2019年, 第38卷, 第3期　刊出日期：2019-03-23

  

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论文报告
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  变压器耐高温型匝间绝缘材料的放电特性研究

  赵义焜， 张国强， 郭润睿， 韩钰， 巩学海

  电工电能新技术. 2019, 38(3): 1-9. https://doi.org/10.12067/ATEEE1804025

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  变压器匝间绝缘长期处于不均匀电场下，既是绕组绝缘结构中最薄弱的环节之一，也是电力变压器绝缘设计的重点。为此以Nomex绝缘纸、改性DMD绝缘纸、PET薄膜以及聚酰亚胺薄膜等耐高温型绝缘材料为研究对象，在0～20kV正弦波电压下开展了固体匝间绝缘材料的放电特性实验，利用V-t特性曲线对比各种绝缘材料的击穿特性，通过沿面闪络实验探究放电间距对沿面闪络电压的影响规律，并采用双参数Weibull统计方法计算待测材料绝缘失效的Weibull分布密度表达式，为电力变压器匝间绝缘材料的合理选取提供依据。实验测试及理论分析的结果表明，在不均匀电场下，薄膜材料的击穿场强远高于绝缘纸，但同时其电老化速率也较高；沿面闪络电压随放电间距的变化规律与材料类型的关联性较大，纤维类绝缘纸闪络电压呈近似线性变化；四种绝缘材料的闪络电压远低于各自的绝缘击穿电压，且呈现出较大分散性，利用Weibull分布密度表达式可有效估算绝缘失效率，上述研究为电力变压器的耐高温型匝间绝缘材料的寿命预测提供了理论支持。
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  数据驱动的配电开关设备交互式诊断平台

  陈国炎， 李俊均， 陈颖， 梅生伟

  电工电能新技术. 2019, 38(3): 10-18. https://doi.org/10.12067/ATEEE1810004

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  高效和准确的设备缺陷诊断有助于提升配电网运行可靠性和安全性。受益于信息化建设，配电设备到货抽检、型式试验、在线监测等环节积累了大量检测大数据，奠定了数据挖掘和智能诊断的基础。为了满足配电设备智能运维需求，本文提出了一种大数据驱动的配电开关设备故障交互式诊断方法。利用设备的物理模型、历史故障诊断结果、在线监测数据以及仿真结果，所提方法挖掘故障表征与潜在缺陷间的关联关系，并训练贝叶斯网络，实现设备缺陷推理。进一步，根据试验人员的反馈调整诊断结果，提出设备故障的交互式诊断方法，通过动态修正推理模型，提升检测准确性。实际案例测试说明所提方法的有效性。
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  含光伏的低压配电网分布式储能多目标优化配置与运行

  何森， 林舜江， 李广凯

  电工电能新技术. 2019, 38(3): 18-27. https://doi.org/10.12067/ATEEE1807036

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  分布式光伏出力的随机波动使得其接入的低压配电网LVDN）的运行状态变化频繁，分布式储能DES）能够平抑功率波动，是维持含光伏的LVDN安全经济运行的有效手段。首先根据对节点电压允许偏移的要求，提出了一种确定整个LVDN所需分布式储能的总额定功率和总额定电量的方法；在此基础上建立LVDN中DES优化配置与运行模型，以LVDN有功损耗最小和上级电网负荷率最大为目标，考虑了DES安装节点的总数限制，并以保证LVDN和DES安全运行等为约束条件。为减少模型求解的难度，采用上级电网注入LVDN总有功的方差代替负荷率来反映注入功率的波动程度，并以变形的s型函数近似逼近约束条件中不连续的符号函数。采用规格化法平面约束法和内点法求解得到多目标优化问题的均匀分布的Pareto最优解集，并从Pareto前沿曲线中选出两个目标都较优的折中最优解作为DES优化配置与运行方案。以某个实际LVDN为例验证了该方法的正确有效性，计算结果表明DES能够有效减少LVDN的网损，提高上级电网负荷率。
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  基于MOHSA的智慧社区能量管理系统优化调度研究

  仲海涛， 撖奥洋， 张智晟

  电工电能新技术. 2019, 38(3): 28-37. https://doi.org/10.12067/ATEEE1806057

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  家庭负荷是电网负荷的重要组成部分。在智能电网环境下，家庭负荷的灵活调度能够有效缓解电力供应紧张问题，有利于需求响应在用户侧的实施。本文提出了一种基于多目标和声搜索算法的社区能量管理系统优化调度方法，以减少用户的用电成本和平抑配电网侧负荷波动为目标，建立了计及分布式电源、储能系统和可调度负荷的智慧社区能量管理系统模型。根据Pareto理论，通过改进的多目标和声搜索算法求解，并与其他算法进行对比。仿真结果表明，所建模型和调度方案能够有效减少用户用电成本和平抑配电网侧负荷波动，改进的算法具有更强的寻优性能。
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  水轮发电机组抑制超低频振荡的阻尼控制参数优化研究

  邓伟， 刘少博， 王德林， 周鑫， 和鹏， 康积涛

  电工电能新技术. 2019, 38(3): 38-46. https://doi.org/10.12067/ATEEE1806076

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  异步联网后云南电网的某直流孤岛中，出现了长时间的超低频振荡现象，严重影响了孤岛系统的安全稳定运行。电网中水轮机的水锤效应时间常数变大，阻尼比会随之减小，导致系统的稳定性得恶化。本文利用等值的单机系统模型，基于频域响应法分析了水锤效应与系统稳定性的关系。根据调速系统的阻尼特性，在实际孤岛中进行了PID参数优化仿真试验，比较了不同PID参数下的频率稳定性，给出了调速系统与直流频率限制控制器的协调控制方法。最后，运用云南电网的某实际直流孤岛作为算例，验证了本文提出的控制方法对抑制超低频振荡的有效性。
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  大规模风电并网无功电压协调控制策略研究

