电工电能新技术

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霍晓云，雷银照

电工电能新技术. 2012, 31(4): 1-5.

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索末菲积分公式可用于分析电偶极子在分层媒质中产生的电磁场问题。为了研究不同坐标系下的索末菲积分公式对电磁场表达式的影响，通过坐标系的平移和旋转得到了无限大空间中电偶极子磁矢位在不同圆柱坐标系下的表达式，利用贝塞尔函数和指数函数的积分公式将磁矢位的表达式从圆柱坐标系转化到直角坐标系，在这两种坐标系中讨论了坐标系的旋转角度与磁矢位表达式的关系。通过数值算例对理论分析进行了验证。

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超低损耗角磁芯损耗测量的量热计法

汪晶慧，陈为

电工电能新技术. 2012, 31(4): 6-9.

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针对交流功率计法在测量超低损耗角磁芯损耗时有很大误差的问题，量热计法通过测量被测件损耗导致的温升间接获得损耗，不受被测件阻抗角大小的影响，从理论上可以精确地测量损耗。但是现有的量热计法无法完全规避测量过程中的误差，不适用于测量低损耗。本文详细分析了量热计法的测量误差来源，在此基础上提出分段定标消除误差。文章设计并建立了量热计法的装置，且实验验证了分段定标量热计法测量低损耗时具有较高的精度。

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分布式发电系统中四桥臂逆变器控制策略

陈红兵，张兴，杨淑英

电工电能新技术. 2012, 31(4): 10-14.

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由分布式电源构成的电网是弱电网，并且给各类负载供电，针对这类电网的特点和电网中负载的状况，本文提出采用四桥臂逆变器作为分布式发电系统的并网接口，提出基于带通滤波器的分序方法和分序控制策略，解决了四桥臂逆变器基于单同步旋转坐标的双环控制系统稳态性能差的问题，在此基础上搭建了实验平台，实验结果表明，本文提出的方案彻底改善了逆变器控制系统的稳态特性，极大地提高了分布式发电系统在不对称负载下的运行能力。

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一种平面射频发射线圈的电磁特性分析

魏树峰，杨文晖，王慧贤

电工电能新技术. 2012, 31(4): 15-18.

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对一种应用在垂直场磁共振成像系统上的平面射频发射线圈进行了分析研究。首先用集中参数的等效电路模型对线圈的谐振频率及谐振模式进行了理论分析，在此基础上利用电磁场数值计算的方法对这种线圈在不同的谐振模式下的电流分布及磁场分布进行了研究。最后还对一个分成8段的平面射频发射线圈的射频场的空间分布进行了仿真。结果表明，这种线圈在300mm的球内，磁场强度偏离中心点最大不超过15. 2% ，计算结果与实测结果是吻合的。

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基于静态补偿电压模型的改进转子磁链观测器

宋文祥，阮智勇，尹赟

电工电能新技术. 2012, 31(4): 19-23.

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为解决纯电压模型磁链观测器存在的积分漂移和饱和问题，常采用低通滤波器代替纯积分器。针对传统低通滤波器磁链观测方案的不足，本文提出一种改进的转子磁链观测方案，采用串联低通滤波器提取直流偏置得到理想的转子反电势，然后用可编程低通滤波器代替纯积分器，并在反电势低通滤波前补偿磁链误差。所提出的观测器可以有效消除直流偏置的影响，提高磁链观测的动态精度并改善系统的动态性能。在一台2. 2kW 感应电机无速度传感器矢量控制系统上对本文提出的改进转子磁链观测器方案进行了仿真和实验研究，结果验证了其正确性和有效性。

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基于自适应强引导粒子群算法的电力系统无功优化

刘丽军，蔡金锭

电工电能新技术. 2012, 31(4): 24-28.

