INTRODUCTION 电力电子与电气传动北京市工程中...

电力电子与电气传动北京市工程中心变频技术北京市工程研究中心

特色团队介绍 INTRODUCTION

电力电子电气传动北京市工程技术研究中心

变频技术北京市工程技术研究中心

电气工程硕士一级学科－每年招收50名

实验室面积2500平米

固定资产5000万元

特色团队介绍---中心介绍

INTRODUCTION

中心主任

涵盖电气工程所有二级学科

电力电子与电力传动

直接参与和指导了8个科研平台的建设

邀请和聘请了国内著名院所的教授和国内变频领域知名企业总工组成的技术委员会，并定期召开委员会工作会议

直接负责和参与了每年新引进人才的考核工作

制订中心的研究生管理规章制度，并指导研究生的课题研究

特色团队介绍---团队建设和人才培养

INTRODUCTION

学科建设平台建设技术委员会建设人才引进学生培养

起至关重要的作用，直接影响中心发展的进程

特色团队介绍---研究方向

INTRODUCTION

微电网运行控制技术

分布式发电

分布式光伏发电技术

微电网能效管理技术

智慧电网技术

• 8 名教授

• 9 名副教授

• 21 人博士学位

• 有1名北京市突出贡献专家

• 2名北京市高层次人才

• 2名北京市科技新星

• 电气工程北京市优秀教学团队

• 电动汽车北京市学术创新团队

特色团队介绍---人员介绍

INTRODUCTION

李正熙

导师简介 INTRODUCTION

教授/博导/博士北方工业大学副校长

北京市高层次人才

电气工程一级学科带头人

北京市特殊贡献专家

北京电力电子学会常务理事

中国金属学会应用技术专业委员会理事

中国自动化学会人工智能专业委员会主任委员

IEEE会员

北京科技大学兼职教授

主要研究领域和方向：

电力电子与电气传动、智能交通控制


主要成果 Z

出版专著 C

在研主要项目 X

获得国家科技进步二等奖1项，省部级科技奖3项发表科技论文92篇，其中：SCI收录16篇，EI收录24篇，编写专著3部，

教材2部，发明专利6项从1993年起享受国务院特殊津贴

《城市智能交通控制理论与应用》中国水利水电出版社《信息社会中的自动化新技术》机械工业出版社《电动机实用控制电路》学工业出版社

碳素回转窑综合控制系统研制电子束焊机电源系统研发冷钢成型设备电气控制系统交通枢纽综合感知与智能管控平台

张卫平


北京理工大学兼职教授、博导

教育部电气工程及其自动化专业教学指导委员会委员

教育部电气工程学科评审组专家

中国电源学会常务理事，组织委员会主任

国家自然科学基金委电力电子学科重大课题评审与验

收专家组成员

中国电源行业协会副理事长


高强度气体放电灯用电子镇流器、电池无线充电技术、

大功率电池的均衡与充放电技术、光伏发电及光伏并

网技术、大功率储能系统

教授/博导/博士


主要成果 Z

出版专著 C


国家八.五和九.五攻关项目各1项、国家自然科学基金项目3项、国家重点技术创新项目1项、北京市自然科学基金项目1项、省部级重点课题2项

发表学术论文90余篇，其中30余篇被EI或ISTP收录

《开关变换器的建模与控制》中国电力出版社《绿色电源:现代电能变换技术及应用》科学出版社

一种新型软开关BUCK变换器 A Discrete Modeling for Power Factor Correction Circuit The Electrical Model without Acoustic Resonance for the Low-Power

MH Lamps The Dynamic Analysis of Power MOSFET in BUCK Converter，2010

IEEE PEDG Conference，275 ~280；

孙力


研究员/博士

中国电工技术学会理事

中国电工技术学会电动车辆专业委员会秘书长，中

国自动化学会第七届理事会理事

北京市跨世纪优秀人才

北京市电动汽车驱动控制学术创新团队学术带头人


电动车动力电池管理技术、电动汽车动力系统优化

匹配与控制技术、CAN总线通讯技术


主要成果 Z

出版专著 C


《汽车电力电子装置与电机驱动器手册》机械工业出版社

电动汽车电池管理横向课题北京市创新团队计划资助项目电驱动旋转台

北京电动车辆协同创新中心子课题电机测试系统镍氢动力电池管理系统

樊生文


教授/硕士

北京市变频技术工程研究中心常务副主任


主要研究交流大功率传动技术

PWM整流及逆变并网技术

主要承担中压/大功率变频器的产品国产化研究

小功率交流伺服的产品化研究

电子束高压焊接电源的研究

http://www.bianpinjishu.com/showyjdw.asp?id=142


主要成果 Z

出版专著 C


获得国家科技进步二等奖1项，省部级科技奖3项发表科技论文20余篇，其中：EI收录8篇，编写专著3部，教材2部

《嵌入式操作系统基础uC/OS-Ⅱ和Linux》北京航天航空大学出版社

EWP-Ⅱ混捏控制系统技术开发方大碳素新材料科技股份有限公司加工厂6#加工线控制系统技术服务变频技术北京市工程研究中心基础研究项目参加国家863计划《燃料电池城市客车用高功率镍氢动力电池组系统及

