2018年, 第37卷, 第6期　刊出日期：2018-06-23

  

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智能电网中的电能质量专题（特约主编：何晋伟教授，Yi Tang教授，李子欣研究员）
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  微电网中电力电子变压器的电压质量控制策略研究

  涂春鸣， 肖凡， 兰征， 袁靖兵

  电工电能新技术. 2018, 37(6): 1-9. https://doi.org/10.12067/ATEEE1712040

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  电力电子变压器(PET)中多个直流环节的存在使得其替代固态开关作为微电网接口后实现了微电网与主电网在频率与电气上的隔离，此时微电网内部的电能质量与PET的控制策略密切相关。本文首先分析了PET接入后对微电网PCC点电压质量影响的差异，研究了PET输出侧PCC点电压质量劣化的机理，指出不采取任何电压质量调节措施时，基于PET的微电网PCC电压易受非线性负荷影响而出现谐波劣化。然后，针对微电网存在的电流型与电压型谐波，分析了PET调节微电网PCC点电压质量的本质，综合考虑PET采样特点、容量限制等因素提出了一种直接电压控制与虚拟阻抗控制相结合的高供电电压质量控制策略。最后，仿真与实验验证了本文理论分析与所提策略的正确性与有效性。
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  一种单相无隔离变压器UPQC的控制策略研究

  袁帅， 陈阿莲， 潘羿威， 张承慧

  电工电能新技术. 2018, 37(6): 10-17. https://doi.org/10.12067/ATEEE1803057

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  本文针对直流母线中点接入交流电网的单相半桥结构无隔离变压器统一电能质量调节器(UPQC)拓扑，分析了其系统功率流动和直流母线工频纹波产生机理，提出了一种改进的串并联协同控制策略。通过解耦控制，使得该拓扑串联侧补偿电压暂降，并联侧补偿电流谐波同时抑制直流母线电压工频脉动。并给出了该拓扑直流母线电容设计选型依据。最后通过仿真和实验，验证了所提设计和控制策略的有效性。
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  基于单相矢量控制的MMC环流抑制策略

  吕泳庆， 邓富金， 王青松， 程明

  电工电能新技术. 2018, 37(6): 18-24. https://doi.org/10.12067/ATEEE1712063

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  模块化多电平变流器(MMC)在正常运行时子模块和桥臂的电气量存在循环耦合关系，会在相内产生二倍频环流。二倍频环流对MMC输出功率无贡献，却增加了开关管额定容量和通态损耗，也给MMC系统带来高次谐波扰动，影响系统的正常运行。为抑制相内二倍频环流，本文提出了一种基于单相矢量的环流控制方法，控制器输出相应的控制补偿量对MMC桥臂电压进行补偿调制，实现了相内二倍频环流的抑制。最后采用专业软件PSCAD/EMTDC搭建仿真模型，其结果验证了所提控制策略的可行性。
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  计及负序电流均衡的孤岛微电网电压不平衡协同控制策略

  吴丽珍， 刘腾飞， 郝晓弘

  电工电能新技术. 2018, 37(6): 25-33. https://doi.org/10.12067/ATEEE1801070

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  孤岛微电网中，由于公共耦合点(PCC)处存在大量单相负荷和非线性负荷，系统易出现三相电压不平衡及负序电流无法均衡分配问题。为此，在分析不平衡补偿与负序电流均衡机理的基础上，提出一种基于动态一致性算法的电压不平衡补偿及负序电流均衡控制策略。在分布式二次控制层中，通过分布式稀疏通信网络实现相邻的分布式电源间实时数据交换，采用动态一致性算法估算全局平均电压和平均负序电流，自适应调节电压不平衡补偿参考向量，以实现电压不平衡补偿和负序电流的均衡控制。该控制策略不仅实现了公共耦合点处电压不平衡补偿，还解决了分布式电源(DG)间因线路阻抗分布不均的负序电流均衡控制问题。最后，通过仿真与实验验证了所提方法的有效性和可行性。
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  LCL型逆变器接入弱电网下的谐振分析及抑制方法研究

