电工电能新技术

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赵聪，李耀华，李子欣，王平，楚遵方

电工电能新技术. 2016, 35(10): 1-8.

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模块化多电平变流器相间环流的存在使得桥臂电流产生畸变，一方面增加了变流器的损耗，另一方面对功率器件的安全工作范围也提出了更高的要求。本文从两个方面分析了开环环流抑制策略的渐进稳定性。首先证明了开环环流抑制策略的基本原理，并在此基础上提出开环环流抑制的一般原理，为模块化多电平变流器开环环流抑制的系统设计提供了理论依据。其次，相比实现起来更为简单的实际值调制环流抑制方法，本文的基于桥臂能量的开环环流抑制策略具有模块电容电压自平衡的特性，无需施加额外的控制；同时，从理论上证明了该开环环流抑制策略具备在不平衡条件下电容电压自平衡的特性，从而证明了该方法的渐近稳定性。最后，通过仿真验证了基于桥臂能量的开环环流抑制方法的稳定性和其模块电容电压自平衡特性的正确性。

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基于CPS-SPWM调制方法的MMC-HVDC输电系统冗余保护策略研究

胡益，王晓茹，胡柏玮

电工电能新技术. 2016, 35(10): 9-16.

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子模块故障是模块化多电平换流器高压直流输电（MMC-HVDC）系统最常见故障之一。为保证子模块故障后MMC-HVDC系统能够稳定工作，本文首先对子模块故障后桥臂电流、桥臂间环流及直流侧电流的影响进行数学分析，确定了MMC子模块容错方案；然后将子模块冗余控制与带有电容均压控制和环流抑制控制的载波相移脉宽调制（CPS-SPWM）方法相结合，设计了基于电容电压平衡控制CPS-SPWM的冗余保护策略；最后在PSCAD/EMTDC中搭建双端10电平的MMC-HVDC输电系统模型。通过对模型进行稳态仿真以及子模块故障时的暂态对比仿真，验证了本文所提出的冗余保护策略的正确性和有效性。

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含STATCOM的双馈电机风电场无功电压协调控制策略

赵晶晶, 胡晓光, 吕雪, 符杨

电工电能新技术. 2016, 35(10): 17-22.

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为增强风电场并网点电压稳定性，提出了变速恒频双馈风电场与动态无功补偿装置STATCOM间的无功电压协调控制策略。电网故障导致风电并网点不同深度的电压跌落时，根据双馈风机Crowbar保护投切状态，对DFIG风电机组转子侧及网侧变流器与STATCOM进行无功功率分配，协调控制促进风电场LVRT期间风电并网点电压的快速恢复。最后，在DIgSILENT/PowerFactory仿真软件中建立了风电场和STATCOM控制模型，通过仿真验证该控制策略的有效性。

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特高压交流输电线路倒V型绝缘子串电场分布计算和均压环参数优化设计

魏梦婷，霍锋，阮江军，黄从鹏，万小东

电工电能新技术. 2016, 35(10): 23-28.

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倒V型复合绝缘子串相比悬垂绝缘子串有更好的防污、防冰特性，适用于特高压输电线路的改造，而绝缘子串的金具电晕特性问题需要关注。为保障特高压交流输电线路倒V型复合绝缘子串均压环满足工程防晕降噪要求，本文建立了特高压输电线路倒V型复合绝缘子串和均压环的三维有限元模型，采用有限元软件ANSYS对复合绝缘子串和均压环表面电场进行了计算，分析了均压环中心直径、管径、罩入深度、倒V串夹角以及绝缘子串长对电场分布的影响。在综合考虑各因素的前提下，采用控制变量法给出了均压环等参数优化配置建议。

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基于互信息属性分析与极端学习机的超短期风速预测

黄南天，袁翀，王新库，张建业，王文婷，王文霞

电工电能新技术. 2016, 35(10): 29-34.

