复杂电网环境下并联有源滤器的补偿失效机理分析及谐波阻抗定制

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51807021
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    26.0万
  • 负责人：
    谢川
  • 依托单位：
    电子科技大学
  • 学科分类：
    E0706.电力电子学
  • 结题年份：
    2021
  • 批准年份：
    2018
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

With the continuous increasing penetration of power-electronics-interface based power generation/consumption equipment in the grid, both the grid side and load side equivalent impedances exhibit strong nonlinearity and time-varying characteristic at the installation point of shunt active filters(SAF), which makes them suffer from harmonic filtering failure issues and even lead to the harmonic amplification and harmonic oscillation, severely hinders the application of SAFs as well as the progress of harmonic control industry, and threatens the safety and stable operation of the power grid. Based on the basic principle of impedance matching, this project proposes the harmonic impedance shaping method for the failure issues in order to improve the adaptability and harmonic compensation performance of the SAFs. To be specific, the project will investigate modeling and compensation failure mechanism analysis methods for the SAF in complex grid conditions, develop failure characteristics based comprehensive performance evaluation and multi-objective optimization based harmonic impedance matching methods, and study the harmonic impedance shaping methods for SAFs. The effectiveness of the proposed solutions will be validated via theoretical analysis, simulation and experiments. The project will provide the theoretical basis and technical support for developing ‘grid-friendly’ SAFs. Meanwhile, this project has great practical value in promoting the progress of harmonic control industry as well as high quality of power grid in China.
随着电网中带电力电子接口的发电电源与用电设备渗透率的持续提高，并联有源滤波器接入点的网侧与负载侧等效阻抗呈强烈的非线性与时变特征，导致其发生补偿失效问题，甚至引起谐波放大和谐波振荡，严重制约了并联有源滤波器的应用与谐波治理行业的发展，威胁电网的安全稳定运行。针对这一问题，本项目拟基于阻抗匹配的基本原理，提出基于谐波阻抗定制的解决方案，以提升并联有源滤波器对复杂电网环境的适应能力和谐波补偿效果。本项目重点研究：复杂电网环境下并联有源滤波器补偿系统的建模与补偿失效机理分析；基于失效特征的综合性能评估与多目标优化的阻抗匹配方法；并联有源滤波器的谐波阻抗定制方法。通过理论分析、仿真验证和实验验证的技术路线来论证所提方法的有效性。本项目的成果将为“电网友好型”并联有源滤波器的设计提供重要的理论依据和方法支撑，并且对我国谐波治理行业的健康发展和电网的高质量运行具有重要的现实意义。

结项摘要

本项目从并网变流器与电网阻抗匹配角度，研究复杂电网阻抗环境下并联有源滤波器的补偿失效问题的阻抗不匹配本质与谐波阻抗重塑的解决方案。本项目的主要研究内容和结果如下：（1）对于LCL型并网的有源滤波器，采用多控制环路解耦的思想，建立了“基于子导纳组合”的统一阻抗模型，便于进一步系统稳定性分析和控制参数设计；（2）在统一阻抗模型下，找到了一种面向谐波阻抗无源化的并联有源滤波器控制参数解析设计方法，实现至Nyquist频率的端口阻抗无源化设计；（3）在至Nyquist频率阻抗无源化约束下，对并联有源滤波器控制方案和策略进行了工程应用的简化。本项目发表SCI期刊论文8篇，在APEC、IECON等学术会议发表论文7篇；申请发明专利2项；培养博士研究生2名、硕士研究生5名。

项目成果

期刊论文数量（9）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（7）
专利数量（2）
Passivity-Oriented Design of LCL-Type Grid-Connected Inverters With Luenberger Observer-Based Active Damping
基于 Luenberger 观测器的主动阻尼的 LCL 型并网逆变器的无源导向设计
  • DOI：
    10.1109/tpel.2021.3109434
  • 发表时间：
    2022
  • 期刊：
    IEEE Transactions on Power Electronics
  • 影响因子：
    6.7
  • 作者：
    Zhao Jiancheng;Xie Chuan;Li Kai;Zou Jianxiao;Guerrero Josep M.
  • 通讯作者：
    Guerrero Josep M.
Stability Enhancement of Inverters in Grid-Connected Microgrids Using FIR Filter
使用 FIR 滤波器增强并网微电网中逆变器的稳定性
  • DOI：
    10.1109/jestie.2020.3041701
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Industrial Electronics
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Akhavan A.;Golestan S.;Vasquez J.;Guerrero J.;Xie C.
  • 通讯作者：
    Xie C.
A Novel Model Predictive Control Strategy to Eliminate Zero-Sequence Circulating Current in Paralleled Three-Level Inverters
消除并联三电平逆变器零序环流的新型模型预测控制策略
  • DOI：
    10.1109/jestpe.2018.2879645
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics
  • 影响因子：
    5.5
  • 作者：
    Wang Xiaodong;Zou Jianxiao;Zhao Jiancheng;Xie Chuan;Li Kai;Munir Hafiz Mudassir;Guerrero Josep M
  • 通讯作者：
    Guerrero Josep M
Passivity-Based Design of Grid-Side Current-Controlled LCL-Type Grid-Connected Inverters
基于无源性的网侧电流控制LCL型并网逆变器设计
  • DOI：
    10.1109/tpel.2020.2971380
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    IEEE Transactions on Power Electronics
  • 影响因子：
    6.7
  • 作者：
    Xie Chuan;Li Kai;Zou Jianxiao;Liu Dong;Josep M. Guerrero
  • 通讯作者：
    Josep M. Guerrero
Cooperation of Voltage Controlled Active Power Filter with Grid-Connected DGs in Microgrid
压控有源电力滤波器与微电网并网DG的配合
  • DOI：
    10.3390/su11010154
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    Sustainability
  • 影响因子：
    3.9
  • 作者：
    Munir Hafiz Mudassir;Zou Jianxiao;Xie Chuan;Guerrero Josep M
  • 通讯作者：
    Guerrero Josep M

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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