电工电能新技术

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杨哲涵，熊小伏

电工电能新技术. 2021, 40(7): 1-10. https://doi.org/10.12067/ATEEE2103046

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高比例光伏接入电网降低了电力系统的有功备用容量，导致电网的紧急控制能力不足。令光伏发电系统主动参与电网紧急控制是缓解该问题的途径之一。本文提出了基于光伏有功备用的电网预防-紧急协调控制思想，综合考虑电力系统运行风险、光伏有功备用成本、紧急控制成本，构建了电网预防-紧急控制协调控制指标，并建立了基于光伏有功备用的预防-紧急协调控制优化模型，通过引入协调因子优化故障发生前后的控制力度，在故障发生前通过光伏发电系统出力削减运行留出有功备用容量，在故障发生后利用光伏的有功备用和必要的切机/切负荷手段对故障进行紧急控制。基于改进IEEE39节点的仿真结果证明了所提优化模型的有效性。

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基于目标级联分析法的区域源网荷储系统日前运行优化

罗首权，丁孝华，韩韬，蒋国栋，张玮

电工电能新技术. 2021, 40(7): 11-19. https://doi.org/10.12067/ATEEE2011037

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区域源网荷储协调系统是提高清洁能源占比、消纳分布式可再生能源的有效组织形式。由于系统中各类分布式可调度资源归属主体不同，在运行中平衡不同主体的利益是需要考虑的重要问题。分析区域源网荷储系统中包含的分布式可调度资源种类及其在不同视角下归属的主体，然后提出平衡不同主体利益的优化运行策略。基于此策略建立以供能成本最小和用电满意度最高为目标的双层优化模型，以能源供应商的供电量与用户用电需求量作为上下层模型的关联变量，并用目标级联分析法对关联变量进行迭代调整至供电量满足用电需求，获得满足不同目标的分布式资源折中运行计划。应用YALMIP建模工具在MATLAB平台上调用CPLEX求解器分别对模型进行并行求解。基于某区域源网荷储系统数据的算例表明，所建立的优化模型及其求解策略能够有效平衡不同利益主体的优化目标。

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温度梯度下直流GIL三支柱绝缘子电荷积聚对电场分布的影响分析

胡琦，李庆民，刘智鹏，刘衡

电工电能新技术. 2021, 40(7): 20-27. https://doi.org/10.12067/ATEEE2101006

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在直流电压和温度梯度作用下，气体绝缘输电管道的三支柱绝缘子表面及内部容易积聚电荷，引起局部电场畸变，易诱发三支柱绝缘子沿面闪络和支腿炸裂。通过建立直流三支柱绝缘子电-热-流多物理场的电荷积聚模型，研究了不同运行电流下直流三支柱绝缘子的电场畸变特征。在最大允许电流下，三支柱绝缘子的表面切向电场强度主要集中在支腿底部，最大切向电场强度可达2.87 kV/mm，而三支柱绝缘子金属嵌件-环氧界面的电场强度可达5.96 kV/mm。直流三支柱绝缘子支腿底部特别是与金属嵌件的交界面，是电场畸变的薄弱环节，在优化设计时需重点考虑温度梯度下支腿底部和金属嵌件的表面电场均匀分布。该研究结果可为高压直流气体绝缘输电管道三支柱绝缘子研发提供参考。

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基于反射系数谱的XLPE电缆水树缺陷定位方法

周湶，王鑫源，欧阳希，姜茜

电工电能新技术. 2021, 40(7): 28-39. https://doi.org/10.12067/ATEEE2103012

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地下电缆中的水树能够在不改变电缆性能的情况下持续生长数年，并最终导致无法预料的绝缘故障。为解决现有技术对电缆水树缺陷定位诊断时存在的不足，提出基于反射系数谱的水树定位方法。首先利用传输线理论构建了含水树缺陷的电缆反射系数谱的解析模型。然后以分布电容为对象分析了水树缺陷对反射系数谱的影响，并基于广义正交法构建了诊断函数D(x)对水树缺陷定位及评估。接着通过仿真实验研究了多因素对诊断结果的影响，优选出了最佳测试频段，分析了诊断灵敏度。最后在实验室对一根50 m且含有2处人工水树缺陷的电缆进行诊断试验。仿真及试验结果验证了方法的有效性和准确性，该方法能够精确定位电缆中多处水树缺陷，定位误差小于0.4%，同时D(x)峰值能够作为水树老化状态评估的新特征量。

