电工电能新技术

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肖立业，伍岳

电工电能新技术. 2019, 38(4): 1-4. https://doi.org/10.12067/ATEEE1903017

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真空充满了量子涨落和真空零点能，这已经被多方面的实验所证实。电磁波在真空中传播时，可能会与真空发生相互作用而衰变。本文提出了一个用于计算电磁波在真空中衰变的理论模型，该模型认为电磁波可以激发出量子谐振子（即受激量子涨落）或虚粒子对而损失能量，而所损失的能量会以其他形式再放出光子（即受激真空辐射），从而对宇宙学红移和微波背景辐射（CMB）产生贡献，并由此认为宇宙学红移和宇宙微波背景辐射之间具有内在联系。基于此模型，可以对宇宙学红移和CMB观测结果做出适当解释，计算推导表明：星光衰变红移与基于宇宙匀速膨胀模型得到的宇宙学红移量具有相同的数学形式。在此基础上，本文对“暗能量”问题等也进行了讨论。

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基于新型励磁控制的电励磁同步电机飞轮储能系统直接转矩控制

刘洋

电工电能新技术. 2019, 38(4): 5-12. https://doi.org/10.12067/ATEEE1808023

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电励磁同步电机飞轮储能系统放电过程中，稳定输出直流侧电压、提高电机功率因数是系统的基本要求。稳定直流侧电压的关键在于电机定子磁链的控制。本文采用空间电压矢量调制型直接转矩控制方法，直接将定子磁链作为控制变量，实现了变速、变负载情况下直流侧电压的基本稳定。同时，提出一种新型转子励磁电流控制方法，该方法基于转子磁场定向，以控制电机定子电压与电流矢量反向为目标，实现电机单位功率因数发电运行，且对电机参数依赖性小。仿真及在平台上的试验结果表明，提出的方法有效减少了系统在变速、变负载情况下直流侧电压的跌落，提高了系统的动态响应，并使同步电机的功率因数达到0.97，有效提高了系统效率。

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基于CKMTOA-KELM优化ADRC的永磁同步电机直接转矩控制

易灵芝，张成董，冯江

电工电能新技术. 2019, 38(4): 13-21. https://doi.org/10.12067/ATEEE1805042

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针对传统自抗扰控制器(ADRC)中扩张状态观测器（ESO）的观测扰动项较大，提出一种基于改进核函数极限学习机(KELM)优化自抗扰控制器的永磁同步电机直接转矩控制方法。采用混沌分子动理论优化算法（CKMTOA）优化KELM模型的核参数和惩罚系数，得到CKMTOA-KELM最优回归模型；CKMTOA通过引入混沌搜索防止算法陷入局部最优，采用自适应惯性权重因子提高算法的收敛速度。最后，将该模型嵌入ADRC中对其进行优化及分析，以提高系统动态响应速度和抗干扰能力，增强系统鲁棒性。仿真实验结果验证了该方法的有效性和可行性。

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基于滑模观测器的高速磁浮无传感器控制

孙鹏琨，葛琼璇，张波，吕晓美

电工电能新技术. 2019, 38(4): 22-29. https://doi.org/10.12067/ATEEE1808038

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常导电磁吸引型磁悬浮列车在高速运行时采用双端供电的供电模式。针对磁悬浮列车采用双端并联供电的特殊模式，设计了基于滑模观测器的无传感器控制策略。本文首先建立了在双端供电模式下长定子直线同步电机的数学模型，并根据给定电流与反馈电流间的误差设计了滑模观测器，然后由该误差来重构电机的扩展反电势。最后通过正交锁相环技术，提取扩展反电势中的转子位置信息，实现无传感器控制。在Simulink中搭建了仿真模型，并通过半实物仿真平台进行验证，仿真结果证明该控制策略是有效可行的。

