大容量電力電子裝置技術(shù)與應(yīng)用專題特約主編寄語

大容量電力電子裝置技術(shù)與應(yīng)用專題特約主編寄語

大容量電力電子裝置廣泛應(yīng)用于電力能源、國防軍工、高端制造、工業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域，是國民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展所需優(yōu)質(zhì)電力的重要保障，實(shí)現(xiàn)其高效率、高功率密度和高可靠性是長期追求的目標(biāo)。為了集中展現(xiàn)大容量電力電子裝置技術(shù)與應(yīng)用方面的最新研究成果和進(jìn)展，《電工技術(shù)學(xué)報(bào)》特別推出“大容量電力電子裝置技術(shù)與應(yīng)用”專題。

本專題征文得到了國內(nèi)高校和企業(yè)科研人員的大力支持和積極響應(yīng)，經(jīng)過專家認(rèn)真細(xì)致的評(píng)審，共錄用論文9篇；另外，從學(xué)報(bào)已錄用的論文中選取了3篇與本專題密切相關(guān)的論文。因此，本專題一共有論文12篇。其中，電力電子變壓器方面的相關(guān)論文2篇，大容量多電平DC-DC變換器方面的相關(guān)論文2篇，大容量系統(tǒng)多源協(xié)控策略相關(guān)論文2篇，主動(dòng)配網(wǎng)系統(tǒng)能效優(yōu)化相關(guān)論文4篇，大容量電力電子裝置可靠性相關(guān)論文2篇。

電力電子變壓器是充分消納和高效利用可再生能源的關(guān)鍵裝備，有利于規(guī)模化新能源的主動(dòng)匯集。在風(fēng)-光-儲(chǔ)多源主動(dòng)配網(wǎng)系統(tǒng)中，多端口大容量電力電子變壓器可實(shí)現(xiàn)不同電壓等級(jí)的交直流網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互濟(jì)，減少風(fēng)-光-儲(chǔ)多源電能變換環(huán)節(jié)。中科院高范強(qiáng)等的論文《面向交直流混合配電應(yīng)用的10kV-3MV·A四端口電力電子變壓器》提出了一種適用于多端口、直流、真雙極的電路拓?fù)浼捌涠丝趨f(xié)調(diào)控制策略，對(duì)于電力電子變壓器在交直流混合配電網(wǎng)中推廣應(yīng)用和發(fā)展具有重要的實(shí)踐意義。東北電力大學(xué)林霖等的論文《混合式隔離型模塊化多電平變換器》提出了一種混合式隔離型模塊化多電平變換器拓?fù)浼捌湔{(diào)制策略，為單級(jí)式電力電子變壓器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的探索提供了一種新的思路。

多電平DC-DC變換器可以降低開關(guān)管電壓應(yīng)力，減小電感電容體積和質(zhì)量，在中高壓場合如直流海上風(fēng)電場和中高壓直流電力系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。湖南大學(xué)李偉等的論文《全橋三電平DC-DC變換器優(yōu)化控制策略》針對(duì)全橋三電平DC-DC變換器，建立了一種以變壓器輸入電壓諧波為目標(biāo)函數(shù)，以功率傳輸能力、鉗位電容電壓調(diào)節(jié)能力等為約束條件的優(yōu)化模型，并提出了一種優(yōu)化控制策略。北京交通大學(xué)倪夢涵等的論文《多電平均壓型直流變換器輸入電流紋波抑制策略》針對(duì)耦合型和解耦型多電平均壓型直流變換器，分析了其輸入電流紋波與各級(jí)諧振電流之間的關(guān)系，提出了一種輸入電流紋波抑制策略，有效地降低了輸入電流紋波，提高了變換器效率。

