电工电能新技术

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张超，姜齐荣，李娟，田旭，孙守鑫

电工电能新技术. 2011, 30(4): 1-4.

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针对现今对静止无功补偿器( SVC) 响应时间特性缺乏研究的现状，本文对 SVC 物理模型无功补偿的特点及响应特性进行分析，建立了在响应时间和无功补偿方面均能与 SVC 物理模型达到一致效果的可控电流源模型。可控电流源控制信号中的时间模块，可以精确求出 SVC 响应时间。通过 PSCAD 仿真某轧钢机启动实验，验证了两者的一致性。

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基于虚拟作用时间变换的 N 电平逆变器参考电压矢量合成方法

钟黎萍，顾启民，孔维涛，李鑫

电工电能新技术. 2011, 30(4): 5-7.

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本文提出了一种非正交变换和线性变换相结合的矢量合成方法: 将任意参考电压矢量变换到 60°非正交坐标系中，根据其坐标求出由第一扇区的两个基本长矢量合成参考电压矢量的虚拟作用时间，并确定三个最近矢量 ( Nearest Three Vector，NTV) ，而这三个邻近矢量的作用时间则可以由虚拟作用时间通过线性变换得到，这样使参考电压的合成变得简单易行。仿真和实验结果证明了该方法的正确性。

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交错并联磁集成 buck 变换器的本质安全特性研究

杨玉岗，李娜

电工电能新技术. 2011, 30(4): 8-12.

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为了使 buck 变换器以较小的最大输出短路释放能量满足本质安全要求，提出将磁集成技术应用到交错并联 buck 变换器中，合理的设计通道数 N 和占空比 D，能有效减小输出电流纹波。以双通道交错并联磁集成 buck 变换器为例进行研究，电感与电感采用反向耦合集成方法，最后对本质安全的交错并联磁集成与无磁集成的 buck 变换器进行 MATLAB 仿真对比，并进行试验验证，证明所提方法的正确性。

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一种蓄电池电压的无源隔离监测方法

黄俊，凌志斌，蔡旭

电工电能新技术. 2011, 30(4): 13-16.

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蓄电池储能中由大量蓄电池串联带来的电池端电压过高的问题为电压检测以及容量监测带来许多困难。这里，基于对数字光耦线性度校正的基础上提出一种蓄电池电压的无源隔离检测方案。该方案包括数字光耦隔离采样电路，电流-电压转换电路，多路模拟量选择电路以及基准电压四部分。本文着重分析了光耦的传输特性和温漂特性，并针对这些特性提出了分段线性校正的方法。最后，实验结果证明该方案能够很好地实现弱电隔离以及无源检测。

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类电磁机制算法在水电站厂内经济运行中的应用研究

张智晟，龚文杰，段晓燕，毕国威

电工电能新技术. 2011, 30(4): 17-20.

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水电站厂内经济运行是电力系统的重要研究课题，能有效增加水电站的经济效益。本文将类电磁机制算法用于水电站厂内经济运行研究中。该算法模拟电磁场中带电粒子间的吸引与排斥机制，将搜索解类比为带电粒子，然后按一定的准则通过局部搜索、计算合力和移动粒子等环节使搜索粒子朝最优解移动。该算法具有全局优化能力强，编程实现简单，收敛性好等优点。与水电站厂内经济运行研究的多种已有方法进行仿真对比，结果证实该算法可有效解决水电站厂内经济运行问题，可将该算法推广应用到电力系统的其它问题研究中。

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基于切换系统的储能节能系统双向 DC-DC 变换器建模与控制

李继方，汤天浩，姚刚

电工电能新技术. 2011, 30(4): 21-25.

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吸收利用制动状态电机回馈再生电能已成为电机系统节能的重要途径。采用超级电容储能的节能系统，能够通过回收电机制动时的再生能量实现系统节能。本文通过分析超级电容储能节能系统结构，得出储能系统等效电路; 在此基础上建立了用于储能节能系统的双向 DC-DC 变换器切换系统模型，构造系统的 Lyapunov 函数，并以此推导出系统切换控制律。在储能和放电两种工况下的仿真结果表明，系统能够完全吸收并利用电机回馈再生电能，保持直流母线电压稳定，实现系统节能。

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交错并联磁集成反激变换器小信号建模分析

毛春风，陈为，卢增艺

电工电能新技术. 2011, 30(4): 26-29.

