电工电能新技术

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霍现旭，胡书举，吕佃顺，许洪华

电工电能新技术. 2015, 34(3): 1-6.

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永磁直驱风力发电系统中，机侧变流器输出电压受直流母线电压限制。在对最大风能捕获曲线进行跟踪过程中，当机侧变流器参考输出电压超过直流母线电压限幅值后，需要进行弱磁控制。弱磁控制可以采用开环弱磁和闭环弱磁，其中开环弱磁控制通过判断当前转速与转折速度的关系进行投切，闭环控制利用参考电压与直流母线电压反馈值进行控制。文章对两种方式进行了原理分析和对比，对比分析结果表明：相对于开环弱磁控制，闭环弱磁控制对电机参数依赖性小，数字控制实现容易，稳态条件精度更高，应用更具有普遍性。在Matlab环境和实验平台上分别对两种方案进行了仿真和实验验证，结果很好地吻合了理论分析的结论。

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风电并网时考虑紧急需求侧响应及鲁棒优化的输电网规划

聂宏展，赵莹，马建勃

电工电能新技术. 2015, 34(3): 7-11.

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风电场输出的功率具有波动性和随机性，风电场并网后其出力的不确定性会导致电网供电量不足，影响电网的安全稳定运行，且由多场景方法得到的一系列规划方案并不都是综合最优方案。针对上述情况在输电网规划中引入紧急需求侧响应策略，并根据鲁棒优化思想引入权衡方案鲁棒性与可行性的惩罚模型以及评判方案风险性的平均变量模型来确定综合最优方案。算例分析证明，引入紧急需求侧响应法在风电出力少时虽需削减负荷，并额外支付用户部分补偿费用，但却可以有效减少电网投资费用及线路过负荷量，且所得综合最优方案对各个场景具有概率意义上的综合适应性。

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大规模新能源接入电网连锁故障预防控制策略研究

王维洲，刘茜，但扬清，王耿，刘文颖

电工电能新技术. 2015, 34(3): 12-17.

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本文着眼于大规模新能源接入的电网连锁故障预防控制策略研究，在深入分析大规模新能源接入对电网连锁故障影响机理的基础上，提出了适应含大规模新能源的电网连锁故障预防控制策略。该控制策略采用直流灵敏度法甄选出高危线路，并计算出发电功率转移分布系数矩阵，继而采用反向等量配对法，根据发电功率转移分布系数调整发电机组的出力，使得高危线路的负载率得到有效下降，同时保证其他线路负载率维持在重载阈值以下，改善潮流分布，起到预防连锁故障发生的作用。最后通过甘肃酒泉地区电网的仿真分析，进一步揭示了大规模新能源接入对电网连锁故障的影响机理；验证了本文提出的连锁故障控制策略的有效性。

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并网运行风/光/储微电网容量配置双目标优化

兰国军，栗文义，尹凯，文博，宋沛辰

电工电能新技术. 2015, 34(3): 18-23.

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目前关于微网电源容量配置的研究主要针对独立运行情况，虽配置结果可保证系统运行的可靠性，但增加了冗余投资。针对并网运行的风/光/储微电网，制定了其运行策略，分别建立了微网经济性和供电可靠性模型，采用多目标模拟退火粒子群优化算法求取模型的最优解集，得到了微网中风力和光伏发电及储能系统容量配置方案。结果表明，相比于独立运行，在相同的可靠性要求下，以并网运行的角度配置风/光/储微电源容量关系，可明显降低微网投资成本。

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不同电极结构中SF6/N2混合气体正向流注电晕放电特性

李锰，汪沨，王湘汉

电工电能新技术. 2015, 34(3): 24-28.

