电工电能新技术

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陈旭玲，刘福鑫

电工电能新技术. 2014, 33(2): 1-6.

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在电动汽车供电系统中，采用一个多端口直流变换器(Multi-Port Converter, MPC)代替原有的多个单输入直流变换器，可简化系统结构，降低系统成本。本文采用三端口Buck & Boost变换器构建电动汽车供电系统，详细分析了系统的五种工作模式，根据每种工作模式的工作特点提出了相应的控制策略，实现了系统功率的合理分配和模式之间的自由切换。研制了一台1kW的原理样机，实验结果验证了理论分析的正确性和能量管理策略的有效性。

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一种适用于高压输入的高可靠性新型推挽正激变换器

华明，鞠文耀，夏炎冰，吴红飞，邢岩

电工电能新技术. 2014, 33(2): 7-11.

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提出了一种适用于高压输入的高可靠性推挽正激变换器。两个正激单元通过公共磁芯耦合，变压器磁芯双向磁化、提高了磁芯利用率；开关管和二极管串联构成开关桥臂，实现了开关管两端电压钳位，同时实现了变压器漏感能量回馈，而且从电路结构上消除了开关桥臂短路直通的隐患，具有开关器件电压应力低、效率高、可靠性高等优点。详细分析了变换器的工作原理和特性，并通过实验验证了理论分析的正确性。

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简化三电平整流器模型电流预测控制

谷鑫，张策，耿强，史婷娜

电工电能新技术. 2014, 33(2): 12-17.

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传统三电平整流器模型预测控制算法需要对全部27个开关矢量进行在线评估，使价值函数最小的开关矢量在下一采样周期采用。然而该算法在实际实现时计算量较大，限制系统采样周期的降低，从而制约了系统整体性能的提高。本文提出了一种简化的三电平整流器模型预测控制算法，根据参考电压矢量所在扇区信息，仅选取该扇区内的开关状态进行评价。简化算法不仅大大减少了程序计算量，还获得了良好的静态和动态性能。最后实验验证了该方案的正确性和实用性，能获得良好的静态和动态特性。

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重复PI控制的五电平光伏并网逆变器

杨海柱，刘洁，袁松振

电工电能新技术. 2014, 33(2): 18-21.

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介绍了一种双向开关型五电平逆变器，并提出了重复控制和PI调节相结合的复合控制方案。重复控制可以抑制网侧和负载侧对并网输出电流的周期性扰动，降低并网电流的总谐波畸变系数；PI调节使逆变器输出并网电流实时跟踪参考正弦给定信号，从而使系统具有良好的稳态和动态特性，提高对逆变器的控制精度。仿真和实验表明，用重复PI控制的五电平逆变器输出并网电流波形稳定，谐波畸变率小，并能实现实时快速跟踪电网电压相位，使系统工作在高功率因数状态下。

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基于超级电容储能与电压型变流器的电梯能量回收系统效率优化控制策略

邓哲，周峰武，吕征宇

电工电能新技术. 2014, 33(2): 22-28.

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为提高电梯制动能量回收系统的效率，针对四象限电压型变流器(VSC)小功率下效率低的弊端，提出结合超级电容储能的电梯电机能量回收系统的效率优化控制策略。系统通过VSC统一进行能量管理，消除了引入双向DC-DC变流器带来的开关损耗和滤波电感损耗，同时根据负载功率的不同情况来选择性地开启、关闭VSC，从而使系统始终运行在效率最优的状态中。由于VSC对超级电容的功率进行了限制、分流，因此避免了其他文献中出现的储能器端压变化大、容易超出范围的问题，增大了超级电容的利用率。最终通过模拟电梯系统负载的仿真和对照实验证明了该控制策略的可行性与稳定性，比单一四象限变流器能量回收系统的效率提高27%～232%。

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IEC火花试验装置的电容短路放电特性数学仿真分析

钟久明，刘树林，崔强

电工电能新技术. 2014, 33(2): 29-34.

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分析了基于IEC安全火花试验装置的简单电容电路短路放电特性，将其放电过程分为一次放电、电压维持及二次放电三个阶段。建立了基于场致发射的放电数学模型，得出了放电电流和电压的时域表达式。运用实验方法建立了放电时间与电容及其初始电压间的函数关系。以放电结束时刻的电压和电流为约束条件，给出了模型中待定参数的确定方法。进行了实例验证并设计了软件评价器，结果表明理论分析及所提出模型的正确性和非爆炸评价的可行性。

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永磁同步电机两相斩波式电流滞环控制

沈建新，陆媛，Andreas Gassner

电工电能新技术. 2014, 33(2): 35-38.

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电流滞环控制是永磁同步电机（PMSM）常见的控制方法。本文在传统滞环控制的基础上，提出以两相斩波替代三相斩波的改进控制方案。文中介绍了两相斩波的设计思路，阐述了其控制流程，并分析了改进方案对降低开关损耗、提高系统效率所能起到的作用。实验结果验证了改进方案的可行性与有效性。

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MgB2高温超导发电机设计及转子结构优化

洪天琪，余海涛，胡敏强

电工电能新技术. 2014, 33(2): 39-43.