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级联H桥分布式潮流控制器的电压、阻抗和功率等值建模

管敏渊，沈建良，楼平，金国亮，吴国强

电工电能新技术. 2021, 40(7): 40-47. https://doi.org/10.12067/ATEEE2101016

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级联H桥分布式潮流控制器(Distributed Power Flow Controller, DPFC)无需使用升压变压器，可以直接串联进高压交流输电线路对线路有功功率进行控制。本文深入分析了分布式潮流控制器的电压和电流相量关系，建立了感性工况和容性工况通用的级联H桥分布式潮流控制器稳态数学模型，提出了分布式潮流控制器的电压、阻抗和功率的等值变换模型，其中阻抗等值模型可以将分布式潮流控制器输出电压与其等值电抗进行等值变换，功率等值模型可以将分布式潮流控制器输出电压与其串联线路首端或末端输送功率进行等值变换，用于对分布式潮流控制器的运行潮流、参数选型等进行计算分析。电磁暂态仿真结果验证了分布式潮流控制器等值模型的准确性，当分布式潮流控制器输出电压增大时，其等值电抗也将增大，线路输送有功功率将减小。

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复杂电流波形下软磁复合材料磁特性的测试

崔一帆，杨庆新，李永建

电工电能新技术. 2021, 40(7): 48-54. https://doi.org/10.12067/ATEEE2101048

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提出了一种新型三维磁特性测量传感结构，利用霍尔元件测量磁场强度，B线圈测量磁通密度，减弱了由于磁极头挤压和样品振动对测量精确度而造成的影响。以软磁复合材料SOMALOYTM 700HR为待测样品分别进行了正弦激励和复杂电流波形下的磁特性实验，对比了三个正交轴向的磁特性差异，并研究了谐波次数、含量以及与基波相差对材料磁滞特性和损耗特性的影响。

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风功率异常数据检测方法对比研究

封焯文，朱世平，赵志华，孙铭仁，董密，宋冬然

电工电能新技术. 2021, 40(7): 55-61. https://doi.org/10.12067/ATEEE2012009

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风电机组风功率预测和功率曲线建模等工作的开展依赖于历史运行数据。然而，历史数据中积累了大量的异常数据，导致上述工作难以有效开展。国内外学者已经提出了多种异常数据检测方法，然而对不同方法的优缺点与适用场合还缺少整体认识。为此，本文对基于密度的聚类算法、局部离群因子算法、Thompson-tau四分位法和孤立森林四种常用的风功率异常值检测方法进行了对比研究。为评价不同检测方法，提出了基于标准功率曲线的评价指标。实验结果表明，孤立森林算法相比其他三种方法具有更高的精度，能应对不同分布的异常数据，且清洗时间较短。

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荧光光纤局部放电检测的优化匹配方法研究

缪金，陈平，顾寅，冷兆云，李东，吴俊锋，任明

电工电能新技术. 2021, 40(7): 62-69. https://doi.org/10.12067/ATEEE2101049

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局部放电光测法因其较好的抗干扰性，近年来在电力设备状态检测中受到关注。荧光光纤具有良好绝缘性和光谱转置特性，常被用于放电光辐射的耦合。为了优化荧光光纤检测系统，本文对荧光光纤的光谱匹配、统计差异性来源、光纤耦合长度、入射相对位置等性能影响因素进行了理论分析和试验研究。研究以空气电晕、两类荧光裸光纤和两类单光子光电器件为例，获得了荧光光纤光谱匹配和量子效率的估算方法；由实验可知，对于环绕光纤布置方式，在耦合长度为1/2周长时，光脉冲频次和脉冲时延与所测电流脉冲统计结果偏差最小；当入射角为50°左右时，光脉冲频次和时延与电流脉冲统计结果偏差最小；该研究为实际放电检测中的光纤和器件选型、光纤结构优化和部署位置设置提供了参考依据。

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矿用变频器辐射电磁干扰特性分析

杨洋，杨桢，荣相,，史晗,，眭先明,

电工电能新技术. 2021, 40(7): 70-80. https://doi.org/10.12067/ATEEE2102011

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为了研究矿用变频器运行状态下电磁辐射分布特性，基于以电压源型两电平变频器为核心的调速系统，在分析调速系统工作机理与干扰源的基础上，采用矩量法和天线理论相结合的方式，在电磁场仿真软件FEKO中搭建了变频器天线模型。通过模型仿真结果，分析了调速系统稳态下的干扰特性。研究结果表明：变频器外壳起到了很好的屏蔽作用，内部电磁干扰主要集中在逆变器与散热片之间；机壳背部散热片处场强较大，且0.5 m外场强均符合限值；远场辐射波瓣的方向与频率有关。通过实验平台验证了理论和模型的合理性。该研究对矿用变频调速系统的电磁干扰抑制具有参考价值。

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中英文目录（2021年第7期）

电工电能新技术. 2021, 40(7): 81-82.

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2021年, 第40卷, 第7期　刊出日期：2021-07-23

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