其应用技术》研制电机变频驱动技术博思格高强钢薄板冷弯空压和相关电气控制B

陈亚爱


教授/硕士

任中国电源学会第七届理事会理事

变频电源与电气传动专业委员会委员

数据中心供电系统专业委员会委员


电力电子技术的应用、电力传动、新能源发电控

制技术等


主要成果 Z

出版专著 C


主持的“现代电力电子技术教学实验改革——三电平实验平台的开发方案”教学研究项目2008年获北方工业大学二等奖

主持的“‘供用电系统课程设计’的教学改革与探索”教学研究项目2012年获北方工业大学二等奖

参编的《开关变换器的建模与控制》获北京市精品教材《电机与拖动基础》校级精品课的主持人之一。

《开关变换器实用仿真与测试技术机械工业出版社《电机与拖动基础及MATLAB仿真》机械工业出版社《电机与拖动基础》电子工业出版社《电动机实用控制电路》化工工业出版社

基于间接矩阵变换器的多机传动系统研究 HID灯用高频谐振变换系统稳定性的研究自主转向悬挂式独轨车实验研究

周京华


教授/博士

中国电源学会新能源电能变换技术专业委员会委员

北京自动化协会会员


功率三电平调速及应用技术

多单元串联高压变频器

光伏并网发电技术

MW级风力发电技术


主要成果 Z

出版专著 C


2006年获中国有色金属工业协会颁发的中国有色金属工业科学技术奖(三等)一项

2009年入选北京市科技新星计划 2009评为北京市中青年骨干教师

《 CPLD/FPGA控制系统设计》机械工业出版社

微电网储能变流器研发三电平大功率变频器关键性技术开发电气化铁路牵引供电数控变频装置主控单元控制软件的开发 100kW大功率测功机控制系统开发大功率SVG动态无功补偿及有源电力滤波器谐波控制系统开发电气化铁路动态无功补偿及谐波治理装置控制大功率链式动态无功功率补偿控制系统开发阀门智能执行机构控制系统

孟庆海


研究员/博士


防爆电气安全技术配网综合自动化智能电器


主要成果 Z

出版专著 C


发明专利9项矿用分级闭锁真空电磁启动器跳闸判别方法,煤矿安全,2007.12：75-77 低压防爆开关电器联网通信技术,煤矿安全,2007.12：75-77

《爆炸性环境本质安全电路功率判别及非爆炸评价》中国矿业大学出版社

矿用双风机双电源变频器控制板基于CAD的城市配电网可靠性评估软件开发广域闭环控制系统时延影响和RTDS试验研究基于CAD的城市配电网可靠性评估软件开发贵州全电压序列输配一体化电网可靠性建模

杨立永


副教授/博士


高性能交流电动机变频器产品开发

风力发电、太阳能发电并网系统研究


主要成果 Z

出版专著 C


A control method of PMSM current-loop based on on-line parameter identification

基于参数辨识的PMSM电流环在线自适应控制方法永磁同步电机转子初始位置检测研究逆变器输出电压模型及新型死区补偿方法

《光伏发电系统的优化》机械工业出版社《交直流调速系统》电子工业出版社

云台控制系统硬件研发中转导流模块测试装置设计及研制A 吸附与离子交换模块测试装置设计及研制A 水处理动态性能测试设备设计及研制中转导流模块测试装置补充模块研制博士后创新实践基地项目

赵仁涛


副教授/在读博士


嵌入式系统设计与产品研发自抗扰理论应用研究红外图像处理技术研究


主要成果 Z


近年来发表论文20篇，包括IEEE国际会议论文6篇 2007年，石景山区科学技术二等奖。 2007年，山东省煤炭科学技术三等奖，SDMTK2007-3-62-05。 2008年，中国有色金属工业科学技术三等奖，255-2008171-R05。 2010年，中国有色金属工业科学技术三等奖，008-2009079-R02。 2010年，中国机械工业科学技术奖三等奖，1003020-03。

铜冶炼系统技术优化研究――铜电解极间短路监测系统开发和应用A

铝电解槽温度监测及阳极电流分布在线监测与分析系统A 金川公司科研预研费超低温设备控制系统开发镍电解电极区异常状况监测系统开发和应用A

蒋正荣


副教授/博士

《PIERS》期刊特邀审稿人

亚太电磁兼容协会会员


新型电抗器结构及磁场数值计算与分析

快速响应无功补偿控制与装置

单调谐滤波器算法及装置研究

基于调谐滤波及有源滤波的混合滤波器原理与装置

研究


主要成果 Z

出版专著 C


主持多项国家自然基金项目和北京市自然基金从B-H线剪切深入---正交磁化可控电抗器关键问题研究铁基非晶纳米晶铁芯电抗器在复杂励磁下磁滞回线奇异性变化研究可实现巨量电力铁芯产业升级的垂直磁化技术研究。

