电工电能新技术

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毕大强，杨歆玉，吴正平

电工电能新技术. 2013, 32(1): 1-4.

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由于风速变化的随机性，大规模风电场并网给电网调度带来困难，进而影响系统的稳定性。为了提高风电场的可调度性，本文提出了基于风速预测与钒电池储能的风电场并网功率协调控制系统。采用BP神经网络法对未来一天的风速进行预测，通过预测的风速值计算风电场向电网发送的功率，并将预测值提交到电网调度机构。同时，在风电场的出口处接入钒电池储能系统，快速响应弥补风电场实际发出功率与预测功率的误差，从而提高电网依据风功率预测进行风电场发电调度的可信性，改善了风电场与电力系统之间的协调运行能力。

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含多种分布式电源的微电网经济调度研究

周晓燕，刘天琪，沈浩东,孙国城，等

电工电能新技术. 2013, 32(1): 5-8.

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微电网的优化调度是一个新的具有重要社会和经济效益的复杂问题。基于实际风光资源、负荷和微电网运行成本数据，将用户效益、环境保护以及社会效益量化为运行及维护成本、未满足负荷、污染气体排放量、容量短缺等指标，采用模糊评价函数将多目标转化为单目标，提出了针对该微网的短期经济优化调度模型。选取一年中的典型情况为算例进行经济运行分析，并采用小生境遗传算法进行求解，得出了在各典型情况下各微电源的最优出力和最佳电能交易计划，验证了所提调度策略的正确性与有效性。

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考虑风电场布局以及风向角的风电功率预测

陈翔，王福军，刘天琪,陈振寰，等

电工电能新技术. 2013, 32(1): 9-12.

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指出在对风电场功率进行超短期预测时，将风电场所有机组等值为一台机进行整体预测的不足之处，并通过预测实例的对比，验证了机组的不同布局方式对整体预测功率的影响。建立了考虑风向的风电场超短期功率预测模型，通过预测实例，证明风向对风电场整体功率出力具有较大的影响，显示出在进行风速预测的同时应进行风向预测以提高功率预测精度的重要性。

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基于多策略差分进化算法的输电网规划

聂宏展，郑鹏飞，于婷，刘小满

电工电能新技术. 2013, 32(1): 13-18.

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差分进化(DE)算法是一类基于种群的、具有全局优化性能的、通过实数编码的启发式算法。但差分算法搜索策略过于单一，局部搜索能力差，因此通过增加多策略变异和局部寻优策略来提升全局和局部搜索能力，同时降低搜索时间，使其适应于求解大规模输电网规划问题。采用基于线路投资费用、网损费用、正常运行时的过负荷费用及输电走廊费用的输电网规划模型，通过对Garver-6系统和18节点系统的计算，不仅验证了算法及模型应用于输电网规划的正确性和有效性，而且验证了算法具有很高的计算速度和收敛性，为DE算法的进一步改进应用打下基础。

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基于不对称电流的配电网接地故障区段定位

吴晓清，杨洪耕，叶茂清

电工电能新技术. 2013, 32(1): 19-22.

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分析了配电网发生单相接地故障时零、负序电流的分布特征，提出了基于不对称电流的配电网接地故障区段定位方法。首先，利用仿真软件模拟采集零序电流值作为各区段上故障产生零序电流的边界值。当实际故障发生时，采集母线侧零序电流和故障前后各线路上的负序电流，与零序电流边界值比较，匹配出可能故障区段，列出区段故障状态矩阵，然后比较各线路的负序电流变化量，得到线路故障状态矩阵，结合区段故障状态矩阵和线路故障状态矩阵，形成故障判定矩阵，最终确定故障区段。该方法原理简单易行，监测点少，数据易提取，传输量小。

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基于求根MUSIC算法的电压闪变参数估计

程志友，刘阳

电工电能新技术. 2013, 32(1): 23-27.

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提出了一种不需要提取电压闪变包络线的闪变检测方法，对电压闪变参数的提取可通过三角函数分解转化为对边频分量的求取。将求根MUSIC算法直接应用于电压闪变检测，首先对采样信号数据矩阵的协方差矩阵进行奇异值分解，得到信号子空间和噪声子空间，利用两个空间的正交性构造多项式，对多项式求根，对单位圆上的根进行分析，得到边频分量的频率和幅值信息，通过公式计算得到精度较高的闪变信号参数。仿真结果表明该算法在闪变信号参数的提取中精确度高，且抗噪能力强。

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多机电力系统无源化反步控制研究

吴忠强，宋明厚，付立元

电工电能新技术. 2013, 32(1): 28-31.