  王玉婷， 李鹏

  电工电能新技术. 2019, 38(3): 47-55. https://doi.org/10.12067/ATEEE1805012

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  本文开展了大容量、集团式风电场接入输电网的协调电压控制方法研究。针对双馈风电机组DFIG）的无功电压控制方式，提出了考虑运行约束的风电机组及风电场无功调节能力计算方法，并提出了基于电压控制器和控制任务协调分配的风电场电压控制策略，使风电场相对电网整体表现为可控电压源；进一步，基于危险节点等值模型，选择控制节点和构建风电网系统协调电压控制模型，并通过在线求解简单的优化问题确定控制量;基于此提出了风电场并网的电压协调控制系统方案，使并网DFIG风电场参与电力系统电压控制。基于典型系统的仿真结果表明，该方案能充分利用系统中的电压支撑能力，提高系统的电压稳定性，能适应风电并网系统在线电压协调控制的要求。
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  基于气象参数预测的输电线路输送容量概率模型研究

  林世治， 温步瀛， 张斌

  电工电能新技术. 2019, 38(3): 56-62. https://doi.org/10.12067/ATEEE1806045

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  传统的输电线路输送容量是在保守天气条件下确定，未考虑到实际运行的环境温度和风速等其他气象参数，这可能使输电线路输送能力未得到充分的利用。而动态的载流量计算通过考虑线路周围的实际运行天气条件来确定输电线路的实际载流能力，从而提高线路的输电效率。本文提出一种基于载流量密度函数的概率建模的动态增容研究方法，采用粒子群优化的核极限学习机PSO-KELM）对某地区的历史气象数据进行统计并预测，通过算例分析，可知该方法的预测效果较好，故将预测的数据作为概率模型的源数据。通过在某地区的应用分析表明，在用电高峰期，该方法可提高输电线路的载流量，且能确保输电线路的安全可靠性。
综述与述评
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  新能源汽车用直流母线电容器关键功能材料研究进展

  刘光辉， 佟辉， 徐菊， 范涛

  电工电能新技术. 2019, 38(3): 63-73. https://doi.org/10.12067/ATEEE1808055

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  在新能源汽车驱动器中，常用的直流母线电容器主要包括电解电容器与聚合物薄膜电容器。由于电解电容器的耐电压不高及其自身通过的纹波电流一般较低，为了满足应用要求，需采用串并联结构，从而大大增加了驱动器的重量与体积。且相比于聚合物薄膜电容，其可靠性较差。因此近年来，由轻质、加工性好的高分子聚合物所制备的高性能聚合物薄膜电容器更适用于新能源汽车中电机逆变器的直流母线支撑电容，是目前研究的热点之一。本文综述了电解电容器与聚合物薄膜电容器关键功能材料的研究进展，并对其优缺点进行对比分析。并在归纳总结了聚合物薄膜电介质材料的研究现状的基础上，展望了聚合物薄膜电介质材料的研究方向及发展前景。
新技术应用
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  动车组与电力机车高频化辅助变流系统主电路研究

  孙大南

  电工电能新技术. 2019, 38(3): 74-81. https://doi.org/10.12067/ATEEE1811037

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  高频化是未来轨道交通车辆辅助变流系统轻量化、小型化必然的技术发展趋势，动车组与电力机车的辅助变流系统又具有高压大功率的特殊性。基于高频化实现方式及工程设计存在的局限性分析，提出三种可行的级联式动车组与电力机车高频辅助变流系统高频直流链主电路拓扑，分析了各自的特性与工作机理，并着重从成本、效率、体积、控制、均压特性、适应性等关键角度进行详细分析对比，结果显示三电平降压+串联谐振变换器拓扑的综合性能占优，最后通过整机建模仿真分析和功能样机试验验证该主电路的可行性及元件参数设计、系统控制策略的有效性。
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  连续脉冲电源用超导脉冲变压器设计与试验研究

  高晓晶， 胡元潮， 段志强， 周英博， 王雅文，李海涛， 赵文龙， 邹雨馨

  电工电能新技术. 2019, 38(3): 82-88. https://doi.org/10.12067/ATEEE1807027

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  将超导电感储能用于脉冲电源，可以减少充电过程中的电阻损耗，降低对初级充电电源的功率要求。本文介绍了一种基于超导脉冲变压器的连续脉冲电源电路，对该电路的工作过程进行了详细的原理分析，指出该连续脉冲电源电路兼具漏感能量回收和负载剩余能量回收的优点，并研制了用于该连续脉冲电源电路原理验证的小型高温超导脉冲变压器。通过连续电流脉冲测试实验对该连续脉冲电源电路原理和小型高温超导脉冲变压器的可行型进行了验证，分析比较了该小型高温超导脉冲变压器在常导和超导状态下的连续脉冲输出特性。测试结果达到了预期目标，并证明了超导电感在提高能量传输效率和降低对初级充电电源功率要求方面的优势。
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  中英文目录（2017年 第1期）

  电工电能新技术. 2019, 38(3): 89-90.

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