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高温超导发电机由于转子无铁芯，导致气隙磁场畸变，严重影响发电机的输出性能。本文使用MgB2线材作为高温超导发电机的励磁绕组，并将灰色系统理论引入到高温超导发电机的励磁绕组结构的设计中，解决了转子无铁芯型高温超导电机励磁绕组端部气隙磁场畸变的优化问题。借助电磁场有限元程序设计方法，成功设计了一台功率为50kW的高温超导发电机。

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无电解电容LED驱动电路现有研究技术剖析

张能,张波,丘东元

电工电能新技术. 2014, 33(2): 44-51.

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LED具有的高效节能、长寿命、无污染等特性使其成为国家“绿色照明工程”的首选照明工具。LED驱动电源要求具有可靠性高、寿命长等特性。寿命短且体积大的电解电容的应用不仅降低了驱动电源的功率密度，而且严重限制了驱动电源的寿命，因此无电解电容LED驱动电路的研究得到了越来越多的关注。本文比较详细地介绍了无电解电容技术的研究进展，包括这些技术的具体实现方法和拓扑；讨论比较了这些技术的主要性能指标。

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有源电力滤波器两种电流检测方式研究

李晶晶，赵争鸣，葛俊杰

电工电能新技术. 2014, 33(2): 52-56.

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按照电流检测方式划分，有源电力滤波器可以分为网侧电流检测和负载侧电流检测两种方式。本文旨在从补偿效果以及系统稳定性两个方面对这两种电流检测方式进行比较。理论分析表明：在理想状况下，两种电流检测方式互为等效。但当考虑到电流传感器的非理想特性、检测误差和控制误差等因素时，网侧电流检测方式相较于负载侧电流检测方式补偿精度高，但是属于直接控制的网侧电流检测方式对负载扰动敏感，存在系统稳定性问题。仿真和实验结果证明上述结论的正确性。

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优化的准正弦平顶调制波PWM新技术

王榕生，汤宁平，林珍，黄灿水

电工电能新技术. 2014, 33(2): 57-62.

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为提升三相PWM最大输出基波幅值，构造了一种优化的准正弦平顶调制波，采用不对称规则采样法对三角载波进行调制，所得三相PWM最大输出基波幅值比SPWM高19%，比SVPWM高32%，电流谐波总失真度ITHD在调制度M∈［055，1］区间低于SPWM的相应值，在M∈［0，055］区间虽高于SPWM，但增量不超过22%，新技术的PWM算法简单。实验结果证实了新技术的有效性和优越性。

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一种组合隶属度函数及其在电能质量模糊评价中的应用

杨家豪，欧阳森，石怡理，黄瑞艺，等

电工电能新技术. 2014, 33(2): 63-69.

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在电能质量模糊评价中，选择不同的隶属度函数会导致评价结果出现差异，影响评价的可信度。为避免隶属度函数选择上的主观性，充分利用评价信息，本文提出了一种基于方差—协方差优选组合法的组合隶属度函数。首先选取五种典型的中间型隶属度函数作为优选组合的基础；然后通过方差—协方差优选组合法计算各函数权重并进行最优组合，构造出一个具有普遍适用性的组合隶属度函数；最后利用得到的组合隶属度函数进行模糊评价从而提高评价结果的可信度。应用本文算法对某变电站的电能质量数据进行实证分析和评价，验证了该算法的有效性。

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考虑用户便捷性的电动汽车充电站规划

葛少云，冯亮，刘洪，王龙

电工电能新技术. 2014, 33(2): 70-75.

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电动汽车充电站的主要功能是为用户提供方便快捷的充电服务，针对这个问题提出了一种计及用户充电便捷性的电动汽车充电站规划方法。该方法在考虑路网结构和充电站容量限制的基础上，对规划区进行了网格式的分区，分区内以用户在充电路程中的损耗成本最小为目标，并利用遗传算法实现了充电站最优站址的选择。通过反复计算、调整分区的覆盖范围和充电站的站址，最终得到整个规划区电动汽车充电站合理的规划方案。实际算例表明本文所提出的方法和模型具有一定的可行性。

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基于AVR真空断路器灭弧室真空度在线监测装置

孙熠，张阔，仇英辉

电工电能新技术. 2014, 33(2): 76-80.

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真空开关内部气体压强是决定其电气性能的主要因素，真空灭弧室压强减小将降低真空开关耐受系统电压的能力。本文提出了一种基于AVR单片机在线监测真空灭弧室真空度的设计和实现方案，处理器AVR芯片利用片内资源简化了设计的复杂性，增强了整个系统的电磁兼容性。采用高阶数字滤波器分离传感器信号中的工频信号和高频信号，通过三相不对称算法、趋势判断法、高次谐波法综合诊断真空灭弧室内的真空度，提高了在线监测的灵敏度和可靠性。RS485接口可方便与计算机连接，通信距离较长，抗干扰能力强，具有很强的实用性。

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2014年, 第33卷, 第2期　刊出日期：2014-02-17

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