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LCL并网逆变器双闭环控制策略及其参数设计

梁毅，谢运祥，关远鹏

电工电能新技术. 2019, 38(4): 30-38. https://doi.org/10.12067/ATEEE1806027

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LCL滤波器广泛应用于并网逆变器中，但弱电网下电网阻抗的波动和数字控制器的延时均可能使逆变器失稳，逆变器侧电流较大的高频谐波也会影响逆变器的使用寿命。本文基于双电流闭环控制的逆变器提出一种完备的参数设计方案。首先建立系统在数字控制下的精确模型，根据劳斯判据确定控制参数的取值范围，然后对有源阻尼特性进行分析从而确定反馈系数K的最佳取值。最后采用系统简化模型计算具体的控制参数，在保证精度的同时降低了计算过程的复杂性。实验结果表明所设计的控制器使并网逆变器具有更好的动态和稳态特性。

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基于Prony辨识的VSC-HVDC附加次同步阻尼控制器研究

郭抒颖，韩民晓，黄永宁，张汉花，李旭涛

电工电能新技术. 2019, 38(4): 39-46. https://doi.org/10.12067/ATEEE1805025

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基于电压源换流器的高压直流输电技术(VSC-HVDC)能够实现有功、无功解耦，具有控制响应迅速等特点。利用其附加次同步阻尼控制(SSDC)可以抑制交流系统中出现的次同步振荡(SSO)现象。本文通过Prony辨识得到含VSC-HVDC的交直流混合系统等值降阶模型，进而利用极点配置法设计VSC-HVDC附加次同步阻尼控制器。最后在PSCAD/EMTDC中建立了并联VSC-HVDC的次同步振荡系统模型进行时域仿真，验证了所设计附加次同步阻尼控制器的有效性。

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基于驱动电压调节的IGBT结温跟踪管控策略及实现

桑亚雷，王学梅，张波

电工电能新技术. 2019, 38(4): 47-54. https://doi.org/10.12067/ATEEE1806078

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针对变流器在运行过程中由于频繁和大范围的随机出力变化，导致IGBT模块内部结温剧烈波动，影响器件运行可靠性的问题，提出并探讨了通过调节栅极驱动开通电压实现功率器件结温平滑跟踪管控策略的思想和具体实现方法。利用一种简化的IGBT损耗分析模型，阐述了驱动电压大小对IGBT损耗的影响，并通过双脉冲实验进行了验证。根据结温变化趋势的大小自动调节驱动电压，在不影响变流器输出性能的同时最大程度减少结温波动，并且具有较快的响应速度。构建了基于一种新型应力测试电路的结温跟踪管控实验平台，实验结果表明，该结温跟踪管控策略具有可行性和有效性，减小了器件承受的热应力冲击。

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计及电池使用寿命的电动汽车充电站储能容量配置方法

李文超，童亦斌，张维戈

电工电能新技术. 2019, 38(4): 55-63. https://doi.org/10.12067/ATEEE1806055

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电动汽车充电站接入配电网不但增加电网的扩容压力，而且充电站较大的负荷峰谷差造成设备利用率低。通过配置储能电池可有效降低负荷峰谷差，提高设备利用率。但储能电池的容量决定投入的成本，需要寻找最合适的容量达到成本最低的目标。由于储能电池寿命影响电池更换时间，需要准确估算储能电池在频繁不规则充放电状态下的寿命周期。本文采用雨流计数法统计电池工作周期内的充放电深度，并根据等效循环寿命曲线建立电池寿命损耗模型。以充电站日成本最低为目标，综合考虑充电站配电网的投资成本、储能系统的投资成本、维护成本及整体的运行成本，利用粒子群优化算法求解最优容量，最后对比不同类型充电站在不同场景下配置储能的价值。

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提高风电接纳的储热系统容量优化配置

葛维春，李军徽，马腾，李家珏，高凯，杨继男，王顺江

电工电能新技术. 2019, 38(4): 64-70. https://doi.org/10.12067/ATEEE1803041

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在东北地区，为保证冬季供暖需求，热电联产机组热出力较高，受热、电出力耦合关系限制，风电接纳空间有限。通过电锅炉等装置将电能转换为热能存储于储热系统可以起到减小负荷峰谷差、提高电网风电接纳能力的作用。以辽宁某地区供暖期风电并网受限的情况为例，以综合效益最大化为目标，考虑储热系统投资成本、运维成本、风热转化收益、节省供热燃煤收益、补偿收益等因素，建立一种储热系统辅助电网调峰的优化配置模型，通过模型求解得到最优储热系统容量配置。最后基于辽宁电网运行数据，通过算例验证了所提配置方法的有效性。

