电工电能新技术

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沈卓轩，郭琦，姜齐荣，郭海平，张树卿，于思奇，李笑倩

电工电能新技术. 2020, 39(10): 1-9. https://doi.org/10.12067/ATEEE2006028

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模块化多电平换流器(MMC)具有低谐波、低开关损耗、模块化等优点，已在国内外多个柔性直流输电工程中投入运行。数字实时仿真可对MMC控制与保护装置进行硬件在环测试，对保障交直流系统安全稳定运行具有重要意义。因具有高度并行计算能力，现场可编程逻辑门阵列（FPGA）常在实时仿真器中用于MMC模型计算。随着交直流仿真系统中MMC数量的增加，FPGA逻辑计算资源的消耗也成倍增长。在单个仿真计算步长内，元件模型计算与系统电路矩阵计算为顺序执行关系，因此MMC计算单元在周期性运算中存在闲置时间。文章提出了基于桥臂等效电路模型与桥臂平均值模型的动态组合实时仿真模型，FPGA中的MMC计算单元可以在元件模型计算与矩阵求解阶段中复用，实现MMC逻辑资源的优化利用，大幅降低仿真硬件成本。文章在PSCAD/EMTDC离线仿真环境验证了算法的准确性，并在包含FPGA的多核片上系统中实现了三端柔性直流输电系统实时仿真。

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含双有源桥式DC-DC变换器的多端直流系统稳定性分析

刘垚，孔力，邓卫，裴玮

电工电能新技术. 2020, 39(10): 10-19. https://doi.org/10.12067/ATEEE2002045

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通过柔性直流技术将多个交直流系统互联形成多端直流系统，是未来电网的重要形态之一。不同电压等级的直流系统可以通过双有源桥式DC-DC变换器接入直流母线。文章建立了含双有源桥式DC-DC变换器的多端直流系统的戴维南等效电路及其状态空间小信号模型，提出了适用于多端直流系统的阻抗匹配稳定性分析方法；分析研究了静态工作点、传输线长度、直流电容大小等参数变化对系统稳定性的影响，进一步利用奈奎斯特稳定判据确定系统的稳定边界；并搭建了多端直流系统的仿真模型，通过仿真分析对所提出的稳定性分析方法和结论相应进行了验证。

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基于耦合电感的低电压应力高增益软开关DC-DC变换器

丁杰，赵世伟，尹华杰

电工电能新技术. 2020, 39(10): 20-28. https://doi.org/10.12067/ATEEE2005007

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本文提出的高增益DC-DC变换器结合了耦合电感与开关电容对电压增益提高的优点，进一步提高了电压增益，既避免了耦合电感匝比过高的问题，又降低了功率器件的电压应力。开关管开通和关断时，耦合电感原副边绕组都有电能的输送，提高了绕组的利用率。同时其漏感缓解了二极管反向恢复问题。通过有源钳位电路吸收并利用了漏感能量，降低了开关管的漏感尖峰，使得开关管实现了零电压开通，提高了变换器的效率。最后，分析了该变换器拓扑的基本工作原理，推导出其增益表达式，分析了占空比丢失的主要原因，并制作了一台输入电压为20～40 V，输出电压为380 V，额定功率为300 W的实验样机。实测该样机最高效率为974%，实验结果证实了理论分析的正确性。

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变频控制LLC变换器的新型参数设计方法

辛晓敏，荆龙，赵宇明，吴学智，牛靖凯，王鑫

电工电能新技术. 2020, 39(10): 29-38. https://doi.org/10.12067/ATEEE2002022

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针对低压直流系统用变频控制LLC谐振变换器，本文提出一种基于矢量分析的新型电路参数设计方法。首先介绍了全桥LLC变换器的基本工作原理和基波等效电路的增益特性，并描述了传统的LLC电路参数设计方法；然后，在频域上进行矢量建模，推导出各谐振参数的限制条件和数学表达式，提出基于矢量分析的电路参数设计方法和步骤，该方法大大简化了传统LLC参数设计过程，并且排除了传统设计方法中设计者对工程经验的依赖；最后，依据上述方法完成一台特定工况下全桥LLC变换器样机的参数设计，并且通过仿真和实验平台验证了该参数设计方法的正确性和有效性。

