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[发明专利]一种海上风电可控整流器拓扑、控制方法和整流器-CN202310888731.3在审
发明人： 邓富金;伊浩然 -专利权人：东南大学
申请日： 2023-07-19 - 公布日： 2023-10-20 - 主分类号： H02J3/38 文献下载
摘要：本发明公开了一种海上风电可控整流器拓扑、控制方法和整流器，属于多电平电力电子换流器领域，所述的可控整流器拓扑由级联子模块和二极管整流桥组成；级联子模块为ABC三相结构，每相均包含N个串联全桥子模块，级联子模块的三相功率流入端连接至海上交流汇集电网，三相功率流出端连接至二极管整流桥交流侧；二极管整流桥为三相不控桥式整流电路，二极管整流桥交流侧连接至级联子模块三相功率流出端，直流侧连接至直流输电线路。此种技术方案可通过调节级联子模块电压控制二极管交流侧电压，进改变节二极管整流桥功率，同时可以大幅降低海上风电平台的重量和体积。
一种海上可控整流器拓扑控制方法

[发明专利]高升压比直流交流模块化多电平换流器拓扑及其调制方法-CN202310860252.0在审
发明人： 邓富金;周翔;朱康顺 -专利权人：东南大学
申请日： 2023-07-13 - 公布日： 2023-10-03 - 主分类号： H02M7/483 文献下载
摘要：本发明公开了高升压比直流交流模块化多电平换流器拓扑及其调制方法，涉及电力电子换流器技术领域。本发明包括：直流侧电压通过双向H桥电路，经过变压器连接至换流器上下桥臂；所述低压直流到高压交流变流器交流输出侧连接至交流电网，直流侧连接至光伏阵列；所述换流器应用于光伏发电并网阶段，可以直接将低压直流逆变为高压交流并接入电网中。相比于传统单相MMC的N+1电平输出，本发明能够输出2N+1电平，显著增加了阶梯电平数和等效开关频率，提高了直流电压利用率。同时本发明集成了升压与逆变两个环节，与传统的两级式光伏并网相比节约了成本，减小体积。
升压直流交流模块化电平换流拓扑及其调制方法

[发明专利]一种模块化多电平换流器损耗优化方法、系统和设备-CN202310673269.5在审
发明人： 邓富金;王梦悦 -专利权人：东南大学
申请日： 2023-06-08 - 公布日： 2023-09-22 - 主分类号： H02M7/483 文献下载
摘要：本发明公开了一种模块化多电平换流器损耗优化方法、系统和设备，方法包括如下步骤：首先构造代价函数g＝uci+α/fi，其中α初始值为0；以0.5s为一个周期，获得第i个子模块开关器件T1的开关次数fi1、开关器件T2的开关次数fi2；采样子模块电容电压uci和桥臂电流iarm，并获得桥臂子模块改变数目Δn；根据桥臂子模块改变数目Δn和桥臂电流iarm，确定α和fi；计算各个子模块代价函数g(i)，根据g(i)对各个子模块进行排序，切除/投入相应数目子模块。通过构造引入开关频率的函数，使得子模块间开关频率与电容电压均趋于一致，减小了子模块间的器件损耗差异，进而提高了模块化多电平换流器的寿命。
一种模块化电平换流损耗优化方法系统设备

[发明专利]一种多端口磁网络能源路由器及控制方法、设备-CN202310520580.6有效
发明人： 邓富金;吕泳庆;沈湛 -专利权人：东南大学
申请日： 2023-05-10 - 公布日： 2023-09-19 - 主分类号： H02M7/5387 文献下载
摘要：本发明公开了一种多端口磁网络能源路由器及控制方法，磁网络能源路由器包括含分布式磁芯柱的双磁板压接式N绕组变压器，N个全桥型变流器；控制方法包括：S1、计算不同变流器的等效连接电感；S2、根据磁网络能源路由器中各直流源参考功率，计算所有变流器的稳态控制移相角；S3、计算磁网络能源路由器功率解耦控制矩阵；S4、通过功率闭环控制，计算第二至第N变流器的控制移相角微增量；S5、控制变流器输出移相角不同的50%占空比方波电压，实现磁网络能源路由器的给定功率控制。本发明不仅能有效集成多个全桥型变流器、提高系统的功率密度，且能在各变流器端口磁集成等效大漏感，实现各端口大功率给定能量路由。
一种多端网络能源路由器控制方法设备

