雷家兴

个人简介：

雷家兴，2017年6月博士毕业于南京航空航天大学，随后加入304永利集团官网入口任讲师、副教授，304永利集团官网入口至善青年学者（A类+B类）、博士/硕士生导师，入选江苏省科协青年科技人才托举工程。目前主要研究电力电子变换器拓扑与系统控制技术，特别是面向特种应用的高效高功率密度交流功率变换器，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。主持国家重点研发1项、国家自然科学基金2项（青年+面上））、国家重点研发项目子课题2项、电磁能技术全国重点实验室开放课题、中国博士后科学基金面上项目（一等资助）、江苏省自然科学基金青年项目、国网总部科技项目，发表SCI/EI等期刊论文40余篇，获得授权发明专利30余项。

招生信息：

每年招收硕士生（2~3名）、博士生（1名）。对学生的要求：

l 具有钻研精神，态度端正，愿意脚踏实地学习/工作,

l 善于发现问题，愿意通过事物现象挖掘本质机理,

l 基础理论扎实，成绩优异,

l 良好的沟通交流能力。

一、学习/工作经历

二、研究方向

（1）高效高功率密度变换器拓扑与控制：主要针对中大功率特种应用场景，采用不同电压等级（最高10kV）的宽禁带功率器件（SiC/GaN），研究功率变换器拓扑和设计技术，主要包括新型变换器拓扑、高可靠智能驱动技术、高精度高带宽无超调闭环控制技术、高效调制技术、硬件设计与产品开发技术。

（2）新能源并网主动支撑与稳定控制技术：针对双高电力系统，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。针对系统宽频振荡问题，从阻抗测量、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理论研究。

三、承担的部分科研项目

1. 国家重点研发计划-政府间国际科技创新合作重点专项，面向低空飞行器的高可靠高功率密度电推进系统研究，2026-2028，主持。

2. 国家自然科学基金-面上项目，动态换相连接型中压柔性互联拓扑与多频功率协同控制方法研究，2026-2029，主持。

3. 国家自然科学基金-青年项目，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，2021-2023，主持。

4. 国家重点研发项目-子课题，低压多场景应用的交直流柔性互联与供电技术及装备研究，2023-2026，主持。

5. 国家重点研发项目-子课题，光伏/风电场站暂态支撑多级协同优化技术，2021-2025，主持。

6. 电磁能技术全国重点实验室稳定支持科研项目，深远海机器人用可靠紧凑高效高压直流电源研究，2026-2027，主持。

7. 江苏省自然科学基金-青年基金，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，2018-2021，主持。

8. 横向项目，国网江苏电科院2025-2027年基于M3C的柔性可控移相器系统级运行策略与半实物仿真平台研究服务，2026-2027，主持。

9. 横向项目，国网嘉兴供电公司2023年高渗透率分布式光伏主动构网关键技术研究，2023-2024，主持。

10. 横向项目，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，2021-2023，主持。

11. 横向项目，100%新能源发电基地经二极管整流送出组网拓扑与运行控制技术研究，2022-2024，主持。

12. 横向项目，国网江苏电科院高压碳化硅功率器件高可靠驱动技术和暂态特性测试平台开发研究，2023-2024，主持。

13. 横向项目，海上风电场柔性低频接入仿真分析，2023-2024，骨干。

四、代表性论文

1. B. Li, J. Lei^*, S. Feng, W. Chen, Y. Ji and G. Tresca. An AC-AC Converter Topology with Low Voltage Stress on Transistors for Aircraft Applications[J]. IEEE Transactions on Transportation Electrification, 2026, Early Access.

2. 秦梓睿, 雷家兴^*, 冯双, 史明明, 吴志, 赵景涛, 吉雨洋. 三相交流系统瞬时复频率的定义与检测方法[J]. 中国电机工程学报,2026,已录用.

3. 雷家兴^*, 罗俊杰, 蒋运翔, 肖浩, 王智爽. 面向宽频带谐波抑制的LCL滤波型SiC-APF高带宽电流控制技术研究[J]. 电工技术学报, 2026, 已录用.

4. 李炳坤,雷家兴^*,吉雨洋,张国驹,冯双,陈武.基于CSR和VSI重构的低电压应力三相AC-AC变换器拓扑及参数优化配置研究 [J]. 中国电机工程学报,2025 ,45 (23): 9337-9349.

5. 赵景涛,雷家兴^*,郑舒,吴志, 陈永华.三相四线制逆变器独立中线模块的高带宽复合控制策略与参数优化设计方法[J].中国电机工程学报,2026,46(03):1165-1177.

6. J. Lei, J. Liu, G. Zhang, and et al. A Straightforward Controller Design of Voltage-Controlled Converters for High Bandwidth and Zero-Overshoot Performance [J]. IEEE J. Emerg. Sel. Topics Power Electron., 2025, 已录用，在线出版.