  王振浩， 李丹， 贺微， 王恺笛

  电工电能新技术. 2018, 37(6): 34-42. https://doi.org/10.12067/ATEEE1802013

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  光伏逆变器并联接入弱电网时，会与时变的电网阻抗产生交互耦合，影响系统稳定性，甚至引发谐波谐振问题。针对此问题，首先，本文建立了LCL型光伏逆变器并联系统的等效电路模型，利用阻抗分析法对弱电网条件下光伏逆变器并网系统的稳定性条件进行了分析，得出逆变器输出阻抗与电网阻抗在谐振频率处具有一定的相角裕度才能使系统稳定运行的结论；其次，提出一种电网电压前馈附加相位超前补偿的控制策略，该策略能够适应不同电网阻抗的接入条件，使系统在谐振频率处具有一定的相角裕度，避免谐振的发生；最后，通过仿真和实验验证了所提出的谐振抑制策略的有效性。
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  基于过程免疫时间的半导体企业电压暂降经济损失预评估方法

  张旭彬， 张逸， 张孔林， 李为明， 郭庆波， 李俭华

  电工电能新技术. 2018, 37(6): 43-49. https://doi.org/10.12067/ATEEE1712012

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  电压暂降已成为最严重的电能质量问题，给用户带来了极大的经济损失。国内外目前针对半导体企业电压暂降经济损失预评估的研究较少，为此本文提出一种基于过程免疫时间的实用评估方法。首先，以液晶屏面板为研究对象，应用故障树分析法对半导体复杂的生产过程进行分解以确定关键设备的逻辑连接关系；其次，结合实测的设备过程免疫时间和逻辑连接关系推算生产过程的综合过程免疫时间；再次，依据历史电压暂降监测数据和综合过程免疫时间预测生产过程中断次数；最后，结合生产过程中断次数和单次中断经济损失预估用户总经济损失值。实例分析结果验证了所提方法符合工程实际，具备可行性，对新投建的半导体生产线选择电压暂降治理方案、制定生产计划具有参考意义。
论文报告
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  交直流复合电压下油纸绝缘典型缺陷局部放电发展阶段评估

  周远翔， 周仲柳， 沙彦超， 黄欣， 聂皓， 曾向君

  电工电能新技术. 2018, 37(6): 50-57. https://doi.org/10.12067/ATEEE1708066

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  随着特高压直流输电工程的持续推进，直流局部放电试验技术对换流变压器绝缘状态评价的实用性问题一直备受关注。为形成有效的状态评价依据，提高换流变压器绝缘状态考核的准确性，本文研究了模拟典型放电类型的4种绝缘缺陷模型（油纸复合绝缘针板电极、变压器油隙针板电极、油隙平行板电极与沿面放电电极）在交直流复合电压下的局部放电特性。研究结果表明，各种缺陷模型在局部放电的不同发展阶段均有可作为判断依据的明显差异特征。本文从三方面给出了局部放电类型和放电发展前期、中期与后期的评估依据：①基于放电图谱Q-Δtpre、Qmean-Δtpre、n-Q、n-Δtpre图谱特点的评估依据；②基于放电图谱偏斜度Sk、峭度Ku、不对称度Asy与相关度Cc等18项指纹特征参数的评估依据；③基于产气特性的评估依据。
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  基于直流系统故障保护的三端口直流断路器拓扑研究

  陈超， 刘文君， 俞天毅， 刘飞， 查晓明

  电工电能新技术. 2018, 37(6): 58-64. https://doi.org/10.12067/ATEEE1710029

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  由隔离开关和电力电子器件组合而成的混合直流断路器在正常运行下的损耗较低，故障保护时能快速有效地断路，因此已得到普及。然而，在多端直流系统中，每一端都与多条输电线路相连，同一端则需要多个混合直流断路器，混合直流断路器庞大的体积和高昂的成本限制了它在多端直流系统中的应用。为了解决这一问题，提出了一种三端口直流断路器拓扑。这一拓扑将同一端子的三个断路器集成于一个，可减少一半电力电子器件，大大降低断路器的尺寸和成本。同时提出了针对一个端口发生短路故障的故障中断策略，该策略可快速中断短路电流，隔离故障端口，减少故障对直流系统的影响。仿真与实验结果表明，该拓扑与故障中断策略可行。
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  微电网中功率管理与潮流控制方法

