2024年，信息工程学院能源与电气工程系研究团队在新能源、电机控制等方面取得了系列研究进展。

在电机控制方面：

（1）2024年10月，电气领域主流国际期刊《IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics》（中科院TOP期刊，IF="4.6）上刊登了黄镇副教授与22级电气工程硕士生祝锐共同完成、夏永洪教授为通讯作者，名为《Enhanced Anti-Disturbance Capability of Digital Controller for the SPMSM at Low Switching to Fundamental Frequency Ratios》（在低开关基频比下用于SPMSM的抗扰能力增强型数字控制器）的论文。

直接在离散时域设计的数字电流控制器一般能满足表贴式永磁同步电机的动态控制要求。然而，当载波比较低时，电流控制器的抗干扰能力将被削弱，从而导致潜在的不稳定运行。在深入研究了现有控制器的不足之处后，本文提出了一种通过调整对象前向通道和反馈通道的增强型数字控制器。该控制器可以有效地抑制反电动势和附加扰动项的影响，而不受电机参数失配的影响。因此，电流跟踪响应和抗干扰能力得到了显著提高。

（文章链接：https://ieeexplore.ieee.org/document/10613610）

转速、电流等波形图

（2）《IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics》上还刊登了黄镇副教授与22级电气工程硕士生魏强共同完成，名为《A Cost Function-Free Modulated Model Predictive Control Technique for PMSM by the Geometric Derivations》（一种基于几何推导的PMSM无代价函数调制模型预测控制方法）的论文。

调制模型预测控制方法在高性能电机控制中具有广阔的应用前景。然而，调制模型预测控制方法的矢量占空比计算仍然依赖于代价函数，具有一定的误差。本文提出了一种基于几何推导的无代价函数调制模型预测控制方法，利用矢量投影和几何之间的关系来精确计算占空比，确保出色的稳态性能。并采用三维可视化分析方法，对现有三种使用代价函数的调制模型预测控制方法占空比计算误差进行了具体分析。验证了所提出的无代价函数调制模型预测控制方法的可行性和有效性。

（文章链接：https://ieeexplore.ieee.org/document/10630564）

不同代价函数夏可视化误差

在新能源逆变器控制方面：

（1）2024年12月，电气领域顶级国际期刊《IEEE Transactions on Power Electronics》（中科院TOP期刊，IF="6.6）上刊登了熊永康副教授与23级电气工程硕士生曾宪祥共同完成、宋冠宏校聘教授为通讯作者，名为《Design of SSUDE Nominal Model for Stability Improvement of Grid-Tied Inverters》（用于并网逆变器稳定性提升的SSUDE方法设计）的论文。

抗扰控制算法常用于LCL并网逆变器，以抵消外部谐波干扰。但是传统抗扰控制使用一阶模型进行设计，与LCL并网逆变器三阶模型存在差异影响其控制稳定性。为此，本文提出了一种三阶分离结构抗扰控制的设计方法以提高系统稳定裕度，并网逆变器电流跟踪响应和抗干扰能力得到了显著提高。

（文章链接：https://ieeexplore.ieee.org/document/10807084）

控制结构与实验波形图

（2）2024年12月，电气领域主流国际期刊《IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics》上刊登了宋冠宏校聘副教授与22级电气工程硕士生吴纯朴共同完成、熊永康副教授为通讯作者，名为《Impedance Enhancement Method for Grid-Connected Inverter Using Delay Compensation Algorithm》（基于延时补偿的并网逆变器阻抗特性提升方法）的论文。

随着高比例新能源的接入，源网耦合导致的电压谐波等问题对并网逆变器稳定运行造成了严重影响。近期研究表明，通过对并网逆变器控制特性进行重塑，可以抑制系统谐波等问题。为此，本文提出了一种基于延时补偿的并网逆变器阻抗特性提升方法，通过对并网逆变器控制状态进行超前估算并对离散延时进行补偿，进而改善并网逆变器输出阻抗特性，并网电压谐波进行有效抑制，提升并网逆变器运行稳定性。

（文章链接：https://ieeexplore.ieee.org/document/10802917）

模型分析与实验波形图

（3）2024年8月，电气领域主流国际期刊《IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics》上刊登了宋冠宏校聘副教授与21级电气工程硕士生闫佳辉共同完成、熊永康副教授为通讯作者，名为《Advanced Discrete Control of Three-Phase Grid-Connected Inverter Using Improved Dead-Beat Compensator》（基于改进无差拍补偿的并网逆变器离散控制方法）的论文。

在实际应用中，数字控制器存在离散延时等问题对并网逆变器稳定裕度造成影响，需要对离散延迟进行补偿。为此，本文提出了一种基于改进卡尔曼滤波器的无拍差补偿方法，通过进行超前2拍预测，并进行前馈补偿，所提出方法能够对数字控制器引入的1.5拍甚至2.5拍延时进行补偿，提升并网逆变器控制效果与并网稳定性。

（文章链接：https://ieeexplore.ieee.org/document/10571925）

实验设备与实验波形图

作者简介

夏永洪，南昌大学教授，博士生导师，副院长，入选江西省省级人才。研究方向为电机及其控制、新能源发电技术。主持国家自然科学基金项目、省(厅)级项目，以及横向项目近20项，荣获江西省科学技术进步奖2项。目前担任江西省电机工程学会副理事长、江西省电工技术学会副理事长等10余个学术兼职。

黄镇，南昌大学校聘教授，省双千人才、高层次海外人才，英国诺丁汉大学电气工程专业博士、博士后，中国电源学会交通电气化专委会委员，长期从事新能源汽车电驱动系统控制、功率变换器设计与控制等相关研究。主持/主要参与包括国家自然科学基金委、欧盟清洁天空计划、江西省科技厅等资助的科研项目近10项。截止2024年底，共发表近50篇SCI/EI论文，其中以第一/通讯作者发表8 篇中科院Top 期刊论文，被引用近三百次。

宋冠宏，南昌大学校聘副教授，高层次海外人才，加拿大新布伦瑞克大学电气工程专业博士、博士后，国网江西省电力有限公司-东南大学博士后，长期从事新能源并网逆变器、有源配电网控制等相关工作。主持/主要参与江西省自然科学基金项目、国网江西公司项目近10项。

熊永康，博士，博士后，南昌大学副教授。长期从事电力电子技术、新能源发电并网控制、主动配电网规划等方面的研究工作，主持国家自然科学基金、江西省自然科学基金、企事业单位委托科技项目多项。