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[发明专利]一种直流变压器和直流断路器的协同控制方法-CN202310921966.8在审
发明人：林鹤云;张硕;雷家兴 -专利权人：东南大学
申请日： 2023-07-26 - 公布日： 2023-10-24 - 主分类号： H02H7/26 文献下载
摘要：本发明公开了一种直流变压器和直流断路器的协同控制方法，涉及直流电力系统配电和用电领域。本发明通过检测直流变压器端口的视在瞬时电阻实现快速故障定位，随后控制直流变压器工作在限流模式，故障端口的直流断路器在低电流应力下完成关断动作以隔离故障，在故障被隔离后，当直流变压器端口视在瞬时电阻上升至恢复动作电阻阈值时，控制直流变压器恢复到正常工作模式，故障端口的直流断路器重新合闸，完成对直流系统的保护。本发明将直流变压器的主动限流功能与直流断路器的迅速切断故障功能相结合，降低了直流变压器和直流断路器中固态器件的电流应力，无需复杂的检测设备和通信要求，能够迅速切断直流系统中的短路故障并实现恢复控制。
一种直流变压器断路器协同控制方法

[发明专利]一种适应不同电网强度的并网变流器低电压穿越控制方法-CN202310887407.X在审
发明人： 雷家兴;刘传浩;冯双;肖逸洋;赵剑锋 -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：本发明公开一种适应不同电网强度的并网变流器低电压穿越控制方法，属于功率变换器控制技术领域，本发明通过该方法首先采用额定频率或频率自适应滤波的锁相环，提取并网点相角、频率和电压幅值信息；然后将频率/电压与额定值作差，经过控制器得到有功/无功电流原始参考值，并根据电网的强弱程度改进控制器的系数；其次根据不同参考电流原始参考值和并网点电压偏离额定值的程度，对并网系统运行情况进行分类；然后针对并网系统的不同运行情况，采用参考电流连续平滑的计算方法，生成采用的参考电流；再针对不同的电网强度，采用不同的参考电流权重系数计算方法；最后由电流内环控制器计算得到并网变流器各个桥臂的调制信号。
一种适应不同电网强度并网变流器电压穿越控制方法

[发明专利]一种有源功率解耦型并网变换器的控制方法-CN202310787032.X在审
发明人： 雷家兴;刘嘉椋;刘家齐;温传新;王凯;郑舒;刘箭;石春虎;刘兴业;赵景涛;许瑞;周国华 -专利权人：东南大学;国网浙江杭州市萧山区供电有限公司;国电南瑞科技股份有限公司;国网电力科学研究院有限公司;国网浙江省电力有限公司;国网浙江省电力有限公司杭州供电公司
申请日： 2023-06-30 - 公布日： 2023-09-22 - 主分类号： H02J3/46 文献下载
摘要：本发明公开一种有源功率解耦型并网变换器的控制方法，首先通过二阶滤波器提取变换器交流侧和直流母线侧瞬时功率中所含的二倍频波动功率；其次根据所获二倍频波动功率构造辅助电容的功率参考值，基于此计算辅助电容电压平方的交流参考值，并在交流参考值上叠加直流偏置构造辅助电容电压平方的非负参考值；然后建立以辅助电容电压平方和辅助电容功率为受控变量的数学模型，以电压平方反馈为外环、功率反馈为内环，采用比例谐振控制器进行双闭环控制；最后根据内环控制器的输出与辅助电容电压计算有源功率解耦桥臂的调制信号，再通过载波调制获得桥臂的控制信号。本发明能有效降低有源功率解耦型并网变换器的控制器设计难度，提高实际运行性能。
一种有源功率解耦型并网变换器控制方法

[发明专利]一种无联结变压器的柔性环网控制器拓扑-CN202110915435.9有效
发明人：陈武;李峥;兰建西;曲小慧;梅军;雷家兴;曹武 -专利权人：东南大学
申请日： 2021-08-10 - 公布日： 2023-08-22 - 主分类号： H02J3/36 文献下载
摘要：本发明涉及生产装置技术领域，尤其是一种无联结变压器的柔性环网控制器拓扑，现提出如下方案，其包括第一换流器和第二换流器，所述第一换流器的每相桥臂均由半桥子模块串联组成，所述第一换流器的直流端口和第二换流器的直流端口通过模块阀串相连接，所述模块阀串是由至少两个全桥子模块串联组成，所述第二换流器的每相桥臂均由半桥子模块串联组成。本发明提供的一种新型半全交直混联控制器的拓扑结构，相比于现有柔性环网控制器拓扑结构省去换流变压器，同时减少了全桥子模块的数量，节省了控制器的拓扑结构的占地面积，实现紧凑化设计。
一种联结变压器柔性控制器拓扑