7. Z. Yang, J. Lei^*, B. Gao, W. Chen. Closed-loop input current control strategy based on waveform similarity index for the emerging matrix converters with harmonic injection technique [J]. IET Electric Power Applications., 2025, 已录用，在线出版.

8. 雷家兴,周浩然,冯双,等.新能源发电基地经二极管整流送出系统的受端换流站控制策略[J].中国电机工程学报,2025, 45(16).

9. J. Lei, G. Feng, Y. Xia, C. Liu and W. Hua, A Dual Inverter Topology with Quasi-Isolated Power Supplies for More Electric Aircraft Applications, IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 38, no. 3, pp. 2889-2895, March 2023.

10. Lei, Jiaxing, et al. "Straightforward high-order design of frequency-adaptive advanced phase-locked loop with improved dynamic performance." Electric Power Systems Research 217 (2023): 109098.

11. J. Lei, X. Huang, P. Wheeler, Y. Xia, J. Zhao and W. Chen, Matrix Converter Based on Trapezoidal Current Injection, IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics, Early Access, DOI: 10.1109/JESTPE.2022.3216862.

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

13. 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, IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics, vol. 8, no. 4, pp. 3712-3722, Dec. 2020.

14. 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, IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 35, no. 3, pp. 2458-2466, March 2020.

15. 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, IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 35, no. 3, pp. 3183-3194, March 2020.

16. 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.

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

18. 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.

19. 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.

20. L. Tarisciotti, J. Lei, A Formentini, et al., Modulated Predictive Control for Indirect Matrix Converter, IEEE Transactions on Industry Applications, vol. 53, no. 5, pp. 4644-4654, Sept.-Oct. 2017.

21. 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.

22. 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.

23. 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.

24. 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.

25. 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.

26. 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）

27. 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/获授权的主要发明专利

1. 一种共模漏电流抑制电路及其控制方法. 雷家兴, 焦倍禹, 冯双, 陈鹏伟, 陈武, 谢浩然, 陈宇杰. ZL2025101586210

2. 面向过载能力提升的并网变换器动态电流限幅方法及系统. 雷家兴, 肖逸洋, 谢浩然, 陈宇杰, 冯双, 陈武. ZL2025101438721

3. 一种适用于新能源并网逆变器的高阶锁相环设计方法. 崔昊, 雷家兴, 冯双, 杨浩. ZL202210503491.6

4. 一种全碳化硅电压暂降治理装置及控制方法. 雷家兴, 肖逸洋, 冯双, 陈武, 吉雨洋. ZL202411660520.5

5. 低压配电网自主可控标准化功率模组调控方法和系统. 刘家齐, 楼华辉, 周国华, 戴瑞海, 雷家兴, 王源涛, 韩荣杰, 杨翾, 邱海锋, 钱锦, 刘锋, 冯兴隆, 刘兴业, 温传新, 孙厚涛, 陆程佳, 孔锋峰, 吕斌, 陈思超, 万燕珍, 汤霄, 汪晋安, 杨泽鑫. ZL202411639416.8

6. 一种高频电刀及其驱动装置. 黄镇, 杨小文, 雷家兴, 张书豪, 祝锐, 夏永洪. ZL202410437489.2

7. 一种三相四桥臂变流器模式切换控制方法及系统. 雷家兴, 刘嘉椋, 周国华, 刘箭, 冯兴隆, 刘兴业, 冯双. ZL202410412000.6

8. 并联功率模组控制方法、电子设备和存储介质. 刘家齐, 侯伟宏, 刘箭, 王凯, 冯兴隆, 刘兴业, 许瑞, 周国华, 吕斌, 黄俊, 漏亦楠, 雷家兴. ZL202311406590.3

9. 开关频率控制方法、装置和电子设备. 陈炜, 刘家齐, 刘箭, 侯伟宏, 王凯, 刘兴业, 冯兴隆, 许瑞, 周国华, 吕斌, 黄俊, 雷家兴. ZL202311404103.X

10. 一种变流器的快速电压响应及暂态穿越控制方法及系统. 刘嘉椋, 雷家兴, 冯双, 赵剑锋. ZL202311157376.9

11. 一种高带宽无超调并网变流器控制器设计方法. 雷家兴, 刘嘉椋, 冯双, 赵剑锋, 陈武. ZL202311111167.0

12. 无隔离变压器的柔性互联装置及其环流抑制方法、系统. 雷家兴, 刘嘉椋, 吉雨洋, 冯双, 赵剑锋. ZL202311112574.3

13. 一种适应不同电网强度的并网变流器低电压穿越控制方法. 雷家兴, 刘传浩, 冯双, 肖逸洋, 赵剑锋. ZL202310887407.X

14. 一种有源功率解耦型并网变换器的控制方法. 雷家兴, 刘嘉椋, 刘家齐, 温传新, 王凯, 郑舒, 刘箭, 石春虎, 刘兴业, 赵景涛, 许瑞, 周国华. ZL202310787032.X

