电工电能新技术

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大力发展高电压、长距离、大容量高温超导输电的建议

严陆光，肖立业，林良真，戴少涛

电工电能新技术. 2012, 31(1): 1-7.

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高温超导输电有着一系列重要的优越性，作为一种具有重大前景的新技术，需要大力推动高温超导输电有关工作并进行统一规划和认真部署。本文提出建议将“高电压，长距离，大容量高温超导输电”作为国家重大专项列入国家计划。

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基于分解协调的分布式动态潮流计算方法研究

黄少伟，陈颖，沈沉，梅生伟

电工电能新技术. 2012, 31(1): 8-12.

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考虑负荷和发电机调节特性的动态潮流是 EMS 和 DTS 系统的基础功能之一。采用分解协调方式的多调度中心间分布式动态潮流计算是全网在线一体化潮流分析的一种新的途径。本文以隐函数形式的边界协调方程对全网动态潮流方程协调求解问题建模。该模型可统一考虑边界节点功率平衡和不平衡功率在分区电网间的合理分配问题。进一步，本文采用 Jacobian Free Newton GMRES 方法实现协调求解过程。广域网络通信环境中的测试结果表明所提算法通信接口简单、通信次数较少，能够满足在线应用的需求。

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Z-源逆变器直流链升压电路控制器的研究

丁新平，刘鉴，卢燕，张民

电工电能新技术. 2012, 31(1): 13-17.

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本文提出了一种 PID 控制器控制 Z-源逆变器 Z-源网络电容两端的电压，得到较为恒定的直流链电压。基于 Z-源网络小信号模型和直通占空比调制信号传递函数的基础上，得到整个环路的开环增益，设计了 PID 控制器。该控制器具有抑制诸如电源电压波动、负载电流扰动等的功能。同时，由于增加了微分( D) 调节，系统的动态性能和稳定裕度都得到了很大程度的改善; 能够克服由于 Z-源网络电容和直通占空比之间的非线性关系给系统带来的闭环控制器设计困难、系统的动态性能差等缺点，使控制器参数设计非常准确、简单，动态、静态有了明显的提高。通过仿真和实验结果验证了理论分析的正确性。

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三相逆变器共模传导电磁干扰的建模与分析

陈名，孙旭东，黄立培

电工电能新技术. 2012, 31(1): 18-21.

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为了预测进而抑制三相逆变器的共模传导电磁干扰( EMI) ，需要研究其建模和分析方法。本文首先通过对三相逆变器各个开关管的开关状态的分析，得到了三相逆变器共模传导 EMI 干扰源的简便表示方法，进而提出一种由共模传导 EMI 干扰源和传播通道模型构成的等效电路模型。通过实验测量和电磁场数值计算，获得等效电路中的各个高频参数。对其共模传导 EMI 进行仿真和实测，150kHz ～ 30MHz 频段的仿真与实测频谱基本吻合，说明采用本文方法建立的共模等效电路模型是可行的。该方法可作为计算评估三相逆变器共模传导 EMI 的一种可行方案。

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分布式新能源发电中储能系统能量管理

董博，李永东，郑治雪

电工电能新技术. 2012, 31(1): 22-25.

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本文对蓄电池和超级电容组成储能系统的能量管理进行研究，根据两种储能装置的特点和剩余容量以及分布式发电系统的状态，将储能系统的工作模式分类，并对每种工作模式采用不同的控制策略，发挥蓄电池和超级电容自身的优点，保证系统内部的功率平衡，减小风能、太阳能等新能源发电系统功率波动对外部电网的冲击，并实现孤岛运行。最后通过分布式新能源发电系统仿真和实验平台对控制策略进行了验证。

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沿面型介质阻挡放电的电气特性

李清泉，房新振，许光可，胡鹏飞，张远涛

电工电能新技术. 2012, 31(1): 26-29.

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沿面型介质阻挡放电在气流控制等方面具有十分广阔的应用前景。本文对其放电机理进行了分析，指出放电过程中在介质板表面积聚的电荷处会形成一虚拟电极，与放电空间其他电荷共同作用，对放电过程产生影响。基于此，建立放电的等效模型，推导了放电功率的计算公式，并与 Lissajous 图形计算的放电功率比较，具有较好的吻合。讨论了外加电压、频率对放电特性的影响: 外加频率相同时，随着外加电压的增加，每半周期内传输的放电电荷不断增大，且其变化趋势与功率增长趋势基本一致，呈非线性增加，同时放电面积增大，功率增加; 外加电压一定时，放电功率与频率成正比。

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考虑电池利用率的燃料电池控制策略

郑文迪，蔡金锭

电工电能新技术. 2012, 31(1): 30-34.

