电工电能新技术

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陈昌渔

电工电能新技术. 2014, 33(12): 1-3.

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本文提供了无源三级RC积分器电路的电压转移函数H(s)，并且说明了通过拉普拉斯变换计算微分积分测量系统和三级RC积分器特性的方法。这种积分器作为微分积分测量系统的重要组成部分，可用来测量雷电冲击电压。文中显示了一组改善了特性的三级RC无源积分器电路的参数和它的特性计算结果。由它组成的微分积分测量系统测量雷电冲击电压的波形误差值很小。所建议的三级RC无源积分器与罗哥夫斯基线圈相结合，还可以用作雷电冲击电流的测量。

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模块化多电平变换器三种调制策略及电压平衡控制仿真与对比研究

武晓堃，王奎，万磊，郑泽东，等

电工电能新技术. 2014, 33(12): 4-9.

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模块化多电平变换器作为一种新型的多电平拓扑，因为适用于电压源换流型直流输电场合而得到了广泛研究。本文介绍了模块化多电平变换器的拓扑结构和工作原理，并对常用于模块化多电平变换器拓扑的载波移相、最近电平逼近和载波层叠调制策略以及相应的电容电压平衡算法进行了分析，并在PSCAD/EMTDC下搭建了31电平的模块化多电平变换器仿真模型，分别实现了三种调制策略及其电容电压平衡算法，比较了不同调制策略在电压谐波、电容电压平衡、开关频率等方面的表现，并给出了不同调制策略的特点。

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Y系列感应电机采用低谐波绕组的高效化改造

李娟，沈建新

电工电能新技术. 2014, 33(12): 10-14.

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国家“电机能效提升计划”指出对在用感应电机进行高效化改造是重要技术路线之一。本文以一台常规Y系列感应电机（22kW/Y-180L-4）为例，利用低谐波绕组理论对定子绕组进行改造。有限元仿真表明，与改造前电机相比，低谐波绕组感应电机的气隙磁场各次谐波含量明显削弱，磁负荷与电负荷有所降低，过载能力有所提升，在较宽负载范围内效率较高，起动转矩更大而起动电流略小。本方案改造成本低，电机性能改善明显。

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一种感应电机磁链观测器的稳定性研究及改进

胡清，王凯

电工电能新技术. 2014, 33(12): 15-19.

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基于电压电流模型的闭环磁链观测器在无速度传感器感应电机矢量控制中获得了良好的控制性能，且具有较小的参数敏感性，但在低速发电模式下存在部分不稳定区域，导致电机在该区域不能正常运行。根据对该闭环磁链观测器稳定性分析及其对应不稳定区域条件，本文提出了一种改进方法使之能够在在低速发电模式下稳定运行。仿真和实验都证明了该改进方法的有效性和实用性。

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模糊变结构控制的光伏并网功率调节系统

季延娥，孙玉坤，蔡纪鹤

电工电能新技术. 2014, 33(12): 20-23.

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光伏并网功率调节系统(PVPCS)集并网发电、无功补偿和谐波抑制为一体，对改善电能质量、减少功率损耗和提高系统利用率有重要作用。在分析了系统工作原理、瞬时无功检测、并网电流合成以及并网电流跟踪控制的理论基础上，研究了基于模糊变结构控制的PVPCS的设计方法。针对含PVPCS的单机无穷大系统进行电力系统暂态仿真，与常规PI控制进行比较验证。研究结果表明：该系统在光伏并网发电的同时能够快速稳定直流侧电容电压，有效抑制电网谐波，很好地对无功进行补偿，具有较强的鲁棒性和适应性，提高了系统利用率。

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一种评估大规模风电功率脱落对电力系统频率影响的分析方法

崔杨，刘嘉，赵冰，严干贵

电工电能新技术. 2014, 33(12): 24-29.

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大规模并网风电功率的波动会引起系统频率波动甚至导致系统频率动态越限，危及电网的安全运行，而风电单机容量小、随机波动性强等特点，使得基于阶跃扰动的传统频率动态分析方法不再适用。本文提出一种基于风电功率波动特性以及系统频率响应特性的评估方法，可用于分析风电功率波动极端方式——大规模风电功率脱落对电力系统频率动态的影响程度。基于实际电网风电运行实例，分析了并网点受扰后风电机群脱网造成的风电功率脱落引起的系统频率动态过程，并评估了典型运行方式下满足系统容许频差约束的最大风电功率脱落值。

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硅橡胶热老化特性及其对电缆附件运行可靠性的影响

费益军，张云霄，周远翔

电工电能新技术. 2014, 33(12): 30-34.

