电工电能新技术

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杨立敏，李耀华，王平，李子欣

电工电能新技术. 2017, 36(6): 1-8.

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电网异步互联和可再生能源装机容量增加的现实需求，推动柔性直流输电系统已经达到3000MW的级别。当前，受功率半导体器件发展水平所限，需要设计组合式模块化多电平换流器（MMC）拓扑实现柔性直流输电系统的扩容。但是，不同组合方式下系统参数设计以及所适用IGBT器件类型差异很大，这对多变量下的组合式换流器损耗特性研究提出了挑战。本文首先提出了一种单台MMC的损耗计算方法，然后推导了组合式MMC的损耗计算解析表达式。在此基础上，对比分析了采用4500V/1500A和4500V/3000A IGBT器件的情况下，四种适用于±500kV/3000MW柔性直流输电换流器的组合式MMC拓扑损耗特性。PSCAD/ EMTDC仿真结果表明，四种拓扑中并联式MMC拓扑的损耗最小，验证了损耗特性分析的正确性。

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交流背景谐波对MMC多端直流的影响分析及抑制策略

许冬，韩民晓，于思超，唐晓骏

电工电能新技术. 2017, 36(6): 9-15.

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连接弱交流系统是基于模块化多电平换流器(MMC)的多端直流输电系统的重要应用场景之一。然而，弱交流系统更易受到谐波扰动的影响，该交流系统中的非线性设备可能形成总谐波畸变率偏高的背景谐波电压，这些背景谐波电压将在MMC的三相桥臂中产生正序、负序及零序电压分量及相应的电流分量。在一些极端情形下，某些频率的谐波将会引起直流网络的谐振，导致直流网络的谐波含量显著增大，并通过直流网络传播到其他互联的交流系统中。因此，本文首先从理论上分析了交流系统电压背景谐波对MMC桥臂电压的影响，获得了谐波传递规律；在此基础上，设计了利用MMC子模块储能能力的抑制直流侧谐波的附加控制策略。在PSCAD/EMTDC中的仿真表明，本文所提出的控制策略能有效阻断背景谐波向直流网络的传播，避免直流网络由于背景谐波产生谐振现象。

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计及寄生电容和纹波电流的电压源型逆变器死区效应与补偿方法

谢晔源，谢瑞，李成敏，周志超，李武华

电工电能新技术. 2017, 36(6): 16-21.

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电压源型逆变器中固有的死区效应降低了输出电压的品质。为了精确补偿死区效应，需要建立死区效应导致的逆变器输出电压失真的精确模型。但是，已有死区效应模型没有考虑开关管等效并联电容和电感电流纹波对于死区效应的影响，导致死区补偿结果难以优化。本文通过详细分析和推导，发现寄生电容和纹波电流会影响输出电压的精度，并给出了输出电压误差的精确数学表达式。在此基础上，本文提出一种在线、自适应的死区精确补偿方法。最后，通过仿真和实验证明了本文分析的正确性和死区补偿方法的有效性。

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考虑转矩失衡的定子Crowbar双馈风电机组的低电压穿越技术研究

周士琼，王倩，吕潇，郝勇奇，倪亚玲，刘东霖

电工电能新技术. 2017, 36(6): 22-29.

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针对故障期间定子Crowbar阻抗计算仅考虑抑制转子侧过电流而忽略风机转速加速问题，提出了一种考虑转矩失衡的定子Crowbar双馈风电机组低电压穿越技术。电网发生故障时，考虑系统间存在不平衡转矩，求解了使风电系统稳定的临界定子Crowbar电路阻抗并结合定子电流跟踪控制策略间接控制风电机组输出功率。仿真分析表明，所提控制方案在确保实现双馈风电机组低电压穿越的同时，能够有效地降低转子暂态电流、超速风险及稳定直流母线电压，并向电网提供无功功率及故障后较快的有功功率恢复速度。

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并网型直流微电网主动协调控制方法研究

杜少飞，谢文超，朱永强，文俊，夏瑞华

电工电能新技术. 2017, 36(6): 30-38.

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本文设计了一种应用于并网型直流微电网的主动协调控制方法。该方法将并网型直流微电网中的微源分为三类基本控制节点，设定了各类节点的控制目标。在运行模式切换时，各节点能够根据事先约定的控制规则和控制目标主动调整自身的控制模式，以维护直流微电网系统的运行特性。在PSCAD/EMTDC上，搭建了典型的直流微电网仿真模型，并对该控制方法进行仿真分析。结果表明，在分布式电源或负荷功率波动以及储能达到容量限定值等各种工作状态下，各微源换流器均可做出快速响应，保证了并网型直流微电网供电的可靠性和稳定性。

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基于Copula理论的风/光出力预测误差分析方法的研究

钟嘉庆，李茂林，江静，张晓辉

电工电能新技术. 2017, 36(6): 39-46.

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准确预测风/光出力能够提高电力系统经济调度的可靠性。本文提出了一种新型的风/光出力预测误差分析方法，在基于点预测数据基础上，针对风电出力和光伏出力点预测精度不高的问题，采用Copula函数分别计算风电出力和光伏出力的实际值和预测值的联合概率分布，采用聚类的方法分别按天气类型和季度分析历史数据，分别对风电出力和光伏出力预测误差进行建模以提高预测精度，同时在各环境下考虑风电场和光伏电站的相关特性，使预测更加准确。以某风/光电站实际出力数据、天气、时间等为样本进行了实例研究，通过与传统预测方法进行对比验证了模型的精确性。

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能量回馈型超声波电机定子振动特性有限元分析与特性测试

王光庆，徐文潭，杨斌强，陆国丽

电工电能新技术. 2017, 36(6): 47-53.

