电工电能新技术

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孟经伟，周月宾，张楠，宋强

电工电能新技术. 2021, 40(2): 1-8. https://doi.org/10.12067/ATEEE2010026

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针对高纹波模块化多电平换流器（Modular Multilevel Converter, MMC）在感性工况下输出电压能力和功率能力受限问题，对基于三次谐波电压注入的高纹波MMC进行了研究。考虑了MMC电容电压波动的影响，对三次谐波电压注入下MMC电压的输出能力进行了分析，揭示了在不同运行工况下三次谐波注入对MMC最大调制比的提高能力不同。基于感性工况下的调制比可提高程度大于容性工况的特性，提出了高纹波MMC的三次谐波电压注入方法，可弥补感性工况下高纹波运行方式导致的输出电压和无功能力的缺失，将高纹波MMC的输出功率范围扩展到与常规MMC接近，克服了高纹波MMC感性无功输出能力严重受限问题。仿真结果验证了所提方法的有效性。

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计及系统级控制的柔性直流牵引供电系统潮流计算方法

席嫣娜，王方敏，李占赫，李笑倩，魏应冬，宋宝同，李伟，沈卓轩

电工电能新技术. 2021, 40(2): 9-14. https://doi.org/10.12067/ATEEE2011011

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柔性直流牵引供电系统是城轨交通牵引供电技术的重要发展方向，而潮流计算是对其进行分析和设计的重要依据。柔直牵引供电系统的潮流分布直接受到系统级控制的影响，因此需要在潮流计算中计及系统级控制。本文基于高斯迭代法，研究了柔直牵引供电系统的建模问题，设计了能可靠收敛的潮流算法，解决了在柔直牵引供电系统潮流计算中考虑系统级控制问题。最后结合北京地铁16号线的实际情况，验证了算法的有效性，并对系统的经济技术特性进行了分析和比较。

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考虑换流器外环特性的双馈风电场并网稳定性分析

孙瑶，韩民晓，黄永宁，张汉花

电工电能新技术. 2021, 40(2): 15-24. https://doi.org/10.12067/ATEEE2006003

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大规模风电并网引起的宽频振荡稳定性问题日益突出，为定量分析系统参数的作用，亟需建立用于分析风电并网稳定性的准确阻抗模型。本文利用阻抗分析法在同步旋转坐标系下建立了包含风机、转子侧与电网侧换流器内外环及其锁相环、直流环节的换流器控制回路、出口滤波器和变压器的双馈风机阻抗模型。对比部分阻抗与完整阻抗模型阻频特性曲线，证明了考虑外环控制、直流环节以及锁相环对风机阻抗模型的必要性。利用广义奈奎斯特稳定判据分析系统各参数对风机并网稳定性的影响，结果表明，转子侧换流器控制参数、电网侧换流器直流外环控制参数以及系统电感对稳定性有明显影响。最后利用在PSCAD中建立的宁夏麻黄山风电场模型进行仿真验证。

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正弦与非正弦激励下高频变压器磁心损耗计算与验证

刘福贵，赵琳，蒋嘉诚

电工电能新技术. 2021, 40(2): 25-32. https://doi.org/10.12067/ATEEE2010005

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提高正弦和非正弦激励下的磁心损耗模型的计算精度，对高频变压器的设计与研究有重要意义。本文首先在经典正弦损耗分离模型的基础上引入涡流和剩余损耗修正系数，推导出在方波与三角波电压激励下修正的损耗分离计算模型，并通过实验室搭建的磁特性测量系统测量出非晶与纳米晶磁心的损耗数据。其次，依据损耗系数随磁通变化的特性，提出一种改进的损耗分离模型的方法，与经典模型相比有更高的准确性，并得出非正弦激励下改进的计算模型。最后，对比分析方波与三角波电压激励下的计算结果与测量值，验证了本文提出的改进损耗分离模型的有效性与可行性。

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一种基于冻结磁导率的高频变压器直流偏置电流计算方法

田煜，金平

电工电能新技术. 2021, 40(2): 33-40. https://doi.org/10.12067/ATEEE2007005

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提出了一种用于计算高频变压器直流偏置电流的通用方法。与传统的偏置计算相比，取消了偏置工作点附近的磁滞回线的系数拟合过程，在冻结磁导率方法的基础上，直接通过基本磁化曲线，建立一次侧电流和二次侧感应电压的对应关系，进行直流偏置电流计算。对于磁化曲线铁心磁滞回线的影响，在铁磁材料的非饱和区引入矫正系数。建立了变压器测试平台，通过直流偏置电流实验，将模型预测结果与实验测量结果进行比较，可达到较好精度。