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十二相整流发电机系统二极管故障时场路耦合仿真分析

张艳辉，吴新振，郑晓钦，林楠

电工电能新技术. 2019, 38(4): 71-78. https://doi.org/10.12067/ATEEE1803027

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为研究十二相整流发电机系统在二极管故障时的运行情况，建立了基于有限元的场路耦合仿真模型。根据所建立的模型，分别对十二相整流发电机系统中二极管开路故障和短路故障进行了研究，得到两种二极管故障状态下系统的负载电压、相电流的运行特点，阐明了二极管开路故障和短路故障对系统产生的影响。将仿真结果与实验结果进行对比，验证了模型及分析的合理性、准确性。研究为二极管开路时系统容错运行的可行性以及二极管短路时系统保护方案制定提供了理论参考。

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MIDC输电系统后续换相失败的抑制措施研究

文俊，李佳琪，王玲，韩民晓，李亚男，闫涵，李蓉

电工电能新技术. 2019, 38(4): 79-88. https://doi.org/10.12067/ATEEE1710055

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随着直流输送容量不断增加，直流落点越来越密集，多馈入直流（MIDC）输电系统的换相失败问题日益凸显。为降低多馈入直流输电系统换相失败的概率，首先分析了多回直流同时或相继换相失败的根本原因，然后结合常规低压限流（VDCOL）控制，提出了电压补偿式变斜率VDCOL协调控制策略。该控制策略充分利用直流故障电流的变化特点，综合考虑了MIDC输电系统中各回直流自身特性影响因素，选取合理的补偿系数K，使各回直流能在故障后有序且稳定地恢复，从而大大减少后续换相失败的发生。同时根据故障的严重程度选择性地切入K值以达到提高直流系统恢复性能的目的。最后在PSCAD/EMTDC中搭建算例系统及实际系统模型进行仿真验证，结果表明该控制策略能有效降低多馈入直流输电系统的后续换相失败的概率，使各回直流在故障后能够有序地恢复，同时在保证良好的恢复性能的基础上大大提高了多馈入直流输电系统的可靠性。

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微米级金刚石颗粒开断400V直流电弧的可行性探讨

程显，王华清，葛国伟，杨培远，陈占清

电工电能新技术. 2019, 38(4): 89-96. https://doi.org/10.12067/ATEEE1802031

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为了探究固态流体颗粒新型灭弧方式在400V低压直流微网领域的应用可行性，进而提供新型灭弧方式的低压直流断路器设计思路，本文选用微米级金刚石颗粒作为低压直流断路器的灭弧介质，设计了2kV/3.5kA、电流上升率1.3kA/ms的直流合成回路，以及与之配套的灭弧室测试其灭弧性能。在预加电压为800V、短路电流峰值1~2kA条件下进行金刚石颗粒的熔丝熔断灭弧试验与操纵机构拉弧试验，分析微米级金刚石颗粒对400V直流短路电弧开断性能的影响。试验结果表明：使用平均直径为50μm的金刚石颗粒作为灭弧介质，能够有效提高燃弧电压，其燃弧电压提升幅度约为空气作为灭弧介质时的5~6倍。且采用机械力推动金刚石颗粒冲击电弧或在灭弧室内充入CO2气体等方法，均可有效提升其灭弧速度。最后讨论了微米级金刚石颗粒在用作低压直流断路器灭弧介质的可行性和提升类似固态流体颗粒灭弧性能的改进措施。

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中英文目录（2019年第4期）

电工电能新技术. 2019, 38(4): 97-98.

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2019年, 第38卷, 第4期　刊出日期：2019-04-23

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