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在简单比较遗传算法、模拟退火算法、Tabu 算法、传统粒子群无功优化算法的基础上，提出一种改进的粒子群无功优化算法即自适应强引导粒子群的电力系统无功优化算法，该算法在粒子群算法的基础上引入强引导思想，在搜索初期，利用数学中的外推技巧对粒子位置的更新加以引导，减少算法随机性，利用群体适应度方差判别种群的多样性，并相应调整变异概率作出变异判别实现自适应更新粒子速度和位置，提高全局和局部搜索能力，进一步解决寻优后期粒子可能陷入早熟收敛的问题，可以更有效地搜索到全局最优解。通过对福建某高压配电网进行无功优化，本文算法优化后最优降损率可达 15. 3% ，最低电压从0.8950pu 提高到 0.9973pu，结果表明本文算法及模型的可行性和有效性。

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基于滑模观测器的感应电机无速度传感器直接转矩控制

孙振兴，张兴华

电工电能新技术. 2012, 31(4): 29-33.

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提出了一种定子磁链滑模观测器，该观测器以定子电流和磁链作为状态变量，利用电流观测误差对定子磁链观测值进行校正，采用李雅普诺夫理论证明了观测器是渐近收敛的。设计了基于定子磁链滑模观测器的感应电机无速度传感器的直接转矩控制系统，将磁链估计值用于对转速进行实时估计。实验结果表明，采用滑模观测器的感应电机无速度传感器直接转矩控制系统，具有转矩动态响应快，转速控制精度高和调速范围宽的特点。

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基于磁链作为状态变量的饱和异步电机模型

党杰，张明，孙曦东

电工电能新技术. 2012, 31(4): 34-38.

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随着风力发电的快速发展，风力发电场的短路故障分析研究引起了越来越多的关注。其中，风力发电机的短路电流计算对于风电场的保护和电力系统的稳定有着十分重要的意义。因此，风力发电场的故障分析和继电保护整合对风力发电机模型提出了更高的要求。本文研究了第一类风力发电机———异步电机，建立了以磁链作为状态变量的异步电机模型，并着重分析了磁路饱和下的异步电机模型。通过与传统异步电机 dq 模型的比较，该模型有效地提高了模型的运算精度和仿真效率。

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基于去极化电流法的变压器油纸绝缘状态

唐盼，尹毅，吴建东，严旭

电工电能新技术. 2012, 31(4): 39-42.

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变压器油纸绝缘作为典型的复合电介质在老化过程中，其介电特性将发生显著的变化。本文为了研究油纸绝缘老化的介电响应特征量，设计了一套模拟变压器油纸绝缘老化的实验装置，研究了在加速电老化过程中，不同老化阶段的油纸绝缘的去极化电流，并利用傅立叶红外光谱分析了老化过程中油的化学组分的变化，作为对电老化程度的验证。研究结果表明，去极化电流的 Debye等效电路模型能有效分析变压器油纸绝缘的老化状态，分析表明电路模型中最大和最小时间常数所对应的电阻R和电容C可作为老化特征量，其中最大时间常数所对应的Rmax 、Cmax反应了绝缘油的老化情况，而最小时间常数对应的Rmin 、Cmin反应了绝缘纸的老化情况。

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基于最小变异系数的配电网电压暂降源模型识别方法

曲广龙，杨洪耕

电工电能新技术. 2012, 31(4): 43-47.

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提出了一种基于最小变异系数的配电网电压暂降源模型识别故障定位方法。该方法通过获得配电网中各个节点短路时监测点所测得的电压暂降特性，建立在不同故障类型条件下的电压暂降源识别模型，根据实际配电网发生故障时监测点所测得的电压暂降数据，用电压不平衡度公式区分出故障类型后，再与相应故障类型的电压暂降源识别模型进行比对，得到最小平均变异系数的区段则具有最大概率为故障区段。该方法将配电网故障选线和配电网故障区段定位融合在一起，经EMTDC 仿真验证，有较高的准确性和有效性。

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高频方波脉冲下变频电机绞线对的局部放电特性分析

徐慧慧，吴广宁，朱光亚，罗杨，曹开江，张依强

电工电能新技术. 2012, 31(4): 48-51.

