电工电能新技术

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朱高嘉，朱英浩，佟文明，韩雪岩，朱建国

电工电能新技术. 2017, 36(12): 1-7. https://doi.org/10.12067/ATEEE1612086

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为研究高速永磁电机的温度分布状态和冷却系统效率，以一台全封闭式15kW、30000r/min高速非晶合金永磁电机为例，分析电机内冷却介质的流动状态和电机温升分布，并通过对比一台结构相似的10kW、2250r/min样机的温升计算结果和实验结果，验证算法的准确性和可靠性。针对全封闭式永磁牵引电机转子发热严重的特点，建立了一套由转子径向风孔隔板作为风扇驱动、自循环轴向-径向混合通风冷却系统，通过流固耦合仿真验证了冷却系统的高效性和可靠性。计算结果表明，通过应用该冷却系统可以有效地降低转子位置的温升，对全封闭式高速永磁电机冷却结构设计具有一定的参考意义。

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基于转矩分配的开关磁阻电机转矩脉动抑制的研究

杨光，杨明发，石凯

电工电能新技术. 2017, 36(12): 8-14. https://doi.org/10.12067/ATEEE1608028

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转矩脉动是开关磁阻电机亟待解决的问题和研究难点之一，其限制了速度控制性能和位置测量精度的进一步提升。基于转矩分配的开关磁阻电机转矩脉动抑制的理论研究已取得较大进步，但由于电机磁路的非线性，使得在实际应用中转矩很难准确反馈。本文根据电机的实际规格和尺寸，采用Maxwell3D计算出在不同转子位置和相电流下的转矩，建立了转矩-电流逆模型；通过合理地设置开通角、换相重叠角和关断角，简化了程序设计，抑制了反向制动转矩；进而根据转矩分配函数，采用电流闭环对转矩进行间接控制。仿真和实验结果证明了该方法可以有效地减小转矩脉动。

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基于电荷平衡的两级式逆变器前级电路控制方法

袁义生，周盼，田纪云

电工电能新技术. 2017, 36(12): 15-21. https://doi.org/10.12067/ATEEE1610011

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针对两级式逆变器传统控制中无法兼顾抑制二次纹波电流i2nd和改善中间母线电压ub动态特性的问题，提出了一种基于电荷平衡控制和传统控制相组合的方法，前者负责改善动态下ub的控制，后者负责稳态下抑制二次纹波电流i2nd的控制。分析了前级电路双环控制中符合i2nd需求下电压环的设计方法、Δub对穿越频率ωc范围的影响，以及最终对ub动态响应时间ts的影响。推导了电荷平衡控制的原理，占空比的获取，提出了一些设计关键问题的解决办法。最后在一台100V输入、200V中间母线电压、110V输出、450W负载的样机上进行了测试，比较了传统方法和所提控制方法在投载下的动态特性，显示所提方法具有响应快，波动小的优点，证明了方法的有效性。

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计及碳交易成本及能效电厂的电源规划模型

钟嘉庆，靳国臣，张晓辉，赵腾飞，高会芳

电工电能新技术. 2017, 36(12): 22-29. https://doi.org/10.12067/ATEEE1606012

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在低碳经济背景下，新能源机组及碳交易机制的引入成为电力系统实现低碳减排重要的方法。同时，由于需求侧资源在降低系统碳排放量和增加系统可靠性方面有较大潜力，为此，将需求侧的能效电厂加入到规划方案中，建立了包含系统经济性及可靠性的低碳电源规划模型，目标函数中计及了机组建设成本、能效电厂建设成本、机组运行成本、碳交易成本，并将可靠性约束条件加入到模型中。采用离散细菌群体趋药性算法对所建模型进行求解，对两种电源规划模型进行了对比，并在不同碳排放限额、不同电量不足期望值限额两种情况下进行了灵敏度分析，仿真结果验证了模型和算法的有效性。

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低碳环境下微电网供需联合优化调度

崔明勇，王楚通，陈钰婷，王玉翠，陈辰

电工电能新技术. 2017, 36(12): 30-38. https://doi.org/10.12067/ATEEE1706041

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全球多国积极发展低碳经济，大力开发清洁能源。电力市场化改革的积极推进和用户用电个性化的提高，使得电源侧机组调度和需求侧用电管理结合的供需互动理念逐渐成为重要的研究课题。本文建立了以总运行成本最小为目标的微电网供需联合调度模型。该模型对电源侧考虑微源发电的经济性与环保性进行互补发电调度，对需求侧负荷调度时考虑阶梯式补偿价格，并在微电网供需联合调度的经济性目标函数中引入环保性参数，最后仿真验证模型的有效性，并分析了不同补偿价格对削减类负荷调度结果的影响。

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基于PSO-OMP优化的WD-ASD超短期负荷预测

曲正伟，张坤，王云静，韩艳丰，郝丽丽，王崇轶

电工电能新技术. 2017, 36(12): 39-45. https://doi.org/10.12067/ATEEE1608014

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为提高负荷预测精度，降低电力系统规划决策的保守性，本文提出了一种基于小波-原子稀疏分解（WD-ASD）的超短期负荷预测模型。该模型使用模糊聚类算法提取相似日为历史数据，采用小波分解（WD）作为前置环节，以基于原子表达式的自预测和基于最小二乘支持向量机（LSSVM）的残余分量预测为基础构建原子稀疏分解（ASD）预测模型，分别对负荷的高低频分量进行预测，并将结果相加得到最终预测值。其中ASD分解过程由正弦原子库自适应匹配分解完成，并将粒子群算法（PSO）和正交匹配追踪（OMP）算法相结合以增强原子稀疏分解能力。实际负荷数据算例验证了所提方法的自适应性、快速性及有效性。

