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关键词： 低电压穿越   暂时性扰动功率   能量守恒   参数辨识   频率响应估计  

摘要： 随着风电渗透率的提高，海量风电场同时进入低电压穿越（LVRT）后将给电力系统带来巨大冲击，导致有功输出暂时性下降，电网频率迅速跌落甚至存在触发低频减载的风险，有必要对暂时性功率扰动下电网频率曲线进行快速在线估计，以制定相应的控制措施。然而，由于风电场内部存在的功率恢复差异使其LVRT曲线呈现不同形态，若忽略此影响将使频率曲线估计产生较大误差，且传统基于详细模型的时域仿真效率较低。因此，提出一种计及风电场LVRT有功功率恢复差异的扰动功率解析方法，将风电机组LVRT各阶段造成的有功扰动量采用分段函数进行描述，基于能量守恒原理对系统总的暂时性扰动功率进行精确估计。考虑风电的调频特性和虚拟惯量作用提出适用于高比例新能源电网的系统频率响应改进模型，并采用差分进化算法对基于实际数据的系统传递函数参数进行辨识，进而拟合出频率响应轨迹。基于IEEE 39节点系统与实际电网简化系统仿真验证了该方法在不同场景的适用性和可靠性。

关键词： SiC MOSFET器件   健康状态监测   键合线失效   高频脉动电流   开尔文封装   源极键合线等效阻抗  

摘要： 随着SiC MOSFET器件的广泛应用，其可靠性问题备受关注。键合线失效是SiC MOSFET器件故障的主要原因，因此就需要对其进行状态监测以保证器件的正常运行。为此，提出了一种基于开尔文封装的SiC MOSFET器件键合线状态监测方法。当键合线失效时，其等效阻抗发生变化。在开尔文源极和功率源极之间注入恒定的高频脉动电流，将阻抗的变化转换为开尔文源极和功率源极两端电压的变化，通过该电压对键合线健康状态进行监测。实验表明，所提监测参量的变化可以直观地反映失效键合线的数目。该方法通过外加高频脉动电流源实现对键合线的监测，只需测量对应电压，参数提取简单，特征参量与键合线失效关系明显，无需复杂的数据处理和计算。此外，不受源极电流等功率回路参数和驱动回路的影响。电路结构精简可靠，具有在线监测的潜力。

关键词： 功率超声   细化晶粒   电弧焊接  

摘要： 功率超声波具有节能、环保、高效以及可提高焊接质量等优点，在弧焊中具有广泛的应用前景。本文概述了功率超声波在弧焊领域的发展情况，讨论了超声波的几种特殊效应以及功率超声辅助在各种焊接方法中的应用特点，并对未来超声波技术在电弧焊接中的研究方向进行了展望，希望为对电弧焊接过程中的超声技术进行基础研究与工程应用的焊接学者提供一些有价值的参考。

关键词： GaN器件   栅极可靠性   功率循环   阈值电压   栅极电容   加速老化  

摘要： 氮化镓（GaN）功率器件长期在高功率密度工况下运行，其栅极可靠性一直是关注的重点，栅极的退化会造成器件误导通以及增加导通损耗等问题。文中设计了一种直流功率循环装置，通过功率循环的方式加速器件老化。同时为了评估栅极可靠性，采用与栅极紧密相关的阈值电压(VTH)以及栅极电容(CGS)作为特征参量，设计VTH与CGS监测电路。实验研究了器件栅极的温度特性、恢复特性以及在十万次功率循环后的退化情况。结果表明：随着温度的增加，VTH正向漂移，漂移量超过10%，CGS则与温度解耦保持不变。器件在功率循环后VTH存在恢复现象，前10 min恢复超过70%，在3 h后保持稳定，CGS不存在恢复特性。所选两款GaN在十万次功率循环后特征参量发生不同程度的变化，表明器件栅极在功率循环后发生了一定程度退化。因此有必要在设计器件及应用时考虑温度及热应力冲击所造成的栅极性能退化，优化设计工艺以提高GaN器件可靠性。

关键词： 出口短路   短路电流   变压器   热点温度   顶层油温  

摘要： 变压器的电热特性决定了其负载能力和可用寿命，过高热点温度加速绝缘系统热老化，造成其可用寿命减少。本文以一台油浸式变压器为例进行研究，通过在其绕组内部植入光纤测温探头，测量分析在额定工况下高、低压绕组热点温度的分布特征。根据变压器技术参数，建立其仿真计算模型，结合实际温升试验，研究不同短路故障在2s时间内高、低压绕组热点温度随时间和环境温度变化规律。研究结果表明：变压器出口短路故障与温升试验条件下的绕组热点温度分布规律不同，在出口短路故障的短时间内，高、低压绕组最高温度随短路时间呈线性升高，而顶层油温几乎保持不变。随着环境温度升高，变压器绕组热点温度呈线性增长，对变压器安全运行构成严重威胁。