《电能质量中的谐波与无功控制》机械工业出版社

基于新型可控电抗器的高性能滤波装置研究用于油田抽油机的调谐滤波器研制项目用于城市建筑的高集成度模块化有源滤波装置的研究

梅杨


副教授/博士

主要研究新型电力电子变换器和交流电机高

性能控制技术。主持国家自然基金2项，市拔尖

人才项目1项，横向课题1项。


主要成果 Z

出版专著 c

在研主要项目 x

基于间接矩阵变换器的多机传动系统研究间接矩阵式变换器的理论与关键技术研究

周京华，李正熙，陈亚爱著，CPLD/FPGA控制系统设计[M]，机械工业出版社，2011.4

基于五桥臂逆变器的双电机调速系统控制技术

多输出间接矩阵变换器关键技术研究

储能用变换器拓扑及其控制

张永昌


研究员/博士后

北京市变频技术工程中心副主任

IEEE会员

中国电工技术学会和中国电源学会高级会员


交流电机控制

电力电子变换器，PWM整流及其在非平衡电

网下的运行

新能源发电，有刷/无刷双馈风力发电系统

先进控制理论及其DSP实现


主要成果 Z 出版专著 c


大容量电力电子变换系统电磁瞬态分析技术及应用基于IGCT的高压大容量变频调速系统

张永昌，李正熙等，《电机传动系统控制》(国际电气工程先进技术译

丛)，机械工业出版社，2013.10

张永昌，张虎，李正熙，《异步电机无速度传感器高性能控制技术》(电力电子新技术丛书)，机械工业出版社，2015.1

异步电机无速度传感器模型预测控制关键技术研究三电平PWM整流器高性能高效率控制无速度传感器永磁同步电机模型预测控制研究非理想电网下大功率非理想电网下大功率三电平PWM整流器优化控制异步电机无速度传感器模型预测控制关键技术鼠笼式异步电动机高性能变频器产品化

刘丛伟


副教授/博士

主要研究电力电子变换器基础理论，高压大

功率变流器，电机控制系统以及光伏和风力发电

系统


主要成果 Z

出版专著 c


2005年提出了一种三相九开关结构的交交变频器拓扑，研究成果

发表在IEEE Transaction on Power Electronics和EPE Journal上。近5年发表相关论文27篇，其中已被SCI收录4篇，EI收录22篇。

持有美国专利2个。

在2000年为学术专著“交流电机及其系统的分析”撰写第6章第3节有关双馈电机的内容。

国家自然科学基金面上项目“高效三相交流变流器拓扑研究” 高压IGBT直接串联技术的研究 MMC变流器控制系统供电电源均压控制研究

温春雪


副教授/博士

主要研究风力发电技术、分布式发电与微网

控制技术。

承担北京市自然科学基金项目1项，教委科

研面上专项2项，科委创新提升计划项目1项，横

向课题3项。


主要成果 Z

出版专著 c


10kW风力发电整机电控系统开发共直流母线风光互补变流控制系统研制 20kW风力发电机测试平台直驱式储能并网风力发电变流控制系统研究

永磁直驱式风力发电控制技术研究

风光蓄互补分布式发电微网协调控制系统的研究

10kW直驱式风力发电整机配套软件开发

风力发电系统——技术与趋势，机械工业出版社，2013.5 风力发电并网运行的无功管理，机械工业出版社，2014.5

万庆祝


副教授/博士

研究方向：

新能源发电，主要是光伏微电网能效管理，

风/光/储微电网一体化研究

节能控制，主要是工业能效管理系统、建筑

节能管理系统研究


在研主要项目 x 分布式光伏系统的微电网能效管理和运行控制关键技术研究

智能、节能型校园能效管理系统建设

主要成果

Z 平衡单相牵引负荷补偿容量优化设计[J]. 电力系统自动化. 2008(08) 铁路牵引系统中的负序计算和仿真[J]. 变流技术与电力牵引. 2007(03) 基于牵引计算的牵引变电所馈线电流仿真计算[J]. 电工技术学报.

2007(06) 电气化铁道系统计算机仿真的研究进展[J]. 机车电传动. 2006(03) 可控串补(TCSC)动态模型研究的新进展[J]. 国际电力.

2005(05)

张海峰


讲师/博士后

清华大学博士后，主要研究电火花脉冲电

源设计以及电机设计。


在研主要项目 x 直流无刷电机优化设计：

在异步电机设计软件的基础上，利用VC++完成直流

无刷电机设计软件的优化设计。

电火花节能脉冲电源的研究：

电火花节能脉冲电源的开发研制，搭建硬件平台，

完成电火花加工工艺实验。

朴政国


讲师/博士

主要研究领域：

●光伏发电系统设计

●光伏逆变器及控制研究

●光伏模拟器研究

●直流开关电源设计


主要成果 Z


A study on the photovoltaics system with small-size solar tracker（韩国

学术振兴财团）韩国大邱市太阳能光伏发电事业可行性分析（韩国暖房公司） The field demonstration study of 3kW Photovoltaics system（韩国光州

