2014年, 第33卷, 第5期　刊出日期：2014-05-19

  

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  超导技术在未来直流输电中的应用（英文）

  肖立业，林良真

  电工电能新技术. 2014, 33(5): 1-4.

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  随着环境压力日益增长，人们已经认识到需要大力发展可再生能源。在不远的将来，可再生能源将成为电网中的主要一次能源来源。由于可再生能源具有间隙性、波动性等特点，且发电机组特性与传统能源有很大差异，从而对以交流模式为基础的电网带来巨大挑战。研究分析表明，发展直流电网将是重要的解决方案和趋势。为此，超导直流输电将有可能成为未来直流电网的一种有前景的输电方式。本文介绍了国内外在超导直流输电方面的研究进展和近期有关发展计划，并讨论了超导直流输电技术发展的瓶颈问题和技术挑战，同时探讨了未来发展超导直流输电技术的主要努力方向。
论文报告
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  基于DSP28335的七相逆变器空间解耦SVPWM方法研究

  郭冀岭,肖建,邱忠才,王远波,等

  电工电能新技术. 2014, 33(5): 5-11.

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  七相变频调速系统因缺相运行更具有代表性故近年来受到关注，本文以DSP芯片TMS320 F28335为处理器，提出了三类七相电压型逆变器SVPWM调制方法，其中I类算法相当于三相SVPWM算法在七相系统的简单扩展，计算量小，但其相电流谐波含量大；II类和III类SVPWM分别采用空间解耦的思想，通过调整电压矢量的作用时间和顺序，尽量减小三次和五次谐波子空间合成矢量，从而分别达到消除3次谐波以及同时消除3次和5次谐波的目的。本文对三类调制方法的原理、DSP实现过程、消除谐波效果分别进行了仿真分析和实验验证，同时本文提出的基于DSP 28335的SVPWM调制方法可以方便地扩展到m(奇数)相系统。
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  一种新颖的零电压开关全桥逆变器

  王艺翰，凌志斌，李睿，蔡旭

  电工电能新技术. 2014, 33(5): 12-16.

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  提出了一种新颖的零电压开关全桥逆变器电路，在单H桥逆变电路的直流侧增加有源箝位软开关支路，可以实现所有开关管的零电压开通，同时由于谐振电感的存在，还可以抑制主开关管的反并联二极管反向恢复电流，从而降低逆变器的开通损耗和反向恢复损耗。本文较为详细地分析了电路实现软开关的各个过程，并从理论上计算了软开关实现条件，最后搭建了300W的实验样机进行了实验验证。
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  级联式有源电力滤波器控制策略及实验研究

  陈敏洁，陈峻岭，李耀华，王平

  电工电能新技术. 2014, 33(5): 17-21.

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  针对由级联式多电平变换器为主电路的有源电力滤波器，其主电路中直流电容相互独立，如果没有有效控制措施，这些独立的电容电压会产生不平衡，严重威胁装置的安全、稳定运行。本论文提出一种有效控制策略，不仅具有良好的补偿效果，而且保证了主电路中各级联单元直流侧电容电压恒定和均衡。为了验证所提控制方法和控制策略，本文搭建了两级级联式有源电力滤波器，实验结果表明，该系统具有良好的滤波性能，同时也保证了各级联单元直流侧电容电压恒定和均衡，进一步表明本文所提方法的有效性和正确性。
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  一种用于差、共模噪声抑制的平面EMI扼流圈

  朱叶，王世山

  电工电能新技术. 2014, 33(5): 22-26.

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  扼流圈是组成EMI滤波器的核心元件，其集成化的设计对滤波器小型化、高功率密度化有重要影响。针对以往扼流圈元件多、集成效果差，本文提出一种新结构的平面磁集成扼流圈，分析了其在差、共模电流下磁通耦合方式，说明了差、共模电感形成原理，并得到了等效电路；对比分立元件构成的扼流圈，说明了其在电感特性和阻抗对称性能方面的优势。S参数法测量滤波器插入增益的原理得到了阐述，实验验证了新结构集成扼流圈的有效性和优越性。
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  感应滤波变压器的振动模态研究

  罗隆福，赵圣全，邵鹏飞，王 灿，等

  电工电能新技术. 2014, 33(5): 27-31.

