电工电能新技术

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大力推进新疆大规模综合能源基地的发展

严陆光，夏训诚，吕绍勤，吴甲春，林闽，黄常纲

电工电能新技术. 2011, 30(1): 1-7.

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新疆能源资源丰富，地缘位置特殊，在国家的能源储备、能源供给、能源安全和能源通道等方面具有重要的战略地位。本文叙述了发展新疆综合能源基地的主要内容、新疆综合能源基地建设设想和推进新疆大规模综合能源基地发展的主要建议。

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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(续)

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. 2011, 30(1): 8-11.

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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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用于风机水泵的永磁同步电机无传感器矢量控制系统

吴春华，黄建明，刘军

电工电能新技术. 2011, 30(1): 12-15.

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本文通过建立电稳态模型观测器，实现永磁同步电机低速转子位置和转速估算，完成电机的起动过程。在中高速运行时，本文构造全阶状态观测器，通过反电动势的观测及坐标系跟踪控制，实现转子位置和转速估算;本文提出的方法具有算法简单、起动电流小、切换平滑、可靠性高等优点，最后，实验结果证明了本方法的正确性和有效性。

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多模型过热汽温鲁棒控制设计中标称对象和界函数的选取

恒庆海

电工电能新技术. 2011, 30(1): 16-19.

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对某超临界 600MW 直流锅炉高温过热器导前区及惰性区均具有多模型摄动的过热汽温 H∞鲁棒控制问题进行了研究。该被控对象在工况大范围变化时，模型(包时间常数、增益、甚至对象阶次等)有很大的变化。对此采用对比选优法提出了多模型摄动标称对象和界函数的选取方法，并进行了 H∞鲁棒 PID 汽温控制系统设计，求解了 H∞鲁棒 PI 控制器。仿真结果表明，本文设计的汽温控制系统具有较好的鲁棒性能。

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一种 BUCK 变换器的软开关控制策略

林国庆，陈志坚，何新松

电工电能新技术. 2011, 30(1): 20-23.

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本文对零电压准方波 Buck 变换器的工作原理、软开关条件进行了深入的分析，提出一种新型的控制策略，通过检测辅助开关管漏源电流控制辅助开关管的关断时刻，由输出电感的正向电流控制主开关管的关断时刻，在所设定的死区时间内使主开关管和辅助开关管能在较宽的输出电压和负载电流变化范围内实现零电压软开关。制作了一台150W的实验样机对理论分析进行验证，电路仿真和实验结果表明，该变换器具有软开关范围广、开关损耗小、效率高等优点，特别适用于输入电压恒定、需要降压的应用场合。

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基于信号距离的矿井低压电网漏电快速识别

赵建文，侯媛彬

电工电能新技术. 2011, 30(1): 24-27.

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针对现有矿井低压电网漏电判断方法误差大，动作时间长，而不利于安全，分析了漏电电网的暂态零序电压的特点;定义了反应信号波形差异程度的信号距离及匹配度;利用暂态零序电压波形在故障前后的差异性，构建了基于暂态零序电压故障信号距离的新型矿井漏电辨识方法。通过增加波动因子，使漏电识别结果与漏电电阻之间具有较好的线性度，有效地消除了系统电压波动的影响，且漏电阈值可变具有自适应性。通过对某 660V 电网的仿真实验证明，该方法漏电识别准确性高;算法时间为半个周波，快速。

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两电平可升压自然软开关 DC/AC 变流器发热均衡控制研究

陈建明，吴卫民，耿攀，叶银忠

电工电能新技术. 2011, 30(1): 28-31.

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介绍了一种能有效整合 DC /DC 和 DC/AC 两级电能变换的自然软开关逆变器拓扑结构，详细分析了该拓扑工作在特殊直通零矢量时，逆变器开关管的转换过程。指出采用传统单一锯齿载波调制模式势必引起输出逆变器上下桥臂开关管发热失衡。为此，提出一种适用于此拓扑的优化控制方案，在获得最佳软化效果的同时，维持逆变器上下桥臂开关管发热均衡。实验证明优化控制方案的有效性。

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基于磁场谐振耦合的无线电力传输发射及接收装置的研究

黄辉，黄学良，谭林林，丁晓辰

电工电能新技术. 2011, 30(1): 32-35.