广域市） Develop of the 250W RGB multi-chip LED drive using forward converter

topology（韩国教育科学技术部）

光伏微型逆变器及控制研究

高频隔离型逆变器及控制研究

张虎


讲师/博士

从事电力电子与电气传动相关领域的教学与

科研工作，期间发表论文6篇，出版专著一部，

主持、参与完成了多个变频相关技术项目。

主要研究领域和方向

交流电机参数辨识

家电变频

交、直流电机高性能调速控制

先进控制理论及其DSP实现


主要成果 Z

出版专著 c 在研主要项目 x

韩国SEOHO电气公司电机参数辨识项目研发韩国SEOHO电气公司起重升降设备无速度传感器矢量控制高性能

变频器研发项目洗衣机用鼠笼式异步电动机变频器研制项目

北京东标电子有限公司轧机设备有速度传感器矢量控制高性能变频器研发项目

高低压智能综合保护器通信测试软件V1.0

异步电动机参数离、在线辨识技术研究矢量控制系统调节器参数自整定方面的研究异步电动机定子电压解耦控制器的设计与研究基于无速度传感器矢量控制系统的磁链估算技术、速度估算技术研究

胡长斌


讲师/博士

近几年发表论文15篇，SCI收录4篇，EI收录7篇。

主要研究方向：

●风力发电控制技术研究

●智能电网协调控制研究

●工业过程控制研究


主要成果 Z


非线性影响下高速轧机机-电-液耦合系统振动机理与控制方法（国家自然基金）

连城分公司500KA铝电解阳极碳素回转窑煅烧检测与自动控制系统（中国铝业集团）

20KW直驱式永磁同步风力发电模拟实验平台（英国中兰开夏大学）

鞍凌 1700mm 热连轧机数学模型与质量控制关键技术研究

智能电网分布式协调控制研究及平台搭建

铝电解阳极碳素回转窑煅烧过程控制研究

出版译著

译著《风力发电并网运行的无功管理》 c

刘欣博


讲师/博士

主要研究方向：

●风光互补发电系统稳定性能分析

●蓄电池储能系统充放电控制和能量管理策略研

究


主要成果 Z

出版译著 c 在研主要项目 x

Xinbo Liu, Yuanjun Zhou, Wei Zhang, Shuohan Ma, “Stability Criteria for

Constant Power Loads with Multi-Stage LC Filters”, IEEE Transactions on

Vehicular Technology. vol. 60, Issue 5, pp: 2042-2049, June, 2011 (SCI检索)；”

Xinbo Liu, Shuohan Ma “Large Signal Stabilization Method of Constant

Power Loads in More Electric Vehicles”，ICPME 2015, February 2015,

Page(s):166 – 171.（EI检索）

现代飞机新型负载动态性能及稳定性分析；

电力作动器的半实物仿真器研究小容量

风光互补发电系统产业化研究

译著《风力发电并网运行的无功管理》

张晓光


讲师/博士

从事电机与电力电子相关领域的科研与教学

工作，发表研究论文10余篇，主持、参与多个科

研项目。


交流电机及其控制

新能源分布式发电系统

直流微电网

滑模变结构控制理论及其应用

照片


主要成果 Z


发表SCI、EI检索研究论文10余篇完成中国航天科技集团公司创新项目：微型燃气轮机控制系统

完成省部产学研结合项目：节能型永磁同步电机四象限变频驱动系统

中国石油集团济柴动力总厂项目：燃气发电机组冲击性负载能量补偿系统

高容错开放式绕组永磁同步电机的控制机理与实现研究，国家自然科学基金项目

绕组开路永磁同步电机和无速度传感器运行研究，工程研究中心-电力电子与电气传动（改革试点项目）

苑国锋


高级工程师/博士

从事电力电子与电气传动相关领域的教学与

科研工作，期间发表论文6篇，授权发明专利5项，

主持、参与完成了多个变频相关技术项目。


双馈风力发电变频器控制

高性能交流电机调速控制

照片


主要成果 Z


国家十一五科技支撑计划项目：双馈变速恒频风电机组集中及远

程监控技术

QHVERT系列1.5MW及2MW风冷双馈变流器

600kW船用轴带发电机变频器

超高速交流永磁发电机电源

2kVA不间断电源

工程中心现在建有多个能够提供中试条件的平台:

异步电机高性能变频调速系统平台

永磁同步电机测试平台

洗衣机变频测试平台

吊车变频器测试与开发平台

间接矩阵变换器研发平台

轧机变频器研发平台

永磁直驱风力发电平台

三电平中压变频器研发平台

PWM整流器测试平台

200 kW双PWM变换器平台

新型电抗器测试及电能质量平台

IGBT串联测试平台

H桥级联变频器研发平台

研究基础---中试条件建设水平及能力

FOUNDATION

国内一流的试验平台

抗干扰测试设备高精度测功及加载设备录波仪

中心介绍---研究平台

INTRODUCTION

大功率加载及测试设备

电压跌落装置 7.5kW异步机加载设备


INTRODUCTION

10kW同步机加载设备高端示波器电磁搅拌电源实验系统


INTRODUCTION

吊车变频实验系统电子束焊机实验系统 315kW大功率三电平

变频系统实验系统


INTRODUCTION

45kW异步机加载及

实验系统 1.5kW伺服加载及

实验系统

多单元串联H桥大功率能量回馈型变

频器实验系统


INTRODUCTION

风力发电综合模拟系统


INTRODUCTION


INTRODUCTION

风力发电综合模拟系统

解决了单矢量MPC存在的计算量大、权重设计困难、参数依赖性强等关键工程应用问

题；

突破了现有单矢量MPC理论的局限，提出了多矢量MPC的系统思想和框架，有效解决了

稳态性能差和开关频率不固定的技术难题；

提出将MPC和扩展无功定义相结合的创新控制理念，解决了非理想电网下PWM整流器的

控制性能变差的问题。

研究基础---成果实践应用

FOUNDATION

代表性成果1 电力电子变换器模型预测控制-两项国家基金支持

在IEEE Trans发表论文10篇，IEEE国际学术会议作报告15次，获得2013年国际

电机与系统会议杰出论文奖1次，应邀在第1届电力电子技术及应用国际会议做大会

专题报告1次，获授权发明专利2项，申请7项，出版译著1部，交稿专著1部。

以广义双矢量MPC为例，相比FOC，能够在降低40%开关频率的同时减小11.4%转矩脉动，同时动态响应更快，具有优异的动静态性能！

0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12-5

0

5

10

15

20

DTC

MPC

MPC2

FOC

5 500

0.1

0.2

0.3

0.4

Hz

Te,r

ipple

(N

m)

5 500

2

4

6

f av (

kH

z)

Hz

MPC2 FOC

MPC2 FOC

多矢量模型预测转矩控制(实验结果比较：FOC vs MPC2)


FOUNDATION


提出了采用改进无功定义的新型预测功率控制，无需坐标旋转变换和电网电压电流的正负序分解，能够有效地减小电流谐波和直流母线电压波动。

非理想电网下PWM整流器多矢量预测功率控制


FOUNDATION


1、参数辨识运用高频脉冲电压响应，交、直流信号注入的方法，检测定子端电流电压，在分析电机T型等效电路的基础上，加入电阻的集肤效应及整个系统的死区影响曲线，对电机各个参数分别独立辨识，保证了参数的准确性及辨识算法对不同电机的适应性。 2、磁链估计使用带角度反馈补偿的电压电流混合模型进行磁链估计，通过设计合适的巴特沃斯滤波器，计算出准确的截止频率，进行电流、电压模型平稳切换，同时结合系统的特征函数，采用最优磁链根轨迹控制方法，得到的磁链角精确且稳定,低速可以达到1rpm。 3、弱磁控制通过电压电流极限圆方程，采用电压解耦，平衡励磁、转矩电压分量的方法，来求得弱磁区间分段切换点及弱磁控制曲线，此方法可使电机弱磁比例达到1:6.额定转速1500rpm的电机运用此法可达到9000rpm。


FOUNDATION

代表性成果2 高精度感应电机弱磁调速技术

1hz电流及估算磁链角波形 50hz启动停止电流及速度波形 300hz正反转电流波形


FOUNDATION

代表性成果2 高精度感应电机弱磁调速技术

4、改进型PI-IP调节器

采用M/T法进行速度采样，配合改进型的PI-IP调节器，速度环、磁链环、

电流环的各个调节器参数经过严格的数学推导，整个系统具有高性能的动态响

应及稳态性能。加速到额定转速只需要100ms,高速正反转时间在200ms以内，同

时高速控制及其位置控制可以自由切换。转速控制稳态误差为正负1rpm，位置

控制稳态误差在正负1个脉冲。

E Beam

电子束焊接效果图

与氩弧焊、电弧焊、激光焊等相比，电子束焊接具有优质、高效、无污染等优点，在国防、航空、核工业、汽车、船舶等行业得到了广泛的应用。

北方工业大学变频技术北京市工程研究中心创新团队突破了高频高压变压器和高压绝缘等众多技术难题，采用谐振软开关及全数字控制技术，研制的60KV/6KW电子束高压电源及控制系统具有高效率、小体积、全数字化等众多优点，已在多台电子束焊机上得到应用，实际焊接效果表明该高压电源系统超过了国内并接近国外同类产品，达到了较高的技术水平。

太原航空仪表厂（军工）应用现场


FOUNDATION

代表性成果3 电子束焊机高压电源系统

北方工业大学变频技术北京市工程研究中心受清华大学同方威视股份有限公司委托开发180kV&25mA高压模块用于安检CT产品,该高压电源性能要求极高，具体参数如下：

输出高压 90~180kV可调

输出电压精度 0.25%

电压调整率 ≤ ±0.02%

负载调整率 ≤ ±0.02%

输出纹波电压 ≤ 0.02% P-P

核心技术: 1，超高压绝缘技术 2，高频高压变压器技术 3，高精度采样及控制技术 4，谐振软开关技术

180kV高压电源系统框图

180kV高压电源系统实验波形

IGBT开通和关断均实现ZCS/ZVS，基本无开关损耗，电源效率达92%以上。


FOUNDATION

代表性成果4 安检用超高压（180kV）电源系统


FOUNDATION

代表性成果5 永磁同步电机机械参数新型辨识技术

高频信号注入法信号处理

基于锁相环的滑模观测器

（1）低速运行：脉振高频信号注入法（2）中高速运行：基于反电动势模型的观测法

实现了零速的可靠起动和与中高速的平滑切换，负载突变时的也平稳运行


FOUNDATION

代表性成果6 永磁同步电机无速度传感器控制系统研究

高频电源模块主电路结构

高频低压开关电源效率高、用材少、输出纹波低、对电网影响小，可应用于电

镀，电解，金属表面处理行业。中心所的开发高频低压开关电源，其主要特点是软开关、模块化并联、自主均流、多特性输出和小型化（运用新型变压器材料）。单元模块的输出包括1000A、1500A、2000A、3000A等系列，整机模块化并联可满足输出几千安培至几万安培电流的需要。