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超短期风速预测对保证风电并网运行可靠性和维持电力系统安全稳定具有重要的意义，针对风速预测中不同因素对风速影响程度不同的特点，本文提出一种基于互信息属性分析与极端学习机的超短期风速预测方法。首先，选取与风速相关的68种候选属性因素，分别计算其相对于风速序列的互信息值，根据互信息，衡量属性对风速的影响程度，并选择输入属性；然后，由互信息值计算属性权值；之后，采用加权处理后的属性值来训练极端学习机，构建风速预测模型；最后，采用新模型预测未来4h内风速。采用北纬39.91°、西经105.29°的美国风能技术中心的实测数据开展实验，实验结果表明，新方法具有良好的预测精度，能够满足实际风速预测需要。

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电力系统接地网缺陷诊断方法及发展趋势

杨虹，刘国强，张来福，李艳红

电工电能新技术. 2016, 35(10): 35-42.

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针对电力系统接地网腐蚀、断裂等故障的定位和定量评估问题，总结分析了接地网缺陷评价方法，将目前应用的或潜在的诊断方法分为两类，一类为非成像接地网状态检测方法；一类为接地网状态成像检测方法，论述了变电站接地网缺陷诊断评价方法现状。同时，对变电站接地网状态评价方法的发展趋势进行展望，指出了准确获得反映接地网故障的高分辨率特性参数图像意义重大，提出了实现接地网高分辨率图像重建面临的困难。接地网状态成像检测方法是非常值得研究的课题，将为接地网状态诊断带来一种全新而有效的新方法。

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《电工电能新技术》期刊在线投稿系统上线通知

电工电能新技术. 2016, 35(10): 42-42.

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                      《电工电能新技术》期刊在线投稿系统上线通知
尊敬的作者和读者：
    感谢您长期以来对本刊的支持!为适应当前网络出版信息化的需求，更好地为广大作者和读者服务，促进期刊出版的规范化和科学化，《电工电能新技术》在线投稿系统已于2016年3月1日正式上线，投入使用。《电工电能新技术》期刊网站是集编辑部信息，期刊采编系统，网刊发布系统、知识交流平台等为一体的综合管理系统，旨在为读者、作者、审稿专家及编辑提供交流互动平台。期刊采编系统包括作者在线投稿、专家在线审稿、编辑在线办公等功能，能够实现投稿-审稿-编辑-编审整个过程的全在线处理，提供全流程的邮件自动发送及自动提醒功能。作者可通过网站投稿并查询稿件实时处理情况，审稿专家可实现网上审稿并查询稿件审理情况，广大读者可通过网站在线期刊模块阅读并下载已出版的期刊，并根据需求进行检索与个性化订阅，了解行业领域的最近技术进展，促进技术交流与传播。
    网站目前处于初运行阶段，欢迎广大作者、审稿专家、读者及时向编辑部反映使用时遇到的问题，提出改进建议，以便我刊不断完善服务工作。
    联系人：朱龙琴;联系电话：010-82547228，82547196；
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                                                                                          《电工电能新技术》编辑部

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开放式磁共振系统中梯度磁场的快速计算方法

朱旭晨，王秋良，王厚生

电工电能新技术. 2016, 35(10): 43-48.

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梯度线圈是磁共振系统的核心部件之一，其产生的梯度磁场是成像空间定位的物理基础。在开放式磁共振系统中，大量铁磁介质会导致实际梯度磁场偏离设计值，因此需要对实际梯度磁场进行校验。本文针对开放式磁共振的结构特点，提出了一种基于扇环形状单元的积分方程法，可以计算二维/三维模型中的梯度磁场。针对两种常见的开放式磁共振结构，通过将本文方法的计算结果与其他三种方法（直接法、镜像法和有限元法）进行对比，证明了本文方法在保证计算精度的同时，可以大幅减少计算时间，在重复计算和迭代优化中具有显著优势。实验结果证明了该算法具有良好的可靠性。

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异步电机定子叠频法温升试验及效率研究综述

王伟光，陈卫杰，李伟, 梁艳萍, 李藏雪

电工电能新技术. 2016, 35(10): 49-62.

