电工电能新技术

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徐铭铭，肖立业，王海风，林良真

电工电能新技术. 2015, 34(4): 1-5.

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直流配电网电缆发生短路或接地故障时，直流断路器将故障区间隔离，此时为尽快排除故障恢复供电，需要快速确定故障点的位置。本文根据配电线路特征使用RL简化线路模型分析故障回路，提出在故障区间始端投入一个小型电容用于向故障回路放电，电容、线路和故障点过渡电阻形成一个串联的二阶电路，该二阶电路的特征频率和衰减系数反映了回路参数。利用Prony算法提取电容放电电流的特征频率和衰减系数，可以确定故障回路参数，得到故障距离。为避免线路电感分布不均影响定位精度，本文提出采用双端测量法消去线路电感，利用电阻参数计算故障距离。在Matlab/Simulink工具箱中搭建了仿真模型，仿真结果验证了该方法的有效性。

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风力发电机自循环蒸发内冷系统的静态分岔分析

李旺，王海峰，顾国彪

电工电能新技术. 2015, 34(4): 6-11.

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风自循环蒸发内冷系统具有无泵自循环、冷却效率高、运行安全可靠、基本免维护等特点，非常适合在风力发电机中应用。蒸发内冷系统的稳定性对风力发电机的安全运行十分重要，而目前尚没有针对该系统稳定性的非线性分析。本文基于非线性分岔理论及其DERPAR数值计算方法，对应用于风力发电机的自循环蒸发内冷系统的静态稳定性进行了深入研究，首次获得了该系统的两相自然循环静态分岔图，并且分析了系统非线性的本质。最后，针对风力发电机这一特殊应用场合，对系统进行了参数效应研究，为系统的优化设计和安全运行提供理论参考。

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局部阴影条件下光伏阵列最大功率点跟踪方法对比研究

梁晓莉，戚军，张有兵，谢路耀

电工电能新技术. 2015, 34(4): 12-17.

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近年来涌现了许多针对局部阴影条件的光伏阵列最大功率点跟踪（MPPT）方法，这些方法的跟踪性能表现不一，目前也缺乏统一的评价标准。基于对大量文献的阅读与总结，选取了五种较为典型的多峰MPPT方法，对其在大量典型局部阴影案例下的跟踪性能进行Matlab仿真分析，并总结对比了各类MPPT算法的静态跟踪性能、动态跟踪性能以及MPPT效率。本文有助于光伏工程设计与装置研发人员快速了解并掌握当前最新的MPPT方法及其性能，为实际应用中MPPT方法的选取以及提高发电效率提供借鉴。

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基于广义逆算法的电压暂降状态估计

王佳兴，杨洪耕，王泽，韩斐

电工电能新技术. 2015, 34(4): 18-23.

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提出了一种基于广义逆算法的电压暂降状态估计（VSSE）新方法，将传统的随机故障点法和解析法相结合得到电压暂降状态估计方程。克服了传统随机故障点法选取故障点位置和数量的盲目性，具有在减少计算量的同时且能保证评估精度的优点，并利用广义逆算法准确可靠地求解此欠定方程组。相对于整数线性规划和遗传算法，该方法无需迭代，不存在收敛性问题，且计算复杂度小，计算历时少。另外由于该算法本身没有参数约束问题，克服了遗传算法在交叉和变异过程中选取参数时依靠人为主观经验的缺点。利用该方法在IEEE-30标准节点系统上进行仿真计算，并与遗传算法对比，结果验证了本文方法的准确性和可靠性。此方法适用于任何规模电网发生对称故障和不对称故障时的电压暂降状态估计。

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磁耦合谐振式无线电能传输系统存在干扰因素下的频率特性研究

薛明，杨庆新，李阳，张献

电工电能新技术. 2015, 34(4): 24-30.

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本文从互感模型出发，对磁谐振耦合式无线电能传输系统的拓扑结构进行分析，得出了系统的简化模型，进而推出了发射器与接收器存在耦合角度和水平偏移等外界扰动情况下，负载接收功率和系统传输功率与系统的传输距离的关系。为验证理论分析的正确性，制作了试验样机进行验证。最后，以系统最大传输效率为目标，利用实验样机，对存在扰动下的无线电能传输系统进行频率跟踪，得出了系统工作频率的变化范围Δf。其结果可为磁耦合谐振式无线电能传输系统频率鲁棒性的研究提供依据。

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基于全损耗计算的空心电力电抗器温度场研究

阎秀恪，代忠滨，于存湛，谢德馨

电工电能新技术. 2015, 34(4): 31-36.

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针对引发空心电力电抗器故障的局部过热问题，在二维和三维磁场有限元分析的基础上，计算空心电抗器的全部损耗——绕组内损耗和接线臂构架内的涡流损耗。其中绕组内损耗包括绕组电阻性损耗和绕组内的涡流损耗。以计算得到的全部损耗作为热源，结合空心电抗器的散热条件，建立空心电抗器内部温度场及周围流体场耦合有限元模型,对空心电抗器进行了二维和三维流场-温度场耦合计算，得到了电抗器各包封的温度分布，研究结果表明接线臂构架和撑条影响了电抗器的温升以及最热点位置，考虑全部损耗和散热条件的三维流-热耦合分析是十分必要的。

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基于区间-粒子群算法的油纸绝缘等效电路参数计算

李安娜，蔡金锭，甘露，曾静岚

电工电能新技术. 2015, 34(4): 37-42.