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随着国内外电力工业改革和互联电网的发展，电力系统的安全性、可靠性、稳定性、经济性就显得尤为重要。研究表明，发电机组的励磁控制对于提高电力系统的暂态稳定性起着至关重要的作用，本文针对多机电力系统励磁控制模型，考虑到系统的多变量、强耦合、非线性等特性，设计使系统渐近稳定的无源化控制器。无源性和稳定性是密切相关的，系统无源可以保持其内部稳定。该方案物理意义明确，能有效简化控制器的结构，提高系统鲁棒性。对三相可恢复故障和三相永久性故障的仿真结果表明了所设计的控制器的有效性。

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基于ESO的积分Terminal滑模励磁系统控制

李天云，张志华，陈峰，于兴林

电工电能新技术. 2013, 32(1): 32-35.

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发电机励磁系统是一个受参数摄动和外界干扰等因数影响很大的不确定非线性系统，针对此问题，本文通过构造扩张状态观测器(ESO)对发电机励磁系统的不确定因数进行估计，以实现非线性模型动态补偿线性化。为了克服常规滑模控制中被跟踪信号的导数均需已知的限制，在滑模面中引入了误差积分补偿项，然后利用Terminal滑模变结构控制理论设计励磁控制器。该控制方法能够有效地改善电力系统的静态和暂态特性。仿真结果验证了本文方法的可行性和有效性。

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多电平电压源逆变器降低共模电压的脉宽调制策略的研究

姜卫东，汪正玲，赵勇，王非

电工电能新技术. 2013, 32(1): 36-42.

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多电平逆变器因为存在的开关状态多，因此其调制方法也较为复杂。通过选择适当的开关状态，部分共模电压降低调制方法（PCMVPWM）能将共模电压降低到直流侧电源的1/3，而完全共模电压消除调制方法(FCMVPWM)能够完全消除共模电压。本文主要揭示了这两种调制方法与基于载波的脉宽调制的关系并进行仿真比较。最后，在实验室建立的NPC三电平逆变器的原型机上对算法进行了实验验证，结果表明该调制方法能够有效地降低共模电压。

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NPC三电平逆变器电压平衡研究

聂振宇，郭小斌

电工电能新技术. 2013, 32(1): 43-46.

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对应用较多的空间电压矢量脉宽调制的二极管箝位式三电平逆变器的工作情况进行了介绍，针对此逆变器在实际使用中电容电压不平衡的问题进行了分析，提出了利用检测直流侧电容电压差值和中点电流瞬时值进行滞环控制以切换两个等效的矢量作用脉冲序列来使电容电压达到平衡的方法。实验结果表明，此方法可以有效地抑制电容电压不平衡的程度，使电容电压不平衡度在2倍滞环环宽以内。器件开关损耗和开关频率比较低且调制方法较简单、易行，具有一定的实用价值。

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三相“UШ”形无气隙可变耦合度耦合电感研究

杨玉岗，李涛，冯本成

电工电能新技术. 2013, 32(1): 47-51.

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为了适应多相交错并联磁耦合变换器对耦合电感的要求、降低磁件对其他元器件的电磁干扰,本文提出了一种适用于三相交错并联磁耦合变换器的“UШ”形并且可以改变耦合度的无气隙耦合电感结构。分析了其改变电感耦合度的原理,给出了相关磁芯设计的数学表达式,并通过有限元仿真和实验验证了所提“UШ”形耦合电感结构的有效性及其磁路模型的可行性。

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无极灯电子镇流器频率跟踪控制技术研究

沈豫,林国庆,唐建山

电工电能新技术. 2013, 32(1): 52-55.

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基于无极灯电气模型的分析，提出一种适合于无极灯负载特性的控制策略。通过扫频控制寻找谐振频率以产生点灯所需的高压脉冲，正常运行时以半桥逆变器中点电压与谐振电容电压的相位差作为闭环控制变量实现对谐振频率的自动跟踪控制，以获得最大的功率输出和最佳的负载匹配。电路仿真和实验结果验证了所提出的方案是可行的。

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新型换流变压器的差动保护及整定计算

许加柱，姜方财

电工电能新技术. 2013, 32(1): 56-59.

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针对新型换流变压器特殊的绕组接线型式，在建立其电流变换矩阵的基础上，提出了新型换流变压器的差动保护接线方案。采用三折线比率制动特性，综合考虑了变压器正常运行时的不平衡电流、电流互感器性能及内部匝间短路时流出电流等影响因素，对新型换流变压器的差动保护整定值进行了计算。最后，以实际新型换流变压器的数据为依据，建立了相应的差动保护方案仿真模型，通过对变压器多种运行状态进行仿真分析，验证了本文提出的保护方案的可行性和整定计算的正确性。

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基于多模式脉宽调制的100%低地板车牵引控制策略

赵明花，董侃，赵雷廷，刁利军

电工电能新技术. 2013, 32(1): 60-64.

