电工电能新技术

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常乃超，何光宇，卢强

电工电能新技术. 2015, 34(2): 1-6.

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作为电力系统安全保障体系的第二道防线，先进的紧急控制技术对电网灾变防治不可或缺。为克服现有紧急控制系统切负荷方式固有的粗放性、无选择性等局限，基于用户侧能量管理系统（UEMS），提出了电力系统精细化稳定控制系统的概念、结构和模型，并基于非线性最优控制理论提出了切机/切负荷量的计算方法。所构建的精细化稳定控制系统能够实现有选择性的精细化切负荷功能，即优先短时切除不影响用户用电体验的负荷。数值仿真验证了所提方法的有效性和正确性。

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电力系统低频振荡预警及动态阻尼控制策略研究

葛润东，刘文颖，郭鹏，卓建宗

电工电能新技术. 2015, 34(2): 7-12.

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传统的低频振荡预警分析方式单一，容易出现丢根现象。其紧急控制措施中灵敏度的求取计算复杂，且未关注机组出力调整带来的平衡机越限问题。针对传统方式的不足，本文研究了一种新的低频振荡预警及动态阻尼控制策略。首先，采用特征值法与模式提取法相结合的方法进行低频振荡的预警分析，以尽量减少丢根现象。对于其中弱阻尼的振荡模式，提出灵敏系数的方法，并将其与反向等量配对法结合提出了相应的动态阻尼控制策略。最后，通过甘肃电网的实例验证了本文方法的正确性与有效性。

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考虑恢复时间模型的电力系统黑启动策略

周云, 严正, 李乃湖, 戴世刚, 陈丽霞

电工电能新技术. 2015, 34(2): 13-19.

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具有快速甩负荷(Fast Cut Back, FCB)能力的机组可以作为系统非常规黑启动电源，有助于电网在尽可能短的时间内恢复正常，具有巨大的社会和经济效益。将常规火电机组的启动分为冷态、温态、热态、极热态和极极热态五种启动方式。机组启动时间模型和恢复路径时间模型一起构成系统恢复时间模型。恢复路径时间模型中技术校验项的考虑，使得系统恢复过程中不满足技术条件的恢复路径在计算中得以剔除。在给定的系统恢复时间内以机组向系统输送的总电能为优化目标，提出考虑恢复时间模型的系统黑启动策略。savnw23节点系统和IEEE300节点系统算例验证了考虑恢复时间模型系统黑启动策略的准确性。大系统中考虑多启动电源的算例结果进一步表明FCB机组有利于加快大系统的恢复进程。

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适用于架空线的MMC-HVDC换流站子单元拓扑系列

朱晋，韦统振，霍群海，韩立博

电工电能新技术. 2015, 34(2): 20-24.

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本文提出一系列新型故障隔离型模块化多电平换流器(modular multilevel converter, MMC)子单元拓扑结构。与全桥型MMC拓扑结构相比，使MMC柔性直流输电具备直流侧故障处理能力的同时，优化了建设成本与运行损耗。本文详细描述了几种新型拓扑结构的直流侧故障电流阻断机理，介绍了一种基于故障隔离型子单元的新型换流站拓扑思路，并搭建了单相实验样机平台，实验进一步验证了该类拓扑结构的有效性。

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三相电力电子负载谐波分析与抑制

宋鹏先，李耀华，王平，苏朝阳，王松

电工电能新技术. 2015, 34(2): 25-33.

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三相电力电子负载在系统不平衡或模拟不平衡负载、非线性负载的工况下，直流母线会包含丰富的谐波电压，这些谐波分量通过PWM调制过程和电压外环控制器会引入到并网指令电流中，导致馈网电流质量的下降。针对这一问题，根据瞬时功率理论，建立了三相电力电子负载功率平衡方程，推导出三相电力电子负载在不同工况下直流母线谐波电压的表达式，揭示了负载模拟变换器和并网变换器对直流母线电压的影响机理，并提出一种基于滞环控制的直流电压控制方案，以抑制直流母线谐波电压对并网输出电流的影响，改善馈网电流的质量。仿真和实验都验证了理论分析的准确性以及谐波抑制方法的有效性和可靠性。

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集中分布混合式热电发电系统分布式MPPT控制方法

黄俊，吴红飞，许鹏，邢岩

电工电能新技术. 2015, 34(2): 34-38.

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集中分布混合式热电发电系统能够解决多个热电发电（Thermo Electric Generator，TEG）模块串联连接时各模块的最大功率点不匹配的问题，实现系统发电能效的最大化。本文提出一种应用于集中-分布混合式热电发电系统的分布式最大功率点跟踪(MPPT)控制方法，通过对各TEG模块的输出电流进行直接控制，集中单元的输入电流等于最大功率点电流最小的TEG模块的电流、分布式单元的输入电流等于各模块最大功率点电流与集中单元输入电流的差值，使得各TEG模块的MPPT控制相互解耦，系统能够快速、准确、稳定地跟踪各个TEG模块的最大功率点，实现了系统输出功率的最大化。搭建了由四个TEG模块组成的混合式热电发电实验系统，通过实验验证了提出的分布式MPPT控制方法的有效性。

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三电平光伏逆变器并网控制策略的研究

李练兵, 张雷, 孙鹤旭

电工电能新技术. 2015, 34(2): 39-43.

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本文首先分析了三电平光伏并网逆变器功率解耦的控制策略，然后采用三电平参考电压分解为两电平空间矢量的调制方法，简化了传统三电平SVPWM矢量作用时间的计算和复杂的控制策略；采用检测中点电位差的大小确定控制因子的取值，以此来调整冗余小矢量在一个开关周期中的作用时间，从而抑制三电平并网逆变器中点电位的波动并保持平衡；在此基础上搭建了一台20kW三相光伏逆变器实验样机，通过实验验证了本方案的可行性,三相电流总畸变率均在3%以下，满足并入电网的国家标准。

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一种带功率解耦的Flyback微型逆变器研究

王晓，张立伟，李艳，游小杰

电工电能新技术. 2015, 34(2): 44-49.

