大容量電力電子裝置技術與應用專題特約主編寄語

大容量電力電子裝置技術與應用專題特約主編寄語

大容量電力電子裝置廣泛應用于電力能源、國防軍工、高端制造、工業生產、交通運輸等領域，是國民經濟快速發展所需優質電力的重要保障，實現其高效率、高功率密度和高可靠性是長期追求的目標。為了集中展現大容量電力電子裝置技術與應用方面的最新研究成果和進展，《電工技術學報》特別推出“大容量電力電子裝置技術與應用”專題。

本專題征文得到了國內高校和企業科研人員的大力支持和積極響應，經過專家認真細致的評審，共錄用論文9篇；另外，從學報已錄用的論文中選取了3篇與本專題密切相關的論文。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論文2篇，大容量多電平DC-DC變換器方面的相關論文2篇，大容量系統多源協控策略相關論文2篇，主動配網系統能效優化相關論文4篇，大容量電力電子裝置可靠性相關論文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鍵裝備，有利于規模化新能源的主動匯集。在風-光-儲多源主動配網系統中，多端口大容量電力電子變壓器可實現不同電壓等級的交直流網絡互聯互濟，減少風-光-儲多源電能變換環節。中科院高范強等的論文《面向交直流混合配電應用的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、真雙極的電路拓撲及其端口協調控制策略，對于電力電子變壓器在交直流混合配電網中推廣應用和發展具有重要的實踐意義。東北電力大學林霖等的論文《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撲及其調制策略，為單級式電力電子變壓器拓撲結構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管電壓應力，減小電感電容體積和質量，在中高壓場合如直流海上風電場和中高壓直流電力系統中得到了廣泛應用。湖南大學李偉等的論文《全橋三電平DC-DC變換器優化控制策略》針對全橋三電平DC-DC變換器，建立了一種以變壓器輸入電壓諧波為目標函數，以功率傳輸能力、鉗位電容電壓調節能力等為約束條件的優化模型，并提出了一種優化控制策略。北京交通大學倪夢涵等的論文《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諧振電流之間的關系，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能系統、直流微電網系統等應用場合，通常存在多變換器模塊并聯運行的場景，各模塊之間的輸出電流均衡或功率均衡是保證并聯系統穩定可靠運行的關鍵。燕山大學柴秀慧等的論文《改進互聯通信荷電狀態下垂控制及功率均衡優化》針對分布式直流儲能系統，提出了儲能模塊的改進互聯通信荷電狀態下垂控制策略，提高了系統功率收斂速度，并可限制輸出功率最大值，提高了系統可靠性。西安理工大學支娜等的論文《一種無需高帶寬通信線路的高精度自主均流控制策略》針對直流微電網并聯系統，提出了光儲變換器的無通信線路均流控制策略，通過虛擬阻抗補償的方法，實現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域的應用推廣，區域配電網的綜合能效優化技術也引起了越來越多的關注。清華大學趙崇濱等的論文《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，改善了配電系統的電能質量。武漢理工大學唐愛紅等的論文《一種適用于配電網的新分布式潮流控制器拓撲》提出了一種構網型電力電子裝置拓撲及控制策略，提升了配網潮流控制能力。上海電力大學江暢等的論文《不平衡電網電壓下基于模塊化多電平變流器的統一電能質量調節器的微分平坦控制》針對配電網電能質量問題，提出一種基于正負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用》針對艦船配電系統中大容量電力電子設備級聯后產生的電壓振蕩失穩問題，闡明了系統輸出阻抗幅值的峰值與系統失穩的內在機理，為改善配網系統靜態穩定性提供了新的途徑。

大容量電力電子裝置結構復雜、運行工況極端，可靠性面臨挑戰，實現有效的故障分析/穿越方法，提升裝置整體可靠性是未來系統全周期穩定運行的重要保障。重慶大學李輝等的論文《基于直流母線電壓和轉子電流特征的雙饋風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測與基于轉子電流故障識別的綜合診斷方法，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。浙江大學的林弘毅等的論文《高功率密度SiC靜止無功補償器強迫風冷散熱綜合建模及優化設計方法》從大容量電力電子裝置熱設計的角度出發展開研究，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，并提出了一種強迫風冷散熱系統體積最優的優化設計方法，提升了熱設計的精度。

本專題論文反映了目前國內關于大容量電力電子裝置系統拓撲、控制策略、故障診斷以及能效優化等方面的研究進展和研究成果，具有較好的參考價值。希望本專題的出版對于推動大容量電力電子裝置的研究和應用起到推動作用。衷心感謝各位同行在本次專題的征文、投稿和評審過程中給予的大力支持！感謝《電工技術學報》編輯部主任郭麗軍的大力支持！同時也感謝本次專題籌備過程中付出辛勤勞動的副主編。