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电池利用率作为燃料电池系统控制器设计中的关键因素，它的取值决定了燃料电池是否能够安全、高效地运行。在充分考虑合理的电池利用率取值区间以及固体氧化物燃料电池( Solid Oxide Fuel Cell，SOFC) 发电系统的动态模型之后，提出了针对燃料处理单元与直流变换器的控制策略，使得即使负载发生突变，也能保证电池利用率在限定的范围内，并表现出良好的负荷跟踪特性。基于 SOFC 并网的前级直流系统仿真，验证了文中控制方法的正确性与有效性。

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基于 ESO 的永磁同步电机直接转矩控制

刘清，王太勇，董靖川，刘清建，李勃

电工电能新技术. 2012, 31(1): 35-38.

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为了实现永磁同步电机( PMSM) 无速度传感器直接转矩控制，本文提出了一种基于扩张状态观测器( ESO) 的定子磁链和转速观测器。选取定子磁链作为状态变量，并将包含转速信息的不确定项扩张成为新的状态变量，通过ESO 即可实现定子磁链及转速的实时估计。仿真及实验结果表明新型控制策略结构简单，显著地改善了系统的动、静态性能及鲁棒性，能够快速、准确地加工出符合设计需要的模型。

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基于模拟电荷和边界元法的变电站工频电场分布仿真研究

李历波，姚陈果，陈攀，李成祥

电工电能新技术. 2012, 31(1): 39-43.

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本文提出了一种模拟电荷法和边界元法相结合的方法，将变电站内设备的影响考虑进去，可更加准确地确定变电站内工频电场分布，并且本文采用了合理简化剖分的方法，减少了冗长的叠加过程，在保证了计算精度的同时，大大缩短了计算时间，为变电站内工频电场计算提供了一种快速有效的方法。本文仿真结果与变电站实测结果基本一致，证明该方法能够用于变电站工频电场分布的预测。

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粗糙集结合 Petri 网的 3/2 接线变电站故障诊断研究

兰华，李晋，高奥

电工电能新技术. 2012, 31(1): 44-47.

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500kV 及以上的变电站多采用 3 /2 接线方式，其主接线结构和保护配置具有自身的特点。本文在分析了 3 /2 接线系统保护动作策略的基础上，建立了故障诊断的初始决策表，并利用粗糙集的属性优选对该表进行最小约简，构建最优的 Petri 网模型，从而实现故障诊断。变电站故障诊断实例证明了该方法不仅能够准确诊断出 3 /2 接线系统的故障元件，而且诊断速度快，容错性好。

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大电源接入方式对短路电流的影响分析

周吉安，靳丹，王维洲，但扬清，刘文颖

电工电能新技术. 2012, 31(1): 48-51.

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本文针对大容量电源接入电网造成短路电流升高的问题，根据对称短路电流计算公式，对大电源不同接入方式的短路电流升高影响进行了分析，提出了有效限制短路电流的大电源接入点选择原则，给实际电源规划建设提供借鉴。通过实例仿真，验证了将大电源接入高电压等级和在电源电流贡献系数较小的节点接入大电源可限制短路电流升高的有效性。

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基于超导储能型脉冲变压器的脉冲电源放电研究

李海涛，邵慧，董亮，朱英伟，严仲明，王豫

电工电能新技术. 2012, 31(1): 52-55.

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为了实现超导电感磁储能脉冲电流输出，本文针对一种基于超导储能型脉冲变压器的脉冲功率输出模式展开研究。该模式使用非线性电阻作放电电阻。根据非线性电阻的特性，本文结合仿真研究了非线性电阻转变电压对系统能量转换效率的影响，并通过与线性电阻比较了使用非线性电阻的优势。仿真结果表明这种脉冲功率电源模式是可行的，通过选择合适的非线性电阻的转变电压，可以在当前技术条件下获得较高的脉冲电流输出和较高的能量转换效率。

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三电平PWM 整流器网侧LCL滤波器设计

刘超，赵争鸣，鲁挺

电工电能新技术. 2012, 31(1): 56-59.

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采用 LCL 滤波器代替 L 滤波器对入网电流进行滤波已成为变换器并网的趋势，相对于 L 滤波器，LCL 滤波器具有成本低，体积小，整流器动态响应快等优点。然而，目前关于 LCL 滤波器的研究都是针对两电平变换器进行的，对多电平变换器鲜有涉及。本文以三电平PWM 整流器为研究对象，提出了适用于三电平PWM 整流器 LCL 滤波器的设计方法，并通过 Simulink 仿真和实验验证了滤波器的优良性能。

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绕制电枢和实体电枢动态特性对比研究

李三群，关晓存，李治源，刘书蒙

电工电能新技术. 2012, 31(1): 60-63.

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基于电磁场理论和麦克斯韦方程组，推导了含有实体电枢和绕制电枢涡流的磁场控制方程，并对此进行有限元求解; 利用电磁场仿真软件 ANSOFT Maxwell 对实体电枢和绕制电枢的轴向电磁力、速度和电流分布进行了仿真，并对此进行对比分析，得出绕制电枢的电磁特性优于实体电枢，为下一步绕制电枢的制造和加工打下基础。

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应用于爬壁机器人的静电吸附原理建模及关键因素分析

王黎明，胡青春

电工电能新技术. 2012, 31(1): 64-68.