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针对100%低地板车独立轮对的控制特点，提出了一套基于多模式脉宽调制的牵引控制策略。针对不同频段下牵引电机的特性，分别设计了调制算法和牵引控制策略，并进行了详细的分析与论证。以长春100%低地板车为实验平台进行了现场实验，结果证明了本文所提出的控制策略在全速度范围内都能获得良好的性能。

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电动轿车制动能量回收效率与踏板感觉协调控制研究

苟晋芳,王丽芳,廖承林

电工电能新技术. 2013, 32(1): 65-70.

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围绕能量回收效率和制动踏板感觉，对最大回馈效率制动力分配策略、最佳制动踏板感觉制动力分配策略以及兼顾回馈效率和制动踏板感觉的制动力分配策略展开研究。按电机回馈制动力与液压制动力协调方式的不同将制动过程分为电液协调准备阶段、电液协调控制阶段和回馈制动撤除阶段。分别选取电液协调准备阶段和电液协调控制阶段作为评价能量回收效率和制动踏板感觉的特征工况段，并定义制动踏板感觉波动度来度量制动踏板感觉的波动程度。实车试验结果表明最大回馈效率策略的制动能量回收效率最高，但制动踏板感觉较差；最佳踏板感觉策略的制动踏板感觉最好，但能量回收效率最低；回馈效率和踏板感觉兼顾策略的踏板感觉良好，且相比最佳踏板感觉策略而言，将制动能量回收效率提高了942%。

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电动汽车充电设施的接入对电网稳态运行影响分析

刘明志，张军，于建成，迟福建，等

电工电能新技术. 2013, 32(1): 71-75.

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为满足电动汽车运行控制和变电站继电保护动作阀值修订的需求，分析了电动汽车充电设施接入对电网稳态运行的影响。首先，介绍常见电动汽车充电设施及其充电特性；其次，分析并得到交流充电桩接入对电网稳态运行的影响；然后，计算并分析专变方式下充电站充放电工作对电网最大电压偏差和线损率的影响，以及专线方式下充电站放电工作对电网短路电流和供电范围的影响，并根据此分析结果给出变电站继电保护动作阀值的修订建议；最后，分析并得到电池充换站充放电工作对电网中变电站供电范围、短路电流和峰谷差率的影响。

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基于两相电压sin/cos变换的ip-iq检测改进算法

姚新丽，罗隆福，许加柱，张志文，等

电工电能新技术. 2013, 32(1): 76-79.

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针对传统ip-iq检测算法在三相不平衡系统中存在延时、干扰放大、计算量大等不足，本文提出了一种适用于三相不平衡系统的ip-iq改进检测算法。该改进算法通过对AB两相电压进行sin/cos变换，再结合基于负荷突变的改进滑动平均值滤波方法获得与电网基波电压对应的直流分量，通过数学计算求得电压基波同步旋转角ψ1u；然后在PSIM中建立三相不平衡系统仿真模型，在此模型上对该算法进行验证分析，结果显示该改进算法响应速度快，并能够准确检测到基波正序和基波负序分量，适用于在逆变器中的应用。

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新型永磁接触器的智能化控制模块研究

倪受春，汪先兵，林鹤云，房淑华

电工电能新技术. 2013, 32(1): 80-84.

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详细分析了各智能化功能模块硬件电路的设计方法、工作原理以及软件系统的程序设计。最后，对一台配用智能化控制模块的140A永磁接触器进行了实验分析，实验结果表明，永磁接触器实现了高度智能化保护功能以及合闸过程的动态调节，有效地减少了触头的一、二次弹跳。

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GIS中隔离开关电弧模型对快速暂态过电压的影响

王娜,林莘,徐建源，王飞鸣

电工电能新技术. 2013, 32(1): 85-88.

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在快速暂态过电压（Very Fast Transient Overvoltage, VFTO）的仿真计算中，对隔离开关高频电弧的准确建模，是影响VFTO计算精度的关键因素。在分段电弧模型基础上，提出一种动态电弧模型。该模型在预击穿阶段考虑击穿延时对VFTO的影响，采用双曲线形式时变电阻；在熄弧阶段建立完整Mayr-Schwarz模型描述电弧的动态物理过程。并结合某1100kV GIS电站，详细计算动态电弧模型下的 VFTO特性。结果表明，该模型对提高VFTO仿真计算结果准确性有着重要意义。

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高维多目标优化设计的改进多重单目标Pareto采样算法研究

刘磊，杨仕友

电工电能新技术. 2013, 32(1): 89-93.

