信息学院聪明动力中间在电力与动力范畴支流国际期刊颁发多项主要功效

ON2021-12-27文章来源 信息科学与技术学院CATEGORY动静

五分时时彩平台 信息学院聪明动力中间(CiPES)科研任务环绕电能产生、传输、存储、操纵等多个关键,供给靠得住、高效、低碳、智能的电能处理计划,助力我国的动力可延续成长。近期,中间多项研讨功效在电力与动力范畴支流国际期刊颁发,内容涵盖物联网能量搜集、电力体系、电力电子等多个范畴。

梁俊睿课题组在物联网范畴国际顶级学术期刊IEEE Internet of Things Journal颁发题为“ViPSN: A Vibration-Powered IoT Platform”的技术论文,提出了一款名为ViPSN的振动供能物联网传感器开辟原型。

近十余年间,良多来自差别学科背景的学者从电机换能东西料、动能搜集器机器布局设想、力学阐发、电力电子与功率办理电路、节能计较与通信等角度,针对大型修建、陆地、车辆等操纵场景睁开动能搜集技术的大批根本研讨任务,但是能胜利落地的操纵依然很是有限。要实在推动振动供能物联网技术的本色性成长与详细行业操纵,难点在于实现穿插范畴的协同设想与优化。

梁俊睿团队在ViPSN的设想中充实斟酌了构成该类完全体系所必备的机器、电气、信息三个局部,偏重点夸大了三者的协同感化。ViPSN是现有最完整的面向振动供能物联网的科研开辟平台之一。ViPSN体系较以往研讨具备以下特点: 1. 笼盖无源物联网的六大须要组件(包含能量产生、能量转换、能量加强、能量办理、能量操纵和终端演示单位);2. 在商用能量办理集成电路的根本上,构建了具备贮存电量感知才能的加强型能量办理单位;3. 尝试证实该体系能兼容打击、随机等庞杂振动环境,合用压电、磁电、磨擦发电等多种动能搜集器;4. 为了构建开放的学术研讨与财产开辟生态,团队对ViPSN平台在Github停止软硬件周全开源;5. 融入古代电子产物的设想理念,各硬件模块之间接纳便利的机器榫接和电气顶针毗连,便利各个功效模块的重构设想、替代进级和扩大操纵。

信息学院2019级博士生李鑫为第一作者,梁俊睿传授为通信作者,五分时时彩平台 为第一实现单位。该研讨取得了国度天然科学基金、五分时时彩平台 和上海市动力工程力学重点尝试室的经费撑持。梁俊睿团队环绕ViPSN及厥后续设想请求了两项发明专利。按照相干任务所撰写的技术论文取得IEEE IES(国际电气电子工程师学会-产业电子学会)“2019年分会间论文比赛”亚军;在2020年9月15日进行的ASME SMASIS(美国机器工程师学会-智能材料、自顺应布局和智能体系国际集会)中入围“最好学僵硬件比赛”候选名单。

论文链接: http://ieeexplore.ieee.org/document/9169698



图1. ViPSN振动供能物联网传感器开辟原型。(a) 拆卸图。(b) 硬件构成部件。(c) 蓝牙领受演示终端。



图2. ViPSN名目取得国际电气电子工程师学会(IEEE)和美国机器工程师学会(ASME)论文奖

刘宇课题组在电力体系掩护范畴国际顶级学术期刊IEEE Trans. Power Delivery上颁发论文“Transmission Line Fault Location in MMC-HVDC Grids Based on Dynamic State Estimation and Gradient Descent”。

跟着传统动力资本欠缺、环境好转等题目的不时加重,传统动力正慢慢为绿色可再生动力所取代,柔性直流电网被以为是处理大规模可再生动力矫捷消纳题目的有用技术有段之一。柔性直流电网线路在运转进程中经常产生毛病,切确的毛病定位能够或许有用地延长毛病点发明时候,进而保证柔性直流电网的不变、靠得住运转。柔性直流电网毛病后请求敏捷切除毛病线路,毛病时代时候窗短,且电宇量在毛病时代具备较为猛烈的暂态进程,给切确毛病定位增添了难度。

针对这一题目,本文提出了一种基于输电线路模子的时域毛病定位方式。起首成立了柔性直流输电线路的物理模子,以在时域中切确描写线路在毛病时代所知足的物理纪律。随后提出了线性静态状况估量与分歧性目标梯度降落相连系的方式求解毛病地位,处理了现有非线性静态状况估量方式存在的较大数值偏差与计较庞杂度高的题目。尝试成果标明,该方式对差别的毛病地位、毛病范例和过渡电阻都能取得切确的毛病定位成果(如图3),仅须要极短的数据时候窗(5ms)和较低的采样率(20kHz)。

信息学院2020级博士研讨生王冰林为第一作者,刘宇传授为通信作者,五分时时彩平台 为第一实现单位。该项研讨取得了国度天然科学基金、上海市等名目撑持。

论文链接: http://ieeexplore.ieee.org/document/9154583


图3. 所提出方式在柔性直流电网线路中的毛病定位成果 (a)分歧性目标成果,0.01欧姆毛病电阻、50千米处正极接地毛病(曲面最低点对应实在毛病地位)(b) 毛病定位偏差,差别毛病电阻、差别毛病地位的正极接地毛病


王浩宇课题组在电力电子范畴顶级学术期刊IEEE Trans. Industrial Electronics上颁发论文“An Ultra-Wide Output Range LLC Resonant Converter Based on Adjustable Turns Ratio Transformer and Reconfigurable Bridge”。

在电动汽车车载充电范畴,因为电池状况差别,电池的端电压能够在很宽的规模内变更。若何适配这类超宽输入电压,并为电池供给宁静高效的充电计划,是电动汽车充电技术的一个研讨重点。王浩宇课题组提出一种可变变压器变比和可重构桥的新型谐振变更拓扑,如图4所示。该拓扑引入一个可经由进程开关节制的变匝比变压器和操纵原边的可重构桥布局,经由进程公道设想变压器原副边匝数,能够有用的拓宽变更器的增益(60-450V)。与传统计划比拟,该变更器能够在差别变压器变比下任务,最优变压器变比能够经由进程拉格朗日乘子法和KKT前提取得,在输入电压极低的环境下,原边可任务在半桥形式,从而极大减小增益对励磁电感和开关频次规模的需要。可明显减小变更器的导通消耗和开关消耗,进步变更器的效力。同时,经由进程所提出的同步跳频技术,能够实现差别模态间的顺滑切换,如图5所示。

王浩宇课题组2020级博士生束冬冬为第一作者,王浩宇传授为通信作者,五分时时彩平台 为第一实现单位,中科院上海微体系与信息技术研讨所为协作单位。本项研讨取得了国度天然科学基金、上海市等名目撑持。

论文链接: http://ieeexplore.ieee.org/document/9145821/


图4. 提出基于可变变比变压器和可重构桥谐振变更器拓扑及差别模态和频次下的电压增益


图5. 差别任务模态之间的切换进程