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完成单位：山东大学

主要完成人：高峰、许涛、蒿天衢、孟祥剑

项目亮点

本项目提出了并网变流器集群脉宽调制同步运行技术，将脉宽调制由传统的单机优化转变为多机协同，扩展了优化维度，攻克了变流器集群的高频谐波随机叠加、高频环流随机传导等难题。

项目介绍

在新能源场站、电池储能系统、电能质量治理系统中，多台并网变流器并联运行时不可避免地面临PWM相位时变因素的影响，易诱发并网变流器间的高频环流，恶化输出电能质量，且增加损耗，严重时威胁并网变流器的运行安全。而现有基于高带宽通讯通道的PWM同步技术面临可靠性低、配置灵活度差等实际应用难题。为此，本项目经历“从无到有、重点突破、完善优化”三个阶段，突破了“并网变流器集群脉宽调制同步运行”关键技术，主要技术创新与进步如下：

（1）高可靠脉宽调制同步技术。为摆脱对通讯通道的依赖，提出低频脉冲发送技术，解决了脉宽调制同步难题；提出基于锁相环的全局同步脉宽调制技术，彻底摆脱应用场景的限制。该技术率先应用于储能变流器，解决了高频环流抑制难题。

（2）脉宽调制最佳相位计算技术。提出基于粒子群优化算法的最佳相位计算技术，通过“在线建模+智能求解”破解最佳相位角选取难题，所涵盖的谐波频率范围由单一谐波扩展到全频段谐波，完全满足在线优化需求；进一步计及并网变流器集群的总谐波抑制、共模电流抑制等多目标优化需求，提出“解耦建模+递阶求解”的多目标最佳相位递阶计算方法，有效消除多目标间的耦合干扰。 

（3）脉宽调制相位修正技术。为应对并网变流器并联运行数量随机变化带来的影响，提出脉宽调制相位动态调整技术；为增强脉宽调制同步运行的鲁棒性，提出基于本地采样电流反馈的循环扰动观察方法，解决了变流器馈线阻抗偏差对同步精度的影响。

本项目获授权美国发明专利1件、中国发明专利6件，发表高水平期刊论文7篇，获2017 IEEE TPEL优秀论文二等奖、2019 IEEE电力电子学会优秀博士论文奖。研究成果已应用于储能变流器和有源滤波器产品。

项目图片

项目完成单位

山东大学是本项目基础理论研究、关键技术创新、算法编写和现场调试的实施者。

1）提出了低频脉冲发送技术，首创了基于锁相环的脉宽调制同步技术，摆脱了变流器集群的脉宽同步运行受应用场景制约的不利影响因素。

2）提出基于粒子群优化算法的最佳脉宽调制相位计算技术和“解耦建模+递阶求解”的多目标最佳相位递阶计算方法，满足在线优化需求并有效消除多目标间的耦合干扰。

3）提出脉宽调制相位动态调整技术和基于本地采样电流反馈的循环扰动观察方法，增强了脉冲宽度调制同步运行的鲁棒性，解决了同步精度受变流器馈线阻抗偏差影响的问题。

山东大学在人力、物力和财力上全面支持项目研发工作和科技创新，并积极推动科技成果转化和应用工作，在并网变流器集群脉宽调制同步运行技术的理论研究与技术研发等方面取得了一系列核心创新技术。

第一完成人简介

高峰

教授 山东大学

高峰，工学博士，山东大学控制科学与工程学院教授，博士生导师，IEEE Senior Member，国家自然科学基金优青，山东省杰青，齐鲁青年学者。自2012年5月起担任IEEE Transactions on Power Electronics编委，还担任中国电源学会理事、中国电工技术学会理事、CPSS Transactions on Power Electronics and Applications编委、挪威、波兰、智利政府科技项目海外评审专家。在国内外权威期刊和国际会议发表学术论文230余篇，其中SCI收录论文68篇，出版Springer专著一部，合作出版Springer专著章节1章，授权国内外发明专利30件。