2018年, 第37卷, 第3期 刊出日期:2018-03-23
  

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    论文报告
  • 张节潭, 谢睿, 郭树锋, 孟祥甫, 魏韡, 梅生伟
    电工电能新技术. 2018, 37(3): 1-9. https://doi.org/10.12067/ATEEE1704006
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    电动汽车由于在节约化石能源、保护环境方面的突出优点,未来将得到更广泛的应用,因此电动汽车充电站及供电网络的规划成为重要的研究课题。本文提出一种高速路沿线电动汽车充电设施和电网协调规划的两阶段方法,在给定交通负荷的基础上,第一阶段通过聚类算法确定充电站的选址和容量;第二阶段通过数学规划模型确定电网规划方案,包括发电机和线路的数量。电网规划问题中使用了交流潮流模型,可以精确考虑电网运行状态。基于凸松弛方法可将电网规划转化为混合整数二阶锥优化问题,采用商业软件求解。算例验证了本文所提方法的可行性。
  • 朱永强, 赵娜, 王福源, 王欣
    电工电能新技术. 2018, 37(3): 10-16.
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    能源互联网已成为又一代工业革命的主题,而储能作为能源互联网发展的关键技术支撑,受到越来越多的关注。能源互联网由各种能源网络结合在一起构成,各能源子网之间可以提供能源支持,因此在整个能源互联网中会出现能源存储的冗余。各种储能的协调配合有助于降低能源储存的总需求,提高经济效益。本文首先指出各种储能协调的必要性,根据能源互联网中各种能量需求的特点,提出了协调原则和能源互联网储能协调的实施步骤。以经济效率和能源利用率为优化目标,给出了适当的必要约束。应用粒子群优化算法进行优化协调,并在模拟的情况下得到两种具有较高的经济效益和能源利用率的储能协调方案。本文对能源互联网各种储能的有效协调具有参考价值。
  • 王晓寰, 张敏霞, 张纯江, 刘海鑫
    电工电能新技术. 2018, 37(3): 17-25. https://doi.org/10.12067/ATEEE1703008
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    使多机分布式发电单元无互联线并联组网系统工作于独立运行和并网运行两种模式,已成为可再生能源应用的重要技术手段。针对实际应用中存在的技术问题,文中提出了自适应下垂控制策略,其主要包括带低通滤波器的虚拟阻抗控制、主动同步控制和P-D/Q-I下垂控制三部分。首先改进了传统的虚拟阻抗控制,即在该环节加入了低通滤波器,从而在改善基波阻抗特性的同时提高了输出电压质量;然后提出了主动同步控制算法,该算法适用于采用下垂控制的分布式发电单元与电网的同步控制,实现了独立运行到并网运行过程中公共耦合点电压的平滑过渡;最后提出了P-D/Q-I改进下垂控制,改善了传统下垂控制实现电压型并网的性能。仿真分析与实验结果都验证了所提控制策略的有效性,实现了多机组网系统的双模式运行及平滑切换。
  • 荣飞, 李文君, 饶宏, 周保荣, 黄守道, 田新华
    电工电能新技术. 2018, 37(3): 26-32. https://doi.org/10.12067/ATEEE1703077
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    柔性直流输电系统中,模块化多电平(MMC)换流阀冗余度与阀损耗、可靠性有着密切的联系。本文分析了MMC换流阀的工作原理,推导出全桥MMC换流阀损耗率、供电可靠性关于冗余度的解析表达式。分析表明,随着换流阀冗余度的提高,可靠性逐渐升高,但损耗也会加大。为了兼顾MMC换流阀的经济性和供电可靠性,本文采用遗传算法对换流阀的冗余度进行优化,通过线性加权和法得到综合目标函数,根据工程经验赋取权值。采用直流母线电压±800kV、额定容量5000MV·A进行计算,得到最佳冗余度为0.055。
  • 袁义生, 田纪云, 邱志卓
    电工电能新技术. 2018, 37(3): 33-40. https://doi.org/10.12067/ATEEE1706045
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    以前级Boost、后级全桥逆变器的两级式光伏并网逆变器为例,研究其损耗的计算方法,推导出用于损耗分析计算的公式。分析表明两级式光伏并网逆变器的损耗与其中间母线电压关系密切,中间母线电压的选择直接影响开关管、二极管、电感的损耗,最终影响变换器效率。利用损耗公式,对各器件的具体损耗数值进行详细计算。提出前级采用最大功率点跟踪算法搜寻阵列最大功率点,后级采用最大效率点跟踪算法在线搜寻最大效率点的三环控制策略。搭建实验样机,实验结果表明损耗分析模型和最大效率点跟踪策略的正确性和可行性。
  • 彭伟, 赵峰, 王永兴, 关天一
    电工电能新技术. 2018, 37(3): 41-48. https://doi.org/10.12067/ATEEE1703103
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    本文提出了简单的永磁同步电机(PMSM)匝间短路故障在线检测方法。首先对不同状态PMSM定子电流谐波成分展开分析,提出一个融合了-fe及±3fe谐波成分的故障特征量Ft。针对采用快速傅立叶变换方法计算特征量实时性差的问题,在连续细化傅立叶变换方法基础上引入布莱克曼窗,从而改善了连续细化傅立叶变换方法的幅值辨识精度,实现了故障特征量快速且准确的求取。仿真及实验结果表明,特征量Ft能够正确反映PMSM匝间短路故障是否发生,本文提出的在线检测方法在不增加任何硬件设备的基础上实现了PMSM匝间短路故障的检测。