FOUNDATION

代表性成果7 高频低压模块化电源

非晶磁芯


FOUNDATION

代表性成果7 高频低压模块化电源

直流母线电压

电网角度

A相电流

直流母线电压

电网角度

A相电流


FOUNDATION

代表性成果8 直驱风力发电并联变流器-北京市自然科学基金项目

关键技术 • 并联变流器四象限运行和协调控制技术； • 并联变流器交错断续控矢量调制环流抑制技术； • 主从控制并联变流器间功率均衡； • 并联变流器投切和STATCOM运行。

• 不同风况和光照下的功率自适应分配；

• 储能电池充放电的动态管理；

• 并联变流器功率分配的协调控制；

• 系统独立运行和并网运行的投切管理。

关键技术：

N

TV

三相电机驱动网侧变流器1

DSP

控制板

转速

温度传感

RS485

PWM

到变流器

机侧变流器

电网发电机

双向功率表

控制面板

人机界面

电感

手动开关

交流接触器3

交流接触器4

交流接触

器5

预充电电阻

电压传感器

电流

传感器

电压传感器电压

传感器

储能卸荷控制

电容

灯

W

单向功率表交流接触

器2

三相交流负荷

G

交流接触器1

蓄电量信号采集

DSP信号

W

蓄电池+

储能电路光伏阵列

单相交流负荷

电流传感器

充放电控

制器

网侧变流器2

Boost升压变换器

风电

光电储能

逆变

协调控制

负载及电网


FOUNDATION

代表性成果9 小容量风光互补发电系统产业化研究-市属高校科技创新能力提升计划项目

研制成功了一台间接矩阵变换器样机；

针对基于间接矩阵变换器的多机传动系统，提出了一整套合控制方案，包括多台电机的控制方法、变换器的调制策略和输入电压不平衡情况下的补偿控制策略；

针对容错运行模式（五桥臂逆变器），提出了专门的控制策略，提高了电压利用率，改善了输出性能；

提出了间接矩阵变换器－多机传动系统的容错运行机制，包括改进的电路拓扑和相应的控制方法；

完成了间接矩阵变换器－多机

传动系统与PWM电压型变频器

－多机传动系统的比较。


FOUNDATION

代表性成果10 间接矩阵变换器多机传动-国家基金项目

多输出间接矩阵变换器—多电机调速系统的PWM优化控制方案及相

应的双向开关换流方法；

复杂电力传动系统中多目标优化的解决方案；

复杂电力传动系统的模型预测控制简化算法；

多输出间接矩阵变换器—多电机调速系统正常运行与容错运行的平滑

切换控制。


FOUNDATION

代表性成果10 间接矩阵变换器多机传动-国家基金项目

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PWM整流桥 PWM逆变器

二极管整流桥

直流母线

Line

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vcl

Load

再生二极管

整流侧电容

针对常规背对背变流器效率较低的问题，我们提出一种新型的可望实现更高效率的交流交流变流器拓扑，我们针对新型拓扑，提出了一种改进的脉宽调制算法，可实现在交流侧负载任意功率因数下，逆变侧的开关损耗下降1/3。