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宏观上假定气体放电过程中产生的正、负离子束和电子束为流体，采用二维流体动力学模型对SF6/N2混合气体正向流注电晕放电过程进行建模，利用通量校正传输法求解连续方程，通过求解耦合的泊松方程处理空间电荷畸变电场对放电的作用，仿真过程中假设带电粒子的输运参数是折算电场的函数，对比分析了平行板电极间隙、同轴电极间隙和棒-板电极间隙三种电极结构中正向流注电晕放电特性。结果表明：流注电晕的形成加强了流注头部与阳极间的场强，减弱了流注尾部与阴极的场强。只有流注头部所在位置的初始场强足够大时放电才能继续发展，否则放电转化为稳定的流注电晕放电。

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气体绝缘输电线路温升特性有限元分析

靳一林，舒乃秋，邹怡，别芳玫，田双双，邵翠玲，文志强

电工电能新技术. 2015, 34(3): 29-34.

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由于气体绝缘输电线路(Gas-Insulated transmission Lines, GIL)的载流能力与温度相关，本文提出了一种基于有限元分析的GIL温升计算方法。为了研究GIL的负荷电流、气体压强、绝缘气体类型以及导体直径四种参数对GIL温升的影响，建立了二维电磁场分析模型，根据流体力学理论，建立了温度场分析数学模型，并给出了模型求解域及边界条件。利用有限元法迭代求解数学模型，获得了在不同参数下的GIL稳态温度场分布，并探讨不同参数对GIL温度变化的成因、变化趋势以及影响，为GIL的参数优化提供了参考。对比实验数据与模型的仿真结果，验证了模型的有效性。

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双低通滤波器法改进电压型定子磁链观测器研究

操张鹏，廖勇，李福

电工电能新技术. 2015, 34(3): 35-40.

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针对低通滤波器法电压型定子磁链观测模型所存在的零漂问题，提出了双低通滤波器代替纯积分求解定子磁链的新方法，该方法采用两个不同截止频率和比例系数的低通滤波器，对输入反电势滤波后相减消除零漂。从理论上证明了双低通滤波器法定子磁链观测器能够完全消除直流偏置。根据滤波器的特点，提出了幅值和相位的补偿方法，进一步分析了双低通滤波器中参数的选择对其磁链观测的影响。仿真和实验验证了该磁链观测器的正确性和有效性。

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配电系统电力电子变压器拓扑结构综述

陈启超，纪延超，潘延林，王建赜

电工电能新技术. 2015, 34(3): 41-48.

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电力电子变压器（PET）是一种结合电力电子变换器和高频变压器而构成的电能传输设备，在坚强智能电网的建设中有着巨大的应用价值。本文对国内外研究的配电系统电力电子变压器热点拓扑结构做了分类，并针对各种实现方案进行了分析和对比。指出电力电子变压器在减小自身体积和重量、电能质量调节等方面具有传统变压器不可比拟的优势。尤其是具有直流环节的三级型结构，其良好的控制性能使电力电子变压器可实现更多的功能，也为分布式发电系统更好地融入智能电网提供了通道，是电力电子变压器未来的发展方向。最后就电力电子变压器的实际应用提出了需要重点研究的几个关键问题。

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不同类型储能电源参与电网调频的效果比较研究

黄际元，李欣然，黄继军，雷博

电工电能新技术. 2015, 34(3): 49-53.

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保持频率稳定是电力系统正常运行的基本要求。未来，储能电源将成为电力系统中必不可少的辅助调频手段。为比较不同类型储能电源参与电网调频的效果，以常用的电池储能电源（BESS）、电容器储能电源（CES）和超导磁储能电源（SMES）为研究对象，建立了包含储能电源的经典两区域电力系统模型；提出储能电源参与电网调频的运行模式为有功/无功功率（PQ）控制；最后，通过模拟两种不同的负荷扰动，分析了自动发电控制（AGC）-BESS、AGC-CES、AGC-SMES和仅含AGC四种组合方式参与电网调频的控制效果；同时，对后续研究工作进行展望。

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直流阻容式电压互感器用于直流输电谐波电压测量的研究

NGUYEN Phuc Huy，韩民晓

电工电能新技术. 2015, 34(3): 54-60.

