2015年, 第34卷, 第12期 刊出日期:2015-12-15
  

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    论文报告
  • 罗永捷,李耀华,李子欣,王平
    电工电能新技术. 2015, 34(12): 1-6.
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    直流故障保护是多端柔性直流输电系统的一个关键性问题。本文在全桥型模块化多电平换流器的基础上,提出适用于多端直流输电系统的换流器级和系统级直流故障保护策略。根据全桥型模块拓扑特性,换流阀闭锁实现故障电流快速清除;然后换流器等效为双星型级联H桥STATCOM并联运行,为故障清除和隔离开关动作隔离故障点提供条件;最后转换换流器运行模式完成多端柔性直流输电系统的快速恢复。在PSCAD/EMTDC中搭建了三端柔性直流输电系统仿真模型,分析了直流故障和系统重新启动的运行特性,仿真结果证明了控制策略的有效性。
  • 林方圆,苏建徽,赖纪东
    电工电能新技术. 2015, 34(12): 7-13.
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    故障电弧已成为引起光伏产品发生火灾的最常见原因,研究光伏系统中直流故障电弧特性及检测方法对保障光伏系统运行的安全性和可靠性有重要意义。本文设计了光伏系统直流故障电弧测试系统,在光伏电池板不同的工作点下,采集不同电极间隙,不同位置处发生电弧时的电弧电压、电流信号,在研究电弧特性基础上,提取有利于故障电弧模式识别的电流信号的时频特征,通过BP神经网络进行故障电弧的检测。理论分析和实验结果表明了该方法的可行性和有效性。
  • 张阳,黄守道
    电工电能新技术. 2015, 34(12): 14-18.
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    将Z源逆变器应用于永磁直驱风力发电系统中。该逆变器能实现升降压变换的功能,同时不需要死区时间。本文以电压源型Z源逆变器为例,分析了基于Z源逆变器的永磁直驱风力发电系统并网的工作原理,针对其独特的阻抗网络和直通调制手段,采用改进升压控制方法,提出了一种基于Z源逆变器的直驱永磁风力发电并网控制策略。仿真结果表明,该控制策略具有良好的动态性能,提高了系统稳定性。
  • 史丽萍,李佳佳,马艳红,蔡儒军,等
    电工电能新技术. 2015, 34(12): 19-24.
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    为使STATCOM在低开关频率下仍具有较高的补偿精度和较快的响应速度,本文分析了低压STATCOM电压空间矢量调制的基本原理和等效误差电压的约束条件,提出一种改进的双闭环控制策略。电流环采用基于电压空间矢量的双滞环控制方法,滞环外环作用于暂态,以提高STATCOM的补偿精度和响应速度,滞环内环作用于稳态,以降低开关器件的开关频率;主控制器采用对系统参数变化不敏感的内模控制器,进一步提高STATCOM的补偿精度。实验结果表明,该方法在系统稳态时能准确跟踪指令电流的变化,不会造成跟踪松弛,开关频率低;在暂态时,能快速响应系统负载的变化,补偿精度高。
  • 谷鑫,姜勃,耿强,刘涛
    电工电能新技术. 2015, 34(12): 25-30.
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    基于五桥臂逆变器供电的两台三相永磁同步电机系统,提出了一种基于模型预测方式的控制策略。在空间矢量脉宽调制的基础上,分析了五桥臂双电机控制数学模型;利用所建立的数学模型,本文提出的模型预测控制策略能够筛选出合适的空间电压矢量,在保证两电机速度独立控制的同时,缩短系统动态调节时间。仿真和实验结果验证了该控制策略的可行性和有效性。
  • 杨秀川,田铭兴
    电工电能新技术. 2015, 34(12): 31-36.
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    针对在电压电流畸变情况下基于相电压定义的传统功率理论已失去其有效性的问题,提出了多端电路的理念。将三相三线制电路作为三端电路处理,给出了端电压和端电流的定义。并且利用瞬时端电压和瞬时端电流定义了瞬时有功和无功功率。文中分别在电压电流均正弦对称、电压正弦对称电流畸变不对称以及电压电流均畸变不对称三种情况下推导了在三端电路中瞬时有功功率和瞬时无功功率的表达式,该表达式与基于瞬时功率理论推导得出的表达式一致。据此给出了三端电路中瞬时有功功率和瞬时无功功率的定义。
  • 戴云霞,苏建徽,刘宁,张军军
    电工电能新技术. 2015, 34(12): 37-42.
