基于锯齿载波的最少开关次数调制波的ＰＷＭ 数学分析
陈国呈^１，２， 蔡立清^１， 周勤利^１， 顾红兵^１， 雷　电^１，２
（１． 常州钜特工业科技有限公司， 江苏常州２００１２２； ２． 上海大学自动化学院， 上海２０００７２）
摘要： 文章分析了最少开关次数调制波的输出线电压波形，并根据三相逆变器实现软开关ＰＷＭ 动
作需要，用双重傅里叶级数展开法解析了基于锯齿载波的最少开关次数调制波的ＰＷＭ 频谱特性。
分析结果指出，该调制波虽是个不对称波，且含有直流分量，但其实质还是在正弦波基础上叠加了
零序谐波分量和一个直流分量。这些零序谐波分量和直流分量在三相逆变器中相互抵消，其输出
线电压还是正弦波。正是这种畸形波的调制作用，使得逆变器直流母线电压利用率得以提高，且正
负序谐波幅值相差较小，能有效减小谐波损耗，提高波形质量，抑制谐波转矩脉动。通过与ＳＡＰ⁃
ＷＭ 比较后指出，最少开关次数调制波ＰＷＭ 只能使用单极性调制，其有效开关次数是后者的一
半，电流波形质量不如后者。
关键词： 最少开关次数调制波； 锯齿载波； 双重傅里叶级数； 频谱； 谐波

一种三电平ＮＰＣ 变流器ＳＶＰＷＭ 策略的新型等效算法研究
李　宁^１，２， 王　跃^２， 王兆安^２， 张　辉^１
（１． 西安理工大学自动化与信息工程学院， 陕西西安７１００４８；
２． 西安交通大学电气工程学院， 陕西西安７１００４９）
摘要： 针对三电平中点钳位变流器传统空间矢量脉宽调制策略实现较复杂的问题，基于三电平空
间矢量脉宽调制策略和正弦波脉宽调制策略作用时各开关器件的导通时间关系，提出了一种导通
时间等效的三电平中点钳位变流器空间矢量脉宽调制策略等效算法。该算法实现简单，无需进行
复杂的坐标转换，大大减小了常规三电平空间矢量脉宽调制策略中由于三角函数和无理数计算带
来的计算误差，输出脉冲中的基波分量与理论值更加接近。仿真和实验结果表明本文提出的新型
等效算法较传统空间矢量脉宽调制策略查表法具有更高的直流电压利用率和更好的谐波特性。
关键词： 三电平ＮＰＣ 变流器； ＳＶＰＷＭ 策略； ＳＰＷＭ 策略； 导通时间； 等效算法

无桥ＰＦＣ 新型控制算法
王　畅^１， 王　聪^１， 王克峰^１， 程　红^１， 杨　亮^２
（１． 中国矿业大学（北京）机电与信息工程学院， 北京１０００８３； ２． 中国电力科学研究院， 北京１００１９２）
摘要： 针对无桥功率因数校正（ＰＦＣ） 电路在传统控制算法下，由于升压电感位于电网交流侧而存
在输入电流过零点畸变问题，提出了一种新的高功率因数控制策略。在新控制策略下，避免了无桥
ＰＦＣ 电路在输入电压过零点处输入电流畸变，同时使输入端达到很高的功率因数。论文详细分析
了传统控制算法下无桥ＰＦＣ 输入电流过零点畸变的原因，推导了输入电流畸变的时间范围，讨论
了影响输入电流ＴＨＤ 的相关因素，然后比较了两种控制策略下电源的ＰＦ 值和输入电流ＴＨＤ，最
后通过仿真和实验验证了新型控制策略在抑制电流谐波畸变率方面的正确性和优越性。
关键词： 无桥ＰＦＣ； 控制算法； ＴＨＤ

基于电流补偿控制的微电网离网策略研究
王晓寰， 张纯江， 曹　璐
（电力电子节能与传动控制河北省重点实验室， 燕山大学电气工程学院， 河北秦皇岛０６６００４）
摘要： ＩＥＥＥ１５４７􀆰 ４ 中要求微电网在并网／ 离网模式间的切换过程应平滑过渡，不存在电压电流冲
击。由于实际系统难以实现精准控制，尤其是目前并网开关普遍采用基于晶闸管的固态开关，使得
三相并网逆变器三相开关不能同时关断，引起系统产生较大电压电流冲击，严重影响了系统的稳定
运行。本文提出了基于电流补偿的微电网离网控制策略，给出了系统各变量之间的函数关系，详细
分析探讨了算法变量对系统的影响，最终获得微电网切换过程中电流电压的有效控制。仿真和实
验结果验证了该方法的正确性和可行性。
关键词： 微电网； 离网； 三相逆变器； 模式切换； 电流补偿