  • 夏天威, 徐蓉, 袁伟群, 严萍
    电工电能新技术. 2018, 37(3): 49-54. https://doi.org/10.12067/ATEEE1703049
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    在重复运行电磁发射过程中,绝缘支撑侧板工作在极其复杂恶劣的环境当中,极易发生损伤和劣化。为了探究绝缘支撑侧板绝缘性能下降的影响因素和作用机理,设计和进行了多发电磁发射试验。对试验后绝缘侧板表面情况进行检测分析,结果显示绝缘侧板存在烧蚀和金属沉积现象,表面电阻率严重下降。实验表明了绝缘支撑绝缘性能劣化与烧蚀和金属沉积有关,未来可通过提高绝缘材料抗烧蚀和金属沉积能力来延长发射器寿命。
  • 林喜智, 周冀松, 汪邦照, 李善庆, 高静雯, 陈乾宏
    电工电能新技术. 2018, 37(3): 55-63. https://doi.org/10.12067/ATEEE1704015
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    多脉冲整流器是一种无源的低谐波整流装置,相对于有源功率因数校正,具有可靠性高、过载能力强等优点,广泛用于航空等对可靠性要求很高的场合。本文结合P型18脉冲隔离型变压整流器,研究了实际应用中变压器匝数取整导致的匝比偏移对输入电流、输出电压及网侧相位角的影响。分析了匝数取整对各段电流波形的影响,讨论了匝比偏移对自然换相角和输出电压的影响,并结合实际绕制的移相变压器参数,搭建了仿真模型和实验样机,仿真与实验结果验证了理论分析的正确性。
  • 田聪, 李琳, 宋雅吾, 张鹏宁, 王晓燕, 程志光, 刘兰荣,聂京凯, 樊超
    电工电能新技术. 2018, 37(3): 64-70. https://doi.org/10.12067/ATEEE1704020
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    并联电抗器作为无功补偿设备,补偿电力系统的无功容量。为了保持并联电抗器的电抗值具有良好的线性度,其铁心通常采用多气隙结构,这使得并联电抗器在正常工况下振动幅度较大。为了研究并联电抗器铁心振动的影响因素,本文设计制作了一台并联电抗器试验模型,建立了并联电抗器铁心振动分析的电磁-机械耦合模型。计算得到了不同工况下并联电抗器铁心磁场、麦克斯韦力、振动位移和加速度的空间分布,并将计算结果与实验数据进行了对比。分析了麦克斯韦力和铁心磁致伸缩效应对并联电抗器铁心振动的影响。
  • 陈汉城, 蔡金锭
    电工电能新技术. 2018, 37(3): 71-79. https://doi.org/10.12067/ATEEE1702020
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    时域介电响应法是变压器油纸绝缘老化诊断的无损检测方法,而变压器油纸绝缘等效弛豫机构建模是时域介电响应法的重要手段。现阶段,针对等效弛豫机构建模通常采用尝试法任意假定建模过程中的弛豫机构数,且在后续参数计算中忽略测试误差及仪器精度引起的不确定量,该方法具有随机性、吻合度不高等缺陷。本文提出一种利用回复电压测试曲线深度解析变压器油纸绝缘等效弛豫机构拓扑的新方法。首先,应用回复电压法(RVM)测试得到变压器的回复电压曲线,再根据弛豫响应理论,依次选取曲线末端两点对回复电压曲线解析得到拓扑信息;其次,根据所求qi、Gi的拓扑分析结果建立弛豫机构Rpi、Cpi的参数方程组,在方程组计算中考虑测试误差及仪器精度,采用区间数学分析方法求解方程组得到最优参数的小范围区间;最后,本文在实测变压器绝缘建模分析中,验证该方法可以解决弛豫机构数的确定问题,且小范围区间中点参数辨识结果的吻合度相比普通粒子群等智能迭代算法有一定提高,可为今后应用时域介电响应诊断变压器油纸绝缘老化状态提供评估判据。
  • 新技术应用
  • 乔延华, 苏秀苹, 侯立杰
    电工电能新技术. 2018, 37(3): 80-88. https://doi.org/10.12067/ATEEE1608021
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    利用三维建模软件Pro/ENGINEER建立油阻尼断路器整体模型;将模型导入到多体动力学仿真软件ADAMS中,修改各个零件的属性,对各个零件添加相应的运动副约束,对模型添加碰撞接触力、合闸力、油阻尼力、弹簧力、电磁吸力、柔性连接力等载荷,分析了在不同倍数电流情况下的铁心速度、铁心受力以及动作时间等多种动态特性;此外,还对分离模型中不能解决的铁心位置问题进行了分析,得到了不同电流下断路器分断时的铁心位置;通过将整体模型仿真结果、分离模型的仿真结果和实验结果进行对比,证明了整体模型比分离模型仿真结果更接近实际情况,减小了仿真的误差,而且整体模型的仿真能够提供分离模型不能提供的数据。这为油阻尼断路器的研究开发提供了新的设计手段。
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  • 电工电能新技术. 2018, 37(3): 89-89.
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