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高压并联电抗器器身-油箱间振动控制与仿真分析

田一，刘主光，由伟翰，易永利，聂京凯，韩钰

电工电能新技术. 2021, 40(2): 41-49. https://doi.org/10.12067/ATEEE2006005

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高压并联电抗器运行时产生高水平振动与噪声，器身与油箱间的振动传递是导致噪声过高的原因之一。本文以氟橡胶和氢化丁腈橡胶为主要原料，设计了一种器身-油箱间三维隔振装置，振动试验台测试结果表明，其50~800 Hz隔振效率达到90%以上，经加速老化试验验证，可在电抗器油浸环境内服役13.6年。随后，针对某6.7 MV·A电抗器等效样机，建立了电磁、振动有限元模型，结合振动测试，分析了三维隔振装置的减振效果。安装三维隔振装置后，电抗器器身通过基础向油箱的振动传递得到有效控制，油箱表面振动加速度由0.572 m/s2下降至0.491 m/s2，近场平均声压级由64.5 dB(A)下降至62.2 dB(A)，减振降噪效果优良。

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基于分轴燃气轮机发电的混合动力系统建模与分析

李鸿扬，温旭辉，王又珑

电工电能新技术. 2021, 40(2): 50-57. https://doi.org/10.12067/ATEEE2002021

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在由燃气轮机、发电机及其控制器和锂电池组成的混合动力系统中，有着多种不同的暂态时间尺度存在。在进行仿真时，分析机电耦合系统中大时间尺度组件的动态过程要求执行长周期仿真，而分析小时间尺度组件的暂态特性要求极小的仿真步长，这会导致仿真时间大幅延长，仿真资源需求大量增加。本文提出并改进了分轴燃气轮机的简化数学模型及通用的电压源型整流器（VSR）数学模型，该模型能够模拟大负载扰动对燃气轮机转速及母线电压的影响，对电压源型逆变器的容错系统的仿真也有一定的参考价值。本文在MATLAB/Simulink中对比了该模型的仿真结果与Simpowersystem模块的仿真结果，验证了建模的有效性，并与分轴燃气轮机发电的实验数据进行了对比，以验证本文建模方法的准确性。

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基于自适应无迹卡尔曼滤波的锂电池荷电状态估计

董祥祥，武鹏，葛传久，金俊喆，闫书佳，陈蓓

电工电能新技术. 2021, 40(2): 58-65. https://doi.org/10.12067/ATEEE2009022

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锂电池的SOC是新能源汽车电池管理系统的重要参数，对新能源汽车的安全运行起着重要作用。针对因系统噪声特性未知导致传统UKF算法对电池SOC估计精度不高的问题，提出了可以保证系统噪声协方差矩阵非负定性和对称性的改进Sage-Husa自适应滤波算法，并将改进的Sage-Husa自适应滤波算法与UKF结合形成一种新的AUKF算法。AUKF在估计电池SOC的同时，对系统噪声特性进行估计和修正，从而提高SOC估计精度。在FUDS工况下对AUKF进行验证，并将SOC估计结果与UKF对比。实验结果表明，AUKF具有更高的估计精度和稳定性，验证了该算法的有效性。

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车用锂离子电池热失控研究综述

胡广，廖承林，张文杰

电工电能新技术. 2021, 40(2): 66-80. https://doi.org/10.12067/ATEEE2009011

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随着电动汽车的快速发展，锂离子电池得到了广泛应用，而锂离子电池的安全问题是电动汽车发展的基础。文中针对锂离子电池热失控的研究展开了全面综述。首先概述了电池在不同原因下引发的热失控，其中电池内部短路以及电池过充电是引发热失控的主要原因。同时重点总结了电池的整个热失控过程，包括单体电池的热失控机理以及热失控在电池组内的扩散。在此基础上从三个方面分别总结了提高锂离子电池安全性的方式，包括改善电池材料的温度特性、完善电池组散热系统的散热能力以及优化电池安全在线检测诊断与预警功能。最后总结了现有电池安全性研究的不足和未来研究方向，旨在对未来的电池安全研究提供参考。

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中英文目录（2021年第2期）

电工电能新技术. 2021, 40(2): 81-82.

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2021年, 第40卷, 第2期　刊出日期：2021-02-23

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