考虑需求响应的含风电电力系统日前经济调度
杨丽君， 李健强， 李学平， 闫鹏达
（河北省电力电子节能与传动控制重点实验室， 燕山大学， 河北秦皇岛０６６００４）
摘要： 风力发电电网穿透率的不断上升，为电力系统调度带来了巨大的困难和挑战。为此，本文通
过需求响应将需求侧资源作为供应侧电能的可替代资源加以利用。首先，将需求响应分为两种形
式，并分别进行建模；其次，通过峰谷分时电价优化负荷曲线，考虑需求响应提供虚拟出力和虚拟备
用的双重功能，采用基于场景概率的两阶段随机模型，建立含风电电力系统的供需侧联合调度模
型；最后，将优先顺序法与细菌群体趋药性算法相结合，对所提模型进行求解，以经典的６ 机系统和
１ 个风电场为例进行仿真研究，验证了所提调度模型的可行性以及优越性。
关键词： 场景概率； 两阶段随机模型； 需求响应； 细菌群体趋药性； 优先顺序法

电压注入型ＤＣＩＰＣ 中ＶＳＣ 的控制方式及运行特性仿真研究
李　娟^１， 严宇昕^１， 聂　鹏^１， 黄喜旺^１， 吴　琪^２
（１． 东北电力大学电气工程学院， 吉林省吉林市１３２０１２；
２． 国网天津市电力公司城西供电分公司， 天津３００１１０）
摘要： 针对于常规相间功率控制器静态移相和调节过程产生功率振荡等问题，在电压注入型相间
功率控制器结构的基础上，将其移相功能由电压源换流器实现，构成移相角度连续可控的动态可控
相间功率控制器（ＤＣＩＰＣ）。建立ｄｑ０ 坐标下的ＤＣＩＰＣ 数学模型，阐述电压源换流器的控制方式并
采用间接电流控制策略实现对电压源换流器的控制，通过对ＰＷＭ 调制比Ｍ 及移相角δ 进行控制，
平稳连续地改变电压源换流器的注入电压，从而实现带ＩＰＣ 联络线功率及电压的调节。以经带
ＤＣＩＰＣ 联络线相连的两机系统为例，验证了ＤＣＩＰＣ 能够实现连续有效调节线路功率和电压的功
能。
关键词： 相间功率控制器； 电压源换流器； 移相环节； 间接电流控制策略

基于场路耦合模型的超高压自耦变压器电磁场研究
阎秀恪， 王振芹， 于向东， 张艳丽， 白保东， 谢德馨
（辽宁省现代电工装备理论与共性技术重点实验室， 沈阳工业大学， 辽宁沈阳１１０８７０）
摘要： 随着超特高压电网技术的发展，变压器向着超高压、大容量的趋势发展，为了降低成本，多采
用自耦结构。与普通变压器相比，自耦变压器一次侧与二次侧不仅有磁场的耦合而且有电路的联
系。对超高压、大容量自耦变压器的电磁问题，生产厂家大多还在沿用传统的经验公式，对它本身
的电磁性能尚未能完全掌握。因此，本文针对自耦变压器的电磁问题，推导出适用于自耦变压器场
路耦合的数学模型，并编程实现。以一台５００ｋＶ 超高压自耦变压器作为研究对象，计算出二次侧
短路情况下磁场的分布与绕组电流，同时为验证该场路耦合模型的正确性，利用商业软件进行了仿
真，验证了场路耦合模型的正确性与合理性。
关键词： 自耦变压器； 电磁场； 场路耦合； 有限元

电力电子功率变换器故障诊断方法综述
吴　娟， 沈艳霞
（江南大学电气自动化研究所， 江苏无锡２１４１２２）
摘要： 随着电力电子技术的发展，功率变换器已广泛应用于电网以及工业生产等各种重要场所中，
因此电力电子功率变换器的安全运行得到了研究者的广泛重视。本文以开路故障为主对功率变换
器现有故障诊断方法进行了归类和总结。从基于解析模型、基于知识和基于信号处理三个方面进
行了分类，介绍了各故障诊断方法的原理，并从适用性、算法复杂性、诊断时间和可靠性等角度，对
这些方法进行了比较，指出了功率变换器故障诊断的难点和今后的研究方向。
关键词： 功率变换器； 故障诊断； 解析模型； 知识； 信号处理

