2007年, 第26卷, 第1期　刊出日期：2007-01-10

  

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院士论坛
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  我国中远期石油补充与替代能源发展战略研究(续)

  严陆光，陈俊武，周凤起，赵忠贤，翟光明，谢克昌，匡廷云，何祚庥，衣宝廉，吴承康，蔡睿贤，陈　勇，白克智，毛宗强，欧阳明高，刘振宇，黄常纲

  电工电能新技术. 2007, 26(1): 1-12.

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  发展石油补充与替代能源对满足日益增长的石油需求和保障国家能源安全均有着重大意义。中国科学院学部组织有关院士及专家进行了我国中远期能源发展战略的研究。研究了我国的石油资源，预测了需求和产能，阐明了发展补充与替代能源的必要性。在发展替代燃料方面，研究了非常规石油开发，用煤和天然气制取燃料和用生物质制取燃料的有关进展与展望。在交通节油方面，研究了发展节油的综合交通体系，电气化轨道交通，节能、代用燃料与电动车辆，以及燃料电池与动力蓄电池的有关进展与展望。简要叙述了有关结论与建议。
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  我国大规模可再生能源基地与技术的发展研究

  严陆光，夏训诚，周凤起，赵忠贤，刘东生，匡廷云，张新时，周孝信，李　灿，朱瑞兆，陈　勇，白克智，陆天虹，孔　力，胡学浩，许洪华，赵黛青，吕绍勤，黄常纲

  电工电能新技术. 2007, 26(1): 13-24.

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  从可持续发展看，化石能源终将耗竭。二十一世纪上半叶，能源结构的调整过程已经开始，需要发展大规模非水能的可再生能源，主要是风能、太阳能与生物质能，并大力推进荒漠地区基地和氢能的发展。中国科学院学部组织有关院士及专家进行了我国大规模可再生能源基地与技术的发展研究。本文简要叙述了有关结论与建议。
论文报告
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  基于αβ系统的DSTATCOM积分型滑模变结构控制

  侯　勇，谢广志，童建东

  电工电能新技术. 2007, 26(1): 25-28.

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  将滑模变结构控制理论用于DSTATCOM的控制，在滑模控制中引入积分控制项，减小补偿电流控制的稳态误差、提高系统的响应速度，使系统在动态和稳态下具有优良的抗干扰特点，并且在系统参数变化时具有很好的鲁棒性。该方法是基于静止坐标系统αβ下完全解耦的DSTATCOM系统状态模型，对系统实施积分型滑模变结构控制。利用PSCAD/EMTDC进行了仿真分析，验证了该方法的有效性。
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  大功率并联混合型有源滤波器的综合设计与工程应用

  周　柯，罗　安，唐　欣，付　青

  电工电能新技术. 2007, 26(1): 29-33.

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  针对高压大容量系统谐波抑制与无功补偿综合治理的需要，从有源滤波器的最佳滤波效果和最小经济成本两个角度考虑，并从主要组成部分的参数设计、主要设备的选取与布线、系统的工程实现等方面对采用注入式结构的并联混合型有源滤波器进行了研究，形成了一整套大功率并联混合型有源滤波器的设计方法，并在某冶炼厂220kV变电站谐波治理工程中得以应用，体现出良好的滤波效果和优异的性价比。该系统的参数设计方法与工程实现经验还可以用于其它有源滤波系统的研究与应用。
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  基于微分几何理论和自抗扰控制技术的励磁控制器设计

  马幼捷，王新志，周雪松

  电工电能新技术. 2007, 26(1): 34-37.