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大功率及立式异步电机难以找到恰当的对拖机组或负载，需要通过定子叠频等效负载法来模拟温升试验，即将两种相近频率主、副电源矢量叠加形成新的拍频电源，将其加载在电机的接线端。合成的气隙旋转磁场在同步转速附近产生脉动振荡，使得异步电机转子在发电和电动两个状态频繁切换，改变转子转动惯量，从而在电机绕组中引入电流，从电机损耗的观点考虑相当于引入了一个等效的机械负载。本文探讨了叠频时异步电机各种损耗的变化规律，以及效率、温升的估算误差，即叠频时温升增加2～6K，效率降低0.5%～1%。叠频理论对电磁、通风计算和滑动轴承润滑计算具有指导作用，本文提出了水润滑推力轴承叠频试验可行性。目前，我国叠频技术应用尚处于发展阶段，借鉴美国IEEE112-B、日本JEC-2137、澳大利亚AS/NZS1359.5、欧盟IEC34-2的最新电机标准，对国标GB/T1032中有关叠频试验部分要求进一步细化。最后，探讨了叠频方法当前存在的问题及未来仍需深入研究的方向。

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“电力电子变压器”专题征稿启事

电工电能新技术. 2016, 35(10): 62-62.

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                                             “电力电子变压器”专题征稿启事
    电力电子变压器（power electronic transformer，PET）亦称固态变压器（solid-state transformer，SST），是通过电力电子技术将电气隔离、电压变换、潮流控制、无功补偿、可再生能源接入等功能集于一身的新型电气设备。相对传统变压器，PET显著提高了装置本身的可控性、灵活性和兼容性，可以替代传统变压器并提高现有电网的智能化水平，也可以作为能源互联网中的"能量路由器"实现不同节点潮流的实时调节与控制。自从智能电网和能源互联网的概念被提出之后，PET得到了世界范围的广泛关注。我国也将基于宽禁带半导体器件的电力电子变压器列入了国家重点研发计划重点专项作为电力电子领域重要的研究方向。但是，目前PET的研究基本还处于实验室阶段，距离实际应用和规模化推广尚有一定距离，也有诸多问题需要进行研究并解决，例如电路拓扑复杂、运行效率不高、体积/重量/造价高于传统变压器等。
    为展示该领域最新进展和发展趋势，共享最新学术和技术成果，《电工电能新技术》编辑部特邀中国科学院电工研究所李子欣研究员担任特约主编，主持“电力电子变压器”专题，希望与作者、读者一起，共同研讨电力电子变压器的应用与未来，共同推进电力电子变压器各方面的研究成果。征稿方式及注意事项如下：
    一、专题征稿范围（包括但不限于）
    1．PET的紧凑化新型电路拓扑。
    2．PET的高效率调制/控制策略。
    3．PET的非线性损耗特性分析及评估方法。
    4．PET的体积/重量功率密度评估方法。
    5．PET内部、外部故障情况下的故障检测及穿越运行策略。
    6．SiC、GaN等宽禁带半导体器件在PET中的应用研究。
    7．PET在智能电网、能源互联网、可再生能源接入等系统中的应用。
    二、投稿要求
    1. 论文应重点突出、论述严谨、文字简练、避免长篇公式推导（必要的推导可列入附录），篇幅以6-8页为宜。
    2. 来稿请用Word 排版、格式、摘要、作者信息参照《电工电能新技术》论文模板。
    三、投稿截止日期：
    2016年12月31日，拟于2017年4月出版。
    四、投稿方式：
    请登录http://159.226.64.23/Jwk_dgdn/CN/volumn/home.shtml 注册作者用户名和密码投稿，请注意在投稿栏目中选择“电力电子变压器”。
    真诚欢迎国内外相关领域的专家学者及国家级科研计划承担单位踊跃投稿！
    联系方式：杜永红 010-82547196      duyonghong@mail.iee.ac.cn
    李子欣 lzx@mail.iee.ac.cn

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基于改进的SVM的电能质量复合扰动分类

赵立权，龙艳

电工电能新技术. 2016, 35(10): 63-68.