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基于混沌特性分析和Volterra滤波器的光伏出力预测

虞海彪，李林，丁明，刘练，高平平

电工电能新技术. 2020, 39(10): 39-46. https://doi.org/10.12067/ATEEE1909054

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在混沌理论中，现有嵌入维数计算方法往往难以获得时间序列的最佳嵌入维数，不同计算方法获得的嵌入维数稍有不同，相应光伏出力的预测结果也就不同。为减小嵌入维数对预测结果的影响，在分析光伏出力时间序列非线性动力学特性的基础上，设计了一种基于多嵌入维数的Volterra组合预测模型。组合模型采用神经网络对各嵌入维数下的Volterra单一模型进行组合，单一预测模型均采用性能表现最好的2阶Volterra滤波器。仿真结果验证了组合模型的可行性和有效性。

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考虑电缆宽频特性的光伏电站谐振机理及抑制

俞容江，马炯，李家栓，全宇

电工电能新技术. 2020, 39(10): 47-54. https://doi.org/10.12067/ATEEE1908045

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电缆对地电容不可忽视，易引发电缆传输电能的光伏电站发生谐波谐振，危及电站安全运行。针对此，以光伏电站中并网发电单元为研究对象，从光伏发电单元闭环控制的角度揭示与电缆相连的光伏电站的谐振机理。研究表明：考虑电缆宽频域特性，光伏并网发电控制系统闭环传递函数存在多个幅值尖峰，使得其输出电流、公共耦合点电压及电流发生谐波畸变。分析了电缆长度、并网台数等对谐振的影响。进一步提出基于宽频相位补偿的谐振抑制策略，削弱系统传递函数尖峰值，从而达到抑制谐振、减小谐波的目的。最后仿真结果验证了所提策略的有效性。

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SVG协同风电场的电网电压稳定控制策略研究

杨蕾，周宗仁，郭成，周鑫，何鑫，黄伟，和鹏，王德林

电工电能新技术. 2020, 39(10): 55-64. https://doi.org/10.12067/ATEEE2005006

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针对含风电场及SVG的电网因外部因素引起的电压偏差和波动问题，提出一种利用SVG和DFIG风电场协同控制电压的综合策略。根据监测点的电压波动，在电压骤升骤降时，通过PI控制和逻辑选择对SVG及DFIG进行控制，给出了整个调节系统的框架和流程。充分利用SVG调节无功的快速性，优先使用SVG输出无功功率对监测点电压进行支撑；如果超出了SVG的调节能力，在保证风电机组满足规定的功率因数前提下再调节风电机组进行无功输出，最终实现稳定监测点电压的目标。在检测到电压稳定后，还需要对无功分配情况进行合理性判别，对存在的不利情况进行无功重分配，避免不必要的无功流动，提高风电接入后电网的运行稳定性。

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低压开关柜母线温度场数值计算与分析

陆彪，汤凯，陈德敏，唐咏，何胜方，许石

电工电能新技术. 2020, 39(10): 65-71. https://doi.org/10.12067/ATEEE2004015

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低压开关柜母线散热特性对其安全稳定运行至关重要。本文在全面考虑辐射与对流两种传热方式的基础上，采用有限元法建立热-流耦合模型求解低压开关柜母线温度场、速度场。并利用该模型分析了母线错位布置、间距大小对母线散热的影响，结果表明：在错位布置中工况3是5种母线错位排列中最优的，其三相母线温度比初始工况0分别低883 K、1166 K、725 K；母线表面温度受母线间距影响，电流为1 200～1 800 A时母线之间最佳间距为50 mm。

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一种新型多路独立调光LED驱动器

梁国壮，田涵雷，安在秋，张天城，张晓蕾

电工电能新技术. 2020, 39(10): 72-80. https://doi.org/10.12067/ATEEE1910012

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多路电流不均衡是影响LED照明系统寿命的主要原因，但现有无源均流和有源均流方案均有其各自的局限性，给LED驱动器的设计带来新的挑战。同时，在实践中完成不同亮度的独立控制亦为重要。基于此，论文提出一种新型电路拓扑；在上、下半桥谐振网络中，开关电容(Switched-Capacitor Control,SCC)单元替代固态电容，从而定频下调节SCC模块完成LED独立调光的目的，EMI电路简单；同时，SCC单元复用作均流模块，均流精度高。最后，本文通过仿真和样机实验证明了所提电路的正确性和可行性。

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中英文目录（2020年第10期）

电工电能新技术. 2020, 39(10): 81-82.

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2020年, 第39卷, 第10期　刊出日期：2020-11-23

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