《电工技术学报》人工智能与电力电子系统的融合应用领域最新优文推荐｜2026年10月25日

《电工技术学报》是中国电工技术学会主办的电气工程领域综合性学术期刊，报道基础理论研究、工程应用等方面具有国际和国内领先水平的学术及科研成果。中国工程院院士马伟明任《学报》编委会主任，兼《学报》主编。

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作者：杨鸣, 汪小丰, 司马文霞, 唐君豪

摘要：双有源全桥变换器是固态变压器的核心组件,其暂稳态调控策略目前多采用低自由度调制或弱动态调节控制,难以在全功率、宽电压转换比工作范围内实现电感电流和输出电压纹波的深度抑制,并造成暂态冲击恢复时间偏长,对固态变压器的安全可靠运行造成挑战。该文以构筑双有源全桥变换器的暂稳态调控策略为目标,研究适用于全范围调制设计和无电感电流传感器控制的双有源全桥变换器状态空间平均值模型,以全功率、宽电压转换比工作范围内深度抑制电感电流和输出电压纹波为突破口,提出基于模型预测与复合占空比的双有源全桥变换器电压电流暂稳态调控方法,揭示多场景多工况下不同调控策略的稳态特性及其输出负荷、输入电压、输出电压参考值突变下的动态响应特性,对所提调控策略进行对比验证,保障双有源全桥变换器在全功率、宽电压转换比工作范围下的安全高效运行。

引用本文：杨鸣, 汪小丰, 司马文霞, 唐君豪. 基于模型预测与复合占空比的双有源全桥变换器电压电流暂稳态调控方法[J]. 电工技术学报, 2025, 40(4): 1203-1220. Yang Ming, Wang Xiaofeng, Sima Wenxia, Tang Junhao. Transient- and Steady-State Optimization of Voltage and Current for Dual Active Bridge Converters Based on Model Predictive Control and Composite Duty Modulation. Transactions of China Electrotechnical Society, 2025, 40(4): 1203-1220.

作者：赵剑, 张哲, 李召端, 宋伟波

摘要：为了解决三端口CLLC固态变压器（TP-CLLC-SST）设计中分布式谐振槽的谐振参数、谐振槽的阻抗匹配、死区时间与励磁电感的优化问题,该文提出一种应用于直流微电网系统中的三端口串联谐振型固态变压器的优化设计方法。TP-CLLC-SST由端口输入输出电容、全桥电路、分布式谐振槽和三绕组高频变压器组成。该变换器以固定的开关频率和接近于50%占空比开环运行,在整个负载范围内可以实现输入端口的零电压开关（ZVS）和输出端口的零电流开关（ZCS）,进而可以简化系统控制,实现较高的效率。首先,该文提出了分布式谐振槽的阻抗匹配及谐振参数确定方法,提高了分布式谐振槽阻抗匹配度并简化了谐振参数设计过程,使得变换器的最大端口电压偏移率由5.6%降至1.02%,显著地提高了变换器的负载调节特性。其次,推导了变换器在不同运行模式及负载条件下分布式谐振槽输入输出电流有效值。并且,结合谐振槽电流有效值方程给出了死区时间和励磁电感的优化选择方法,有效地提高了该变换器在三种运行模式下的运行效率。最后,在搭建的三个端口电压分别为100 V、400 V和600 V,功率为1 kW的实验样机上验证了所提优化方法的可行性,并实现了98.3%的峰值效率。

引用本文：赵剑, 张哲, 李召端, 宋伟波. 三端口CLLC固态变压器的设计与优化[J]. 电工技术学报, 2024, 39(23): 7542-7553. Zhao Jian, Zhang Zhe, Li Zhaoduan, Song Weibo. Design and Optimization of Three-Port CLLC Solid-State Transformer. Transactions of China Electrotechnical Society, 2024, 39(23): 7542-7553.