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本文利用支持向量机对电能质量复合扰动进行分类，解决其多重分类问题，为了提高其整体分类的准确率，对支持向量机中的核函数进行了改进。考虑到特征向量在核函数中心位置的聚集程度会影响支持向量的数目，本文在核函数中引进一个径向宽度因子和一个幅值调节因子，从而解决传统核函数存在的问题，减少支持向量数目，降低计算复杂度。将改进后的算法应用到电能质量复合扰动分类中，验证所提方法对于电能质量复合扰动分类不仅具有可行性，并且有较高的分类准确率。从仿真实验结果可以看出，改进的方法对常见的7种单一电能质量扰动信号和5种电能质量复合扰动信号能够进行分类，相对原算法提高了分类准确率。

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单线电能传输的实验研究

张泽然，陈希有，周宇翔，杨杰

电工电能新技术. 2016, 35(10): 69-74.

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研究了由两个特斯拉线圈构成的小型单线电能传输系统，介绍了该系统的基本组成与设计参数，重点研究了系统在不同负载和不同传输距离情况下的电压增益频率特性，发现系统具有两个不同的谐振频率，随着传输距离的改变，系统的两个谐振频率会发生偏移。在传输能力方面，以信号发生器作为高频电源，当系统的传输距离为20m时，依然可以点亮LED，证明了单线电能传输的可行性。实验还发现，金属障碍物并不会影响系统的电压增益。利用海水代替单根导线进行实验，发现借助海水也可以进行电能传输，这为向海岛输送电能提供了新的可能。最后，分析了系统中存在的能量损耗和谐振频率偏移问题，并提出了相应的解决方案。

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世界首根百米级铁基超导长线研制成功

电工电能新技术. 2016, 35(10): 74-74.

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世界首根百米级铁基超导长线研制成功
　　中国科学院电工研究所7日宣布，该所研究员马衍伟团队成功研制国际首根100米量级铁基超导长线。这是铁基超导材料从实验室研究走向产业化的新的里程碑。
　　目前，世界上美、日、欧等国家的铁基超导线制备还处于米级水平。如何突破百米级高性能铁基超导长线制备技术是其规模应用的关键，也是当前的重大技术难点。
　　马衍伟团队于2008年在国际上研制出首根铁基超导线材，随后在铁基超导材料的成相物理化学、元素掺杂、线带材成材、热处理工艺、微观结构等方面深入研究，掌握了采用成本较低的粉末装管法制备高性能铁基超导线带材的一整套关键技术，并在铁基超导线带材的载流性能方面一直保持国际领先水平。2010年，他们首创铁基超导前驱粉先位烧结工艺，为线材载流性能显著提升奠定了基础；2013年，成功制备国际首根高性能铁基超导多芯线；2014年，率先制备出国际首根10米量级高性能铁基超导长线，走出了线材规模化制备的第一步。
　　在此基础上，该团队进一步深入探索铁基超导线材规模化制备工艺，通过对超导长线的结构设计研究和加工技术的试验优化，成功解决了铁基超导线规模化制备中的均匀性、稳定性和重复性等技术难点，最终制备出了长度达到115米的铁基超导长线。经测试，其载流性能表现出良好的均匀性和较弱的磁场衰减特性，在10特斯拉高磁场下的临界电流密度超过12000安培每平方厘米。专家指出，这一重大突破表明我国已率先掌握了具有自主知识产权的铁基超导长线制备技术，奠定了铁基超导材料在工业、医学、国防等诸多领域的应用基础。（摘自科技日报 2016-09-08）

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基于改进雷达图法的电力信息运维技能综合评价模型

曲朝阳，徐鹏飞，娄建楼，颜佳，独健鸿，刘芳形

电工电能新技术. 2016, 35(10): 75-80.

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针对电力信息运维技能评价结果不够形象直观的问题，提出了基于改进雷达图法的电力信息运维技能综合评价模型。该模型的评价过程如下：首先建立电力信息运维技能评价指标体系，然后基于主客观组合赋权法确定每个子系统的综合权重，最后使用改进雷达图法构建综合评价模型对电力信息运维技能进行评价。经实例验证，该模型能够形象直观地评价电力信息运维技能，其计算速度快，可靠性高，具有实际意义。

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2016年, 第35卷, 第10期　刊出日期：2016-10-23

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