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单相光伏并网逆变器中由于输入输出瞬时功率存在差异，通常需要并联很大的电解电容来平衡这部分功率，由于电解电容寿命短，严重限制了逆变器的寿命，所以在电路中加入功率解耦单元，用长寿命的薄膜电容代替电解电容。本文研究一种带功率解耦的Flyback微型逆变器，并对其进行参数计算和损耗分析，推导出了通用的计算公式，最后通过仿真和实验验证了该拓扑的可行性。

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基于有限控制集模型预测控制的SAPF的研究

汪玉凤，周宏胭，刘存国，孟娜

电工电能新技术. 2015, 34(2): 50-54.

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在并联型有源电力滤波器(SAPF)动态补偿电网谐波过程中，为了快速准确地跟踪并补偿谐波电流，对基于中点箝位三电平逆变器拓扑结构的SAPF进行了分析，提出一种有限控制集模型预测控制策略。首先通过重复预测器对负载电压和电流进行超前两拍的预测，在此基础上利用p-q理论计算出补偿电流超前两拍的参考值，然后根据参考电流值与补偿电流值之间的误差，运用有限控制集模型预测控制器进行反馈校正和滚动优化。仿真及实验结果表明：采用该控制策略的SAPF能有效降低电网电流的总谐波畸变率，具有很好的补偿效果和鲁棒性。

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基于模糊评价方法的农网改造升级工程投资效果分析

杨红磊，盛万兴，王金宇，李宁，王金丽

电工电能新技术. 2015, 34(2): 55-60.

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2010年国家启动了新一轮农网改造升级工程，目前已累计投资2800亿元，农网在建设规模、电网结构、装备水平、运行自动化及管理信息化等方面取得显著成效。为全面总结分析农网工程投资建设效果，准确把握当前农网存在的突出问题，提高农网改造升级后评估工作的理论和实践基础，本文系统调查与分析了公司系统27个省（区、市）公司的农网工程投资建设效果，建立3类16项农网改造升级综合评估指标体系，通过指标标准化处理和指标权重确定后，采用模糊评价方法对不同发展水平的A、B和C三个典型县的农网建设与改造情况进行综合评价，依据评价结果提出下一步农网改造升级工作投资重点和建议。

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电力变压器中不同磁屏蔽的建模、仿真和基准化实验验证

李永刚，李悦宁，程志光，赵志刚

电工电能新技术. 2015, 34(2): 61-66.

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大型电力变压器中的磁屏蔽和电磁屏蔽可控制绕组产生的漏磁通的分布，避免金属构件中的杂散损耗（包括涡流损耗和磁滞损耗）过度集中导致局部过热，引起绝缘部件受损,进而有效地节能降耗, 提高运行的可靠性。本文对电力变压器产品中采用的平板式和立式两种不同叠积方式构建的磁屏蔽进行三维建模仿真计算，重点考察研究并比较了平板式和立式磁屏蔽的磁密分布和损耗；进一步改进了测量磁屏蔽损耗的实验平台，为构件杂散损耗测量提供了更合理的漏磁通补偿条件；验证了建模和仿真计算的有效性。本文结果对优化变压器磁屏蔽设计具有重要的参考价值。

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基于Mayr模型改进的适用于串联故障电弧的新模型

郭凤仪，王鑫，刘艳丽

电工电能新技术. 2015, 34(2): 67-71.

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电力系统中经常会发生故障电弧，本文在Mayr电弧模型的基础上提出一种适用于串联故障电弧的新模型。针对电弧开始阶段的电晕放电，把电晕电阻和两个特殊电气部件（电流二极管）考虑在内，结合Mayr电弧模型，丰富了电弧模型参数。在Matlab/Simulink仿真环境中，用新的电弧模型封装子系统对线路发生的串联故障电弧进行仿真，并依据仿真电路模拟线路发生串联故障电弧的实验。对比仿真和实验结果得到，改进的电弧模型的故障电弧电流与实验采集到的故障电弧电流基本吻合，验证了新模型对分析串联故障电弧的特性具有可行性和准确性。

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基于DSP的低压配电线路电弧故障检测系统

唐金城，缪希仁，张丽萍

电工电能新技术. 2015, 34(2): 72-75.

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通过实验模拟对低压配电线路电弧故障的特征进行分析研究，采用Mallat算法对低压配电线路电弧故障电流实施变换，获得各尺度小波变换的小波分量。与正常运行分量相比其故障特征明显，且高尺度的小波分量还可以抑制噪声干扰。为了避免配电线路中负载的启动电流对电弧故障检测产生可能的误判影响，本文采用多尺度小波变换有效地实现了电弧故障与负载启动电流的区分判别。在此基础上，本文开发了基于DSP微处理器的电弧故障检测系统，并提出了一种自适应的故障特征提取方法，实验结果表明，该方法结合Mallat算法可有效地诊断电弧故障。

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变压器空载与短路噪声频谱特性分析

莫娟，张霞，袁建生

电工电能新技术. 2015, 34(2): 76-80.

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本文对变压器厂内测量的变压器短路和空载噪声的频谱和大小进行了分析。主要由绕组产生的短路噪声与主要由铁心产生的空载噪声，在噪声频点上有明显区别，短路噪声主要出现在100Hz频点上，而开路噪声分布在100～600Hz频率范围内。根据此频谱特性，可以通过在频点上合成的方法推算变压器负荷运行时的噪声。

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2015年, 第34卷, 第2期　刊出日期：2015-02-20

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