电工电能新技术

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丛浩熹, 照日格图, 尉浩博, 刘兆领, 周阳, 李庆民

电工电能新技术. 2023, 42(9): 1-10. https://doi.org/10.12067/ATEEE2210015

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随着武器的不断现代化，轨道直线推进机构装置近年来的发展也十分迅速，但是其发射过程中摩擦热和焦耳热会导致电枢和导轨烧蚀损伤，而电枢几何形状对电枢的发射效率和电流密度的分布起关键作用，因此研究电枢几何参数对电枢电流分布的影响对提高发射效率和耐用度具有重要意义。以实际直线推进机构系统为原型，使用Maxwell建立三维电磁场仿真不同几何形状电枢的模型，本文对平台宽度比Rw、平台高度比Rh、前缘后缘长度比Rlt、喉部曲率ρ四个重要参数进行了仿真和分析，获得了不同电枢结构下电枢和枢轨接触面的电流密度分布。研究表明，更多的电流倾向于从接触侧的后部与喉部交界处流向非接触侧的前部与喉部交界处；对于枢轨接触面来说，由于电枢材料铝的电阻率大于铜，导致电流密度集中在接触面的前侧和后侧；当平台高度占比过小时会导致喉部电流密度过大和接触面前方电流密度过大，在一定程度上增大平台高度占比可以明显改善电流的聚集；因此在设计电枢时电枢任何部分的厚度不宜过薄。上述研究可为直线推进机构电枢的优化设计提供一定参考依据。

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含载侧电容电流信息的PT控制开关电感二次型Boost变换器

王东栋, 魏国安, 姚雷, 朱旺

电工电能新技术. 2023, 42(9): 11-22. https://doi.org/10.12067/ATEEE2206052

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脉冲序列（PT）控制具有结构简单、响应速度快、无需补偿网络等优点，具有广阔的工业应用前景。针对脉冲序列控制变换器工作在连续导通模式（CCM）状态时存在输出电压低频振荡问题，本文研究了一种基于载侧电容电流信息反馈的脉冲序列控制开关电感二次型Boost变换器。通过采样变换器载侧电容电流信息，并与反馈电压信号叠加，以产生脉冲序列选择决策信号驱动变换器功率开关。首先分析了开关电感二次型Boost变换器工作原理，详细阐述了低频振荡产生原因以及含载侧电容电流信息的脉冲序列控制方法抑制低频振荡的机理，并建立了其动力学模型。最后通过仿真和实验，验证了该含电容电流信息的脉冲序列控制开关电感二次型Boost变换器的输出特性，解决了低频振荡的问题。

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一种高增益耦合电感交错组合Boost-Zeta变换器

荣德生, 刘烨, 刘亚迪, 孙瑄瑨

电工电能新技术. 2023, 42(9): 23-35. https://doi.org/10.12067/ATEEE2112036

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为提升Boost变换器的电压增益，本文提出结合耦合电感和倍压单元的交错组合DC-DC变换器。该变换器由Boost和Zeta变换器组合并引入耦合电感倍压技术而得到，并利用无源钳位支路吸收漏感能量，开关管采用交错控制，降低了开关管的电压尖峰，实现开关管低电压应力，在无需极限占空比和高匝比的情况下可获得更高的电压增益。本文深入讨论了所提拓扑的工作原理及特点，对比了不同变换器的电气性能；对实验参数进行设计，最后通过实验对变换器的理论分析进行验证。

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直流微电网多储能并联电压和功率共享控制方法研究

曾伟, 熊俊杰, 李建林, 苗浩田, 开山金

电工电能新技术. 2023, 42(9): 36-45. https://doi.org/10.12067/ATEEE2205032

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针对多储能单元并联的孤岛直流微电网功率分配精度和电压降落问题，本文提出了一种包括电压偏移和下垂斜率调整的分层分布式控制方法。该方法可以实现储能单元精确功率共享和直流母线电压自恢复，弥补了下垂控制均流精度差、电压偏差大的缺点。通过增加偏移电压和调节下垂增益，可以有效地补偿下垂控制器引起的电压降落。无论负载如何变化，直流母线电压始终可以自动调整。此外，本文还详细介绍了控制器的设计过程，并证明了系统的稳定性。最后，通过仿真和实验验证了该控制方法的有效性和优越性。

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基于时域分段法-相量法混合建模的直流输电交流系统的谐波电流计算

黄炟超, 胡宪法, 吴健颖, 严喜林, 彭茂兰, 张树卿, 唐绍普

电工电能新技术. 2023, 42(9): 46-54. https://doi.org/10.12067/ATEEE2209019

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换流器作为高压交直流输电系统中的重要元件，因其存在复杂的电力电子器件而产生大量频次的谐波严重影响到输电系统的安全稳定，获取交直流输电系统交流侧谐波电流是谐波治理的基础，因此交流侧谐波电流的精确计算具有重要意义。本文基于时域分段法的思想，充分考虑到直流纹波电流的影响，提出了内外双环迭代的计算方法：内环采用时域分段法计算直流侧端口电压瞬时量、采用相量法计算直流侧纹波电流、利用直流纹波电流和直流侧端口电压耦合迭代计算的方法计算直流侧纹波电流；外环利用换相过程中退出换相的相电流在换相结束时刻电流过零的特点，结合纹波电流迭代计算换相角的方法精确获取换相角和交流侧谐波电流。与PSCAD/EMTDC模型计算结果对比表明：此方法既保证了谐波电流计算结果的精确度和计算效率，也充分计及了工频负序电压、背景谐波电压、触发角不等距、换相电感不平衡、变比误差、测量误差、纹波电流等各种非理想因素的影响，同时易于程序实现。