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基于脉冲电流传感器建立了一套方波脉冲下的局部放电测试系统，并对模拟变频电机匝间绝缘的绞线对试样进行局部放电试验。测试并分析了脉冲电压的频率和上升时间对局部放电起始放电电压、平均放电量和放电次数的影响，探讨了绞线对在方波脉冲电压下的局部放电机理，为更深入地研究方波脉冲电压下绝缘老化机理打下了坚实的基础。

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分布式发电配电网故障区间定位的自适应矩阵算法

吴乐鹏，黄纯，曾照新

电工电能新技术. 2012, 31(4): 52-57.

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准确定位分布式发电配电网故障区段是有效利用清洁能源的前提。基于馈线终端单元( FTU) 的配电网故障定位矩阵算法，提出一种适合分布式发电配电网故障定位自适应算法。根据流过 FTU 的过电流及其方向，首先判断分布式电源是否投入运行和母线及分布式电源是否发生故障，初步确定配电网的故障区域; 再根据故障区域结构和 FTU 过电流信息自适应构成故障矩阵，定位故障所在线路; 为排除畸变故障信息的干扰，比较故障线路两端检测到的故障电流差值，提出了故障电流差值比较判据。算例验证了算法的准确性、高效性和良好的容错机制。

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输入状态稳定理论及其独立电力系统应用

张雪敏，陈来军，梅生伟

电工电能新技术. 2012, 31(4): 58-61.

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对实际工程中的动态系统而言，Lyapunov 稳定理论主要致力于分析在无外部信号激励的情况下，系统的状态能够从任意的初始点回到自身所固有的平衡状态的能力问题，由此导致其并不适合分析和处理系统存在持续扰动( 包括有界的外部信号) 激励下，系统的状态响应能否处于某一事先设定的有界范围的问题。有鉴于此，输入-状态稳定理论应运而生。该理论将 Lyapunov 方法与算子法相结合，系统地提出了ISS 的概念、定义、模型和方法，其中局部 ISS 稳定自动分析方法及互联系统ISS小增益定理等进展为该理论在独立电力系统的实用化打下了理论基础。

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高频磁场环境下热电偶测温研究

林苏斌，陈为，汪晶慧

电工电能新技术. 2012, 31(4): 62-65.

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在高频磁场环境下采用热电偶测温时，会存在很大的误差。本文分析了误差产生的机理，指出测温误差是由于高频磁场环境下热电偶金属端部的涡流效应产生较大的损耗密度所引起。在电磁场理论分析的基础上，搭建了热电偶高频磁场环境测温平台，结合测量结果，采用多元非线性回归算法建立了正弦波磁场环境下的 K 型热电偶温升模型，以修正高频磁场涡流效应的影响。利用加权平均等效正弦频率的方法，将正弦波磁场激励下的热电偶温升模型应用于方波电压激励下的三角波磁场测温环境。实验验证了本文建立的模型在正弦波与三角波高频磁场下具有很高的测温精度。

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轴流式微型水轮机在节能型冷却塔中的应用

郭润睿，张国强，史金华，费笑勇

电工电能新技术. 2012, 31(4): 66-70.

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在节能型冷却塔中，用微型水轮机替代电动机驱动风扇叶片旋转可以利用循环冷却水的富余能量，节约风扇电机的能耗。然而目前国内对微型水轮机在冷却塔中驱动风机的工作机理研究不足，导致有些工程案例的应用效果不理想。通过分析各型水轮机的结构和性能特点及冷却塔工作的实际条件，制订了微型水轮机结构型式选择的技术规范，在此基础上进行了轴流式水轮机的应用研究，实验结果证明所研制的轴流式水轮机具有优异的性能，相关的研究成果已在若干个工程项目中得到了实际应用且节能效果明显。

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一种适用于激光磁共振成像的磁场补偿装置

赵武贻，王慧贤，王铮，张玉霞，杨文晖

电工电能新技术. 2012, 31(4): 71-74.

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提出了一种适用于激光磁共振成像的磁场补偿装置，该装置可以与磁场循环系统集成在一起，实现对静止样品成像。文中首先根据实验要求对线圈产生的磁场进行了仿真，并制作出了实际的线圈，然后搭建了一种反馈型高精度恒流源，其长期工作时的稳定性优于2×10－ 4A。该补偿装置可将目标区域的地磁场抵消到 100nT以内，基本满足激光磁共振成像的要求。

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一种高 Q 值的谐振式无线能量传输技术的应用

汤伟，杨瑞霞，郭志涛，顾军华

电工电能新技术. 2012, 31(4): 75-78.

