存在,所以直流分量不能通过,偏磁问题不需要考虑。”
图5 杨金涛同学读报分享
最后是张传奇同学进行“三重移相调制下DAB变换器全功率范围统一ZVS控制策略”的读报。本文主要在已有DAB电流有效值优化的基础上,增加开关器件的软开关范围。具体思路是先分析软开关约束条件,在约束条件的基础上与原有的最优控制算法结合,根据实用性和损耗最小化原则,将DAB变换器的12种模态缩小到重要的四种模式里,然后分模式构造新的移相角组合方式。最后通过实验,验证了该方案的可行性。
在师生交流环节,王付胜老师提出:“进行三自由度和五自由度的一个比较,在后面需要完善该部分内容”的建议。最后陈强老师与张传奇同学对优化目标通态损耗方面展开了交流。
图6 张传奇同学读报分享
最后感谢恒爱精诚团队组织本次读报活动与各位同学对团队读报活动的支持,以及两位指导老师的认真指导。通过读报活动,我们不仅获得了新的知识和见解,也加强了科研中分析问题和解决问题的能力。在未来的学术生涯中,希望大家能够不断强化分析和解决问题的能力,培养科研兴趣,不断挑战自我,克服一个个问题。本期读报活动圆满结束,期待下一次的学术交流活动!
编辑:郭龙超 | 摄影:郭龙超