电工电能新技术

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严陆光

电工电能新技术. 2010, 29(3): 1-6.

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保证能源供应是人类社会赖以生存和发展的最重要条件之一。我国能源的发展将进行能源结构调整，逐步建立能源可持续发展新体系。中国科学院已为我国能源发展做出了一些重大贡献。随着我国能源的快速发展，科学院能源工作的发展反而显得缓慢，支持不足。为加强中国科学院的能源工作，提高中国科学院在全国能源发展中，特别是能源科技发展中的地位，本文提出了一些建议。

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关于筹建青海大规模光伏发电与水电结合的国家综合能源基地的建议

严陆光，周孝信，张楚汉，费维扬，夏训诚，周凤起，胡学浩，许洪华，黄常纲，刘峰松，王澍，马吉明，王保国，彭燕昌

电工电能新技术. 2010, 29(3): 7-7.

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中国科学院学部组织有关院士与专家进行了青海省大规模光伏发电与水电结合的国家综合能源基地的研究。本文论述了光伏与水电结合综合能源基地的重要意义;在青海筹建基地的已有基础和特殊意义;面临的问题与所需采取的措施等，提出了筹建青海光伏与水电结合的国家综合能源基地的建议。

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基于混合小波包的电能质量数据压缩算法

郑伟彦，吴为麟

电工电能新技术. 2010, 29(3): 8-11.

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经典小波算法在分解电力系统监测系统的录波数据时，单一小波基难以与电能质量事件复合特征达到最优匹配，为了进一步提高电能质量数据小波压缩算法的效率，本文在单小波分解的基础上，针对电力系统数据特性提出混合小波包算法:首先通过 MATLAB 仿真产生不同类型的电网故障录波数据，再将仿真数据所对应的熵函数作为遗传算法寻优的代价函数，优化混合小波包基结构，最后利用新算例验证优化好的混合小波包。仿真实验的结果表明本文算法获得的压缩效果优于经典小波压缩算法。

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双向耦合电感DC-DC开关变换器与优化设计分析

徐玉珍，郭晓君，林维明

电工电能新技术. 2010, 29(3): 12-15.

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本文详细分析了双向耦合电感 DC-DC 开关变换器电路拓扑的工作原理及其电路特性;建立了该电路拓扑的损耗模型，并对其中的耦合电感匝比λ 进行了优化设计。通过 MATHCAD 仿真软件的分析和实验样机的结果验证，证明了文中所提出的双向耦合电感 DC-DC 开关变换器电路拓扑的可行性和耦合电感匝比λ 优化的正确性;该电路拓扑克服了传统双向 BUCK /BOOST 电路拓扑变换率较小的局限性，具有的更优越的效率特性;合理选择抽头电感的匝比λ 对抽头电感双向BUCK/BOOST 具有重要意义。

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一种基于FRP材料的新型输电杆塔研究

唐波，文远芳，邓建钢

电工电能新技术. 2010, 29(3): 16-21.

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针对当前输电杆塔存在的诸多问题，提出了用 FRP 材料制作杆塔的思想。介绍了国内外FRP 材料及其在电力建设中应用的情况，设计了适用于 110kV 输电线路的 FRP 材料杆塔。根据导线排列方式，该杆塔可分为上字型和门型杆塔两种。以上字型杆塔为例，设计了 FRP 杆塔的结构和尺寸，分析了该杆塔的机械力学性能，对可能出现的破坏形式进行了校验。采用场域分解的方法将三维无界场域分解成有界子区域，利用 AnSoft 软件，建立了常规杆塔和 FRP 杆塔三维仿真模型，分析了两种杆塔的对地 1m 处场强和导线表面最大场强。仿真结果表明 FRP 杆塔的导线表面最大场强要远小于对应钢管杆的值。对杆塔尺寸进行了多种改变，分析了相应情况下“上”字型 FRP 杆塔的机械性能和电气性能，得到了电杆最小截面宽度为 37. 6cm，最小壁厚为 3. 06cm，建议杆塔呼高为 11m，下横担宽度为 4m。

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基于注入电流不平衡量的配电网改进潮流算法

祝洪博，刘新伟，邵萌萌，贾建夫，杨亮

电工电能新技术. 2010, 29(3): 22-25.

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本文在节点注入电流模型配电网潮流计算的基础上，采用了基于注入电流的不平衡量，对算法进行了改进和简化，将 Jacobian 矩阵作为一个固定矩阵，从而使计算量大大减少，提高了计算速度;通过引入最优乘子，从算法上保证了潮流计算的不发散，有效地解决了潮流计算对初值的敏感性以及一些病态系统的潮流计算问题。用 30 节点、141 节点配电网算例和几种典型的病态系统的计算验证了算法的有效性和可行性。

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基于虚拟同步发电机的微电网逆变器

苏建徽，汪长亮

电工电能新技术. 2010, 29(3): 26-29.

