电工电能新技术

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程思闳，史昀祯，任瀚文，高浩予，綦天润，李庆民

电工电能新技术. 2023, 42(4): 1-9. https://doi.org/10.12067/ATEEE2206060

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为支撑大功率电力电子装备绝缘可靠设计与状态评估，本文基于椭圆偏振原理与太赫兹波的高信噪比窄脉宽特性，提出了适用于复杂电应力下的固体电介质空间电荷反射与透射法光学测量方案，推导构建了电荷信号传变过程的数学表征模型，对比指出两种方案下探测光光强差与电荷信号幅值近似成正比，且当反射法入射角大于0.29°时测量灵敏度更高。进一步搭建两种方案的椭圆偏振测量系统开展实验研究，结果验证了反射法测量比例系数高于透射原理，同时选用熔融石英晶体作为传感器材料时灵敏度和稳定性较高，且测量线性度误差与重复性误差均低于5%。本文工作将为空间电荷高时空分辨率测量系统的拓扑设计提供前期基础。

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磁场作用下直流电弧分断特性及触头侵蚀的研究

王海涛，梁雨欣，郑淑晴,

电工电能新技术. 2023, 42(4): 10-18. https://doi.org/10.12067/ATEEE2204066

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直流电弧作用下，触头侵蚀现象会对电器接触系统性能产生影响，降低电器使用寿命。为探究触头分断时电弧特性以及对触头的侵蚀过程，本文基于磁流体动力学理论并结合动网格技术，以AgSnO2为触头材料，建立了电弧-触头多物理场数值耦合仿真模型。分析了恒定磁场下电弧特性随时间的变化过程，并进一步探究了不同磁场强度电弧对触头侵蚀变化规律；考虑触头材料的相变并求解了触头内部温度分布和熔池的形成过程。仿真结果表明，电弧受洛伦兹力作用转移至触头边缘，触头材料温度上升发生相变形成熔池。在一定范围内，随外加磁场强度变大，电弧熄灭速度加快，触头表面熔池域变小。最后，采用粉末冶金法制备AgSnO2触头材料并进行电弧分断实验，实验所得影响规律与仿真结果较为一致。

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基于虚拟同步发电机的模型预测电流控制

周立，刘金澍，周越鹏，刘一鸣，尚治博

电工电能新技术. 2023, 42(4): 19-28. https://doi.org/10.12067/ATEEE2203013

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虚拟同步发电机技术（VSG）因可使逆变器具备同步发电机的特性，得到了广泛的研究和应用。针对虚拟同步发电机使用电压电流串级控制以及脉宽调制（PWM）控制底层的逆变器时，存在控制结构复杂和动态响应能力弱等问题，本文提出了一种基于虚拟同步发电机的模型预测电流控制策略（VSG-MPCC）。该控制策略首先获得虚拟同步发电机的输出电流，将其作为模型预测控制的参考值。其次根据系统的模型对之后的电流值进行预测，最后应用价值函数选择使两者误差最小的电压矢量组合作用于逆变器。所提控制策略省去了传统的电压电流串级控制和PWM调制环节，简化了控制结构并提升动态响应能力，提供了更好的功率和频率支撑。通过Matlab/Simulink仿真和实验验证了该控制策略的有效性。

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弱电网下考虑锁相环影响的并网逆变器自适应改进前馈策略

赵铁英，高宁，杨杰，杨明，李俊然

电工电能新技术. 2023, 42(4): 29-38. https://doi.org/10.12067/ATEEE2201030

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LCL型并网逆变器采用网压比例前馈策略可以有效地抑制电网背景谐波，但在弱电网下，随着电网阻抗的增大，系统逐渐失稳，同时再考虑锁相环影响，系统鲁棒性大幅降低。为此，本文首先建立包含锁相环以及网压比例前馈的LCL型并网逆变器阻抗模型，并采用阻抗分析法进行稳定性分析；提出了在锁相环以及网压前馈通道前串联陷波器对逆变器等效输出阻抗相位进行补偿的改进策略，在提升系统鲁棒性的同时保留网压比例前馈策略谐波抑制能力。然而，改进策略无法满足电网阻抗宽范围变化时系统稳定的要求，因此在改进策略的基础上加入了自适应环节，通过电网阻抗测量技术结合粒子群优化算法对陷波器参数进行自适应优化，从而提升系统在电网阻抗宽范围变化时的鲁棒性。最终通过仿真与实验验证了自适应改进策略的正确性和有效性。

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计及多类型可调度柔性负荷响应的电力系统经济调度策略

张斌，司大军，李文云，何金定，剡文林，李凡，牛涛

电工电能新技术. 2023, 42(4): 39-47. https://doi.org/10.12067/ATEEE2206032

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引导负荷侧柔性资源参与电力系统调度具有良好的经济效益和环境效益。电力系统中包含的负荷种类繁多，而当前的研究往往只关注单一类型负荷的调控却忽略了多类型负荷间的协调配合。为了解决这一问题，本文提出一种计及多类型可调度柔性负荷参与的电力系统经济调度策略。首先，本文建立了电压敏感型商业负荷的数学模型，采用电压-功率关系刻画商业负荷用电行为，引入灵敏度分析方法评估商业负荷功率可调范围；然后将商业负荷功率调节裕度作为一种灵活备用资源，纳入到工业负荷调度体系中，实现工商业负荷的协同调度；最后，通过改进的IEEE-30节点测试系统说明了多类型可调度负荷参与调度能充分发掘工商业负荷的调度潜力，有效提高区域的新能源消纳水平。