新型高效三相交流交流变流器电路


FOUNDATION

代表性成果11 新型高效三相交流变流器拓扑研究-自然基金面上项目

提出了一种结合有源箝位技术和主从控制技术的混合均压控制方案，实现了对IGBT开通和关断动态的电压及电流变化阶段的全面控制。

当两个IGBT器件关断时，驱动信号相差100ns情况下两管VCE电压动态波形如下：

没有均压控制算法时采用所提出的均压控制算法时


FOUNDATION

代表性成果12 IGBT直接串联技术的研究

1. 利用串并联谐振技术（LCC）实现了大功率冷枪电子束熔炼炉高频高压

电源的开发研制工作。

2. 使用ANSYS热分析模块成功仿真了大功率高电压功率器件满负荷工作下

的热场分布，进而提出了优化的大功率模块散热与保护技术。

3. 采用碳化硅新型功率器件，利用空间矢量控制技术完成了电流型集成

交流异步电机控制器的研制开发。

4. 采用模拟退火寻优算法进行了永磁电机设计程序的优化，编制了友好

的人机界面，完善了程序的输入参数。


FOUNDATION

代表性成果13 工程研究中心改革试点研究-北京市专项

新增

智能控制技术不再单独作为一个研究方向，更加聚焦“强电”。

学科上：

研究方向上：

电力电子静止负载变换器技术方向

电力电子运动负载变换器技术方向

电动车控制技术应用方向

智能控制技术方向

研究特色及优势

ADVANTAGE

电气工程

电力电子与电气传动

新能源发电电工理论与新技术

电力系统自动化

电动车和电池技术

围绕电力电子静止负载变换器技术方向、电力电子运动负载变换器技

术方向、电动车控制技术应用方向、智能控制技术方向这4个重点研究方

向进行建设。

大功率灯光镇流器——4项国家基金，获电源学会技术发明一等奖

三电平关键技术 ——获电源学会技术发明三等奖

九管变流器 ——降低了成本,提高了系统效率，受广泛关注

电子束用高压电源——该电源系统达到国内技术领先水平

双PWM电磁搅拌机 ——国家支撑计划和北京市科委装箱基金支持

10kW并网逆变器 ——输出电流谐波含量低，能有效防止孤岛效应

三相电压型PWM整流器——发表SCI检索文章5篇

大功率光伏逆变器——通过了国家电网的低电压穿越认证


ADVANTAGE

电力电子静止负载变换器技术方向


ADVANTAGE

电动车控制技术应用方向水平

建设了电动汽车驱动系统试验平台以及动力电池测试平台。近年来承担了国家“十五”、“十一五”、“863”电动汽车重大专项的相关课题，研究成果已成功应用于一汽、东风公司的混合动力大客车，技术在国内领先。