[发明专利]一种基于共模电压注入的并联逆变器功率均衡控制方法-CN202111493895.3有效
发明人： 雷家兴;黄鑫林;陶以彬;席嫣娜;胡秦然;冯鑫振;张宏宇;赵文祎 -专利权人：东南大学;中国电力科学研究院有限公司;国网北京市电力公司
申请日： 2021-12-08 - 公布日： 2023-08-22 - 主分类号： H02J3/38 文献下载
摘要：本发明公开一种基于共模电压注入的并联逆变器功率均衡控制方法。该方法向主逆变器参考输出电压中注入本征和附加共模电压分量，其中附加共模电压分量包含了主逆变器参考输出电流信号。从逆变器侧N台逆变器并联，对第n台从逆变器采用如下控制：对输出电流的零序分量进行比例‑积分‑多模谐振控制，得到该从逆变器的附加共模电压分量，同时从零序电流控制器中提取出主逆变器的参考输出电流信号，用作该从逆变器的参考输出电流。本发明可消除传统主从控制所需的通讯线，减少并联逆变器系统的结构复杂度，同时能够保证系统自动实现功率均衡，具有良好的动态和稳态性能，利于提高并联逆变器的运行性能。
一种基于电压注入并联逆变器功率均衡控制方法

[发明专利]一种基于阻抗分段降阶模型零点辨识的稳定性分析方法-CN202111285004.5有效
发明人：冯双;王克;杨浩;雷家兴;汤奕 -专利权人：东南大学
申请日： 2021-11-01 - 公布日： 2023-08-08 - 主分类号： H02J3/24 文献下载
摘要：本发明公开一种基于阻抗分段降阶模型零点辨识的稳定性分析方法，分析方法包括：解析或量测的方式获得系统阻抗‑频率特性，然后计算得到系统阻抗行列式的频率响应特性。接着将关注的频率区间划分为若干个小的子频率区间，在每一个频率区间内用拟合的方法辨识出阻抗行列式的频率响应特性表达式，利用频率响应特性表达式求解零点，并进行二次辨识、判断辨识误差是否满足要求，从而获得准确的阻抗零点，进而判断系统稳定性。此种稳定性分析方法无需通过解析的方式求解高阶传递函数零点，解决了高阶系统阻抗表达式难以求解零点的问题，降低了阻抗零点的求解难度，扩展了基于阻抗矩阵行列式零点的稳定性判据在大规模电力系统稳定性分析中的应用。
一种基于阻抗分段模型零点辨识稳定性分析方法

[发明专利]一种多端口交直流混合配电网柔性互联拓扑及控制方法-CN202211606355.6在审
发明人：陈武;兰建西;赵海熙;何晓坤;曹武;雷家兴;曲小慧;梅军;李鑫 -专利权人：东南大学
申请日： 2022-12-14 - 公布日： 2023-06-23 - 主分类号： H02J5/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种多端口交直流混合配电网柔性互联拓扑结构及控制方法，属于电力系统技术领域；本多端口交直流混合配电网柔性互联拓扑结构由直流侧AC/DC变换器、三相复用电路和三相交流侧多端口馈线支路组成；三相交流侧多端口馈线支路包括n条接入交流馈线，每条交流馈线包括交流侧滤波电感与调压电路；n条交流馈线汇集至共用交流母线并连接对应相复用电路，复用电路连接直流侧AC/DC变换器。本发明通过调节每个端口馈线上调压电路的电压，改变交流侧电压幅值与相位，实现多馈线间有功/无功功率的灵活交互与潮流控制；同时，交流馈线调压电路使得本拓扑具备交流侧接地故障穿越能力。
一种多端口交直流混合配电网柔性拓扑控制方法