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提出一种集精密驱动和振动能量采集于一体的新型多功能压电振动电机——能量回馈型超声波电机，设计了电机夹心式内锥面压电定子，建立了电机压电定子的有限元模型，仿真分析定子振动特性和能量采集输出特性；研制电机原理样机，并对电机进行阻抗和能量采集特性测试与分析。研究结果为工作在极端封闭环境中的微型机器人系统提供一种集驱动与供电一体化的机电器件。

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高频非晶合金轴向磁通永磁电机温度场计算

孙明灿，唐任远，韩雪岩，佟文明

电工电能新技术. 2017, 36(6): 54-61.

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高频非晶合金轴向磁通永磁电机永磁体涡流损耗分布不均，所以在电机温度场计算时不能简单地给永磁体赋一个平均生热率，需要根据永磁体不同位置的涡流损耗密度赋相应的生热率。本文将永磁体分成多块，利用有限元分别计算每块永磁体上的涡流损耗大小，给出了永磁体的不同位置涡流损耗分布规律。根据涡流损耗分布规律，改进了的永磁体分块原则，提高了电机温升计算效率。最后，利用有限体积法对考虑涡流损耗分布和未考虑涡流损耗分布两种情况下电机的温升分别进行了计算，结果显示，考虑涡流损耗分布计算出的电机温升结果更接近实测值。

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纳秒脉冲下有机玻璃电树枝老化特性研究

王涛，王珏，严萍

电工电能新技术. 2017, 36(6): 62-68.

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介绍了有机玻璃（PMMA）在纳秒脉冲作用下电树枝引发和生长的规律现象。采用压紧针电极与绝缘样品接触、多针并列式的方法制备实验试样，绝缘样品（有机玻璃）加工为120mm×5mm×2.5mm的长方条。实验使用产生30ns上升沿和70ns脉冲宽度的负脉冲固态纳秒脉冲发生器MPC50D作为激励源，在25℃的条件下，施加100Hz的重复频率脉冲，设定初始电压，逐级升压，直至引发电树枝后停止升压，记录电树枝引发电压，观察电树枝生长特点及现象。实验发现PMMA中电树枝出现裂隙状破坏，经过分析讨论，认为是力作用导致的结果。实验中还观察到电树枝生长速度极快的现象，从电树枝引发到击穿只需几秒钟。通过研究证明绝缘油浸入导致了电树枝生长加速，深入讨论分析了绝缘油浸入促进电树枝快速发展的原因、机理及抑制方法。

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基于UKF和IGG改进聚类算法的特高压交流输电线路参数辨识

殷桂梁，伍麒伊

电工电能新技术. 2017, 36(6): 69-75.

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为有效辨识特/超高压交流输电线路的实时运行参数，尽可能剔除相量测量单元（PMU）量测数据存在的随机噪声，提出一种改进算法。该算法首先采用无迹卡尔曼滤波(UKF)对原始量测数据进行初始滤波，然后通过分布参数等值电路模型辨识线路参数，最后利用三段式IGG（Institute of Geodesy & Geophysics）原理设置权函数的改进聚类方法对辨识的参数进行聚类处理，将多时间断面的参数聚类中心作为线路参数最终辨识结果。对1000kV特高压交流示范工程晋东南-南阳-荆门线路进行仿真分析，算例仿真结果表明了新型混合算法的准确性与有效性。

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基于PO算法的风电机塔架RCS快速求解

唐波，叶莉，孙睿，刘任，吴卓

电工电能新技术. 2017, 36(6): 76-82.

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对于工作在GHz频率下的电大尺寸风电机雷达散射截面（RCS）求解，传统采用的物理光学（PO）算法所需计算资源极为庞大，难以在风电机对雷达信号干扰评估的实际工程中进行应用。为减少求解占用的计算资源，本文提出了一种快速求解算法，即将风电机RCS求解分为两个部分：仍采用PO法计算叶片RCS；但采用近似法快速求解塔架RCS。计算时，将风电机塔架分割为一系列小的圆柱段，分别求解各独立圆柱段RCS，最后将各部分RCS进行叠加即可获得整个塔架RCS的计算公式。以Vestas V82风电机为例，结果表明采用快速求解算法计算得到的风电机RCS极大值偏差最大为3.15dBsm，全局极值最大相对偏差为5.14%，但计算资源减少88%。

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基于决策树的光伏组件故障诊断方法研究

徐立娟，吴春华，王元章，李智华

电工电能新技术. 2017, 36(6): 83-88.

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分析了光伏组件在局部阴影或异常老化状态下的输出特性，提出了一种基于决策树算法的光伏组件在线诊断局部阴影或异常老化的判断方法。同时分析了在这两种状态下填充因子FF、斜率因子K和输出电流比Im/Isc的变化规律，结合光伏组件的四个输出参数（最大功率点电压Um和电流Im、开路电压Uoc和短路电流Is）一起作为属性集合，用于提供给决策树生成算法自由选择合适的属性生成故障诊断决策树。实际应用中，只要获得需要的属性数据即可通过生成的决策树诊断出光伏组件的工作状态。实验结果证明了该方法的可行性和有效性。

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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. 2017, 36(6): 88-88.

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中英文目录（2017年第6期）

电工电能新技术. 2017, 36(6): 89-90.

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2017年, 第36卷, 第6期　刊出日期：2017-06-23

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