雷家兴

发布者:宋阳发布时间:2022-05-09浏览次数:4676


雷家兴

副教授、硕士生导师、东南大学至善青年学者

研究方向:高精度、高带宽、高效率、高功率密度电能变换;新能源并网主动支撑与稳定控制技术

Email: jxlei@seu.edu.cn

个人简介:

雷家兴,20176月博士毕业于南京航空航天大学,随后加入东南大学电气工程学院任讲师、副教授(2021.04)。目前主要研究功率变换拓扑与系统控制技术,特别是面向高端精密装备的高精度、高带宽、高效率、高功率密度电能变换,以及面向新型电力系统的新能源并网主动支撑与稳定控制技术。主持国家级、省部级、企业委托等多个项目,在国内外主流期刊上发表论文10余篇,授权发明专利10余项。

一、学习/工作经历:

时间段

单位

身份

2020.12至今

东南大学,电气工程学院

至善青年学者

2021.04至今

东南大学,电气工程学院

副教授

2018.12-2020.12

东南大学,法泰电器(江苏)股份有限公司

博士后(合作导师:林鹤云、丁高峰、邸云飞)

2017.06-2021.08

东南大学,电气工程学院

讲师

2012.09-2017.06

南京航空航天大学,自动化学院,电力电子与电力传动专业

博士(导师:周波)

2015.09-2016.09

Power Electronics, Machines and Control (PEMC) Group,   University of Nottingham, U.K.

国家公派联合培养博士

(合作导师:Patrick WheelerPericle ZanchettaLuca Tarisciotti

2008.09-2012.06

南京航空航天大学,自动化学院,电气工程与自动化专业

学士

二、研究方向

1.      高精度、高带宽、高效率、高功率密度电能变换

针对高端装备应用的电能变换关键部件,以及系统对控制精度(噪声/纹波)、控制带宽(小信号/大信号)、转换效率以及功率密度等不同要求,从新型功率变换电路拓扑出发,结合现代控制理论和宽禁带半导体器件,研究高性能电能变换系统方案并研发装置样机。目前已针对多种应用场景开发了样机,THD0.05%、带宽≥10kHz、交/直流动态无超调。目前正在研究THD低至0.001%的方案。

2.      新能源并网主动支撑与稳定控制技术

针对含高比例新能源的电力系统,从并网变流器层面研究基于电压源/构网型控制策略的主动支撑技术,利用储能或新型电路拓扑提升新能源参与电网频率/电压调节能力。针对当前新能源并网系统面临的宽频振荡问题,从阻抗测量装备、基于阻抗的稳定性分析方法、基于阻抗重塑的振荡抑制方法、基于有源滤波的振荡抑制方法等开展有特色的研究。

三、主要科研项目:

1.       2022.04-2023.04,面向柔性低频输电的模块化多电平矩阵变换器建模与运行控制策略研究,南京南瑞继保工程技术有限公司,负责人

2.       2021.01-2023.12,无双向开关有源滤波式矩阵变换器变频调速系统控制策略研究,国家自然科学基金青年基金,负责人

3.       2022.01-2025.12,光伏/风电场站暂态支撑多级协同优化技术,国家重点研发计划项目,子课题负责人(承担“光伏/风电场站故障状态识别及控制模式平稳切换技术”研究)

4.       2018.07-2021.06,应用于分频海上风电系统的级联型矩阵变换器稳定控制策略研究,江苏省自然科学基金青年基金,负责人

5.       2020.08-2022.12,冬奥赛区100%清洁电力高可靠供应关键技术研究及示范,“科技冬奥”国家重点研发计划项目,课题骨干(承担“高寒地区移动式储能应急保障电源的运行控制技术”研究)

6.       2019.12-2020.12,基于MMC型矩阵变换器的分频海上风电稳定控制策略研究,中国博士后科学基金面上资助(一等资助),负责人

7.       2021.08-2022.07,国网镇江构网型柔性互联装置及其网源协同运行控制技术研究,国网江苏省电力有限公司镇江供电分公司,负责人

8.       2021.09-2023.01,基于多能互补的园区能量路由器优化配置与低碳协调运行策略研究,中建安装集团有限公司,负责人

9.       2019.01-2020.12,低压直流配电网用固态断路器的拓扑结构及控制策略研究,江苏省博士后科研资助计划和日常资助,负责人

10.   2021.12-2022.12,面向分频海上风电系统的模块化多电平矩阵变换器建模与控制策略研究,江苏省智能电网技术与装备重点实验室基金,负责人

四、已发表/录用的论文

1.    J. Lei, X. Quan, S. Feng, J. Zhao and W. Chen, Accurate Modeling of PLL With Frequency-Adaptive Prefilter: On the Positive Feedback Effect, in IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 37, no. 4, pp. 3747-3752, April 2022.