直流配电网单极接地故障定位方法
徐铭铭^{１，２，３}， 肖立业^１，２， 林良真^１，２
（１． 中国科学院应用超导重点实验室， 北京１００１９０； ２． 中国科学院电工研究所， 北京１００１９０；
３． 中国科学院大学， 北京１０００４９）
摘要： 本文首先分析了换流器直流侧经钳位电阻中点接地的优势。在此基础上，建立了直流配电
网单极接地故障的模型，分析了故障电流的特征，发现故障暂态电流为线路分布电容充、放电电流，
距离故障点越近，流过的暂态电容电流越大。利用快速傅里叶变换提取暂态电容电流特征频段的
总能量，通过比较各分支的总能量确定故障点方向，并利用树状图搜索确定故障区间。进而在故障
区间上利用负荷电流和故障区间端点的残余电压计算故障距离。在Ｓｉｍｕｌｉｎｋ／ Ｍａｔｌａｂ 中搭建了数
字仿真模型，仿真结果验证了该方法的有效性。在实验室进行了物理模拟实验，对本文方法进行了
验证。
关键词： 直流配电网； 单极接地故障； 故障定位； 快速傅里叶变换

一种桥型副边ＬＣ 谐振变换器及其建模和设计
袁义生， 朱本玉， 张伟平， 彭春华
（华东交通大学电气学院， 江西南昌３３００１３）
摘要： 提出了一种零电流开关（ＺＣＳ）的谐振变换器，变压器副边采用倍压结构，由谐振电容和变压
器漏感组成的ＬＣ 谐振可实现电路中能量的传递。电路采用调频工作，开关频率小于谐振频率，使
得开关管和二极管都能获得ＺＣＳ。原边开关管电压应力取决于原边电路结构，副边二极管只承受
输出电压。详细分析了各工作模式，基于基波分析法推导了电路的电压增益与频率比ｍ、漏感系数
ｈ 以及品质因数Ｑ 的关系，表明了变压器副边绕组可以比传统设计减半。针对在车载逆变器样机
的应用，对该电路提出了一种高效的设计方案。最后，建立了一个２１ ～２８Ｖ 输入／ 额定功率６００Ｗ
的逆变样机，实验波形及较高的变换效率验证了电路的正确性及设计方案的可行性。
关键词： 直流变换器； ＬＣ 谐振； 零电流开关； 逆变器

高精度高功率因数原边控制ＣＲＭ 反激ＬＥＤ 驱动电源
高　旭， 许建平， 阎铁生
（磁浮技术与磁浮列车教育部重点实验室， 西南交通大学电气工程学院， 四川成都６１００３１）
摘要： 研究了无光耦的原边控制（ＰＳＲ）高功率因数临界连续导电模式（ＣＲＭ）反激变换器的工作原
理。针对高功率因数ＣＲＭ ＰＳＲ 反激变换器输出电流精度受输入电压影响的问题，提出了一种新型
高精度高功率因数ＣＲＭ ＰＳＲ 反激变换器。通过引入输入电压前馈控制，消除了输入电压对ＬＥＤ
驱动电源输出电流精度的影响，最后通过实验验证了理论推导的正确性。
关键词： 原边控制； 临界连续模式； 反激变换器； 输入电压前馈； ＬＥＤ 驱动器

一种基于ＦＰＧＡ 进位延迟链的ＩＧＢＴ 栅极电压
米勒时延的高精度测量方法研究
方化潮^１，２， 郑利兵^２， 方光荣^２， 韩　立^２， 王春雷^１，２
（１． 中国科学院大学， 北京１００１９０； ２． 中国科学院电工研究所， 北京１００１９０）
摘要： ＩＧＢＴ 栅极电压的米勒平台时延与结温有着密切的关系，是ＩＧＢＴ 失效的一种重要表征量，因
此精确测量ＩＧＢＴ 栅极电压米勒时延对于ＩＧＢＴ 模块的失效监测有着重要的意义，基于此本文设计
了完整的米勒时延测量系统。首先设计实现了栅极电压米勒平台的微分提取电路，将米勒平台转
换为数字双脉冲，然后研究了利用ＦＰＧＡ 内部特殊结构———进位连线组成时间内插延迟链，实现了
高精度的时间内插测量。经实验验证，本文所设计的系统能够实现米勒时延亚纳秒级测量精度，为
进一步定量探索ＩＧＢＴ 模块失效与米勒时延的关系提供了保障。
关键词： ＩＧＢＴ； 栅极电压； 米勒平台； ＦＰＧＡ； 进位链； 延迟线