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    研究一种新的分布式发电系统被动式孤岛检测方法,其主要用于检测功率平衡状态下发生的孤岛,并由此提出虚实阻抗概念,在非孤岛并网运行条件下,因电网电压的存在,基于并网电流和电压值获得的阻抗数值实际是一种虚阻抗;孤岛发生时,获得的阻抗数值才是实际阻抗值。利用孤岛发生时虚实阻抗的变化和电网系统的谐波失真,构建一种谐波阻抗特征函数用于特征量提取,并借助BP神经网络进行孤岛检测。理论与实验表明,根据特征函数选取的特征量孤岛前后区别明显,有助于孤岛检测,证明了该孤岛检测方法具有可行性和有效性。
  • 甘艳,李慧慧,周涛涛,安晨帆,等
    电工电能新技术. 2015, 34(12): 43-48.
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    输电线路下方导体的感应电压和积蓄的能量一直是电磁环境研究的重点。本文利用电磁暂态软件EMTP-ATP分析了某500kV输电线路下方近地面悬浮长导体的感应电压,并结合Ansys静电场计算的结果论证了长导体的感应电压仍然是静电感应电压。基于建立的ATP模型,在工频电磁场满足设计要求的条件下,对不同布置的长导体静电感应能量进行计算,表明距地面高05m、长20m的导体的静电能量可达02mJ,可以令人产生电击感;而对于距地面高05m、长1m的导体,其积蓄的静电能量同样不能忽视。因此,在输电线路下方使用金属工具工作人员一定要做好防电击措施。
  • 郭凤仪,张艳立,王智勇,王宝巍,等
    电工电能新技术. 2015, 34(12): 49-53.
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    近年来随着电力机车运行速度的不断提高,弓网电弧现象越来越严重,已成为电力机车安全运行的隐患。为深入研究弓网电弧的形成机理和抑制方法,设计了一套弓网电弧电磁噪声实验系统,该系统实现了屏蔽环境下弓网电弧的模拟。利用该系统,通过控制接触压力、电流和运行速度三个条件进行了弓网电弧辐射电磁噪声的测量实验。结果表明,弓网系统电磁噪声干扰频段主要在频率30~500MHz内,其中干扰强烈频段在30~60MHz内。电流越大,辐射噪声幅值越大,干扰频率带宽越宽。随着压力的逐渐增大,辐射噪声幅值先减小后增大,干扰频率带宽先变窄后变宽。
  • 新技术应用
  • 刘海升,陈文礼,付志红,张淮清
    电工电能新技术. 2015, 34(12): 54-58.
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    快速傅里叶变换(FFT)是谐波分析的主要方法,在稳态谐波信号分析中广泛采用的交流采样技术,由于采样器件的有限性,实际工程中很难做到完全同步采样和整周期截断。为消除采样过程中同步采样误差产生的频谱泄漏,提出了一种基于Nutall窗结合综合相位差校正信号谐波分析法,对传统的相位差频谱校正方法进行了改进。采用Nutall窗对谐波信号进行加权,通过时移和加可变长度的窗进行两次FFT分析,并利用离散频谱对应的峰值谱线相位差求得频率和相位校正量,推导出基波及各次谐波参量的计算公式。仿真实例表明,提出的改进综合相位差校正算法可有效提高谐波分析精度,基波幅值的测量误差小于000001%,基波相位误差小于001°,2~21次谐波电压测量误差小于001%,谐波相位测量误差小于009°,为高精度谐波检测提供了可能。
  • 雷治国,张承宁,雷学国,李军求
    电工电能新技术. 2015, 34(12): 59-54.
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    动力电池组的性能和使用寿命很大程度上决定了电动汽车的性能和成本,而电池组的性能和使用寿命又受到电池生热的影响。本文以35A·h@37V方形锰酸锂电池为研究对象,对常温下电池的充放电生热特性和低温放电的生热特性进行实验研究,并基于Bernardi生热率建立了动力电池生热模型。研究结果表明,随着放电电流增大,电池温度快速提高,并且低温环境下可以利用电池放电生热改善电池性能;基于Bernardi生热率的动力电池生热模型能够较好模拟电池放电生热,这为后续动力电池组热管理系统研究提供了参考。
  • 霍锋,李晓彬,张虎,徐涛,等
    电工电能新技术. 2015, 34(12): 65-70.
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    为有效提高输电线路空气间隙绝缘强度,降低线路风偏闪络故障率,本文首先采用典型棒-板电极,开展了绝缘屏障条件下的间隙击穿试验,提出了加装绝缘屏障提高间隙击穿电压的基本方法,然后基于该方法,结合杆塔间隙试验数据,提出了特高压交流输电线路杆塔空气间隙的绝缘屏障参数。研究表明,在零电位电极处安装绝缘屏障,能够阻碍放电通道的形成,并增加间隙放电通道长度,可提高间隙的击穿电压;特高压杆塔应用绝缘屏障,可以提高杆塔间隙绝缘强度,减小塔头设计,是一种具有实用价值的输电线路优化设计和运维技术。
  • 全年题目索引
  • 电工电能新技术. 2015, 34(12): 71-80.
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