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谐波问题的分析与控制是保证高压直流输电系统正常运行的重要内容。为了寻找最适当的测量方法，需要对电压谐波测量进行深入研究。直流电压互感器（DCVT）是测量直流输电系统电压的重要设备。本文介绍与分析了阻容式直流电压互感器的主要组件的特性，如同轴电缆、A/D与D/A转换器、光耦合器，详细分析了分压器的对地杂散电容对电压互感器频率响应的影响,非理想状态下元器件对测量误差的影响。理论分析指出选择一个合适的并联电阻的电容可以减小分压器对地杂散电容的影响，并且可选择精密电阻和电容来减少测量误差。实验结果表明，阻容式直流电压互感器适合直流谐波电压测量，而且测量误差小于02%,可达到10kHz的频率带宽。

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基于多代理的多馈入直流输电换相失败协调预防研究

马静，刘天琪，李兴源，胡楠，李茜

电工电能新技术. 2015, 34(3): 61-65.

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换相失败是换流站常见的故障之一，换流站间的交互作用使多馈入直流输电系统的换相失败更为复杂，故障严重时会引发并发换相失败。换相失败预防控制器检测交流系统发生故障时立刻提前触发，增大换相裕度，避免换相失败。针对多馈入直流输电系统的交互作用，引入多代理系统，提出了基于多代理的多馈入直流输电换相失败协调预防方法，并在PSCAD中搭建了多代理换相失败协调预防模块，将其用于三馈入直流输电系统进行仿真验证，结果表明，多代理换相失败协调预防方法对本地和并发换相失败都可进行有效地预防。

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基于多级EEMD和WVD分布的谐波/间谐波检测方法

张宇辉，段伟润，李天云

电工电能新技术. 2015, 34(3): 66-71.

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为了有效抑制多种噪声和准确检测谐波/间谐波频率，提出了基于多级集合经验模态分解(EEMD)和Wigner-Ville分布(WVD)的谐波/间谐波检测方法。利用白噪声的幅值可调性，对含有噪声的检测信号进行多级EEMD分解，平滑脉冲干扰和削弱白噪声的同时，得到了一组固有模态函数(IMF)分量，对每个IMF进行WVD计算，可准确检测出谐波/间谐波频率，有效抑制了交叉项和噪声干扰。采用最小二乘算法估计各频率分量的幅值，实现了噪声背景下的谐波和间谐波检测。仿真结果验证了该方法的可行性与有效性。

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DC-DC Boost变换器控制算法的研究

杨玉岗，甘汶桦

电工电能新技术. 2015, 34(3): 72-75.

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为了改善DC-DC Boost变换器的性能，在电压控制模式的基础上，设计了PI控制器，对输出电压进行控制。分析了DC-DC Boost变换器的基本原理，推导了变换器的传递函数。本文用Ziegler-Nichols方法和Loop-Shaping方法计算出PI控制器中Kp和Ki的值，进而通过Matlab仿真和实验，比较了两种方法的输出响应，得出结论：采用Loop-Shaping方法能更好改善变换器的性能。

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基于LabVIEW的感应式磁声成像系统的设计

陈晶，刘国强，夏慧

电工电能新技术. 2015, 34(3): 76-80.

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利用虚拟仪器技术和PXI总线技术设计了一套高速同步的感应式磁声成像数据采集和分析系统。整个平台以LabVIEW为开发软件，架构了由永磁体、脉冲信号发生器、超声传感器、运动控制器、高速数字化仪等组成的硬件系统，实现了磁声信号的实时监测和数据分析与处理的功能。该平台具有模块化强、操作方便并且重建算法易于嵌入的优点。为了验证平台设计的有效性,以同心双环为样本在实际的平台上进行了测试和应用，结果表明,最后重构的图像能清晰准确地显示出样本的外形和尺寸。该平台的实现将进一步推进感应式磁声成像技术的实验研究，为不同模体的试验带来很大便利，大大提高了实验和研究工作的效率。

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2015年, 第34卷, 第3期　刊出日期：2015-03-20

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