作者：冯顶宽, 高宁, 马建军, 朱淼

摘要：面向固态变压器应用,该文提出一种非对称双向有源桥（ABAB,简记为AB2）直流变换器拓扑。该拓扑采用有源全桥与半有源桥并联而成,可实现正反向差异化电能传输,同时提升器件复用率以降低成本。首先,分析AB2变换器功率传输特性,提出基于统一移相占空比的双模式调制策略,当正向传输功率时,以双半有源桥模式运行;反之,则以双有源桥模式运行。该调制策略可实现模式间平滑切换,兼具功率环流抑制与宽范围零电压软开关优势。在此基础上,给出电路参数设计方法和控制策略,面向某车网互动充电站应用,基于AB2变换器等三种典型直流变换器拓扑展开系统设计、方案对比和仿真验证。最后,搭建额定功率为140 W（正向）/60 W（反向）的AB2变换器原理样机,其峰值效率为96.53%（正向）/96.19%（反向）,仿真与实验结果验证了所提拓扑的可行性及其在电流应力、损耗、成本及可靠性方面的优势。

引用本文：冯顶宽, 高宁, 马建军, 朱淼. 面向固态变压器应用的非对称双有源桥直流变换器[J]. 电工技术学报, 2026, 41(4): 1324-1339. Feng Dingkuan, Gao Ning, Ma Jianjun, Zhu Miao. Asymmetrical Bidirectional Active Bridge DC-DC Converter for Solid-State Transformer Applications. Transactions of China Electrotechnical Society, 2026, 41(4): 1324-1339.

作者：李志祥, 裴云庆, 王来利, 刘家豪, 高韫瑶

摘要：该文针对以输入串联-输出并联的双有源桥变换器为核心的直流固态变压器的控制策略展开研究。传统的由输出电压控制和输入均压控制构成的双环控制系统,各控制环的环路增益特性会随负载等工况发生显著变化,控制器参数的设计难以兼顾全工况下的动态性能。为此,该文利用双有源桥变换器的一阶模型特性,基于直流固态变压器的大信号模型,开发了一种新型的线性化控制策略,以实现输出电压控制和输入均压控制的环路模型的线性化,从而简化控制器参数的设计,并增强变换器对不同工况的适应能力。同时,该文所提出的控制策略保留了比例-积分控制的简洁性和鲁棒性,且实现了对负载的补偿作用。仿真和实验结果证实了所提的控制策略可以显著降低直流固态变压器的环路模型和动态特性对工况的敏感程度,有利于实现全工况范围内动态性能的综合优化。

引用本文：李志祥, 裴云庆, 王来利, 刘家豪, 高韫瑶. 一种提升直流固态变压器全工况动态性能的新型线性化控制策略[J]. 电工技术学报, 2024, 39(20): 6475-6487. Li Zhixiang, Pei Yunqing Wang Laili, Liu Jiahao, Gao Yunyao. A Novel Linearization Control Strategy to Improve Dynamic Performance of DC Solid-State Transformers under All Working Conditions. Transactions of China Electrotechnical Society, 2024, 39(20): 6475-6487.

作者：潘建宇, 杜翊豪, 林文琦, 陈伟根

摘要：相比于双有源桥级联式固态变压器,模块化多电平换流器H桥（MMC-H）固态变压器仅用单个高频隔离变压器且控制灵活,故障容错率高。但现有MMC-H固态变压器主要采用方波-方波调制,存在系统dv/dt应力和电流谐波大的问题。MMC灵活的非方波调制技术具有优化电压和电流性能良好的前景,但其传输模型和特性未知,极大地限制了MMC-H固态变压器的应用。该文提出正弦-方波、三角-方波两类非对称方波调制下的MMC-H固态变压器的精准功率传输建模和控制方法,揭示其功率传输和电流变化特性,确定最大传输功率点。此外,详细对比两类非方波调制和传统方法下的传输特性差异并阐明原因。结果表明,所提两类非对称调制波和控制方法下的传输功率模型平均误差分别为2.8%和3.4%,准确度高;所提正弦-方波调制和控制方法下在最大传输功率、传输电流峰值、谐波量和器件损耗等方面具有综合最优性能,并具有良好的动态稳定性和快速响应能力。

引用本文：潘建宇, 杜翊豪, 林文琦, 陈伟根. 非对称方波调制下模块化多电平固态变压器传输功率建模与特性分析[J]. 电工技术学报, 2024, 39(24): 7793-7806. Pan Jianyu, Du Yihao, Lin Wenqi, Chen Weigen. Power Modeling and Operation Characteristics of Modular Multilevel Converter-H Solid State Transformer under Asymmetric Square Wave Modulation. Transactions of China Electrotechnical Society, 2024, 39(24): 7793-7806.