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本文根据微电网对逆变器性能的要求，借鉴同步发电机的经典数学模型，设计了一种适用于微电网的逆变器控制模型(虚拟同步发电机)。该逆变器具有功率、电压、频率调节的功能，能够根据电网自身以及负荷的变化合理调整输出以满足系统的稳定性要求。在 MATLAB/Simulink 环境下搭建了该系统的仿真模型，仿真结果验证了该方法的正确性和合理性。

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基于“小波包—模糊理论”的整流装置故障诊断系统的研究

旷永红，欧阳波，周鹏

电工电能新技术. 2010, 29(3): 30-34.

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针对电力、化工行业广泛使用的三相桥并联的同相逆并联整流装置，以整流变压器阀侧三相电流为诊断信号，提出了小波包－模糊推理实现故障诊断。首先利用小波包分析提取故障特征值，形成样本数据库;然后利用 J 散度、最大隶属原则方法实现待识别状态与样本状态的模糊识别。该方法通过实验，验证了其故障诊断的准确性。

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一种提高电动汽车充电机轻载运行效率的方法

李景新，牛利勇，王健强，姜久春

电工电能新技术. 2010, 29(3): 35-38.

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本文提出了一种提高电动汽车充电机轻载运行效率的方法。在分析原有充电机轻载运行状况的基础上，提出了一种以电容-二极管-有源开关钳位电路代替原有钳位电路的全桥移相式零电压零电流开关(ZVZCS)变换器拓扑，分析了其工作原理并给出了轻载判断条件，进行了仿真研究和样机功率实验，给出了实验结果及波形。结果表明，改进电路既保留了原钳位电路的优点，又在轻载时提高了整机工作效率，同时降低了器件应力。

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工频电压下110kV级XLPE电缆绝缘中电树枝生长阶段特性

陈向荣，徐阳，徐杰，史文，杨文虎，刘英，曹晓珑，李敬飞

电工电能新技术. 2010, 29(3): 39-43.

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基于实时显微数字摄像技术和局部放电连续测量相结合的实验方法，研究了不同外施工频电压下 110kV 级 XLPE 电缆绝缘中电树枝的结构特征及其生长特性。结合大量实验结果，研究发现在不同外施电压的作用下，电树枝结构呈现出多样性的特点，生长过程及其局部放电具有鲜明的阶段特性，而且每个阶段存在不同生长机理。

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特高压交流系统三绕组自耦变压器非线性模型的研究

岳昊，徐永海，刘颖英，朱永强，肖湘宁

电工电能新技术. 2010, 29(3): 44-48.

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建立精确的自耦变压器非线性模型是对 1000kV 交流输电系统谐波特性进行仿真分析的基础。本文基于单相三绕组自耦变压器的电磁关系，充分考虑激磁阻抗的影响，提出了一种适用于谐波分析、易于仿真实现的单相三绕组自耦变压器的非线性模型，然后分别引入 i r－ u 和 i l－ u 瞬时特性曲线来求解激磁阻抗，并详细介绍了曲线的数值模拟方法。结合我国晋东南-南阳-荆门1000kV 特高压交流试验示范工程中的主变参数在 PSCAD/EMTDC 中进行了建模和仿真，证明所建立的模型能够比较准确地反映自耦变压器的饱和特性，为搭建完整的 1000kV 交流输电系统仿真模型和进行其谐波特性分析提供了必要条件。

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关于气体绝缘传输线(GIL)的磁场屏蔽

罗遥，陈柏超，丁江峰

电工电能新技术. 2010, 29(3): 49-53.

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本文介绍了气体绝缘传输线(GIL)的基本结构并对其磁场屏蔽原理进行了分析。所有计算均采用解析方法，着重对 GIL 系统屏蔽原理进行分析。首先以 Maxwell 方程组对圆柱外壳电磁屏蔽特性进行计算，指出这一结构无法屏蔽内部导体电流磁场的原因。随后根据 GIL 外壳回路的磁耦合特性对其屏蔽机制进行了探讨。计算过程说明了外壳感应电流产生的原理，给出了 GIL 系统优异的电磁环境特性的理论依据。

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基于Wigner-Ville分布的电力电子电路故障诊断技术

王荣杰，詹宜巨，郭柯娓，林世宪

电工电能新技术. 2010, 29(3): 54-57.