在分布式大容量直流儲(chǔ)能系統(tǒng)、直流微電網(wǎng)系統(tǒng)等應(yīng)用場合，通常存在多變換器模塊并聯(lián)運(yùn)行的場景，各模塊之間的輸出電流均衡或功率均衡是保證并聯(lián)系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運(yùn)行的關(guān)鍵。燕山大學(xué)柴秀慧等的論文《改進(jìn)互聯(lián)通信荷電狀態(tài)下垂控制及功率均衡優(yōu)化》針對(duì)分布式直流儲(chǔ)能系統(tǒng)，提出了儲(chǔ)能模塊的改進(jìn)互聯(lián)通信荷電狀態(tài)下垂控制策略，提高了系統(tǒng)功率收斂速度，并可限制輸出功率最大值，提高了系統(tǒng)可靠性。西安理工大學(xué)支娜等的論文《一種無需高帶寬通信線路的高精度自主均流控制策略》針對(duì)直流微電網(wǎng)并聯(lián)系統(tǒng)，提出了光儲(chǔ)變換器的無通信線路均流控制策略，通過虛擬阻抗補(bǔ)償?shù)姆椒?，?shí)現(xiàn)了輸出功率的自主均分。

隨著大容量電力電子裝置在中壓領(lǐng)域的應(yīng)用推廣，區(qū)域配電網(wǎng)的綜合能效優(yōu)化技術(shù)也引起了越來越多的關(guān)注。清華大學(xué)趙崇濱等的論文《大容量交流電弧爐柔性供配電方案控制策略》針對(duì)鋼鐵冶煉場景中無功損耗突出、控制精度低的問題，提出了交流柔性供配電方案，改善了配電系統(tǒng)的電能質(zhì)量。武漢理工大學(xué)唐愛紅等的論文《一種適用于配電網(wǎng)的新分布式潮流控制器拓?fù)洹诽岢隽艘环N構(gòu)網(wǎng)型電力電子裝置拓?fù)浼翱刂撇呗?，提升了配網(wǎng)潮流控制能力。上海電力大學(xué)江暢等的論文《不平衡電網(wǎng)電壓下基于模塊化多電平變流器的統(tǒng)一電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器的微分平坦控制》針對(duì)配電網(wǎng)電能質(zhì)量問題，提出一種基于正負(fù)序分離的微分平坦控制方法，解決了電壓暫升、暫降和注入諧波問題。海軍工程大學(xué)彭方成等的論文《大容量DC-DC變流器輸出阻抗特性分析及應(yīng)用》針對(duì)艦船配電系統(tǒng)中大容量電力電子設(shè)備級(jí)聯(lián)后產(chǎn)生的電壓振蕩失穩(wěn)問題，闡明了系統(tǒng)輸出阻抗幅值的峰值與系統(tǒng)失穩(wěn)的內(nèi)在機(jī)理，為改善配網(wǎng)系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性提供了新的途徑。

大容量電力電子裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜、運(yùn)行工況極端，可靠性面臨挑戰(zhàn)，實(shí)現(xiàn)有效的故障分析/穿越方法，提升裝置整體可靠性是未來系統(tǒng)全周期穩(wěn)定運(yùn)行的重要保障。重慶大學(xué)李輝等的論文《基于直流母線電壓和轉(zhuǎn)子電流特征的雙饋風(fēng)電變流器功率器件開路故障綜合診斷》提出了一種基于變流器直流母線電壓的故障監(jiān)測與基于轉(zhuǎn)子電流故障識(shí)別的綜合診斷方法，為大容量電力電子裝置的功率器件開路診斷提供了新的思路。浙江大學(xué)的林弘毅等的論文《高功率密度SiC靜止無功補(bǔ)償器強(qiáng)迫風(fēng)冷散熱綜合建模及優(yōu)化設(shè)計(jì)方法》從大容量電力電子裝置熱設(shè)計(jì)的角度出發(fā)展開研究，提出了基于截面積二次方根為無量綱特征長度的綜合熱模型，并提出了一種強(qiáng)迫風(fēng)冷散熱系統(tǒng)體積最優(yōu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，提升了熱設(shè)計(jì)的精度。

本專題論文反映了目前國內(nèi)關(guān)于大容量電力電子裝置系統(tǒng)拓?fù)?、控制策略、故障診斷以及能效優(yōu)化等方面的研究進(jìn)展和研究成果，具有較好的參考價(jià)值。希望本專題的出版對(duì)于推動(dòng)大容量電力電子裝置的研究和應(yīng)用起到推動(dòng)作用。衷心感謝各位同行在本次專題的征文、投稿和評(píng)審過程中給予的大力支持！感謝《電工技術(shù)學(xué)報(bào)》編輯部主任郭麗軍的大力支持！同時(shí)也感謝本次專題籌備過程中付出辛勤勞動(dòng)的副主編。