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  给出了模态分析的基本原理，介绍了感应滤波变压器独特的绕组结构，分析了引起感应滤波变压器振动和噪声的原因。根据感应滤波变压器的实际参数，建立了它的绕组和铁心的有限元模型；计算了绕组和铁心的模态频率及对应的模态振型，计算所得模态频率和振型与实测结果一致。对感应滤波变压器铁心和传统换流变压器铁心的振动波形进行了实验对比分析。结果表明：感应滤波变压器绕组模态频率主要在2500~4200Hz范围内，振型集中在绕组的端部弯曲；铁心模态频率主要在300~2700Hz范围内，振型主要集中为心柱的端部和磁轭中部弯曲；感应滤波变压器的振动明显低于传统换流变压器。
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  太阳能电动车能量控制策略的研究

  赵润富，葛宝明，毕大强，王丽艳

  电工电能新技术. 2014, 33(5): 32-37.

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  提出了一种太阳能电动车的能量管理控制策略。系统考虑光伏电池和锂电池的协调控制，在充分利用光伏电池能量的前提下，维持直流母线电压恒定，从而保证电机负载稳定工作。搭建MATLAB仿真模型和实验平台，通过调节直流母线端负载量的变化来检测系统的稳定可靠性。仿真和实验结果表明该控制策略在维持直流母线电压稳定的同时有效地保护了锂电池，满足了系统的设计要求。
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  一种12/14极短磁路磁悬浮开关磁阻发电机

  孙玉坤，王丽平，朱志莹，周云红,等

  电工电能新技术. 2014, 33(5): 38-43.

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  针对传统磁悬浮开关磁阻发电机内悬浮绕组和发电绕组间的强耦合问题，提出了一种新型短磁路磁悬浮开关磁阻发电机。该发电机定子极上设有相互独立的悬浮极和发电极，悬浮极上绕有悬浮绕组，发电极上绕有励磁绕组及发电绕组。本文阐述了该发电机的结构和运行机理，并根据虚位移法和绕组磁链的有限元结果推导了其数学模型，最后分析了其磁场特性。结果表明悬浮与发电子系统间相互独立，可实现悬浮绕组的独立控制。
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  基于分形理论的低压断路器三相合闸同期性振动信号特征分析

  石敦义，缪希仁，郭谋发

  电工电能新技术. 2014, 33(5): 44-50.

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  在综述现有断路器机械故障振动信号研究方法的基础上，提出了一种经验模态分解（EMD）和分形理论相结合的方法用于提取低压断路器振动信号的特征量，并以典型的三相合闸不同期性低压断路器故障为对象，研究了EMD结合分形维数的故障振动信号特征分析，且给出以分形维数均方根作为故障特征量的实验仿真数据结果。首先，利用EMD方法对低压断路器的振动信号进行分解，得到若干个本征模态函数（IMF）；其次，对振动信号以及各IMF分量求分形维数及其均方根，作为低压断路器振动信号的特征量。通过对低压断路器三相合闸不同期性模拟故障振动信号处理，对比其不同状态下的分形维数及其均方根的变化规律，表明该方法不仅可作为低压断路器三相同期性故障诊断的判据，且可应用于断路器其他各类机械故障的振动信号特征的提取分析。
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  空心线圈电流互感器传变特性实验研究和分析

  何瑞文¹，王奕，蔡泽祥²，谢琼香³，等

  电工电能新技术. 2014, 33(5): 51-57.