作者：张思慧, 宋文胜, 唐涛, 邹宇超, 张志伟

摘要：基于单相两电平脉宽调制（PWM）整流器工作原理及其闭环控制策略,建立其离散化数学模型,并考虑实际工程应用中控制参数未知的情况,结合整流器外特性实验数据,依托优化粒子群算法（PSO）,构建单相PWM整流器数字孪生灰盒模型。该模型可依据当前实测外特性数据,准确地监测控制参数和表征健康状态的关键参数,进而实现对实际整流系统的运行特性跟踪与模拟,该方法可为整流系统的非侵入式健康状态监测提供可能,并可用于指导实际系统中控制参数优化。为验证数字孪生灰盒模型及监测方法的正确性与有效性,该文在不同参数和多种工况下开展了模型验证与监测实验。结果表明,所建模型具有对实际整流器外部运行特性的模拟能力,监测误差小于5%且能够识别参数变化趋势。同时也探究了不同智能优化算法对监测性能的影响,论证了优化粒子群算法在此应用条件下的优越性。

引用本文：张思慧, 宋文胜, 唐涛, 邹宇超, 张志伟. 一种基于数字孪生的灰盒单相PWM整流器建模与健康参数监测方法[J]. 电工技术学报, 2025, 40(2): 463-476. Zhang Sihui, Song Wensheng, Tang Tao, Zou Yuchao, Zhang Zhiwei. A Gray-Box Single-Phase PWM Rectifier Modeling and Health Parameter Monitoring Method Based on Digital Twins. Transactions of China Electrotechnical Society, 2025, 40(2): 463-476.

作者：罗聪, 陈燕东, 谢志为, 高铭琨, 谢佳伟

摘要：以构网型变流器为接口的新能源在具有频率和电压支撑能力的同时,面临严峻的暂态同步失稳风险。现有研究多专注于构网型变流器单机系统,无法推广应用至存在复杂交互的多机并联系统,缺少多机系统稳定域的定量估计。为此,该文首先建立了机组外交互与有功无功内耦合的构网型变流器多机并联系统大信号等值模型;其次,基于该模型,构造了计及电压动态、阻尼耗散以及机组暂态交互的李雅普诺夫函数集,该函数集不依赖运动路径与响应时间,能直观且准确地刻画多机并联系统最大稳定域,并通过故障清除点位置预判暂态同步稳定性;然后,通过比较稳定域大小,量化了控制参数和电网参数对构网型多机系统暂态同步稳定边界的影响,探究了阻尼耗散、电压动态及机组间交互对暂态稳定裕度的影响;最后,搭建硬件在环实验平台验证了所估计最大稳定域与分析的准确性。

引用本文：罗聪, 陈燕东, 谢志为, 高铭琨, 谢佳伟. 计及电压动态的构网型变流器多机并联系统暂态建模与稳定域估计[J]. 电工技术学报, 2025, 40(9): 2752-2765. Luo Cong, Chen Yandong, Xie Zhiwei, Gao Mingkun, Xie Jiawei. Transient Model and Stability Region Estimation for Multiple Paralleled Grid-Forming Inverter System. Transactions of China Electrotechnical Society, 2025, 40(9): 2752-2765.