[发明专利]一种直流潮流控制器及其控制方法-CN202211541732.2在审
发明人：陈武;郭浩;何晓坤;朱以清;蒋玮;李鑫;雷家兴;王江峰;梅军 -专利权人：东南大学
申请日： 2022-12-02 - 公布日： 2023-06-23 - 主分类号： H02J3/06 文献下载
摘要：本发明公开了一种直流潮流控制器及其控制方法，直流潮流控制器用于多端柔性直流输电系统内，所述直流潮流控制器包含n个可调电压源，分别串联在n条相邻的直流线路当中，可调电压源均无需外部电源提供功率或吸收其功率；所述直流潮流控制器有线路正向运行和线路反向运行，具有双向潮流控制能力。本发明的直流潮流控制器适用于环网式多端直流输电场合，与传统的多端口线间型直流潮流控制器相比，本发明的直流潮流控制器具有双向潮流调节能力，且仅用2+2n个开关器件就可以实现n端口直流潮流的有效控制，提高了输电网络潮流方向的控制能力以及输电线路的传输能力。
一种直流潮流控制器及其控制方法

[发明专利]一种基于最值相波形相似的交交变换器电流闭环控制方法-CN202310285045.7在审
发明人：刘嘉椋;黄鑫林;雷家兴;肖逸洋 -专利权人：东南大学
申请日： 2023-03-22 - 公布日： 2023-06-13 - 主分类号： H02M5/458 文献下载
摘要：本发明公开一种基于最值相波形相似的交交变换器电流闭环控制方法，属于变换器控制技术领域，本发明根据三相电网电流正弦化时最值相电压和相电流应波形相似的原则，分六个扇区分别计算最值相的电流电压比值，并由控制器所计算的比值进行调节；而后由交交变换器拓扑中有源滤波器的电流流向关系计算校正电流，进而对有源滤波器电压中间值对应相的参考电流进行补偿校正；最后基于有源滤波器电压中间值对应相的实际注入电流，实现对有源滤波器所需注入电流的闭环控制。本发明能消除新型交交变换器拓扑电网侧所产生的电流低频谐波，提高变换器实际运行性能。
一种基于最值相波形相似变换器电流闭环控制方法

[发明专利]一种模块化多电平直流变压器调制及控制方法-CN202310187608.9在审
发明人：陈武;金浩哲;王江峰;蒋玮;沈湛;曲小慧;雷家兴;李鑫 -专利权人：东南大学
申请日： 2023-03-01 - 公布日： 2023-05-16 - 主分类号： H02M3/335 文献下载
摘要：本发明涉及直流变压器领域，具体的是一种模块化多电平直流变压器调制及控制方法，通过控制半桥模块阀组不同半桥模块驱动信号之间的移相角大小，调制产生具有两种上升斜率和下降斜率的非对称阶梯形波，并通过检测输出电压大小，改变模块化多电平直流变压器半桥模块阀组输出非对称阶梯形波的上升斜率和下降斜率以及全桥模块开关管占空比，从而调节模块化多电平直流变压器输出电压。该调制及控制方法，实现了谐振电路的定频工作，降低磁性元件的设计难度，在实现模块化多电平直流变压器低压侧全桥模块开关管零电流关断的同时，可以降低电流应力，提高变换器的工作效率。
一种模块化电平直流变压器调制控制方法

[发明专利]一种光伏消纳-储能-电能治理一体化装置-CN202211410437.3在审
发明人：刘维亮;雷家兴;吴志;郑怀华;郁家麟;屠晓栋;周旻;钱伟杰;赵景涛;郑舒 -专利权人：国网浙江省电力有限公司嘉兴供电公司;东南大学;国电南瑞科技股份有限公司;国网电力科学研究院有限公司
申请日： 2022-11-11 - 公布日： 2023-04-07 - 主分类号： H02J3/32 文献下载
摘要：本发明公开了一种光伏消纳‑储能‑电能治理一体化装置，包括：光伏阵列，光伏阵列连接第一四管Buck/Boost变换器的输入端，蓄电池连接第一四管Buck/Boost变换器的输出端和第二四管Buck/Boost变换器的输入端，T型三电平三相四桥臂变换器连接至第二Buck/Boost变换器输出端和滤波电路。本发明的有益效果是：能优化并网节点有功功率和无功功率，降低开关管的电压应力，对配电网中谐波、不平衡电流分量进行补偿。
一种光伏消纳电能治理一体化装置