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发射、接收装置是实现无线能量传输的核心部分。本文从磁场的角度对发射与接收天线的转换效率进行分析，得到了天线的参数与效率之间的关系，从而可以有目的性地对天线的参数进行选择，以达到最优效果的传输。最后搭建实验平台，改变天线的参数，通过实验验证理论的分析。理论及实验表明发射、接收线圈的匝数及线圈半径的大小对传输效率有重要的影响。

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谐振型电网单相接地故障消弧及选线研究

张明，刘建政，梅红明，刘树

电工电能新技术. 2011, 30(1): 36-39.

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传统的零序电流有功分量法在线路及消弧线圈电阻较小的情况下易造成误选。本文通过理论分析，研究了造成误选的原因，并在此基础上，将谐振型电网消弧线圈的调谐控制与单相接地选线相结合，通过消弧线圈串联阻尼电阻，合理控制故障时阻尼电阻的投切，大大提高了有功分量法的选线准确度。通过仿真，验证了该方法的可行性，并且开发了消弧线圈调谐控制及选线装置，介绍了装置的硬件设计与软件框图。

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分布式发电条件下配电网故障定位的矩阵算法

王玉梅，郭浩，姬丽苗

电工电能新技术. 2011, 30(1): 40-43.

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分布式发电(DG)接入配电网后，配电网变成了多电源复杂网络，传统的故障定位算法不再适用。本文提出了一种能解决多电源复杂配电网多重故障定位(可含有馈线末端故障)的矩阵算法。该算法对于故障信息不完备和故障信息畸变的情况同样适用。算例测试结果验证了该方法的正确性和可行性，在配电网实时故障定位的应用中具有很大的潜力。

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饱和凸极及绕组非对称性对高频信号注入法估计转子位置的影响

钟黎萍，顾启民，徐惠钢，孔维涛，夏冰

电工电能新技术. 2011, 30(1): 44-47.

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永磁电机除了物理凸极，还存在由于磁路饱和所产生的饱和凸极，饱和凸极主要对定子漏电感产生影响;电机绕组在物理上也可能不对称，从而产生一个椭圆形的旋转磁场。这两种因素的互相作用，使得高频负序电流的谐波含量增加，给转子位置的估计带来误差。本文对这一问题进行了理论研究和实验验证，初步阐释了负序谐波电流产生的原因及造成的影响，并提出了相应的解决办法。

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推挽变换器的变压器线圈损耗建模及其应用

毛行奎，黄从愿，陈为

电工电能新技术. 2011, 30(1): 48-51.

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由于四个线圈分时工作，应用于推挽变换器的变压器线圈交流损耗模型与线圈同时工作的高频功率变压器有很大不同。通过深入研究线圈电流谐波磁势平衡特点，提出将一个四线圈分时工作的推挽变压器等效为两个独立的变压器，分别建立这两个变压器的谐波电流损耗模型，从而获得整个变压器的线圈损耗建模方法，并据此提出通过这两个等效变压器测量推挽变压器线圈奇、偶次谐波电流的交流电阻的测量方法。一个 400W 的平面变压器优化设计验证了线圈损耗模型和交流电阻测量方法的正确性，新模型可以很方便用于优选和设计推挽变压器。

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基于比例谐振调节器的恒压恒频逆变器研究

亓迎川，胡荣强，王杰，祁承超

电工电能新技术. 2011, 30(1): 52-55.

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给出了一种恒压恒频正弦波逆变器波形控制的调节器设计方法，进行了逆变器电压控制回路比例 + 谐振(PR)交流调节器的设计，分析了以准谐振交流调节器实现的逆变器控制回路对交流参考信号相位无差和幅值近似无差跟踪的原理，讨论了谐波来源问题，以及与系统参数的关系，通过根轨迹法给出了调节器参数的设计，针对非线性负载下输出波形的谐波失真问题，给出了谐波补偿回路的参数设计。较好地解决了恒压恒频正弦波逆变器的波形无差跟踪问题，以及对整流性负载等非线性负载的条件下的输出电压谐波失真的补偿问题。

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未来电网初探

肖立业，林良真

电工电能新技术. 2011, 30(1): 56-63.