15. 一种基于最值相波形相似的交交变换器电流闭环控制方法. 刘嘉椋, 黄鑫林, 雷家兴, 肖逸洋. ZL202310285045.7

16. 一种电力系统宽频振荡影响因素和传播路径分析方法. 冯双, 杨浩, 雷家兴, 汤奕, 周吉, 钱俊良, 郝珊珊. ZL202210895108.6

17. 一种基于同步相量的次/超同步振荡智能辨识方法. 冯双, 陆友文, 崔昊, 雷家兴, 汤奕. ZL202210436951.8

18. 一种海上风电柔直并网系统多设备协同抑制宽频振荡方法. 冯双, 戴礼国, 雷家兴, 汤奕. ZL202210407446.0

19. 一种基于图神经网络的机电扰动定位及传播预测方法. 冯双, 彭祥佳, 崔昊, 雷家兴, 汤奕. ZL202210389852.9

20. 一种新能源并网系统动态等效建模方法. 冯双, 崔昊, 雷家兴, 汤奕. ZL202210314670.5

21. 一种基于阻抗分段降阶模型零点辨识的稳定性分析方法. 冯双, 王克, 杨浩, 雷家兴, 汤奕. ZL202111285004.5

22. 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. 雷家兴, 全相军, 冯双, 赵剑锋, 陈武. ZL202110748408.7

23. 一种柔性合环装置及其控制方法. 雷家兴, 全相军, 冯双, 赵剑锋, 陈武. ZL202110737674.X

24. 一种并联矩阵变换器的环流和无功控制方法. 雷家兴, 黄鑫林, 冯双. ZL202110599145.8

25. 一种矩阵变换器的最大无功控制能力实现方法. 雷家兴, 黄鑫林, 冯双. ZL202110598599.3

26. 一种广域系统宽频振荡监测方法. 冯双, 崔昊, 王克, 雷家兴, 汤奕. ZL202011336916.6

27. 适用于新能源并网系统的实时稳定控制装置. 冯双, 王克, 雷家兴, 汤奕. ZL202010347260.1

28. 一种固态断路器实时控制方法. 雷家兴, 丁高峰, 林鹤云, 余鹏飞, 孙开原, 陈凯华, 虞国荣. ZL201911202300.7

29. 一种中压AC-DC变换器的功率动态分配控制方法. 冯双, 王克, 史豪, 雷家兴. ZL201910999021.1

30. 一种固态断路器的过流检测及开断控制方法. 雷家兴, 丁高峰, 林鹤云, 余鹏飞, 孙开原, 虞国荣. ZL201910965885.1

31. 一种多通道电力系统稳定器控制方法. 冯双, 汤奕, 雷家兴, 陈佳宁. ZL201811050522.7

32. 一种无直流母线储能元件的交-交功率变换器. 雷家兴, 冯双, 赵剑锋, 陈武. ZL201810519879.9

33. 三相降压型整流器及其控制方法. 雷家兴, 冯双, 赵剑锋, 陈武. ZL201810354769.1

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 Electronics、IEEE Transactions on Industrial Electronics、IEEE Transactions on Industry Applications、IEEE Transactions on Transportation Electrification、IEEE Transactions on Energy Conversion、IEEE Transactions on Power Delivery、IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics、IET Power Electronics、IEEE Access、International Journal of Electrical Power and Energy Systems、Journal of Power Electronics、中国电机工程学报、电网技术, IEEE ECCE、APEC、IECON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（硕士生）

4. 电力电子综合实践（硕士生）。

5. 电力电子系统建模、控制（博士生）。

八、指导的研究生

1. 2026级，谢浩然（硕士），廖彬杰（硕士），周宁（硕士，协助指导）

2. 2025级，吉雨洋（直博），高锦洋（硕士），张钜维（硕士），房锦程（硕士，协助指导）

3. 2024级，秦梓睿（直博），江兵（硕士），吴羽飞（硕士），袁骅（硕士），焦倍禹（硕士，协助指导），罗俊杰（硕士，协助指导）

4. 2023级，李炳坤（博士），肖逸洋（硕士），盛莉媛（硕士）

5. 2022级，刘嘉椋（硕士）

6. 2021级，刘传浩（硕士，协助指导），周浩然（硕士）

7. 2020级，黄鑫林（硕士，协助指导）

8. 2019级，杨志超（博士，协助指导）

9. 2019级，韦超凡（硕士，协助指导），王克（硕士，协助指导）