[发明专利]一种基于图神经网络的机电扰动定位及传播预测方法-CN202210389852.9有效
发明人：冯双;彭祥佳;崔昊;雷家兴;汤奕 -专利权人：东南大学溧阳研究院
申请日： 2022-04-14 - 公布日： 2023-04-07 - 主分类号： G06F30/27 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于图神经网络的机电扰动定位及传播预测方法。该方法包含离线训练和在线定位两部分。离线训练部分，首先根据电力系统的物理结构获得邻接矩阵及特征矩阵。然后训练基于图神经网络的扰动源定位模型，确定扰动源所在的具体机组。同时根据振荡可能发生的位置训练基于时空图神经网络的振荡传播预测模型，能够准确预测振荡的传播过程。在线定位部分先将发生扰动时电力系统所有节点采集到的有功功率数据输入源定位模型，获得具体的机组位置。然后根据机组的具体位置选择扰动传播预测模型，输入有功功率数据预测未来一段时间内的电力系统所有节点的有功功率数据。本发明不仅有较高的定位正确率，还可以精准预测振荡传播。
一种基于神经网络机电扰动定位传播预测方法

[发明专利]一种模块化多电平变换器调制方法-CN202211379733.1在审
发明人：陈武;兰建西;曹武;王江峰;赵剑锋;梅军;雷家兴;沈湛 -专利权人：东南大学
申请日： 2022-11-04 - 公布日： 2023-04-04 - 主分类号： H02M7/219 文献下载
摘要：本发明公开了一种模块化多电平变换器调制方法，属于电力系统领域。所述的模块化多电平变换器拓扑包括上桥臂、中间桥臂、下桥臂、桥臂切换开关组和桥臂电感。任一相的上桥臂、中间桥臂、下桥臂和桥臂电感串联连接；桥臂切换开关组分别连接中间桥臂两端；交流端口连接桥臂切换开关组中间；所述模块化多电平变换器调制方法，中间桥臂电压为两倍工频调制，通过控制桥臂切换开关组通断，实现中间桥臂分别被上、下桥臂工频半周期复用，同时，中间桥臂在工频半周期能量平衡。另外，所提调制方法有效提高该拓扑在不同运行工况下运行需求。
一种模块化电平变换器调制方法

[发明专利]一种低压配电网柔性合环装置及其控制方法-CN202211541735.6在审
发明人：陈武;赵海熙;何晓坤;李峥;雷家兴;沈湛;曲小慧;梅军 -专利权人：东南大学
申请日： 2022-12-02 - 公布日： 2023-03-07 - 主分类号： H02J3/38 文献下载
摘要：本发明公开了大功率电力电子技术领域的一种低压配电网柔性合环装置及其控制方法，柔性合环装置包括有功模块和无功模块，所述有功模块和无功模块串联，有功模块每相均包括一个甲侧桥臂、一个乙侧桥臂、一个复用桥臂和一个直流电容，无功模块每相均包括两个桥臂和一个直流电容；控制方法包括：有功模块甲侧桥臂控制策略、有功模块乙侧桥臂控制策略、有功模块复用桥臂控制策略和无功模块控制策略。本发明开关管电压应力有效减小，在380V低压配电网场合传统背靠背变换器需要24个额定耐压值为1200V的IGBT，而本发明装置中所提拓扑只需要30个耐压值为650V的IGBT，在较少增加半导体开关器件数量的基础上，有效减低开关管的额定耐压值。
一种低压配电网柔性装置及其控制方法

[发明专利]一种基于混合固态开关的中低压混合式直流断路器-CN202211555047.5在审
发明人：林鹤云;张硕;雷家兴 -专利权人：东南大学
申请日： 2022-12-06 - 公布日： 2023-03-07 - 主分类号： H02H7/26 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于混合固态开关的中低压混合式直流断路器，属于电力系统配电和用电领域。混合式直流断路器通常需要串并联大量的全控固态开关IGBT来达到较高容量的关断能力，增加了系统成本。基于IGBT和SCR的互补优势，本发明提出的中低压混合式直流断路器包括主通流支路、SCR电流转移支路、IGBT电流转移支路、RC缓冲支路和能量耗散支路。其中，利用SCR的高通流能力承担短路电流，为机械开关的无弧关断创造零电流条件；利用IGBT的开关作用为SCR的自然关断创造低电流条件。与传统混合式直流断路器相比，所提出的断路器在保证快速关断短路电流的同时，解决了IGBT容量较小的问题，显著降低了成本。
一种基于混合固态开关低压混合式直流断路器

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