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由于化石能源的日益枯竭和节能减排的迫切需求，人类逐渐认识到必须发展以可再生能源为主的清洁能源系统。由于可再生能源的主要利用方式是发电，且可再生能源资源及其发电方式与化石能源资源及发电方式具有很大的不同，因此，可再生能源的广泛应用将对电力生产、输配和消费模式等产生深刻的影响。有鉴于此，对未来电网的探索就显得非常重要。本文重点就未来电网的结构、运行模式及所涉及的关键技术体系进行了初步的探索，并就我国发展适应于可再生能源需求的未来电网的有关问题提出了几点建议，供参考和商讨。

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非接触电能传输系统的松耦合变压器实验研究

郑颖楠，陈红，张西恩

电工电能新技术. 2011, 30(1): 64-68.

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松耦合变压器作为非接触供电系统的关键部分之一，由于磁路中有较大距离的空气磁路，变压器漏感较大，耦合系数不高，因此严重影响了能量传输功率和效率。文中针对影响变压器耦合系数的因素，利用有限元软件 ANSYS 分别对 U、E 型两种形状磁芯的磁场分布随气隙大小和绕组位置进行有限元仿真研究，由磁力线的分布和走向可以看出这两个量对耦合系数的影响。进而提出一种可以提高耦合系数的改进磁结构的松耦合变压器，实验验证了理论分析。

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基于 CAN 总线的新型磁保持汽车电源开关的研究

刘向军，王志强，张志枫，张培铭

电工电能新技术. 2011, 30(1): 69-73.

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本文针对目前汽车电源开关存在的线圈耗能、触头电弧以及功能单一等一系列问题，提出了磁保持混合式汽车电源开关的设计思路。本文不仅给出混合式磁保持汽车电源开关的控制方案，而且根据磁保持继电器动态特性和相关的数学算法对混合式控制方案进行了优化设计。在此基础上，将 CAN 总线技术引入汽车电源开关的控制系统中，实现其实时控制与保护功能。通过对样机的测试，表明磁保持混合式汽车电源开关具有优良的自动控制、过载保护、无弧通断等功能，从而大幅度提高汽车电源开关的控制与保护性能，提高其工作的可靠性。

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避雷器对 GIS 中快速暂态过电压的影响

杨晓亮，徐建源，林莘，李小雷

电工电能新技术. 2011, 30(1): 74-78.

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本文采用 EMTP 软件对 GIS 中隔离开关操作时产生的快速暂态过电压(VFTO)进行仿真，研究避雷器对 VFTO 的抑制作用。对国内某 550kV GIS 水电站隔离开关 4 种操作方式下产生的 VFTO 进行计算和分析，优化选取避雷器在 GIS 内部母线上的安放位置。计算结果表明了，正常工作情况下，对于 GIS 内部由于隔离开关操作引起的 VFTO 而言，避雷器安放在距母线首端 10m ～ 20m处时 VFTO 幅值最小，即避雷器安放位置最好。

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绝缘子污秽状态紫外在线监测研究

熊兰，刘钰，何友忠，肖波，王礼，何为

电工电能新技术. 2011, 30(1): 79-83.

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在环境污染严重的地区，绝缘子污闪事故时有发生，严重威胁着电力系统的安全运行。为了实时监测绝缘子的污秽状态，本文设计了基于紫外脉冲法的污秽绝缘子在线监测系统，采用 FXBW-110 /70 型复合绝缘子和 XP-160 型瓷质绝缘子进行模拟试验，采集了不同运行电压、污秽程度以及存在劣质绝缘子时的紫外脉冲。试验结果表明，紫外脉冲强度可以表征绝缘子的污秽放电程度，分析紫外脉冲变化规律可区别劣质绝缘子的影响。本系统采用非接触的方式采集现场数据，监测距离远，信号干扰成分少，可广泛应用于对输电线路和变电站绝缘子的在线监测。

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基于电磁声发射的金属板裂纹检测实验研究

张闯，刘素贞，杨庆新，金亮，李娜

电工电能新技术. 2011, 30(1): 84-88.

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通过对金属部件进行电磁加载会在金属裂纹处激发出声发射信号，利用这一现象可以实现对金属结构件的无损检测。本文对电磁声发射技术的原理与实现进行了深入分析，设计了相应的电磁加载实验装置，并针对铝质薄板试件进行了电磁声发射试验，通过对实验采集信号进行时频分析，研究了电磁声发射信号随加载条件和试件类型的变化规律，验证了带裂纹金属上能够产生电磁声发射现象，为该技术的工程应用打下了良好的基础。

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2011年, 第30卷, 第1期　刊出日期：2011-01-10

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