[发明专利]一种基于模块化舰船电驱系统的子模块电容计算方法-CN202310662261.9在审
发明人：曾唯恒;邓富金;宋浩伟 -专利权人：东南大学
申请日： 2023-06-06 - 公布日： 2023-09-15 - 主分类号： G06F17/10 文献下载
摘要：本发明属于电力系统中柔性直流输电、电力电子变换技术领域，公开一种基于模块化舰船电驱系统的子模块电容计算方法，包括以下步骤：S1对基于硅器件的模块化多电平换流器，采用最近电平调制策略，根据换流器系统想要输出的参考电压波，计算得出上桥臂需要投入的子模块数量；S2对基于碳化硅器件的谐波补偿器，采用高频脉宽调制策略，根据换流器系统想要输出的参考电压波，以及S1中算得的上下桥臂子模块投入数量；S3按照投入相应数量的硅器件子模块，同时按照调制波对谐波补偿器中的全桥模块进行调制，使得换流器系统输出端的三相电压等于参考电压波。驱动系统可以在额定负载转矩下工作，确保中压和低速时电机稳定运行。
一种基于模块化舰船系统模块电容计算方法

[发明专利]一种多电平变流器容值监测方法、系统和终端设备-CN202310707683.3在审
发明人： 邓富金;刘诚恺 -专利权人：东南大学
申请日： 2023-06-15 - 公布日： 2023-09-12 - 主分类号： G01R27/26 文献下载
摘要：本发明公开了一种多电平变流器容值监测方法、系统和终端设备，属于多电平电力电子变流领域。该方法在参考值测量阶段对子模块的电容容值进行离线测量、对子模块的参考放电时间进行测量，在容值在线监测阶段对子模块的放电时间进行测量，根据以上的测量结果能有效地实现MMC电容容值的在线监测。该方法能有效避免子模块取能电路的影响，实现子模块电容容值的精确监测。
一种电平变流器监测方法系统终端设备

[发明专利]一种互补双极型多电平交-交变频器-CN202310707684.8在审
发明人： 邓富金;伊浩然 -专利权人：东南大学
申请日： 2023-06-15 - 公布日： 2023-09-08 - 主分类号： H02M5/297 文献下载
摘要：本发明公开了一种互补双极型多电平交‑交变频器，涉及多电平电力电子变换器技术领域。本发明包括六相模块化多电平变频器、工频侧三相三绕组双极型变压器和低频侧三相三绕组双极型变压器，六相模块化多电平变频器由a、a’、b、b’、c、c’六相组成，每相结构完全相同，均由上桥臂和下桥臂构成，各个桥臂均包含n个串联的全桥子模块和一个桥臂电感Ls；工频侧三相三绕组双极型变压器中副边变压器Tg1为正极变压器，绕组采用星形接法；副边变压器Tg2为负极变压器，绕组采用星形接法。本发明专利在提高变频器的传输容量的基础上，减小了现有方案的变压器体积，实现了工频系统与低频系统的完全隔离，具有较高的工程应用价值。
一种互补双极型多电平变频器

[发明专利]适用于MMC和CCV级联驱动系统的宽频率范围运行方法及装置-CN202310746225.0在审
发明人： 邓富金;张越 -专利权人：东南大学
申请日： 2023-06-25 - 公布日： 2023-09-05 - 主分类号： H02P23/00 文献下载
摘要：本发明公开了适用于MMC和CCV级联驱动系统的宽频率范围运行方法及装置，涉及多电平电力电子变换器技术领域。本发明包括接收实时监测的电机频率数据ωm，并设定用于确定驱动系统工作模式的临界频率ωb；将接收的电机频率ωm与临界频率ωb进行对比，若ωm小于等于ωb，所述MMC和CCV级联驱动系统工作模式则为低速模式，此时MMC输出恒定的中频交流侧电压，CCV驱动电机运行；若ωm大于ωb，所述MMC和CCV级联驱动系统工作模式则为高速模式，此时MMC驱动电机运行，CCV进入旁路状态。本发明能够有效保障在电机低速情况下驱动系统MMC子模块电容电压脉动小，高速情况下电机转矩脉动小，实现驱动系统的高可靠、宽调速范围运行。
适用于 mmc ccv 级联驱动系统宽频范围运行方法装置