2.     J. Lei, S. Feng, B. Zhou, H. -N. Nguyen, J. Zhao and W. Chen, A Simple Modulation Scheme With Zero Common-Mode Voltage and Improved Efficiency for Direct Matrix Converter-Fed PMSM Drives, in IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics, vol. 8, no. 4, pp. 3712-3722, Dec. 2020.

3.    J. Lei, S. Feng, J. Zhao, W. Chen, P. Wheeler and M. Shi, An Improved Three-Phase Buck Rectifier Topology With Reduced Voltage Stress on Transistors, in IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 35, no. 3, pp. 2458-2466, March 2020.

4.    J. Lei, S. Feng, P. Wheeler, B. Zhou and J. Zhao, Steady-State Error Suppression and Simplified Implementation of Direct Source Current Control for Matrix Converter With Model Predictive Control, in IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 35, no. 3, pp. 3183-3194, March 2020.

5.     J. Lei, S. Feng, B. Zhou, W. Cao, and J. Zhao, Evaluation and Improvement of Active Stabilization Method for Matrix Converter Under Input Voltage Disturbances, IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics, vol. 7, no. 2, pp. 1116-1125, Jun 2019.

6.  J. Lei, H. Shi, P. Jiang, Y. Tang and S. Feng, An Accurate Forced Oscillation Location and Participation Assessment Method for DFIG Wind Turbine, in IEEE Access, vol. 7, pp. 130505-130514, 2019.

7.    J. Lei, C. Wei, and S. Feng, Input Disturbance Suppression for Unidirectional Matrix Converter with a Stability-Enhancing Modulation Scheme, Energies, vol. 12, no. 13, Jul 1 2019, Art. no. 2625.

8.     J. Lei et al., Feedback Control Strategy to Eliminate the Input Current Harmonics of Matrix Converter Under Unbalanced Input Voltages, IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 32, no. 1, pp. 878-888, Jan 2017.

9.     J. Lei et al., Predictive Power Control of Matrix Converter With Active Damping Function, IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 63, no. 7, pp. 4550-4559, Jul 2016.

10.   J. Lei, B. Zhou, J. Bian, X. Qin, and J. Wei, A Simple Method for Sinusoidal Input Currents of Matrix Converter Under Unbalanced Input Voltages, IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 31, no. 1, pp. 21-25, Jan 2016.

11.   J. Lei, B. Zhou, X. Qin, J. Wei, and J. Bian, Active Damping Control Strategy of Matrix Converter via Modifying Input Reference Currents, IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 30, no. 9, pp. 5260-5271, Sep 2015.

12.  J. Lei, B. Zhou, X. Qin, J. Bian, and J. Wei, Stability improvement of matrix converter by digitally filtering the input voltages in stationary frame, IET Power Electronics, vol. 9, no. 4, pp. 743-750, Mar 30 2016. 1.

13.  J. Lei, B. Zhou, J. Wei, X. Qin, J. Bian, and IEEE, Aircraft Starter/Generator System Based on Indirect Matrix Converter, in Iecon 2014 - 40th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society(IEEE Industrial Electronics Society, 2014, pp. 4840-4846.

14.  J. Lei, B. Zhou, J. Bian, X. Qin, and IEEE, Unit Power Factor Control of PMSM Fed by Indirect Matrix Converter (2014 17th International Conference on Electrical Machines and Systems). 2014, pp. 926-930. IEEE IAS协会论文三等奖

15.   J. Lei et al., Fixed Frequency Finite-State Model Predictive Control for Indirect Matrix Converters with Optimal Switching Pattern, in 2016 IEEE Energy Conversion Congress and Exposition(IEEE Energy Conversion Congress and Exposition, 2016.