关键词： DC-DC变换器   功率/数据复合传输   通信速率   四进制频移键控   电力电子开关调制  

摘要： 传统电力线通信方案硬件设计较为复杂。DC-DC变换器具有发送数据的潜能，可进行功率/数据复合传输。文中提出一种基于四进制频移键控的电力电子开关调制方案，通过调制开关频率将数据信息嵌入原始脉宽调制(PWM)信号中，使得电压纹波携带数据的频率特征，再通过基于滑动离散傅里叶变换的解调方案实现数据接收，最终实现功率/数据的同步传输。首先，证明了PWM信号与电压纹波频率一致的关系；然后，给出数据调制与解调的方案；以负载突变工况为例，通过对Buck变换器建模，分析功率变换暂态过程对通信的干扰；最后，搭建由两个Buck变换器组成的实验平台，实现了20 kbit/s的通信速率，并以光伏优化器为应用背景，验证了所提方案的有效性。

关键词： 毫米波通信   功率分配   以用户为中心  

摘要： 为提升以用户为中心的密集毫米波通信网络中用户服务质量，在考虑用户多关联、辅助节点选择的基础上，联合迭代优化多链路功率分配问题，以最大化用户可达和速率。所建模问题是一个分式非凸问题，利用连续凸近似算法进行问题凸优化转化，基于拉格朗日对偶理论进行求解。仿真结果表明，相较于传统的平均功率分配算法，提出的算法在系统速率性能上实现了14.06%的提升。

关键词： 虚拟同步发电机   功率振荡   状态反馈   极点配置   暂态阻尼   李亚普诺夫能量函数  

摘要： 虚拟同步发电机(virtual synchronous generator， VSG)在模拟同步发电机特性以提供惯性和阻尼的同时，也不可避免地引入了同步发电机的转子振荡特性，特别是VSG并联运行的系统中，当系统遭受扰动时，易引发功率振荡的问题，严重时甚至会损坏电力电子设备。针对此，基于状态反馈和极点配置理论，提出了基于暂态阻尼提升的VSG并联系统功率振荡分散式协调抑制策略，通过构建基于角频率高频分量补偿和基于电磁功率高频分量补偿组合，提升系统的暂态阻尼，抑制系统的功率振荡，而不影响系统的稳态特性。然后，通过构造李亚普诺夫能量函数的方法证明了所提控制策略的稳定性。最后，通过仿真验证了所提方法的有效性。

关键词： 本征正交分解   换流变压器   极性反转   随机奇异值分解   自适应快照选择  

摘要： 针对换流变压器极性反转暂态电场下的线性有限元模型，提出一种包含快照选择方案的改进压缩本征正交分解（ICPOD）模型降阶方法，以提高有限元模型的计算效率。ICPOD方法在本征正交分解（POD）方法的基础之上，使用自适应快照选择方案优选快照，以获取表征原系统特征的最少数量的快照，同时使用随机奇异值分解（rSVD）方法对快照矩阵进行分解获取ICPOD正交基，以减少快照矩阵分解阶段的计算时间和存储需求。仿真结果表明：ICPOD方法能够避免降阶模型与有限元模型之间的相对误差在极性反转时出现显著的峰值，具有较高的计算精度。同时ICPOD降阶模型的计算效率相较于有限元模型提升了近7.5倍，说明该方法在换流变压器极性反转暂态电场快速仿真计算领域具有工程应用价值。

关键词： GaN   宽带   高增益   大功率  

摘要： 研制了一款基于0.25 μm GaN HEMT工艺的4～8 GHz宽带高增益功率放大器。通过对模型管的S参数和I-V曲线进行测试并进行拟合，最终得到GaN管芯的大信号等效电路模型，并利用GaN管芯的大信号等效电路模型进行精确的仿真设计。为实现高增益，该放大器内部设计有两级晶体管。输入匹配和级间匹配电路采用SiC IPD工艺制作，减小匹配电路尺寸。输入合成网络和末级输出匹配电路采用低损耗陶瓷片介质加工。放大器采用4个12 mm管芯进行合成后实现250 W的功率输出，每个12 mm管芯由2个1.2 mm管芯推动。最终功率放大器在4～8 GHz频率范围内，在32V电压条件下，实测脉冲输出功率大于250W，功率附加效率大于38%，放大器功率增益大于18 dB。功率放大器尺寸为30.8mm×27.4mm×5mm。