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在大电流的功率变换器中，普遍采用交错并联技术以降低输出纹波，改善散热条件和提高动态性能。论文以具有磁耦合集成结构的两路交错并联反激变换器为对象，通过磁路-电路对偶等效变换推导出变换器的等效电路，进一步采用状态空间平均法对变换器进行小信号建模分析，求出变换器的各项传递函数，并获得变换器闭环传递函数。分析了耦合程度的不同对传递函数的影响。在此基础上对具有集成磁件的反激变换器进行仿真，最后通过 48V 输入、12V/10A 输出的样机进行了实验验证。

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小电源接入配网后的线损理论计算方法研究

李小龙，张旭辉，曾岸理，周力行，陈伟图

电工电能新技术. 2011, 30(4): 30-34.

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针对小电源直接接入配网的特点，对配网线损的计算方法进行研究，结合等效电阻模型，对当前处理配电网小电源问题的等效容量法进行改进。改进方法考虑了配电网馈线和小电源运行方式的变化以及一日内可能的馈线潮流的双向流动。最后用生产实例验证了改进方法的准确性。

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继电保护测试仪用 30V/100A 宽变频电流功放的研制

吴昊，管松敏，陈乾宏，钱海

电工电能新技术. 2011, 30(4): 35-39.

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功率放大电路是继电保护测试仪系统中的核心部分，与普通逆变器相比，需要在较大的输出频率范围内，保证较高输出精度，同时要求更高的功率密度。本文针对 30V/100A 电流功放，围绕设计难点给出一种系统设计思路，设计了系统框架; 同时着重利用建立并求解增益函数方程组的方法，设计了 DC/AC 部分交流输出滤波器的相关参数。最后给出 DC/DC 和 DC/AC 两部分实验结果，证明了系统框架的有效性，以及交流输出滤波器参数求解方法的可行性。

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跟随型 PWM 控制 LLC 变换器的分析与实现

管松敏，张超，于锁平，陈乾宏

电工电能新技术. 2011, 30(4): 40-45.

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LLC 谐振变换器在输出限流时会工作于 PWM 控制模式，而现有文献缺乏对 PWM 控制 LLC谐振变换器的分析。为此，本文针对 LLC 变换器，比较了对称和不对称 PWM 控制策略，提出了一种新型的 PWM 控制策略—跟随 PWM 控制。论文分析了其工作原理，讨论了占空比大小对变换器软开关特性的影响，给出了控制策略的实现方法。最后针对 350V ～ 400V 输入、48V/480W 输出的供电电源，进行了主要参数设计，完成了样机的制作与实验。实验结果与理论分析一致，初步论证了该新型 PWM 控制策略应用于 LLC 谐振变换器的可行性。

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双输出单级 PFC 变换器的高亮 LED 驱动研究

杨静，庄圣贤，刘雪山

电工电能新技术. 2011, 30(4): 46-49.

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提出了一种工作于断续模式( DCM) 双输出单级反激功率因数校正( PFC) 变换器驱动高亮LED 的方法。为了避免变换器两路输出的交叉影响，应用时分复用方法实现了每一条输出支路电流的独立调节，提高了驱动器的可靠性; 由于此方法只用到一个磁性元件即可实现两路恒流输出，进而降低了驱动器的成本; 变换器工作在 DCM、定频、定占空比时，可获得较高的功率因数。最后通过仿真与实验验证本文研究结果的正确性与有效性。

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通过间谐波测量计算闪变值的方法研究

李霏霏，杨洪耕，惠锦，叶茂清，陈智

电工电能新技术. 2011, 30(4): 50-55.

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本文提出一种基于间谐波测量的闪变值计算方法。该方法首先从电压畸变信号的角度提出了“AM-间谐波对”和“PM-间谐波对”的概念，由此区分引起闪变的调幅波和一般间谐波; 然后以IEC61000-4-7 推荐的采样窗口长度和形状为前提，用一种非同步采样下的奇数频点插值修正法测量电压信号中各频率分量的具体参数; 根据信号转化等式，结合闪变最大觉察频率范围，估计闪变信号参数; 根据 IEC 闪变仪原理，求出各个频率分量引起的瞬时闪变视感度以及闪变信号总的短时间闪变水平值。与平方法比较，仿真算例和现场采集的电弧炉启动过程中的电压信号实例验证了本文方法的准确性和可行性。

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矩阵变换器交流励磁系统控制策略研究

李辉，阳春华，邓文浪

电工电能新技术. 2011, 30(4): 56-59.

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矩阵变换器是一种新型的交交变换器，相对于传统的交直交变频器，它具有输入功率因数可控，无需直流储能元件，结构紧凑，体积小等优点。本文将矩阵变换器用于双馈型风力发电机励磁系统，提出了双馈电机并网和发电运行时矩阵变换器交流励磁系统的控制策略，该策略是将矩阵变换器的间接空间矢量控制，与基于定子电压定向矢量控制策略相结合，从而实现双馈电机的并网及功率传输。实验结果表明，该策略不仅实现了双馈电机并网，而且可以输出有功功率和无功功率，从而验证该控制策略的可行性，因此具有实际应用价值。

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高压断路器辅助开关分断能力研究及结构优化设计

金立军，王珂，刘坚钢，闫书佳，张勇

电工电能新技术. 2011, 30(4): 60-63.