作者：赵统, 吴超, 王勇, 蒋顺平, 黄秋燕

摘要：传统构网型变流器在复杂电网阻抗、非线性负载的应用场景下的输出电压会存在较大谐波而不满足电能质量要求。然而,传统构网变流器的控制目标在于维持基波电压幅值和频率的稳定,公共耦合点谐波电压的问题被忽略。为了提升构网变流器对谐波电压的抑制能力,该文提出了一种宽频带的谐波电压消除策略。该策略在主要的谐波电压频率范围内均保持足够的增益,且与基波控制解耦。此外,所提策略不依赖于自适应谐振控制器、重复控制器中的谐波电压频率提取环节而对频率变化的谐波电压进行抑制,简化了控制器结构,使其便于工程实施。该文推导的构网变流器的小信号分析和阻抗模型也证明了所提策略在和基波控制解耦的同时有效地提升了谐波电压抑制能力。最后,通过实验验证了理论分析的准确性和有效性。

引用本文：赵统, 吴超, 王勇, 蒋顺平, 黄秋燕. 频率自适应的构网型变流器宽频带谐波电压抑制策略[J]. 电工技术学报, 2025, 40(1): 164-177. Zhao Tong, Wu Chao, Wang Yong, Jiang Shunping, Huang Qiuyan. A Frequency-Adaptive Wide Bandwidth Harmonic Voltage Suppression Strategy for Grid-Forming Converters. Transactions of China Electrotechnical Society, 2025, 40(1): 164-177.

作者：范培潇, 杨军, 温裕鑫, 柯松, 谢黎龙

摘要：多微电网中的环境状态、控制资源及偶然事件均具有强不确定性,而电动汽车在参与电网削峰填谷的同时也给发电控制带来了挑战。为此,该文提出一种基于可进化模型预测控制（LBMPC）的含电动汽车多微电网发电控制策略。首先,基于控制器交互的多微电网互联结构,考虑了发电机端电压调节和负荷频率控制（LFC）之间的耦合关系,建立含电动汽车多微电网的发电控制模型;然后,设计了一种基于多智能体的控制器参数自适应算法：频率控制器以实时频偏和EV站输出功率边界为状态集,以模型预测控制（MPC）控制器的可调参数矩阵Qx作为动作集,以频率偏差为奖励函数指标,电压控制器同理,从而实现MPC与PI控制器权重参数的自适应调整;最后,仿真结果表明,自动调压（AVR）回路增加了有功功率干扰,对LFC控制器提出了更高的要求,与传统控制和MPC算法相比,应用于控制器互联结构的可进化模型预测控制器能够在子微电网之间进行信息交换,并且根据环境状态实时更新控制器参数,显著提高了多微电网频率控制过程的鲁棒性和快速性。同时,与纯深度确定性策略梯度（DDPG）控制器相比,该文提出的双层控制结构在机器学习智能体出现故障无法正常输出动作时,能更好地保证系统的安全稳定运行。

引用本文：范培潇, 杨军, 温裕鑫, 柯松, 谢黎龙. 基于可进化模型预测控制的含电动汽车多微电网智能发电控制策略[J]. 电工技术学报, 2024, 39(3): 699-713. Fan Peixiao, Yang Jun, Wen Yuxin, Ke Song, Xie Lilong. A Multi Microgrid Intelligent Generation Control Strategy with Electric Vehicles Based on Evolutionary Model Predictive Control. Transactions of China Electrotechnical Society, 2024, 39(3): 699-713.

作者：高峰

摘要：电力电子设备在新能源、电动汽车、储能等众多领域发挥着重要作用,保障了电能的高效、精准、灵活利用。基于数字控制的电力电子设备拥有采样、计算、存储、通信环节,具备了实现智能功能的基本要素。然而当前电力电子设备的数字处理环节以实时控制为主,未考虑电力电子设备的智能化需求,难以承载监测、优化及其他非线性复杂智能任务。该文计及电力电子设备数量多、聚集度高、成本控制严苛的应用特点,将其视为智能边缘端,分析实现边缘智能的潜力,探讨实现边缘智能的路径,展望智能化应用方式。电力电子的边缘智能与其他领域的边缘智能既有相似性也有差异性,电力电子边缘智能的发展成果可为其他领域的智能化发展提供借鉴参考。

引用本文：高峰. 电力电子边缘智能：潜力、路径及应用[J]. 电工技术学报, 2026, 41(3): 725-737. Gao Feng. Edge Intelligence of Power Electronics: Potential, Route and Applications. Transactions of China Electrotechnical Society, 2026, 41(3): 725-737.