智能控制技术方向水平

A. 重点解决电磁兼容问题，完成863子课题-镍氢电池充放电实验系统，填补了国内空白。

B. 研制实现了500kA炭素煅烧回转窑三级智能控制方案，实现对回转窑的精确控制，改善设备运行的可靠性、安全性，提高经济效益。


ADVANTAGE

定位上：

机构上：

未来定位和方向：


ADVANTAGE

理论研究和产业化之间的中试基地

理论科学研究与工程实践应用并重

隶属于自动化系电气与控制学院下面的电气工程系

1. 涵盖电气工程所有二级学科，力争获得博士点

2. 发展成为国家工程研究中心

3. 国家纵向课题稳步上升并最终与横向课题经费持平

4. 省部级以上奖项数量稳步增加

培养方案（学术型）---课程设置及学分要求 PROJECT

本学科硕士学位获得者应具备电气工程领域坚实的基础理论和系统的

专业知识，了解本学科有关研究领域的国内外学术现状、发展方向及学术

前沿动态；掌握电气工程领域内先进的技术理论及应用知识，具有独立从

事本学科相关领域研究的技术开发、装置设计的能力；具有严谨求实、勇

于创新的科学态度和工作作风；能熟练查阅本专业外文科技文献及相关技

术资料；能熟练掌握和运用计算机等先进的研究手段；能熟练地掌握一门

外语，并具有较好的专业论文外语写作能力。

本学科主要培养具有良好的道德品质和思想素质，具有学风严谨和创新精神，德、智、体全面发展的电气工程高级科研人才和工程应用人才。


公共基础课共9学分：政治理论课（2 门） 3 学

分；第一外国语 6 学分

专业基础课不少于7学分：不少于3 门

专业必修课不少于6 学分：不少于2 门

专业选修课不少于6学分：不少于3 门

必修环节共3学分：教学实践 2学分；学术实

践 1学分

全日制工程硕士生课程学习实行学分制。硕士学位研究生的最低课程学分要求为31学分，具体分布如下：

培养方案（学术型）---课程设置及学分要求 PROJECT 类别课程名称

学时

学分开课学期拟主讲教

师备注

学位课

公共基础课

中国特色社会主义理论与实践研究 32 2 1 课程组 6学分自然辩证法概论 16 1 2 课程组

研究生英语 96 3 1～2 英语教研组

专业基础课

随机过程 32 2 1 刘喜波不少于7学

分（随机过程、数值分析2选1）

数值分析 32 2 1 吴宏锋

线性系统理论 48 3 1 曾水平

现代电力电子电路 48 3 2 张卫平

电力电子系统建模与仿真 16 1 2 周京华

专业必修课

系统辨识与自适应控制 48 3 1 孙力

不少于6学分

现代电力传动技术 48 3 2 杨立永

计算机控制理论及应用 32 2 2 董哲

智能控制 32 2 2 韩存武

电磁兼容设计 32 2 1 蒋正荣

专业选修课

电气与控制工程专题讲座 32 2 3 相关领域

专家

不少于6学分

最优控制 32 2 2 李志军

智能仪表与装置 32 2 1 李宇成

泛函分析 48 3 1 范玉莲信号分析与处理 32 2 1 徐继宁

新能源并网发电技术 32 2 2 温春雪

输配电技术 32 2 1 陈亚爱

现代电动车技术 32 2 2 孙力

PLC应用实验 16 1 1 雷振武

多电平变换及控制技术 16 1 2 周京华

运动和伺服控制 16 1 2 张永昌

DSP技术 32 2 2 温春雪

电气系统可靠性设计与分析 16 1 2 孟庆海

FPGA和CPLD技术 32 2 1 周京华

开关变换器建模与控制 32 2 2 陈亚爱

谐波抑制及无功功率补偿 32 2 2 蒋正荣

知识产权法与合同法 32 1 2 欧阳苏芳尚志红

第二外语（日语或德语） 48 2 2 徐美梁丹丹

必修环节

教学实践 2 1-4

3学分学术实践至少参加4次以上学术活动 1 1-4

文献综述与开题 3 学位论文 4-6


方向1：高性能交流电机调速理论与技术

该培养方向主要研究内容包括：

无速度传感器交流电机矢量

控制技术

交流电机直接转矩控制技术

交流电机参数在线辨识技术

交流电机自抗扰控制技术

同步电机调速技术


10kW风力发电技术

兆瓦级风力发电技术

太阳能并网发电技术

分布式发电系统

方向2：新能源并网技术发电


方向3：新型电力电子拓扑及调制技术


有源箝位5电平拓扑及调制技

术

双极式矩阵变换器拓扑及调制

技术

多电平逆变器拓扑及调制技术

高压大功率调速装置

该培养方向主要研究内容包

括：

电动汽车永磁电机调速器

电池管理系统

方向4：电动汽车驱动与电池管理系统


方向5：DC/DC开关变换技术


括：

开关变换器建模与仿真

LED绿色照明电源


括：

有源电力滤波器研究

无功功率补偿装置

方向6：电能质量控制技术


方向7：电磁兼容与电磁干扰


括：

可控电抗器研究 EMC抗干扰设计

培养方案（专业型）---培养目标 PROJECT

本领域工程硕士学位获得者应具备较为坚实的电气工程理论和系统的

专门知识和技能。了解本学科的发展前沿，能熟练阅读外文资料，具

有运用外语进行学术交流的能力；能够完成或参加电气工程项目、产

品设计与开发及引进项目的消化与再创新等课题；面向实际工程应用，

具有较强的独立担负工程技术工作和解决工程问题的能力。

本领域培养具有良好的道德品质和思想素质，具有学风严谨和创新精

神，从事电气工程理论、工程技术和实现方法研究、面向电气工程开

发与设计等方面具有一定创新能力的复合型、应用型高级工程技术和

工程管理专门人才。

培养方案（专业型）---课程设置及学分要求 PROJECT

公共基础课共6学分，政治理论课（2门）3学分，

第一外国语3 学分

专业基础课不少于3门，不少于7学分

专业必修课不少于2门，不少于6学分

专业选修课不少于3门，不少于6学分

必修环节学术和工程实践3分

全日制工程硕士生课程学习实行学分制。硕士学位研究生的最低课程学分要求为28学分，具体分布如下：

培养方案（专业型）---课程设置及学分要求 PROJECT

类别课程名称课内学时

学分开课学期

拟主讲教师

备注

学位课

公共基础课

中国特色社会主义理论与实践研究 32 2 1 课程组

6学分自然辩证法概论 16 1 2 课程组

研究生英语 96 3 1-2 英语教研组

专业基础课

随机过程 32 2 1 刘喜波

不少于7学分

数值分析 32 2 1 吴宏峰

现代电力电子电路 48 3 2 张卫平

电力电子系统建模与仿真 16 1 2 周京华

电气系统可靠性设计与分析 16 1 2 孟庆海

专业必修课

现代电力传动技术 48 3 2 杨立永不少于6学分

输配电技术 32 2 1 陈亚爱

新能源并网发电技术 32 2 2 温春雪

谐波抑制及无功功率补偿 32 2 2 蒋正荣

专业选修课

电气与控制工程专题讲座 32 2 3 相关领域专家

不少于6学分

开关变换器建模与控制 32 2 2 陈亚爱

多电平变换及控制技术 16 1 2 周京华

PLC应用实验 16 1 1 雷振武

系统辨识与自适应控制 48 3 1 孙力

现代电动车技术 32 2 2 孙力

FPGA和CPLD技术 32 2 1 周京华

DSP技术 32 2 2 温春雪

信号分析与处理 32 2 1 徐继宁

第二外语（日语或德语） 48 2 2 徐美

知识产权法与合同法 32 1 2 尚志红

必修环节

学术和工程实践

至少参加4次以上学术活动，工程实践需符合相关要求

3 1-4

3学分文献综述与开题

3

学位论文 4-6

培养方案（专业型）---培养方向 PROJECT

该培养方向主要包括：电气系统智能控制技术电气系统计算机监控智能配电系统智能布线、智能工厂、智

能小区

该培养方向主要包括：电力电子变流技术、装置及

其应用电力传动自动控制方法与系

统交、直流电机控制技术伺服控制技术电力传动系统计算机控制与

仿真电动车智能控制技术

方向1：电气自动化理论及应用方向2：电气自动化理论及应用


该培养方向主要包括：多电平逆变器开发三相整流器建模、仿真、

控制和设计技术高效电源变换技术软开关逆变器高功率变换器拓扑优化设

计与建模仿真

该培养方向主要包括：风力发电变流装置主回路

设计、控制器设计、控制算法研究

风力机控制技术绿色电源技术光伏发电装置建模研究光伏发电系统的装置开发

和控制技术研究

方向3：电力电子技术方向4：新能源技术


该培养方向主要包括：超大功率整流电源控制

及故障诊断技术大型制造设备的电气设

计和系统集成供电安全与智能综合保

护电网综合自动化

方向5：电气安全及智能控制技术

INTRODUCTION 电力电子与电气传动北京市工程中...

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