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看清华、浙大等优秀科研团队如何应用实时仿真技术?

2020-01-10

近日,多地迎来2020年的第一场雪。都说瑞雪兆丰年,来年必是硕果累累的丰收年,而此时此刻,相信有一些人应该已经沉浸在即将收获的喜悦里。


没错,接下来远宽能源将最终公布成功入围2019“远宽杯”的优秀团队,也意味着他们即将收获远宽能源送出的终极大奖!这些新能源和电力电子领域优秀研究人员利用卓越的专业理论知识和实践能力,把实时仿真(也称硬件在环仿真或半实物仿真)这一先进技术应用到科研、研发测试以及创新人才培养中,在知名期刊杂志发表高水平优秀论文,充分为大家验证了实时仿真技术的应用价值。


No.1 无传感器三相四桥臂MMC控制

浙江大学方攸同科研团队


浙江大学方攸同教授的科研团队,以无传感器三相四臂式MMC的有限开关状态模型预测控制策略为研究对象,提出了一种三相四臂式MMC拓扑结构,并提出了针对此MMC结构的新型控制策略——结合基于自适应线性神经元的子模块电压预测方案与基于无电流排序的电容电压平衡方法。此项研究降低了MMC控制策略的复杂性,同时降低了相应设备的花费。研究利用 StarSim电力电子实时仿真器进行了实验,通过实验波形验证了该方法的有效性和可行性。并将成果总结发表于IEEE Transactions on Power Electronics.

Xing Liu, Lin Qiu, et al.; Finite-Level-State Model Predictive Control for Sensorless Three-Phase Four-Arm Modular Multilevel Converter[J], DOI 10.1109/TPEL.2019.2944638, IEEE Transactions on Power Electronics.


No.2 双重化脉冲整流器开路故障诊断方法

西南交通大学刘志刚科研团队


西南交通大学刘志刚教授的科研团队,以双重化脉冲整流器为研究对象,分析了正常工作模式和多种功率管开路故障情况。通过对比门极信号与线电压的变化情况,提出了一种兼具硬件电路简单和计算量小等优点的多管开路故障快速诊断方法。研究利用StarSim电力电子小步长实时仿真器进行硬件在环仿真试验,通过实验波形验证了该方法的有效性和可行性。并将成果总结发表于《电工技术学报》。

陈涛,刘志刚,胡轲珽等;一种双重化脉冲整流器多管开路故障快速诊断方法[J], 电工技术学报, 已录用.


No.3 无锁相环动态阻尼虚拟同步机

合肥工业大学杜燕科研团队


合肥工业大学杜燕教授的科研团队,通过小信号模型对比分析了不同形式虚拟阻尼环节对系统性能的影响,提出了一种无锁相环的虚拟同步发电机(VSG)算法,设计了基于功率超前反馈的动态阻尼环节,并给出了一种基于相位裕度的动态阻尼参数设计方法。研究利用StarSim电力电子小步长实时仿真器进行硬件在环仿真实验,通过实验波形验证所提出的控制策略的可行性和准确性,并将成果总结发表于《电工电能新技术》。

杜燕,赵韩广,张显创等;一种无锁相环动态阻尼的虚拟同步发电机[J], 电工电能新技术, 2019,38(7):10-19.


No.4 含SVC的大电力系统自适应模糊滑模控制

东北电力大学祝国强科研团队


东北电力大学祝国强教授团队,将自适应模糊滑模控制理论应用于含SVC的多机电力系统,该方法的特点在于系统的鲁棒性和收敛速度由于滑模控制策略得到了提高,同时通过引入误差函数,使得系统的输出始终在预设的范围内;通过预估权重矢量的范数而不是去预估权重矢量,降低了控制系统需要估计的参数个数。文章利用StarSim实时仿真器进行了硬件在环仿真试验,通过试验结果波形验证了所提控制方法的有效性,并将成果总结发表于 ISA Transactions 。

Guoqiang Zhu, LinLin Nie, Zhe Lv, et al; Adaptive fuzzy dynamic surface sliding mode control of large-scale power systems with prescribe output tracking performance, ISA Transactions, In press. 2019.


No.5 创新性DSP+HIL实验平台设计

清华大学毕大强科研团队


清华大学毕大强高工科研团队,将先进的硬件在环仿真技术同工业中常用的DSP控制器结合,设计了一种创新型的DSP+HIL的创新性实验平台;平台采用远宽能源(ModelingTech)先进的1微秒级StarSim实时仿真器,可应用于电力电子与电力传动领域的教学、科研和开发,助力实现先进控制算法快速验证和量产级的DSP控制器的快速研发,该成果总结发表于《实验技术与管理》。

毕大强,郭瑞光,陈洪涛.电力电子与电力传动DSP-HIL教学实验平台设计[J].实验技术与管理,2019,36(1):226-229.


No.6 基于轮轴牵引电机力矩控制的重型机车粘着控制

西南交通大学王嵩科研团队


西南交通大学王嵩教授的科研团队,提出了一种考虑轮轴牵引力控制优点的重型机车粘着控制方法。该方法基于在线分析获得最佳牵引扭矩, 即在当前的车轨工况下不会发生打滑的最大力矩。它可实现最大的粘合利用率,从而最大程度地提高了牵引力。通过利用每个机车车轴上牵引电机的力矩控制,可以在粘着力控制过程中分别调节牵引扭矩。考虑到重型机车实物实验的难度,研究利用上海远宽的StarSim实时仿真器进行了实时仿真实验,对所提出的控制方法进行了验证,并将成果总结发表于IEEE Access.

S. Wang, W. Zhang, J. Huang, Q. Wang and P. Sun, "Adhesion Control of Heavy-Duty Locomotive Based on Axle Traction Control System," in IEEE Access, vol. 7, pp. 164614-164622, 2019. DOI: 10.1109/ACCESS.2019.2952268.


其他优秀论文推荐

[1] Keyou Wang, Xin Huang, Bo Fan, et al; Decentralized Power Sharing Control for Parallel-Connected Inverters in Islanded Single-Phase Micro-grids[J], IEEE Transactions on Smart Grid. In press( DOI 10.1109/TSG.2017.2720683), 2017.

[2] Han Zhang, Zhigang Liu, Siqi Wu, et al; Input Impedance Modeling and Verification of Single-Phase Voltage Source Converters Based on Harmonic Linearization[J], IEEE Transactions on Power Electronics. In press (DOI 10.1109/TPEL.2018.2883470), 2018.


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