  张纯江， 吕道正， 董杰， 王晓寰

  电工电能新技术. 2018, 37(6): 65-72. https://doi.org/10.12067/ATEEE1704050

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  本文以混合微电网为研究对象。在FFC控制方式下，当微源输出功率达到最大值时，微电网和大电网之间的馈线潮流以及孤岛时系统频率都将随着负载的变化而变化，不利于微电网的稳定运行。脱网时系统频率会产生偏差，大电网和微电网之间的馈线潮流越大，频率偏差就越大，甚至超出系统允许频率偏差范围。针对以上问题本文提出了一种功率优化控制策略，当FFC控制模式下的微源达到最大输出功率时，将UPC控制模式下的微源的功率给定值由额定输出功率状态切换到最大输出功率状态，减轻对FFC控制模式下微源的输出功率要求；而当负载减小到一定程度时，再将UPC控制模式下微源的功率给定值由最大输出功率状态切换回额定输出功率状态。仿真和实验验证了该控制策略的正确性和可行性。
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  一起换流站交流滤波器用断路器合闸失败案例分析

  傅坚， 王宾， 周孝法， 魏向向

  电工电能新技术. 2018, 37(6): 73-78. https://doi.org/10.12067/ATEEE1705061

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  换流站交流滤波器支路需要频繁投切满足无功平衡需求，导致了该支路断路器操作次数多，故障概率大，目前已有多起断路器爆炸事故报道，但故障机理尚未明确。本文基于某换流站交流滤波器用断路器实际合闸故障案例，描述了故障过程和故障后现场检查情况，从合闸电流幅值、相对合闸时间差和分闸电流等不同角度分析了故障前断路器的运行状况并统计了其变化规律，探讨了基于单纯电气量实施断路器运行状态评价的可行性及存在的技术挑战。
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  基于电动汽车充电导航的快充负荷有序接入研究

  宋汶秦， 靳攀润， 孙亚璐， 徐慧慧， 苏舒

  电工电能新技术. 2018, 37(6): 79-87. https://doi.org/10.12067/ATEEE1709051

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  目前的车辆导航系统没有考虑电网侧的影响，不完全适用于电动汽车充电导航，针对此问题，本文提出了考虑配电系统电压可承受度的电动汽车充电导航策略。从用户侧、电网侧、交通侧三个角度分析了电动汽车充电导航策略的形成，对于电网侧，提出了快充站所在节点的配电系统电压可承受度指标，并分析了快充桩相应的充电功率调节方法；对于交通侧，分析了基于Dijkstra算法的最优路径规划方法。基于33节点配电系统的仿真算例表明，该充电导航策略结合了交通侧和电网侧提供的信息，能够满足电动汽车用户的多样化需求，为用户提供更全面的信息以及更优质的充电体验。
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  计及光伏调压能力的分布式光伏并网机会约束规划方法

  王宁， 孙玲玲， 贾清泉， 崔志强

  电工电能新技术. 2018, 37(6): 88-96. https://doi.org/10.12067/ATEEE1801041

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  为了在光伏计划接入容量的基础上制定其最优接入方案，最大程度发挥其无功调压能力对系统效能的贡献，本文提出一种计及调压能力的分布式光伏发电机会约束规划模型。所建规划模型充分考虑系统运行无功优化措施，利用光伏逆变器剩余容量、有载调压器分接头控制及电容器投切组合3种无功优化手段对配电网进行调压；以系统网损最小为目标，电压偏差为机会约束对光伏发电最优接入容量进行规划。针对光伏发电输出功率的概率分布时序特性，利用中值拉丁超立方抽样技术形成24个时段光伏与负荷初始时序样本；采用用多重积分法和Gram-Charlier级数展开得到配电网节点电压分布作为机会约束条件。根据模型特点，采用改进的随机权重粒子群算法对模型进行求解。最后，选取IEEE33节点系统进行仿真算例分析。仿真结果表明，在光伏发电规划过程中充分考虑光伏无功电压调节能力，能够改善系统电压质量，促进可再生能源高效利用。
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  中英文目录（2018年 第6期）

  电工电能新技术. 2018, 37(6): 97-98.

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