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回复电压法是一种研究变压器绝缘老化状态的非破坏性检测方法。现阶段, 为了从理论上分析介质极化特性，许多学者通过建立等效电路模型来辅助分析油纸绝缘老化机理。因此，准确地辨识等效电路参数对后续研究油纸绝缘老化起到至关重要的作用。本文使用初始斜率特征量辨识介质响应等效电路参数的数学优化模型，其计算简单，操作方便。考虑到实际测试中充电电压的波动和测量误差会带来参数计算的误差，本文首次提出采用区间-粒子群算法对等效电路模型进行区间参数计算。区间-粒子群算法在高维多峰值函数中不仅有较好的执行效率，而且能够搜索到最优可行区间。最后通过仿真实例验证了等效电路模型的准确性和区间-粒子群算法进行参数计算的适用性。该研究结果为进一步评估油纸绝缘老化奠定了良好的基础。

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基于相关Blackman窗的FFT介损角测量算法

孙鹏，杨永越

电工电能新技术. 2015, 34(4): 43-48.

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在高压电气设备介损角在线监测中，由于存在工频周期信号的非同步采样和截断现象，从而造成利用FFT算法计算介损角产生较大的误差。本文分析了非同步采样造成的FFT算法的泄漏效应，提出了一种基于相关Blackman窗的FFT介损角测量算法。该方法采用相关Blackman窗对系统电流与电压信号进行加权，然后利用频谱相位差校正法进行频谱校正以获得基波相位，最后根据电流与电压的基波相位差来计算出介损角。仿真结果表明该算法有效地克服了非同步采样和截断造成的介损角测量误差，并且能够大大降低信号频率波动、高次谐波对介损角测量精度的影响。

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中波频段输电线路无源干扰的谐振及地线感应电流特性

唐波，陈彬，张翼，白永祥，瞿子航

电工电能新技术. 2015, 34(4): 49-55.

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当前我国特高压输电线路无源干扰的谐振主要引用IEEE的研究结论，然而IEEE认为该结论仅适用17MHz以下频率。针对于输电铁塔与地线相连的情况，根据IEEE的研究成果，归纳出依据地线感应电流特性判定输电线路无源干扰谐振的产生条件。以IEEE研究模型为对象，采用线天线和垂直极化平面波进行激励，结合输电线路无源干扰线电场积分方程与矩量法，计算并分析了100kHz～3MHz频率的地线感应电流及无源水平。研究结果验证了IEEE提出的17MHz以下频率感应电流为无源干扰决定性影响因子的结论，但“整数倍波长回路谐振频率”预测准确性有限。

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多判据融合小电流单相接地故障选线方法研究与实验

张国军，韩静静，任荣，田永锋

电工电能新技术. 2015, 34(4): 56-61.

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小电流接地系统单相接地故障选线问题一直没有得到很好的解决，以往单一的选线方法有一定的局限性和适用性，并且故障选线时没有用到对选线有利的故障信息，选线的灵敏性及可靠性并不高。文中将优势互补的选线方法运用模糊理论智能融合，根据不同的选线方法利用对选线有利的故障数据，形成一种多判据融合的选线方法。实验室条件下搭建模拟电力系统，实验结果表明选线方法结果准确，能适用于各种单相接地故障的小电流接地系统。

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基于小波轮廓描述符和动态时间扭曲的电压扰动分类

吴杰，吕春媚，崔彪

电工电能新技术. 2015, 34(4): 62-67.

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为更好地提高电压扰动信号的识别精度，提出了一种基于小波轮廓描述符和动态时间扭曲的新算法。首先将信号通过小波变换进行滤波处理，然后根据小波轮廓描述符的定义，在Mallat算法的基础上提取各扰动信号的小波轮廓描述符作为参考模板，再通过动态时间扭曲分类器与参考模板进行匹配，选取最优路径获得分类结果。本文提出的识别方法无需先对扰动信号进行多种特征提取再分类，识别过程较为简单；而且解决了对电压闪变和暂态脉冲等扰动不明显或扰动时间较短的信号易引起误判的问题。Matlab仿真分析的结果证明，此方法能够快速有效地识别出扰动信号，准确率高。

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电容器过电压阻尼装置参数的设计研究

吴细秀，邓雷，吴士普，龙飞，魏梅芳

电工电能新技术. 2015, 34(4): 68-74.

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论文分析了电容器过电压阻尼装置的工作原理，详细讨论了最佳阻尼电阻和间隙击穿电压的计算过程。首先论文分析了并联电容器组过电压的产生原因及其影响因素，获得电容器上可能出现最大过电压的条件。在此基础上，阐述了阻尼装置投入运行的条件以及最佳阻尼电阻的确定方法。在获得最佳阻尼电阻值后，建立加装过电压阻尼装置的电路仿真模型，讨论电容器过电压倍数与间隙击穿电压值之间的关系，确定间隙击穿电压范围。依据该设计思想，论文作者设计了一套110kV三相过电压阻尼装置，该装置已运行在吉尔吉斯坦某变电站，现场运行结果表明该三相阻尼装置的确能抑制投切电容器产生的过电压，从而验证了本文设计思想的正确性。

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一种应用于双向DC/DC变换器的新型耦合电感的设计

杨玉岗，叶菁源，李海光，马杰

电工电能新技术. 2015, 34(4): 75-80.

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本文提出的“I王I”形耦合电感器通过增加磁路气隙的数量，使磁路的磁压分布更加均匀，与传统铁心电感器相比显著减小了磁路的电磁损耗、电磁干扰和线圈的涡流损耗，且增大了窗口面积。通过分析耦合电感器的磁通分布，建立磁路模型，给出了耦合电感器的设计方法，并对所提出的耦合电感器进行仿真，结合双向DC/DC变换器的实验验证了“I王I”形耦合电感器结构的可行性。

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2015年, 第34卷, 第4期　刊出日期：2015-04-20

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