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电气工程中的设计问题常归结为多目标优化问题。对于目标函数超过三维的高维多目标优化设计，目前基于非控关系的多目标进化算法很难获得理想的优化结果。为此，人们提出了多重单目标Pareto采样(Multiple Single Objective Pareto Sampling, MSOPS)算法。该算法结构简单，计算复杂度低。然而，研究表明，这种方法的最终优化结果往往缺乏多样性。为此，本文对MSOPS算法进行了改进研究，提出了目标矢量的拥挤操作，非均匀的目标矢量更新以及附加外部档案等改进措施以提高优化结果的多样性。通过与MSOPS-Ⅱ、HypE以及NSGA-Ⅱ算法在求解测试函数上的性能比较，证明了改进算法在Pareto解集上获得了更好的收敛性与多样性。最后，通过八木天线的优化设计验证了改进算法解决实际问题的有效性。

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基于无通道保护的配电线路自动化系统现场应用方案

施慎行，许刚，董新洲，殷迪清，等

电工电能新技术. 2013, 32(1): 94-97.

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基于无通道保护的配电线路自动化系统仅利用单端信息,不需要通讯,快速、有选择性隔离配电线路故障；集成备用电源自动投入功能,快速恢复非故障区域供电,是一种新型的配电线路自动化系统。本文针对新系统尚未解决的对称故障隔离问题,以及现场应用中与上级变压器保护的配合问题,展开研究,提出满足现场要求的应用方案。所提方案按照与上级变压器保护配合的时间要求灵活分段配置无通道保护；无选择性瞬时切除对称故障,再基于重合闸确认故障区域并恢复非故障区的供电；同时有选择性地快速隔离不对称故障、基于备用电源自动投入快速恢复供电；满足实用化的要求。

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故障行波信息理论在大型发电机故障检测中的应用研究——继电保护与故障定位

党晓强，邰能灵，刘继春

电工电能新技术. 2013, 32(1): 98-103.

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基于暂态故障行波的故障检测技术是未来电力系统不可或缺的技术手段和重要发展方向。基于故障行波信息对大型发电机进行继电保护和故障定位是其包括的重要内容，该文对该领域所涉及的理论研究做了综述性的分析。首先从大型发电机故障行波检测的应用空间探讨了对其故障行波研究的依据和可行性，接下来主要结合大型发电机定子的单相接地对故障行波传播的基本原理以及概念和特征做了简要介绍；随后对基于故障行波信息理论的大型发电机定子单相接地的继电保护和故障定位的原理与例证分析做了较深入的阐述；最后对行波保护技术在该领域进展做了总结和前瞻。

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高压缩比电力系统波形数据压缩方法的实现与性能分析

党三磊，肖勇，杨劲锋，申妍华

电工电能新技术. 2013, 32(1): 104-107.

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在对常用数据压缩、编码方法分析的基础上，充分利用电力系统波形数据的周期性、有界性和冗余性等特点，同时分别选用游程编码和EZW编码，在DSP平台上实现了基于DCT变换、提升小波变换的压缩方法。文章对两种压缩方法实现、性能和还原效果方面进行了全面分析，认为基于提升小波与EZW编码的压缩方法可记录数据突变特征，具有压缩比和还原精度可调等特点，更适合于压缩大量电力系统故障波形数据压缩。

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基于本体的电能质量监测信息智能检索模型

谢康，杨洪耕，黄静，张逸

电工电能新技术. 2013, 32(1): 108-112.

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针对目前国内外电能质量监测系统普遍采用基于目录查询的传统检索方式，难以满足用户快速、高效、个性化的从海量监测数据中检索有用信息来从不同侧面评估电能质量，检索结果也难以反映电能质量各指标间相互影响的问题，提出了一种基于本体的电能质量监测信息智能检索模型的设计思路；探讨了该智能检索模型的本体关系及构建方法、体系结构和检索流程，并以模糊综合评估方法为例，说明了本智能检索模型的实现过程与关键步骤。该文所提出的智能检索模型设计思路对实际电能质量监测信息智能检索系统的实现具有一定的指导意义和工程实用价值。

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基于PSoC3的步进电机控制的研究

周峰,李智华,张帅

电工电能新技术. 2013, 32(1): 113-116.

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电路结构简单，控制策略高效可靠的控制技术是所有步进电机控制的共同目标。本文介绍了一款基于PSoC3芯片设计的步进电机控制技术。整个设计采用两相双极控制技术，外围电路简单可靠，节省时间和开支。设计的步进电机具有微步数（pace）可调，电机转速可调，转向可调等多种可控功能。样机测试表明电机工作稳定高效，安全可靠。

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基于工作流和电子签名技术的继电保护信息管理系统

李廷敏，周亮，苏剑虹，孙伟，等

电工电能新技术. 2013, 32(1): 117-120.

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继电保护定值单管理是保证电力系统安全稳定运行的重要基础,而传统的定值单管理广泛采用基于纸质的人工管理模式,工作量大,时效性差,查询统计不方便,已不能适应生产发展的需要。本文系统采用工作流技术、电子签名、电子印章技术、利用计算机网络实现了定值单管理业务过程的自动化、网络化,极大地提高了业务处理效率。

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2013年, 第32卷, 第1期　刊出日期：2013-01-10

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