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面向调控领域多源数据融合的电力变压器态势感知与预警方法研究

贺馨仪，董明，刘文君，王彬，徐元孚，杜明

电工电能新技术. 2023, 42(4): 48-58. https://doi.org/10.12067/ATEEE2204045

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为了应对日益复杂的电网设备监控一体化要求，有必要完善电力变压器态势感知模型，以辅助监控人员在海量且离散的监控信息中及时发现状态有劣化趋势的变压器，并提前作出应对。而目前的变压器状态感知技术具有数据来源单一且实时性较差的普遍性问题，且仍需要监控人员结合遥测信息作出人工分析与预判，无法完全满足电网设备监控要求。本文基于多源数据融合技术，通过关联挖掘变压器告警信息、缺陷管理记录、设备检修记录、离线试验报告和输变电在线监测数据，提取了五个变压器运行态势评估的维度特征。通过构建多层感知机模型，建立基于马尔科夫链原理的变压器状态转移模型，可提前2 h对其可能发生的缺陷进行预测并达到了很好的效果，并确定了变压器状态预警指标，为监控人员提前对变压器运维工作的部署提供充分时间。

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基于BO-BiLSTM的超级电容器剩余寿命预测

沈伟豪，林文文，楼功茂

电工电能新技术. 2023, 42(4): 59-67. https://doi.org/10.12067/ATEEE2205033

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为了提高超级电容器剩余使用寿命的预测精度，本文提出了一种贝叶斯优化与双向长短时记忆神经网络结合的预测模型（BO-BiLSTM），利用长滑动窗口处理容量数据来提高模型对容量衰退趋势的学习能力，达到对超级电容器剩余寿命精确预测的目的。通过对输入特征的研究和对比，选定了容量和循环数作为模型的输入，随后对滑窗大小、模型步长进行研究，发现长滑窗是模型成功的关键因素。实验模型的精度可以达到AEP=1.02%、RMSE=2.57%。在使用贝叶斯优化算法优化模型参数后，最终预测精度可以达到AEP=0.59%、RMSE=2.16%，具有较高的预测精度。

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基于非线性复数磁导率模型的叠片铁心损耗计算

李世峰，陈龙，张泽宇，邹震，贲彤

电工电能新技术. 2023, 42(4): 68-76. https://doi.org/10.12067/ATEEE2205001

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为实现频域计算中电力变压器损耗分布特性的快速计算，本文基于非线性复数磁导率模型，在保证计算精度的同时，提出了一种正弦稳态服役条件下叠片铁心损耗分布的快速计算方法。首先，基于磁滞回线面积等效原理，在考虑基本磁化曲线非线性特性的基础上，得到复数磁导率的实部与虚部；其次，为了验证本文所提出模型对变压器铁心损耗预测的有效性，耦合铁心叠片均匀化方法，建立了单相叠片铁心的频域有限元仿真模型，对变压器铁心中损耗与磁通密度分布进行计算；最后，制作了单相变压器铁心实验模型，搭建单相变压器铁心损耗实验平台，对本文所提出的方法有效性进行验证。结果表明，基于非线性复数磁导率叠片等效的变压器铁心损耗计算方法具有参数辨识过程简单、计算精度较高等特点，在变压器长期正弦稳态服役条件下的损耗计算与温升预测中具有一定应用前景。

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基于局部放电光度分布特征的开关柜采光单元优化布置方法

缪金，陈平，冷兆云，任明

电工电能新技术. 2023, 42(4): 77-86. https://doi.org/10.12067/ATEEE2206035

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局部放电光测法具有灵敏度高、抗干扰性强的特点，但其检测效果受传感器部署位置影响较大，因此从光信号辐射特性和传输特性本身出发，对传感器在设备中部署位置进行优化设计。本文提出了一种基于局部放电光度分布特征的开关柜采光单元优化布置方案。首先设计了基于硅光电倍增管（SiPM）传感器的放电弱光探测装置，并利用积分球确定了装置光学检出性能与视在放电量的对应关系，结果表明对于视在放电量154.9 pC的放电，传感装置测量到其0.022 5%以上的光能后即可实现放电检出；之后建立开关柜电缆室光学仿真模型，在典型故障位置设置了放电光源，根据光学仿真结果，选择针对不同放电光源均能获得较高响应强度的位置布置传感器，为了证明该布置方案的有效性，进行了开关柜放电光学检测实验，结果表明：传感器在所选安装位置上可实现放电的有效检出。

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考虑关联故障率的电网稳定控制系统复合检修决策方法

余锐，钟璐，陈柏汗，熊俊，王旺，朱开阳，欧阳金鑫

电工电能新技术. 2023, 42(4): 87-96. https://doi.org/10.12067/ATEEE2201017

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稳控系统作为电力系统的第二或第三道防线，尚缺乏大型稳控系统的检修决策方法。为保障稳控系统的可靠经济运行，本文提出了一种考虑关联故障率的稳控系统复合检修决策方法。基于稳控装置基础故障率模型，考虑主辅稳控设备关联性的影响，建立了稳控装置的复合故障率模型；为避免单一优化目标影响检修决策的全面性，综合考虑稳控系统检修的可靠性和经济性，建立了稳控系统复合优化模型，并通过算例验证了该模型的可行性和有效性。本文提出的复合优化模型能为运维人员提供稳控系统的最佳检修周期，有效地减少了稳控系统异常状态对电网正常运行的影响。

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中英文目录（2023年第4期）

电工电能新技术. 2023, 42(4): 97-98.

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2023年, 第42卷, 第4期　刊出日期：2023-04-23

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