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  针对仿射非线性系统，通过微分几何坐标变换将系统非线性因素转换到含有控制输入的状态方程中。由于微分几何方法坐标变换本身是精确无误的，所以转换后的系统中，线性部分是精确的；系统参数的不确定、模型的不精确最终反映到转换后的非线性部分。利用自抗扰技术中的扩张状态观测器观测该部分的非线性摄动，通过反馈将其线性化并消除扰动。推导了单机无穷大系统的非线性励磁控制规律，在PSASP上进行仿真试验。理论论证和仿真试验证明该方案提高了非线性励磁控制的鲁棒性。
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  基于基相量循环移位的基波相位和频率高精度快速检测方法

  陈明凯，林　琳

  电工电能新技术. 2007, 26(1): 38-42.

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  基于基相量循环移位性质，指出采样序列由DFT新算法得到的基波幅角就是信号基波初相角，从而较简捷地获得了所要检测的含谐波电参量的基波分量的初相角，提高了基波相位的跟踪能力。基于等角度间隔采样原理，提出以前述所获得的基波初相角为反馈，构成相位跟踪闭环控制，以自适应调整采样间隔，实现了对被测信号频率的自动跟踪，并达到了减少频谱泄漏，提高基波检测精度的目的。DFT新算法具有递推特性，减少了计算量，实时性较好。上述结果用于有源电力滤波器中，可以精确检测出谐波及无功电流。仿真结果表明，所提出方法的正确性和有效性。
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  电动汽车用宽调速范围永磁磁阻电机优化设计研究

  赵　宇，柴建云

  电工电能新技术. 2007, 26(1): 43-46.

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  提出了一种能够在宽调速范围内实现恒功率运行的电动汽车驱动用复合转子结构永磁磁阻(CPMR)电机的最优设计方法。在交流永磁电机混合励磁机制分析的基础上，本文以逆变器电流定额最小为目标导出了在整个调速范围内实现恒功率运行的最优转子结构设计方案。设计样机的数值分析结果与IPM电机对比表明，该电机系统能够在很好地满足提供大过载转矩和宽调速范围运行要求的同时，具有较高的运行效率和功率因数。
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  UPS逆变器的渐近收敛无差拍控制

  汪　孟，刘亚东，李方正，黄立培

  电工电能新技术. 2007, 26(1): 47-50.

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  传统无差拍控制应用于UPS逆变器，存在对系统参数变化的鲁棒性问题。本文提出了一种新的控制方案—渐近收敛无差拍控制。该方案与传统无差拍控制的区别是，不是将正弦信号作为参考电压，而是采用当前的输出电压和正弦信号的加权平均作为下一控制周期的目标量。基于DSP搭建了1kVA/700W的实验样机。理论分析和实验结果表明，渐近收敛无差拍控制有良好的稳态性能和快速的动态响应，对系统参数的变化有较好的鲁棒性。
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  一种抑制非理想反电势的BLDC电机转矩脉动的方法

  肖　伟，张　磊，瞿文龙

  电工电能新技术. 2007, 26(1): 51-54.

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  转矩特性是电机性能的重要指标，而抑制转矩脉动是无刷直流机(BLDC motors)控制领域中的关键技术之一。本文针对非理想反电势的无刷直流机，对转矩脉动谐波构成进行了推导，分析了转矩脉动和反电动势谐波、电流谐波的关系，提出了一种基于离线反电势测量的优化电流算法，结合空间电压PWM，实现了抑制转矩脉动的电流闭环控制。仿真和实验证明，该方法可以显著抑制转矩六次谐波，是一种有效的改善无刷直流机转矩性能的方案。
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  高能电子辐照后高聚物内部空间电荷和介电性能研究

  刘晓东，郑晓泉，张要强，杨生胜，秦晓刚，王　立

  电工电能新技术. 2007, 26(1): 55-59.

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  电介质材料被广泛地应用到各种辐射环境下，当它们受到高能电子辐射时，不仅会在其内部和表面积累电荷并引起放电现象，而且辐射会导致介质的物理和化学结构发生不可逆变化。本文采用自行研制的可用以在真空电子束辐射环境下进行空间电荷测量的脉冲电声法测量系统，离线测量并分析了在大气环境下，经不同能量高能电子束辐照后几种介质材料内部空间电荷分布规律，对其辐照后的介电常数和损耗特性进行了实验研究。
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  应用改进GENOCOPⅢ算法求解无功优化问题

  张　柯，侯世英，吕厚余，王凌谊

  电工电能新技术. 2007, 26(1): 60-63.