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对 FK—口型辅助开关灭弧室进行二维数学建模，分析其内部电场强度分布，推导出电流过零后介质击穿的判断条件，对灭弧室结构进行优化，达到降低电场强度，使电场分布趋于均匀的目的，为辅助开关的优化设计提供了有效的解决方法。

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未来电网 — 多层次直流环形电网与“云电力”

肖立业，林良真，徐铭铭，戴少涛

电工电能新技术. 2011, 30(4): 64-69.

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化石能源的日益枯竭和环境压力的日益增加，将促使人类从传统能源向以可再生能源为主的清洁能源过渡。可再生能源资源及电力负荷的空间分布特点，决定了未来电网将呈现大电网与分布式电网平行发展的格局; 同时，由于可再生能源具有不稳定性的特征，从而对电网的实时功率平衡与调度带来了重大的挑战。因此，为了保障电力供应，人们认识到必须对现有电网进行升级改造，其中，选择合理的电网结构是升级电网的重要手段。基于我国的现实情况，本文提出了未来电网的多层次直流环形电网结构，并进一步对“云电力”的概念进行了讨论，供参考和商讨。

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一种用于电压瞬低补偿装置中的高速真空接触器的研究

王普庆，袁端磊，董恩源，秦涛涛

电工电能新技术. 2011, 30(4): 70-73.

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企业的重要设备如微特电机、精密仪器等对供电质量要求很高，由于故障等原因引起的瞬间电压低落或者停电会严重影响产品的合格率。传统的高效 UPS 供电中，采用大功率电力电子器件存在着价格昂贵、运行损耗大等问题。本文提出一种采用斥力机构与永磁机构混合使用的高速接触器，动作迅速可靠，通流量大。采用 Ansys 对其进行了有限元仿真，对仿真结果进行了相关分析，并在此基础上制作了样机。通过机械实验表明，新型高速接触器能很好地完成工作。

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高压输电线路巡线机器人在线供电系统研制

王鹏，梅生伟，刘锋，王冠群，王克非

电工电能新技术. 2011, 30(4): 74-79.

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高压输电线路巡线机器人是电力线路巡线和除冰的理想选择，但是巡线机器人的电池容量较小导致机器人续航能力差，一直是影响巡线机器人发展的重要原因。为克服上述困难，本文致力于研制一种能够自主在线取能的新型供电系统，其中涉及感应取电模块、充电模块设计以及取电供电逻辑指令构建等三大关键技术。实验测试证明，所设计的供电系统可以持续且有效地为巡线机器人的蓄电池提供能量。

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电压自平衡式不对称多电平逆变器对电机调速的研究

曹莹，付光杰，侯永强

电工电能新技术. 2011, 30(4): 80-83.

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多电平逆变技术已广泛应用于高压大功率的场合。不对称 6 电平逆变器由于其结构简单且输出没有 0 电平而受到广泛的关注。而高压大功率多电平逆变电路的一个技术难点是中点电压的控制问题。该文提出了一种新型的单相不对称混合六电平逆变器拓扑结构。该结构是由两电平半桥单元和三电平半桥单元级联而成的，这种拓扑结构无需特殊的均压电路或复杂的电容均压控制就可以实现电压自平衡功能。在解决了中点电压均衡难的问题的同时可以输出六电平。针对这种拓扑结构采用了阶梯波 EPWM 控制方法。仿真和实验证明了该新型拓扑结构的可行性及控制方式选用的合理性。

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一种基于非反相 Buck-Boost 变换器光伏分布式 MPPT 的研究

吴春华，徐坤，黄建明，杨宇，许富强

电工电能新技术. 2011, 30(4): 84-88.

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分析了基于非反相 Buck-Boost 变换器光伏分布式 MPPT 的工作原理、工作模式及其阻抗变换特性，从负载阻抗匹配的角度阐述了最大功率点跟踪的实质，并在此基础上提出了用于非反相Buck-Boost 变换器的最大功率点跟踪控制策略，此算法能够自适应地选择不同的工作模式，使系统始终工作在最大功率点，实验结果验证了该算法的可行性和有效性。

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《电工电能新技术》2011年题目索引第30卷总第115-118期

电工电能新技术. 2011, 30(4): 89-92.

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2011年, 第30卷, 第4期　刊出日期：2011-10-10

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