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随环境条件变化的输电线路输送容量概率建模研究

张斌，林章岁，叶荣，胡臻达，金涛，温步瀛

电工电能新技术. 2017, 36(12): 46-52. https://doi.org/10.12067/ATEEE1611047

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充分挖掘线路的输电潜能，提高现有电网的输电效率，是当前研究的一个热点。通常输电线路中静态载流量的计算是在保守的环境下获得，未考虑到实际运行环境。而动态载流量的计算是通过对运行环境的实时监测值，即结合实际环境温度、风速等因素，来确定其传输的极限容量，由此可以提高线路的输电效率。本文通过BP神经网络对某地区的历史气象数据进行分析和预测，由于该方法对气象预测效果较好，故将预测获得的数据作为概率模型的源数据，并提出一种基于电流密度函数的概率建模的动态增容研究方法。通过动态增容方法在某地区的应用分析，表明在迎峰度夏时可适当提高输电线路载流量，且可确保输电线路的供电可靠性。

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基于meat grinder with SECT电路的50kJ电感储能型脉冲电源的研究

班瑞，于歆杰，刘旭堃，李臻

电工电能新技术. 2017, 36(12): 53-58. https://doi.org/10.12067/ATEEE1705008

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电感储能型脉冲电源是目前电磁发射技术的研究热点，提升装置储能密度对于推动电感储能型脉冲电源的应用和研究具有重要意义。本文介绍了一种适用于电感储能型脉冲电源的名为meat grinder with SECT的新电路，并对该电路进行了详细的原理分析，指出该电路兼具电流关断能力强和拓扑结构简单的优点。通过仿真将meat grinder with SECT和STRETCH meat grinder、STRETCH meat grinder with ICCOS这两种主流电路进行了性能比较，发现meat grinder with SECT电路在保持电气性能不变的同时，成本最低，体积最小。基于meat grinder with SECT电路，本文研制了50kJ电感储能型脉冲电源并进行了试验测试，测试结果达到了预期目标。

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变频器低电压穿越电源的设计与实现

林志法，宋冬冬，丁来伟，杜海江

电工电能新技术. 2017, 36(12): 59-64. https://doi.org/10.12067/ATEEE1610062

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异步电机变频器应用在一些重要场合时，要求当电网电压跌落，在其启动低电压保护使电动机停机前，维持变频器运行一定时间，给系统其他环节足够的响应处理时间。针对此要求，设计了用于变频器的低电压穿越电源，在功率回路、控制回路、辅助回路等环节进行了严格设计。该电源采用在电网电压跌落时投入供电，电网正常时旁路的工作方式；在投入供电时，采用双单环PI自动闭环控制，提高了设备的响应速度和控制精度；为了提高设备自动运行的可靠性，软件设计上加入了日自检、年自检和故障检测功能。仿真和实验表明，电网电压跌落到变频器可以耐受的额定电压的80%时，低电压穿越电源自动迅速投入进行升压，直至电网电压跌落到额定电压的20%的情况下也能保持运行，输出侧电压响应速度和纹波值均在合理范围之内。

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用于糖尿病并发症研究的极低频脉冲磁场设计与实现

潘伟，潘卫东，许静静，孔祥阳

电工电能新技术. 2017, 36(12): 65-70. https://doi.org/10.12067/ATEEE1609021

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糖尿病作为一种终身代谢性疾病，并发症高达一百多种。研究表明，脉冲磁场能促进胶原纤维沉积，改善胶原纤维排列和取向，有助于糖尿病伤口愈合，能有效地促进糖尿病患者的溃疡静脉愈合。为了进一步探索脉冲磁场在糖尿病治疗中的场强、脉冲宽度、频率和治疗时间，本文提出了一种脉冲磁场发生方案，应用此方案设计了基于STM32单片机控制的低频脉冲磁场发生装置，其可以输出0～100Hz连续可调，最大磁感应强度100mT的脉冲磁场。利用ANSYS软件进行仿真，确定并优化磁场产生线圈的结构与尺寸。用STM32单片机对磁场进行控制，设计出相应的硬件及其接口，实现了对磁感应强度的实时控制与检测。通过选择开关器件、设计线圈和续流回路等措施减少脉冲磁场宽度，通过对螺线管线圈结构的设计，减少线圈发热对生物实验的影响。试验表明，该装置操作简便，性能稳定可靠，已在糖尿病并发症治疗的研究中得到应用。

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协调运行经济性与安全性的电力系统连锁故障风险控制方法

杨超平，姚锐，张爽，顾雨嘉，沈沉

电工电能新技术. 2017, 36(12): 71-78. https://doi.org/10.12067/ATEEE1701012

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连锁故障对电力系统的危害巨大，因此有必要在连锁故障模拟和风险评估的基础上，实现对连锁故障风险的有效控制。本文提出了一种基于连锁故障模拟和风险评估结果的风险控制方法。首先通过对风险展开式进行近似线性化，求得连锁故障风险的梯度；然后利用风险梯度建立了协调控制优化模型，通过求解得到全系统发电出力调整和切负荷策略，在有效降低风险的前提下最小化控制成本，实现运行经济性与安全性的协调。为了克服线性化带来的较大误差，进一步提出了风险协调控制优化多步迭代方法。4节点测试系统和宁夏电网算例结果验证了所提方法的正确性和计算效率。本文所提方法能够用于离线预想故障分析，并具有在线分析和辅助决策的潜力。

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中英文目录（2017年第1期）

电工电能新技术. 2017, 36(12): 79-79.

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《电工电能新技术》2017年题目索引

电工电能新技术. 2017, 36(12): 80-90.

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2017年, 第36卷, 第12期　刊出日期：2017-12-23

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