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  本文将GENOCOPⅢ(Genetic algorithm forNumerical Optimization of Constrained Problems)算法应用于以网损最小化为优化目标的电力系统无功优化问题中。该算法是一种求解含非线性约束的数值优化问题的协进化遗传算法。算法保持两个不同的种群并且使用不可行个体修正法来搜索可行点。文章最后以IEEE14节点系统为优化对象进行了计算，证明了GENOCOPⅢ遗传算法具有良好的性能。
新技术应用
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  基于Duffing振子信号检测的故障电弧短路监测系统

  杨建红，张认成，房怀英

  电工电能新技术. 2007, 26(1): 64-67.

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  Duffing振子信号检测技术利用混沌系统的分岔特性来检测外界信号，将待测信号作为Duffing方程周期策动力的摄动，利用初值敏感性可以获得很高的测量灵敏度和良好的抗噪性能。基于Duffing振子信号检测技术提出一种新型的电弧短路监测方法。在电弧没有发生短路之前有比较微弱弧声信号，完全湮没在强的背景噪声中，将含有噪声的信号作为周期策动力加入混沌检测中后，如果混沌检测系统处于间歇混沌状态，证明有电弧声音产生，弧声作为整个电弧短路监测系统预判和预警。弧声信号和发生电弧短路时的弧光、电流信号同时产生时，则发生电弧短路，监测系统发出报警信号。通过实验验证，证明该系统监测电弧短路具有很高的准确性和快速性。
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  基于工业控制计算机的自动跟踪补偿消弧装置

  廖　承，李朝晖，林玉怀

  电工电能新技术. 2007, 26(1): 68-72.

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  本文研究了一种基于工业控制计算机的自动跟踪补偿消弧装置，对消弧线圈调谐方法的原理及技术特点进行了分析，阐述了用工业控制计算机进行自动调谐的方法，最后给出了现场试验结果。该装置简化、改进了测控系统的主板设计、软件编程，提高了原装置的测量精度和可靠性，实现了大容量的状态显示和历史数据存储和打印，以及远程控制，现场自动或手动控制等功能。
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  电磁兼容性测试用冲击电压分压器设计及实现

  刘　毅，曾　嵘，耿屹楠，王维龙

  电工电能新技术. 2007, 26(1): 73-76.

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  基于“场-路”耦合的思想，通过电磁场仿真计算提取电阻分压器的杂散参数，建立了冲击电压下电阻分压器的等效电路模型，进而研究了电阻分压器结构参数对测量结果的影响。依据仿真分析结果，设计并实现了电磁兼容性测试用10kV冲击电压分压器与冲击电压测量系统。经测试该系统测量冲击电压峰值的扩展不确定度、测量波前时间的扩展不确定度、测量半波时间的扩展不确定度等，均满足电磁兼容性测量要求。
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  100kVA三相四线系统用增强型SVG的研制

  陈　波，卓　放，王兆安

  电工电能新技术. 2007, 26(1): 77-80.

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  本文详细介绍了100kVA三相四线制系统用增强型SVG装置的研制和实验运行情况。文中首先简要分析了该装置的工作原理，然后介绍了装置所采用的四臂对形式的主电路拓扑结构和基于双DSP的数模混合控制的控制策略，最后给出了多种补偿功能实验和现场运行的结果。结果表明，本文所提出的装置采用TTA(基于时域变换)算法，不但具有良好的谐波补偿能力，并且还能补偿无功和抑制不平衡电流和中线电流。该装置运行稳定，补偿方式灵活，具有很高的现实意义。