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针对经皮无线供电系统中松耦合的电磁感应供电方式存在的能量传输距离近，传输效率低的问题，分析了一种基于高Q值的谐振式能量传输方式。首先分析了谐振式能量传输的理论模型以及Q值在能量传输效率中的作用;其次对基本经皮感应电路进行改进，通过在驱动和负载之间增加一对谐振线圈，减小信号源内阻以及负载对Q值的影响;最后搭建实验测试装置进行对比实验，采用增加谐振线圈的方式提高了系统Q值，相同传输距离时能量传输效率提高了4倍，传输距离也有了明显改善，证明了该方法的有效性。

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低压配电网智能监测与控制终端软硬件设计

许加柱，李晓芳，黄际元，姚新丽，向博，廖闻迪

电工电能新技术. 2012, 31(4): 79-82.

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针对我国农网供电台区变在电量参数监控、无功控制和在线监测等方面的严重不足，提出一种基于GPRS 的低压配电网智能控制及监测终端，终端采用混合信号ISP FLASH 微控制器C8051F020，硬件分为系统和接口两部分。系统部分主要包括 CPU、存储器、实时时钟芯片、键盘/液晶显示器、复位及外围等电路; 接口部分包括三相电流互感器、功率计量芯片、RS-485 通讯、GPRS 模块、状态量监测、温度及变压器油位检测等。终端软件基于μC/OS-Ⅱ嵌入式操作系统设计，程序采用多任务多缓冲区结构。该终端既可实现对无功功率的快速检测和实时动态补偿，又能够准确测量出配电变压器的各种参数，实现监控终端与上位机之间准确的数据传输，该装置精度高、可靠性高、价格低廉，便于推广。

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含小水电配网负荷模型实用化方法

张元胜，李欣然，肖园园，宋军英，马亚辉，刘乾勇

电工电能新技术. 2012, 31(4): 83-87.

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以含分布式电源的配网为主要研究对象，系统研究了分布式小水电的工作原理与运行特性，通过对湖南郴州小水电网络的调查，利用 PSASP 仿真软件构建了相应的含分布式小水电的仿真网络。分析了10kV小水电并网方式及动态响应特性，研究了小水电电源对配网侧综合负荷特性影响。在此研究基础上，采用加权平均聚合的归纳算法以及利用实际电网运营信息，对考虑配网的分布式小水电系统进行综合等效建模，并确定模型参数。从模型等效功角特性及功率外特性的角度，验证了所提等效模型及参数确定方法的合理性和实用性。

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气体放电管在开关变换器中的应用

周岩，杨长业

电工电能新技术. 2012, 31(4): 88-91.

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气体放电管广泛应用于直流开关变换器的浪涌电压抑制中，本文分析了气体放电管的原理和工作特性，并结合工作特点指出了其在电路中的选择和设计要点，实验波形验证了分析的正确性。

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基于自适应遗传算法的负荷特性分类

白建勋，杨洪耕，吴传来，唐山

电工电能新技术. 2012, 31(4): 92-96.

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提出了运用一种改进的遗传算法对电力负荷特性进行分类的新方法。通过对样本进行遗传操作，求出适应度最高的个体，解码得到最优聚类中心，再根据样本与各中心距离进行划分，从而得到负荷样本的最优分类结果，用获得分类的聚类中心对所属类别样本进行拟合以检验分类效果。改进后的遗传算法的交叉概率和变异概率随进化过程自适应变化，在保证遗传算法良好的全局性和随机性的同时，避免了早熟收敛和收敛过慢。实际算例表明，用这种改进遗传算法对电力负荷特性进行分类，能够有效避免初始条件对分类结果的过度影响，取得了良好的分类效果。

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《电工电能新技术》2012年题目索引第31卷总第119-122期

电工电能新技术. 2012, 31(4): 97-100.

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2012年, 第31卷, 第4期　刊出日期：2012-10-10

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