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提出了一种基于 Wigner-Ville 分布的电力电子电路故障诊断方法，首先建立各种类型故障信号的 Wigner-Ville 模时频矩阵，然后计算故障信号 Wigner-Ville 模时频矩阵与标准模时频矩阵的相似度，以相似度最大为判别依据实现故障的诊断。三相桥式可控整流电路晶闸管故障诊断仿真结果表明该方法能准确对电力电子电路故障进行类型的识别和故障元的定位，对噪声具有鲁棒性，且算法简单，在解决电力电子电路故障问题上有着很好的工程实用价值。

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一种引入电量预测与竞争因子的电耗奖惩方法

吴芳慈，罗安，赵伟，姜中华，孟金岭

电工电能新技术. 2010, 29(3): 58-62.

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本文提出了一种引入电量预测与竞争因子的企业电耗奖惩方法，该方法首先采用电量预测模型对企业各单位的用电量进行准确预测，将其与各单位的实际用电量进行比较，根据其实际节能情况引入不同奖惩系数制定分级奖惩制度，此外，在各单位之间引入竞争因子，对节能效益高的单位进行额外奖励，在各单位之间形成竞争机制，综合两方面的比较结果得出最终的奖惩金额，从而建立一个先进的、有效的、通用的智能企业电耗奖惩模型，降低企业的运营成本。某炼油厂的应用效果证明了此电耗奖惩方法的先进性和有效性，达到了为企业节能降耗、提高生产效率提供奖惩依据的目的。

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ZnO压敏电阻老化机理的研究进展

刘俊，何金良，胡军，龙望成

电工电能新技术. 2010, 29(3): 63-67.

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ZnO 压敏电阻作为避雷器的关键元件在限制电力系统过电压方面具有极为重要的作用，直接决定电力系统的过电压水平和设备的绝缘水平。然而其在承受长期工作电压或短时冲击电流作用时不可避免地会产生老化现象。本文总结了国内外学者对于 ZnO 压敏电阻老化机理的不同观点及最新研究进展，分析了其老化机理，并讨论了提高 ZnO 压敏电阻稳定性的方法。

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电磁操动机构的电磁缓冲仿真实验研究

郭凤仪，李朋，李斌，王智勇，李春光，王继强，王喜利

电工电能新技术. 2010, 29(3): 68-71.

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为弥补弹簧缓冲的不足，提出一种适用于电磁操动机构合闸过程的电磁缓冲控制思想。在触头合闸运动中对通过缓冲线圈施加反向激磁电流，利用反向电磁力来相对减小合闸吸力，从而降低机械冲击、减少触头弹跳、实现合闸缓冲。采用 ANSYS 三维矢量分析法，针对不同缓冲电流以及不同缓冲位置时电磁操动机构的合闸吸力特性进行了仿真计算;利用实验装置对不同缓冲控制条件下的触头振动情况进行了实验研究。初步研究表明，缓冲电流的大小以及缓冲电流的施加位置、施加时间对电磁操动机构的吸力特性具有重要影响，只有综合考虑这三种因素、选择合适的控制条件才能得到较为理想的合闸特性和缓冲效果。电磁缓冲控制对于其它操动机构中存在的合闸冲击问题也具有一定的借鉴意义。

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HID灯用低频方波电子镇流器数字控制策略研究

林国庆

电工电能新技术. 2010, 29(3): 72-75.

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基于 HID 灯动态特性分析，提出一种适用于 HID 灯负载特性的控制规律，采用分段控制的积分分离式控制方法实现电子镇流器与 HID 灯动态特性的配合，给出了相应的控制策略。研究一种半桥低频方波 HID 灯电子镇流器，通过使 HID 灯与半桥开关管源极相连接，使灯电压和灯电流采样电路和半桥驱动电路共地，控制电路简单易于实现。实验结果证明，所提出的方案具有电路简单、控制灵活、灯平稳启动、恒功率输出和无声共振等优点。

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基于嵌入式目标模块的太阳能LED照明控制系统研究

陈剑，赵争鸣，袁立强

电工电能新技术. 2010, 29(3): 76-80.

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太阳能 LED 照明系统作为新型照明方式，不仅具有独立光伏照明系统的诸多优点，如清洁无污染、无需长距离输电导线等，还具有 LED 照明的发光效率高、光线柔和、光伏电池设计容量小等诸多优势。但系统需实现最大功率点跟踪(MPPT)控制、LED 非线性负载放电控制和蓄电池充放电控制等功能，对控制具有较高要求。本文对控制系统要求进行分析，分别进行了 MPPT、充电策略和 LED 放电控制的研究，并采用 MATLAB/Simulink 对主电路和控制系统进行仿真。基于仿真模型，采用嵌入式目标模块 eZdsp 生成 TSM320F2812 DSP 控制程序，对仿真模型进行快速转化，并在硬件平台对具体控制系统进行实现。系统具有动态响应快、启动电流平滑、稳态精度高等优点，从而得出适合太阳能 LED 照明系统的控制方法。

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2010年, 第29卷, 第3期　刊出日期：2010-07-10

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