五、申请/授权的主要发明专利:

1.         雷家兴,全相军,李淑王方胜,李吉平,郑涛. 一种光伏和储能一体的功率变换器拓扑及其控制方法,中国,发明专利,申请号:202110989818.0

2.         雷家兴,全相军,冯双,赵剑锋,陈武. 一种单电源驱动的多电平双逆变器拓扑结构及其控制方法,中国,发明专利,申请号:202110748408.7

3.         雷家兴,丁高峰,林鹤云,余鹏飞,孙开原,虞国荣. 一种固态断路器的过流检测及开断控制方法,中国,发明专利,专利号:201910965885.1

4.         雷家兴,全相军,冯双,赵剑锋,陈武. 一种柔性合环装置及其控制方法,中国,发明专利,申请号:202110737674.X

5.         雷家兴,黄鑫林,冯双. 一种矩阵变换器的最大无功控制能力实现方法,中国,发明专利,申请号202110598599.3

6.         雷家兴,黄鑫林,冯双. 一种并联矩阵变换器的环流和无功控制方法,中国,发明专利,申请号202110599145.8

7.         雷家兴,丁高峰,林鹤云,余鹏飞,孙开原,陈凯华,虞国荣. 一种固态断路器实时控制方法,中国,发明专利,申请号201911202300.7

8.         雷家兴,冯双,赵剑锋,陈武. 一种无直流母线储能元件的交-交功率变换器,中国,发明专利,专利号201810519879.9

9.         雷家兴,冯双,赵剑锋,陈武. 三相降压型整流器及其控制方法,中国,发明专利,专利号201810354769.1

10.     雷家兴,周波,秦显慧刘晓宇,黄海涛,刘兵,梁莹. 一种双级式矩阵变换器的运行控制方法,中国,发明专利,专利号: 201310058761.8

11.     雷家兴,周波,秦显慧,刘晓宇,黄海涛,梁莹,卞金梁. 基于双级式矩阵变换器的起动/发电系统及其控制方法,中国,发明专利,专利号: 201310209746.9

12.     雷家兴,周波,秦显慧,卞金梁,梁莹.交流输出电压升/降可调的双级矩阵变换器及其控制方法,中国,发明专利,专利号: 201410308911.0

13.     雷家兴周波,卞金梁,秦显慧,石宝平,梁莹,韩娜.可输出交流电压和直流电压的双级式矩阵变换器拓扑结构,中国,发明专利,专利号: 201410837863.4

14.     雷家兴周波,秦显慧,卞金梁,石宝平,梁莹, 韩娜.一种新型稀疏式双级矩阵变换器拓扑结构,中国,发明专利,专利号: 201410837675.1

15.     雷家兴,周波,秦显慧,卞金梁. 一种抑制矩阵变换器输入侧振荡的控制方法,中国,发明专利,专利号: 201510047459.1

16.     雷家兴,周波,钱振宇,卞金梁. 一种电源电压不平衡时矩阵变换器的控制方法,中国,发明专利,专利号: 201510266435.5

17.     雷家兴,周波,卞金梁,钱振宇. 输入电压不平衡时矩阵变换器的运行控制方法,中国,发明专利,专利号: 201510299384.6

六、学术兼职

1.         IEEE Member

2.         中国电力科学研究院有限公司期刊中心青年专家团成员

3.         CIEEC2022召集人、PEAS 2021分会场主席、IEEE-ECCE ASIA 2020分会场主席

4.         主要期刊和会议的审稿人:IEEE Transactions on Power ElectronicsIEEE Transactions on Industrial ElectronicsIEEE Transactions on Industry ApplicationsIEEE Transactions on Transportation ElectrificationIEEE Transactions on Energy ConversionIEEE Transactions on Power DeliveryIEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power ElectronicsIET Power ElectronicsIEEE AccessInternational Journal of Electrical Power and Energy SystemsJournal of Power Electronics、中国电机工程学报、电网技术;IEEE ECCEAPECIECON等重要国际会议。

七、教学工作:

1.         模拟电子技术(本科生)

2.         电力电子系统综合设计(研讨)(本科生)

3.         电力电子与电机系统案例课(研究生)

4.         电力电子综合实践(研究生)。

八、指导的研究生:

1.         2022级,刘嘉椋(硕士)

2.         2021级,刘传浩(硕士,协助指导)

3.         2020级,黄鑫林(硕士,协助指导)

4.         2019级,杨志超(博士,协助指导)

5.         2019级,韦超凡(硕士,协助指导)、王克(硕士,协助指导)