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电力电缆大力发展，使得新型硅橡胶绝缘材料由于其优良的机电热性能得以广泛应用在超高压电缆附件绝缘领域，但是绝缘故障时有发生，成为电缆输电线路的薄弱环节。本文提出材料老化特性是影响超高压电力电缆附件运行可靠性的重要因素，对硅橡胶材料电树老化性能进行了深入研究，研究温度对电树起始电压、形态的影响规律和电树随着时间的发展规律。研究显示硅橡胶电树起始电压随温度的升高明显下降，电树形态从树枝状、松枝状向丛状树枝过渡，表明硅橡胶绝缘材料在电缆运行温度范围内存在明显的热破坏特性，对硅橡胶电缆附件绝缘可靠性造成不利的影响，而较高温度的丛状电树的滞长特性则将成为电缆附件的长期性故障隐患。在特性研究的基础上，对比分析了温度对硅橡胶和聚乙烯电树老化性能的差异，认为当前硅橡胶电缆附件故障频发的主要原因之一是对硅橡胶老化特性缺乏了解，造成现有的常规结构设计上冗余不足。

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基于供电能力分析的中压配电网架精细化规划方法

李芳，徐剑，解放，郭寅昌，等

电工电能新技术. 2014, 33(12): 35-40.

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为了补充传统配电网规划对于中压网架接线模式的选择缺乏理论分析的不足，本文提出了一种基于供电能力分析的中压配电网网架精细化规划方法。首先基于供电能力的概念对变电站互联“度”进行比较分析，给出互联“度”的合理区间;进而据此形成网络合理供电架构的构建方法;最后在供电架构基础上，以配电网供电能力充分发挥为原则，建立中压馈线互联结构的规划方法。经过算例计算，证明本文提出算法的有效性和实用性，该方法对配电网规划工作有积极的指导意义。

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油浸自冷式配电变压器换热特性的数值模拟研究

徐志明，吴凯，李秀云，柳青

电工电能新技术. 2014, 33(12): 41-45.

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为得到变压器设计者所关心的变压器内部绝缘油的速度分布和温度分布数据，运用FLUENT软件模拟油浸自冷式配电变压器内部换热特性。根据变压器实体数据，建立一个简化模型，采用RNG k-ε模型作为湍流模型，近壁处采用双层模型处理，得到了变压器内部绝缘油的速度和温度的分布情况，并与测量值进行对比分析，验证了数值模拟研究的正确性和可行性。数值模拟结果为油浸式配电变压器结构的优化设计与故障诊断提供了理论依据。

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非晶合金在电机中的应用

韩雪岩，佟文明，唐任远

电工电能新技术. 2014, 33(12): 46-52.

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通过对比非晶带材和冷轧硅钢片的性能，可以得出非晶合金有优异的电磁性能（高磁导率、低损耗），能够显著降低电机的铁耗、提高电机效率，尤其适合于铁耗占主要部分的高频电机。本文通过综述国内外非晶电机的研发状态，总结得出非晶合金电机的优、缺点以及今后重点应用领域，指出今后非晶合金电机的发展方向。

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基于形态学广义分形维数的电力电子电路故障诊断

宋平岗，周军

电工电能新技术. 2014, 33(12): 53-59.

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电力电子电路故障检测和诊断，是保证电力电子装置安全、可靠运行的一个重要手段。针对传统电力电子电路故障诊断方法存在的局限性，提出了一种基于数学形态学广义分形维数的新方法。结合分形几何理论，求取不同故障的输出电压波形的分形维数，以此作为故障特征，再与神经网络相结合，进行有效识别。以一个实际的Buck功率电路为例，对其各类故障信号进行了分析。结果表明，与传统的盒计数法计算的广义分形维数相比，形态学广义分形维数能够更加有效地区分Buck电路在不同状态下的信号，并且数学形态学只涉及简单的加减和取大、取小运算，因此计算简单快速，估计准确稳定，为准确判断电力电子电路故障诊断提供了一种快速有效的新方法。

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基于模糊理论的地区电网在线供电风险分析方法研究

罗雅迪，李静，陈利杰，李强，等

电工电能新技术. 2014, 33(12): 60-64.

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为了更加准确地衡量地区电网的运行风险，提出了地区电网在线供电风险分析计算方法;风险指标的计算中采用基于元件运行状态及模糊理论建立的室外元件的加权故障概率模型，使风险指标能够反映外界环境因素的影响。该加权故障概率模型主要考虑雷电、风速、线路覆冰和气温的影响，选择各自适用的隶属度函数，综合考虑各影响因素得到修正系数，对由历史统计数据得出的架空线路强迫停运率进行修正。基于该算法对WSCC9节点系统进行仿真分析，验证了该算法的有效性。

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基于ZigBee的电气化铁路谐波监测系统研究

滕志军，张晓旭，李国强，张帆，等

电工电能新技术. 2014, 33(12): 65-70.

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电气化铁路谐波监测具有非常重要的意义。本文针对电气化铁路谐波发生的特点，提出了一种基于加窗FFT和全相位FFT的谐波检测算法，仿真表明算法可以保证谐波的幅值、频率和相位的准确性。同时，提出了基于ZigBee的谐波监测系统，通过对监测系统硬件和软件设计，完成了监测系统的基本功能，并对牵引变电站进行了实际谐波测试，测试结果表明本监测系统具有可行性和显著的现场应用意义。

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《电工电能新技术》2014年题目索引第33卷总第127-138期

电工电能新技术. 2014, 33(12): 71-80.

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2014年, 第33卷, 第12期　刊出日期：2014-12-16

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