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本文对应用于静电吸附式爬壁机器人这一特殊领域的静电吸附原理进行分析，对静电力进行数学解析建模，通过施瓦兹-克里斯托菲数学变换重点分析影响梳状电极吸附力的结构因素，并借助 Ansoft 软件求解出不同占空比下的电极电容矩阵，最后通对设计的柔性板梳状电极进行实际实验测试，验证静电吸附在爬壁机器人应用上的可靠性。

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基于回转器-电容模型的变压器漏感的研究

彭勃，任小永，陈乾宏

电工电能新技术. 2012, 31(1): 69-73.

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回转器-电容模型是一种较新的描述磁性元件的电路模型。本文根据能量相等的基本原理推导变压器漏感在回转器-电容模型中的表现形式。文中具体给出了几种典型变压器的漏感能量求法，并对应回转器-电容模型给出了表征漏磁通的漏磁导电容值的求法; 讨论了变压器绕组采用交错换位绕法后漏磁通发生的变化。通过一个立式变压器、平面变压器验证了漏磁导电容计算方法的有效性。

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细菌微机器人研究进展

马秋峰，杨岑玉，徐建省，宋涛

电工电能新技术. 2012, 31(1): 74-78.

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随着微机电系统和机器人技术的发展，微机器人成为国内外研究的热点。细菌鞭毛马达作为微驱动器，从而有效地克服了引线和电池供能给微机器人发展所带来的不足，因此细菌微机器人成为当前微机器人领域中一个重要前沿分支。本文介绍了细菌微机器人系统的相关背景和研究现状，阐述了细菌微机器人的关键技术，指出了细菌微机器人的潜在应用及未来发展趋势。

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微机控制高频脉冲列实现晶闸管“双窄脉冲触发”的研究与应用

刘觉民，付义，鲁文军，李亚萍

电工电能新技术. 2012, 31(1): 79-83.

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提出了运用冲量定理分析高频脉冲列取代宽触发脉冲的机理; 建立了励磁回路和晶闸管触发回路等效数学模型; 推导出感性负载时，由晶闸管开通时间、擎住电流、励磁回路与触发回路参数，计算晶闸管触发脉冲宽度和高频脉冲列周期与脉宽的数学表达式; 根据计算值设计的微机励磁系统高频脉冲列触发程序应用于 LM-01 型微机励磁系统样机并进行了动态模拟试验，测试波形和试验数据表明，各高频脉冲列和励磁电压波形对称性和稳定性好，触发精度高，励磁电压连续可调，达到感性负载条件下晶闸管三相可控整流桥“双窄脉冲触发”的要求，证明了该理论分析与计算方法的正确性和可行性。

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基于 IEC61850 的 IED 配置工具的研究与实现

高媛，常弘，汪俊峰，刘高源，张斌，陈德

电工电能新技术. 2012, 31(1): 84-87.

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通过研究 IEC61850 标准变电站配置描述语言 SCL ( Substation Configuration Language) 的应用规范及配置文件、配置流程等理论，系统分析了配置工具的功能需求及设计思想，并详细介绍了IED 配置工具软件的系统框架、XML 解析器及系统组成模块中主程序部分、文件和数据处理部分、下载及校验部分的具体实现方法。

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基于模式识别的配电网故障区段定位

陈丽，杨洪耕，吴晓清

电工电能新技术. 2012, 31(1): 88-91.

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提出了一种用电压暂降模式识别定位配电网故障区段的方法。首先用故障分析建立电压暂降数据库。当短路故障发生时，将测量点的电压暂降与数据库中的电压暂降匹配，找到所有可能的故障区段。然后，对所有可能的故障区段进行降序排序，然后根据排序依次检验是否为故障区段。通过对一个 11kV 典型测试配电网进行单相接地短路故障仿真，结果验证了本文所提方法的有效性和准确性。

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专家系统技术在地区电网检修计划编制中的应用

张小敏，王维洲，梁峰，刘文颖，周海洋

电工电能新技术. 2012, 31(1): 92-96.

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针对兰州地区电网检修计划安排的实际情况，利用专家系统技术具有的坚实应用背景和交互推理能力，将其应用到地区电网检修计划编制过程中。现有的电网检修数据库，继承了EMS系统中的电网结构化知识，形成规范性高、一致性强的电网基础数据库; 同时根据与检修密切相关的约束条件构建知识库，形成检修计划编制的专家系统。在此基础上，利用主动规则模式完成对基本检修数据的智能分析和调整，最终生成智能分析和调整后的电网检修计划。以兰州供电公司月检修计划的编制作为应用实例进行验证。

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2012年, 第31卷, 第1期　刊出日期：2012-01-10

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