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基于数字孪生的单相PWM整流器灰箱建模与关键参数监测
Gray-Box Modeling and Key Parameters Monitoring of Single-Phase PWM Rectifiers Based on Digital Twins
Sihui Zhang · Wensheng Song · Zhiwei Zhang · Jian Chen 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年10月
针对工业保密性和知识产权限制导致控制参数难以获取的问题，现有单相脉宽调制（PWM）整流器的白箱数字孪生（DT）模型在实际应用中受限。为此，本文提出一种可克服未知控制参数限制且精度更高的灰箱DT模型。该模型引入死区效应和电容等效串联电阻（ESR），提升了准确性，并更贴近实际系统运行特性，具备更全面的健康状态监测能力。基于实测动静态工况数据，模型部署于独立服务器，结合粒子群与鲸鱼优化混合算法实现关键参数精确在线监测。实验验证了模型在不同工况、参数及控制策略下的有效性，并分析了误差影响。本研究推动了非...
解读: 该灰箱数字孪生建模技术对阳光电源多条产品线具有重要应用价值。在ST储能变流器和车载OBC充电机中，PWM整流器是核心功率单元，该技术可在无需获取控制参数的情况下实现精确建模，特别适用于第三方设备集成场景。引入死区效应和电容ESR的建模方法可提升SiC器件应用的精度，支持iSolarCloud平台的非...
多应用电力系统中混合量子-经典通信系统的资源分配
Resource Allocation for Hybrid Quantum-Classical Communication Systems in Multiapplication-Enabled Power Grids
Yuqi Qian · Haipeng Xie · Jian Zhong · Chen Chen 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Informatics · 2024年9月
量子通信是一种提升信息安全的有前景的技术。然而，在电力系统的量子密钥分发中，由于生成速率较低导致量子密钥供应有限，这仍然是一个挑战。为解决这一问题并在逐步发展的量子安全电力通信系统中优化量子资源的利用，本文利用网络虚拟化技术提出了一种混合资源优化方法。首先，我们提出了一种使用软件定义网络和网络功能虚拟化的虚拟化架构，以支持电力系统通信中的多应用场景。随后，提出了一种两阶段资源优化策略来管理经典资源和量子资源。在第一阶段，我们设计了一种网络切片方案，用于分配经典通信资源，如信道容量和时延。该方案旨...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项混合量子-经典通信资源分配技术对我们在新能源领域的数字化转型具有战略意义。随着光伏电站、储能系统规模的持续扩大，我们面临着海量设备通信和关键数据安全的双重挑战，特别是在分布式能源管理系统（EMS）、虚拟电厂（VPP）调度以及电网侧储能协调控制等场景中。 该技术的核心价...
基于单元级的有限控制集模型预测控制在并联三相三电平逆变器中的应用
Cell-by-Cell-Based Finite Control Set Model Predictive Control for Paralleled Three-Phase Three-Level Inverters
Hanbin Zhou · Jian Yang · Xiaojiao Chen · Liansheng Huang 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年7月
针对有低开关频率要求的高功率并联三相三电平逆变器，本文提出了一种基于逐个单元（CBCB）的新型有限控制集模型预测控制算法。首先，CBCB架构包含两个控制时序交错半个周期的独立逆变器。其次，在CBCB架构内，阐述了一种估计误差更小的延迟补偿方案。此外，为每个独立逆变器设计了一种新型代价函数，使等效控制频率提高一倍。第三，为提高计算效率，在相电压跃变约束和低相环流（PCC）要求下预选候选电压矢量。与传统的分散式有限控制集模型预测控制（FCS - MPC）算法和现有的优化算法相比，所提算法在低平均开关...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文提出的"逐单元"有限集模型预测控制算法对我司大功率光伏逆变器和储能系统产品线具有重要应用价值。 在技术层面，该算法针对并联三相三电平逆变器的控制难题提出了创新性解决方案。通过错开半个周期的交错控制时序设计，使等效控制频率提升一倍，这对我司1500V大功率光伏逆变器和...