[发明专利]一种适用电机驱动系统的直流侧电流脉动抑制方法和系统-CN202310741390.7在审
发明人： 邓富金;张越 -专利权人：东南大学
申请日： 2023-06-21 - 公布日： 2023-09-05 - 主分类号： H02M7/483 文献下载
摘要：本发明公开了一种适用电机驱动系统的直流侧电流脉动抑制方法和系统，属于模块化多电平换流器领域，包括以下步骤：步骤一：计算MMC各相单元子模块电容电压的平均值，经过陷波器得到子模块电容电压反馈值；步骤二：设置MMC的子模块电容电压参考值，与子模块电容电压反馈值作差，所得差值经过调节后，得到环流的直流分量参考值；步骤三：将环流的直流分量参考值与MMC直流侧电流的1/3作差，所得差值经过调节后，得到MMC环流的直流分量控制信号，该信号与MMC其他控制信号叠加后，经过调制策略和均压控制得到MMC的导通信号。本发明能够有效抑制驱动系统中MMC因谐波电流产生的直流侧电流脉动，改善MMC的直流侧电能质量，提高控制系统的可靠性。
一种适用电机驱动系统直流电流脉动抑制方法

[发明专利]电容复用型MMC电容电压平衡控制方法、装置及设备-CN202310660265.3在审
发明人： 邓富金;吕泳庆 -专利权人：东南大学
申请日： 2023-06-06 - 公布日： 2023-09-01 - 主分类号： H02M7/483 文献下载
摘要：本发明公开了电容复用型MMC电容电压平衡控制方法、装置及设备，涉及多电平电力电子换流器技术领域。本发明通过在每个控制周期内将桥臂内子模块电容电压排序，并计算桥臂内子模块电容电压的极差及标准差，将桥臂内子模块分组，并确定各组子模块的开关状态，使桥臂内子模块电容电压保持平衡。本发明所提出的电容复用型MMC电容电压平衡控制方法，不仅能实现桥臂内子模块电容电压平衡，且无需桥臂电流传感器，有效提高了控制系统的可靠性。
电容复用型 mmc 电压平衡控制方法装置设备

[发明专利]一种IGBT电热联合仿真方法、系统和设备-CN202310765343.6在审
发明人： 邓富金;耿佳豪 -专利权人：东南大学
申请日： 2023-06-27 - 公布日： 2023-08-25 - 主分类号： G06F30/23 文献下载
摘要：本发明公开了一种IGBT电热联合仿真方法、系统和设备，涉及电力电子器件可靠性技术领域。本发明包括如下步骤：建立IGBT的电路模型计算功耗；基于IGBT的几何尺寸和内部特征建立IGBT有限元热模型；基于IGBT有限元热模型训练数据，通过SVD和机器学习技术建立IGBT热降阶模型；使用场路耦合方法，实现IGBT的电热耦合，求解IGBT结温。与现有技术相比，能够精确地表征IGBT模块的功耗，同时能够准确计算出IGB模块的结温，并且相较于有限元仿真分析方法计算速度大大提高，进一步缩短了产品设计周期的。
一种 igbt 电热联合仿真方法系统设备

