[00124592]电力电子变换器建模与控制方法

本项目属电力电子学科,并与电力系统及其自动化、自动控制技术等学科密切相关。电力电子变换器是计算机、交通运输、新能源发电等系统中电能变换的核心单元,建模是电力电子变换器分析与控制的基础,控制是决定其高效、稳定运行的关键。近十余年来,本项目在国家自然科学基金、高校博士点基金等课题持续资助下,深入研究了电力电子变换器的建模与控制方法,在电力电子控制方向做出了系统的重要贡献。研究成果不仅对探索统一的建模、寻求高性能的控制方法等提供重要的理论指导,而且对提升电能变换系统的综合性能具有重要的应用价值。主要科学发现及创新成果如下： 1. 发展了电力电子变换器的建模理论。提出了电力电子变换器广义状态空间平均建模方法,解决了经典的状态空间平均建模仅适用于PWM变换器、不适用于谐振变换器和软开关变换器的问题;建立了恒频/变频离散映射模型,揭示了基于纹波控制的变换器存在的复杂动力学现象及其产生机理。 2. 创新了电力电子变换器的调制及控制方法。提出了非对称双缘调制、数字三角补偿、离散脉冲频率调制等方法,消除了次谐波振荡,降低了电磁干扰,提高了轻载效率,极大地提高了系统的稳定性和稳态性能;提出了基于纹波的数字控制、预测电流控制等算法,有效降低了运算量,显著地提高了动态响应速度。 3. 优化了电力电子变换器系统控制技术。提出了功率因数校正变换器的伪连续导电工作模式及其控制、并联逆变器的输出电流解耦控制、单相交-直-交变换器的有功补偿控制、基于双模糊逻辑的能量管理控制等,提升了大功率电力电子变换器在轨道交通中的应用品质。 本项目丰富和发展了电力电子建模与控制理论体系,在本领域产生了广泛的学术影响,研究成果获2013年全国优秀博士学位论文奖;获国际通信、电路与系统会议（ICCCAS 2007）最佳论文奖;成果论文在Electronics Letters期刊上发表并被封面报道。 本项目发表SCI论文88篇,被SCI他引530次（Google Scholar检索他引1200多次）,其中10篇代表作被SCI他引143次。已获授权中国发明专利11项,其中2项成功应用于电源控制芯片;成果已应用于世界首套电气化铁路同相供电装置,产生了显著的社会效益和经济效益。 在团队建设和人才培养方面,项目组成员获首批国家级百千万人才工程人选1名、全国优秀博士学位论文1篇、霍英东高校青年教师基金1项、四川省杰出青年基金2项,入选四川省学术和技术带头人及后备人选3名。