学科与科研
四川省“电力电子节能技术与装备”省级高校重点实验室

2013年成立了西华大学力电子节能技术与装置四川省高校重点实验室,聘请了国家千人计划特聘教授、长江学者冉立教授为学术委员会主任,王军教授担任重点学科负责人和重点实验室主任。电力电子与电力传动学科于2008年被批准为四川省重点学科。本学科的学术队伍为25人,其中教授和副教授12人,拥有博士学位12人,具有雄厚的教学和科研实力。近年来,在《IEEE Transactions on Smart Grid》、《IEEE Transactions on Power Systems》、《IEEE Transactions on Fuzzy Systems》、《Information Sciences》、《中国电机工程学报》、《电工技术学报》、《电子学报》、《电力电子技术》等期刊发表论文200余篇,其中SCIEI收录论文100多篇;出版著作及教材10余部;授权专利几十项;承担一批包括国家自然科学基金、科技部国际合作项目、教育部春晖计划、科技厅项目、四川省经委项目和企业横向项目。

电力电子学科以电力电子器件为基础,涉及到电气、自动控制、计算机、微处理器技术等多个学科,是一门集电力、电子与控制于一身的新兴交叉学科。电力传动系统是电力电子器件典型的应用领域,在国民经济中占有极其重要的地位,具有广阔的发展前景。本学科是中国电工技术学会理事单位、中国自动化学会理事单位,也是四川省电力电子学会、四川省电工技术学会、四川省自动化与仪器仪表学会副理事长单位,同时本学科也是西南地区电力电子技术、电力系统及其自动化高级人才的主要科学研究和人才培养基地,培养了大量高水平硕士研究生和本科生。本学科与国家电网、美国OTI公司、东方电气集团、成都伟瓦节能技术有限公司、四川川开电气有限公司、四川电器有限公司、四川泰克电器、成都唐源电气有限责任公司、大连理工大学、重庆大学和西南交通大学等密切开展合作,已建设了ETAP-西华大学联合实验室、西华大学-启明星智能电网测控技术工程中心,已建成交直流电机控制平台、RT-LAB ADPSS仿真平台、风光互补分布式电源试验平台、智能化电器设备研究平台等。目前已形成了如下几个稳定的研究方向:

1、新能源变换技术研究

主要研究内容:光伏发电及并网技术、风力发电和并网技术和分布式微网管控技术。

2、智能化电器设备与节能技术研究

主要研究内容:高压开关(包括交流断路器、直流断路器、隔离开关、负荷开关等)、非常规电子式电流互感器、非常规电子式电压互感器和电气设备的在线监测与故障诊断研究。

3、电机驱动及智能控制技术研究

主要研究内容:新型异步电机、新型永磁同步电机(PMSM)技术、伺服电机、同步电机和开关磁阻电机等节能型电机研究及新型电机的先进驱动技术,开展膜计算、神经网络、模糊技术、混沌算法等研究及其智能控制技术在电力电子与电机控制中应用。

    4、工业装备节能技术研究

主要研究内容:电能质量分析及有源电力滤波、新型高功率因数整流技术、大功率PWM电源技术、军用电源。

通过长期研究,本学科已在如下方向形成特色:

1、膜计算学习方法及应用领域:在国际上首次提出模糊膜计算模型、自适应膜计算模型及其学习算法,并应用于电力系统故障诊断、微电网能量管控、配电网重构等领域;在国际上首次开展膜计算非监督学习模型及机理研究,构建了在多核CPUGPUFPGA等环境下的分布式并行聚类算法。研究成果处于国际先进水平。

2、电力设备的运行状态评估及可视化虚拟仿真、同步开关断路器和电子式互感器、电力营销辅助决策支持系统等处于省内领先水平。

3、风光互补控制技术与微电网管控系统的研究。重点开展光伏发电系统、多种风力发电系统、储能系统中变流控制等诸多关键技术的研究,并针对由多种分布式电源及储能组成的微电网进行能量优化管理控制技术的研究。

4、电力电子在电力系统中的应用:研究电力系统负序、无功等产生的机理和对系统电能质量造成的影响,提出基于现代电力电子装备的电能质量补偿方案与控制策略。基于电磁场、流速场、温度场等多物理场耦合分析理论,研究发电机、变压器、GIS等电力设备的损耗发热与运行状态评估问题。LED照明电源电路及控制技术研究:基于电力电子技术,研究LED照明电源的拓扑结构和控制策略,从而实现高功率因数、高效率、高恒流精度和可调光的LED照明电源。功率因数校正变换器技术研究:基于电力电子技术,研究降低输入电流谐波含量、提高功率因数、提高电源整体效率、降低功率因数校正变换器输出纹波的拓扑结构和控制方法。

5、新型开关磁阻电机控制技术研究:面向油田、新能源电动汽车等应用领域,研究开关磁阻电机的先进控制策略,针对电机本体设计优化,开发全数字化智能开关磁阻电机控制器。

6、新能源入网的优化调度策略研究:分布式电源和多微电网接入电网的多层协调优化调度,大规模电动汽车的充放电优化调度。


四川省电力电子节能技术与装备高校重点实验室

主要实验平台及其成果介绍

(一)电机综合实验平台

实验平台采用基于DSP+FPGA的核心控制系统,能高效完成各种复杂算法,同时配置有测功机、WT1800功率分析仪、交直流探头、FLUCK TI400红外测温仪等测试设备。该电机综合实验平台可开展直流电机、异步电机、永磁直驱电机、开关磁阻电机等多种电机的科研实验工作。

电机控制系统


)新能源微电网平台

新能源微电网平台主要由能量管控平台、光伏发电单元、直驱风力发电单元、双馈风力发电单元、燃气轮机发电单元、储能单元及负载单元构成。该实验平台可开展分布式电源变换控制技术研究、微电网能量管理控制技术研究、微电网电能质量优化、微电网保护技术、微电网协调控制技术、孤岛运行控制等领域的研究。

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微电网平台架构图

微电网平台实景

ADPSS仿真平台

电力系统全数字实时仿真系统(Advanced Digital Power System SimulatorADPSS),是由中国电力科学研究院研发的基于高性能PC机群的全数字仿真系统。该仿真系统利用机群的多节点结构和高速本地通讯网络,采用网络并行计算技术对计算任务进行分解,并对进程进行实时和同步控制,实现了大规模复杂交直流电力系统机电暂态和电磁暂态的实时和超实时仿真以及外接物理装置试验。

  

  

  

  

暂态仿真

ADPSS系统平台

RT-LAB仿真平台

RT-LAB是由加拿大Opal-RT Technologies推出的一套工业级的系统平台软件包。通过RT-LAB,可以直接将利用MATLAB/Simulink建立的动态系统数学模型应用于实时仿真、控制、测试以及其它相关领域。

                    快速控制原型验证(RCP)硬件在环测试(HIL

 

RT-LAB仿真平台


(五)电子式互感器试验平台

电子式互感器验平台,可以开展电子式电压互感器、电子式电流互感器的相关研究;已完成10kV电子式电压互器,10kV27.5kV35kV电压等级的电子式电流互感器的开发研制,并于2010通过国家型式试验,201211月通过四川省科技厅成果鉴定。

电子式互感器试验平台

(六)重点实验仪器装置

                 

功率器件测试仪LCR测试仪                    LCR测试仪

        

        直流电源                               电子负载                    

动力电池测试仪                 回收式电网模拟电源