[发明专利]一种多电平变换器子模块开关管的容错运行方法及系统-CN202310600469.8在审
发明人：王青松;薛宏伟;邓富金;程明 -专利权人：东南大学
申请日： 2023-05-25 - 公布日： 2023-08-22 - 主分类号： H02M7/483 文献下载
摘要：本发明公开一种多电平变换器子模块开关管的容错运行方法及系统，属于电力电子应用技术领域；多电平变换器包括：左桥臂、右桥臂、系统负载Z以及滤波电感Lf，左桥臂和右桥臂的两端分别通过系统负载Z和滤波电感Lf串联连接；左桥臂和右桥臂均由多个半桥子模块串联连接，容错运行方法方法包括：确定故障发生位置以及故障类型；根据故障类型锁定故障子模块输出信号，实时判断系统输出状态是否正常，当系统输出异常时，搜索故障侧桥臂空闲子模块替代输出，若无空闲子模块，搜索对称桥臂子模块进行补偿输出；通过修改搜索得到的可用于校正的空闲子模块和对称桥臂子模块的控制信号，实现容错控制；使得系统能够在故障状态下正常输出。
一种电平变换器模块开关容错运行方法系统

[发明专利]调制误差可控的模块化多电平变流器低频调制方法及系统-CN202310707676.3在审
发明人： 邓富金;吕泳庆 -专利权人：东南大学
申请日： 2023-06-15 - 公布日： 2023-08-22 - 主分类号： H02M7/483 文献下载
摘要：本发明提供调制误差可控的模块化多电平变流器低频调制方法及系统，涉及多电平电力电子换流器领域。该调制误差可控的模块化多电平变流器低频调制方法，将正弦调制波正半周第一个四分之一周期划分为一系列面积相等、彼此相连的正弦脉冲序列，通过计算比较大小已知、宽度可控的矩形电平与若干正弦脉冲序列的等效面积差异，确定在给定容许误差范围内不同时刻所需投入的子模块数目及相应的电平转换角，实现调制误差可控的模块化多电平变流器低频调制。本发明不仅可以实现模块化多电平变流器的低频调制，且可实现调制误差的精确控制，解决了最近电平逼近调制无法控制调制误差的问题。
调制误差可控模块化电平变流器低频方法系统

[发明专利]一种具有多恒流输出的多容性能量传输系统-CN202110823070.7有效
发明人：程晨闻;陈婷;邓富金;花为 -专利权人：东南大学
申请日： 2021-07-21 - 公布日： 2023-08-22 - 主分类号： H02J50/05 文献下载
摘要：本发明公开一种具有多恒流输出的多容性能量传输系统，属于无线能量传输领域；一种具有多恒流输出的多容性能量传输系统包含中继单元#0‑#N，呈线性依次排列，相邻中继单元通过发射极板和接收极板之间的电场耦合来进行能量传输；中继单元#0包含两个发射极板，中继单元#1‑#N‑1包含垂直放置的两个接收极板和两个发射极板，中继单元#N包含两个接收极板，给出了含有多个中继单元的电容耦合器的等效π模型，设计了带分裂电感的补偿网络，实现了与负载无关的恒流输出；本发明系统具有可以延长传输距离，实现中继单元解耦，且不同负载之间互不干扰，控制流程简单，成本低的优势。
一种具有多恒流输出性能传输系统

[发明专利]高效低谐波的混合型模块化多电平换流器及其控制方法-CN202111626604.3有效
发明人： 邓富金;侯洁华;刘诚恺 -专利权人：东南大学
申请日： 2021-12-28 - 公布日： 2023-08-22 - 主分类号： H02M7/5387 文献下载
摘要：本发明公开高效低谐波的混合型模块化多电平换流器及其控制方法，所述混合型模块化多电平换流器包括基于硅器件的模块化多电平换流器和基于碳化硅器件的谐波补偿器级联；所述基于硅器件的模块化多电平换流器每相均含有上下两个桥臂，每个桥臂包括n个相同的基于硅器件的子模块和一个桥臂电感；所述基于碳化硅器件的谐波补偿器一端连接至换流器的交流侧输出，另一端连接至负载。本发明能够在保证系统输出电能质量的同时降低换流系统的运行损耗，达到高效低谐波的输出效果；采用硅半导体与碳化硅半导体相结合的方法，通过基于碳化硅器件的谐波补偿器，降低模块化多电平变换器输出侧的谐波含量，实现了在保证输出电能质量的前提下。
高效谐波混合模块化电平换流及其控制方法

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