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  为了精确评估空心线圈电流互感器的传变特性，设计了空心线圈电流互感器精确度、饱和特性、频率特性和暂态特性的测试方案，根据互感器的结构模块设置测试点，研究各单元部件和整机的特性。提出采用“额定准确低限值一次电流”下的“总谐波畸变率”指标，评价空心线圈电流互感器在小电流时的输出波形质量。实验结果表明，空心线圈电流互感器大电流时线性度好，小电流时易受干扰的影响，互感器频带受限于传感线圈参数和信号处理电路的相频特性，对故障暂态电流和励磁涌流的传变误差主要来源于衰减直流分量的测量误差。研究方法为厂家产品设计和改良、相关测试标准的改善提供参考。
新技术应用
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  PCB导线分裂技术在平面EMI滤波器中的应用

  石磊磊，王世山，王文涛

  电工电能新技术. 2014, 33(5): 58-62.

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  EMI滤波器以其抑制开关电源中传导电磁干扰的有效性而得到越来越多的重视。相比于分立元件构成的滤波器，平面EMI滤波器拥有整体体积小、高频性能好等优点。然而，该类滤波器对电感的等效并联电容(EPC)和等效串联电阻(ESR)有其特殊要求。本文基于EMI滤波器的基本原理，分析其PCB导线截面设计对共模电感工作性能的影响；在现有技术条件下，提出一种基于分股并联结构的平面集成LC单元；分析了分股并联结构LC单元共模电感部分的EPC和ESR特性，并与单股导线结构的对应性能进行了比较。
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  繁殖型PSO算法在电池模型辨识中的应用

  张金龙，漆汉宏

  电工电能新技术. 2014, 33(5): 63-68.

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  针对铅酸蓄电池在工作中呈现非线性特性，电池模型等效参数随其荷电状态（SOC）改变而发生变化以致难以准确估计的问题，本文结合常见的等效电池模型，应用一种带有繁殖机制的粒子群优化（PSO）算法对蓄电池模型参数进行了辨识。本研究采用基于特定分析方程的参数描述形式，在不同SOC状态下对等效模型进行了参数优化。测试结果表明，采用这种带有繁殖机制的PSO算法所估计出的蓄电池模型能够较准确地跟踪电池的实际工作电压，从而验证了该算法在蓄电池模型辨识中的实用价值,为建立准确的蓄电池模型提供了一个系统化、理论化的方法。
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  风电功率相关性分析

  唐志伟，李国杰，孙旭日，汪宁渤，等

  电工电能新技术. 2014, 33(5): 69-75.

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  通过对风电功率的相关性分析，可更加直接地掌握风电场、风电场群、风电基地三个层次的互补特性，对风电基地规划、电网的安全稳定运行都有着重要的指导意义。本文利用酒泉地区风电场的实测功率数据，通过相关系数法研究风电场、风电场群和风电基地在1~10 h三种不同时间尺度的风电功率相关性，研究功率相关性随不同时间尺度的变化规律。最后利用时移数据的相关系数法分析风电场、风电场群的功率上下游关系,其结果与地理分布情况一致。
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  电能计量装置运行误差分析及状态评价方法研究

  程瑛颖，杨华潇，肖冀，吴昊，等

  电工电能新技术. 2014, 33(5): 76-80.

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  电能计量装置的运行误差直接对供用电双方贸易结算的准确性产生很大的影响，因此对于电能计量装置的运行状态评价显得尤为重要。本文将电能计量装置分为电能表、电流互感器、电压互感器和二次回路四个部件进行分析，总结了对各个部件运行误差的影响因素。此外，还从电网运行工况的角度对电能计量装置运行误差的影响进行了分析和说明。针对现行电能计量装置周期现场检验的不足，本文提出了新型运行状态评价方法。该方法通过对电能计量装置运行状态进行监测，来获取运行环境下的电压、电流、频率等运行状态数据，结合现场周期检验得到的误差数据，再加上实际电网运行环境对电能计量装置运行状态准确性、可靠性的影响，对其进行综合评价。该方法从各方面提取了多项指标，并制定相应的权重，共同构成状态评价标准。根据状态评价结果，提出相应的电能计量装置检验策略。