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载流摩擦振动对受电弓滑板摩擦特性的影响与磨损率建模

陈忠华, 高浩宁, 陈明阳, 王喜利, 曲春利

电工电能新技术. 2023, 42(9): 55-64. https://doi.org/10.12067/ATEEE2204031

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在铁路列车实际运行时，由于受电弓滑板与接触网导线的接触面粗糙，会产生摩擦振动。这种摩擦振动将对滑板的摩擦磨损造成严重影响，从而极大地缩短滑板的使用寿命。利用自制滑动电接触试验机，在变化的工况下探究了摩擦振动加速度对于弓网摩擦磨损的影响。实验结果表明摩擦振动是导致滑板磨耗的要素，不同工况下摩擦振动对摩擦磨损的影响也有所不同。为了提高预测准确率，本文采用鲸鱼算法(WOA)改进随机森林（RF）模型，并构建以摩擦振动加速度为自变量、磨损率为因变量的回归模型。结果表明，经过WOA改进后的模型在磨损率预测方面具有较好的性能，为相应领域提供重要参考价值。

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“双碳”目标下氢能发展体系构建和产业创新布局展望

何钰江, 刘会灯, 王皓宇, 周倩, 张施令, 黄伟, 任仲也, 罗颖冰, 方斯顿

电工电能新技术. 2023, 42(9): 65-76. https://doi.org/10.12067/ATEEE2207054

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针对绿色氢能发展体系构建和产业创新布局进行了综述性研究分析。首先围绕氢能的由来、优势和主要用途来介绍氢能在达成双碳目标国家战略中的关键作用。以重庆为研究对象，从重庆自然资源禀赋出发，研究重庆构建双碳目标时氢能的作用。在宏观政策层面，围绕商业驱动力、配套政策法规、技术研发详述当前的氢能应用障碍。在技术细节层面，归纳几种主要的制氢路线，发现质子膜交换法更具灵活、高效率特性，发展前景较好。随后对氢能存储、运输及应用的几种方式进行讨论和对比分析，发现管道存储和运输更具远距离大容量、安全高效优势，具备良好的发展前景。最后结合重庆“山城”特色，针对不同地理条件进行氢能供应链建设分析，并提出了“港区富集新能源建设船舶水运氢能”和“山区因地制宜建设氢站-风光氢打捆上网”的两种重庆特色氢能发展路径，最后对重庆制氢成本进行算例分析。本文对于重庆开拓制氢储能产业链和氢电耦合运营模式具有良好的指导作用和参考价值。

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基于电压聚类排序的中压配电网拓扑在线辨识方法

黄飞, 杨宏锐, 戴健, 欧阳金鑫, 范昭勇, 戴晖

电工电能新技术. 2023, 42(9): 77-85. https://doi.org/10.12067/ATEEE2205003

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网络拓扑辨识作为配电网运行和管理的基础，随着城市配电网结构的日趋复杂以及运行安全性和可靠性需求的日渐提高，配电网拓扑辨识面临着严峻挑战。为此，本文提出一种基于电压聚类排序的中压配电网拓扑在线辨识方法。首先梳理了配电网的典型拓扑结构，分析了配电网运行时拓扑的多样性和拓扑辨识的重要性；其次，分析了中压配电网电压的分布特征和相似性，通过挖掘节点电压相似性中蕴含的拓扑信息，利用均值漂移算法辨识分支、利用平均电压法辨识分支结构，实现对配电网拓扑结构的准确辨识；最后，采用某东部城市的负荷曲线，通过算例验证了所提拓扑辨识方法的有效性及优越性。

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基于序电流判据融合的配电网单相接地故障保护方法

邱日强, 朱建武, 王永华, 朱强, 王巍璋, 陈宇捷, 欧阳金鑫

电工电能新技术. 2023, 42(9): 86-96. https://doi.org/10.12067/ATEEE2304007

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单相接地故障的发生概率高，对配电网安全性和供电可靠性的影响不断增大。但是，单相故障特征相对微弱且易受过渡电阻的影响，配电网单相故障的准确识别仍面临巨大挑战。为此，本文通过融合馈线正序、零序电流特征，提出了一种兼具实用性和普适性的中压配电网单相接地故障保护方法。分析了配电网在不同中性点接地情况下的配电网馈线端故障特性，推导了过渡电阻对故障馈线出口处序电流的影响规律，建立了以正序与零序电流为基础的单相接地故障选线判据，通过正序、零序电流判据相融合，提出了计及过渡电阻影响的配电网单相故障保护方法。理论分析和仿真结果表明，该方法适用于中性点不接地、经小电阻接地和经消弧线圈接地的中压配电网，具有抗过渡电阻能力强以及原理简单、整定方便、灵敏性和可靠性高的优点。

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基于人工神经网络的智能变电站保护系统故障诊断

王洪彬, 何荷, 黄睿灵, 高鹏, 周念成, 任博

电工电能新技术. 2023, 42(9): 97-104. https://doi.org/10.12067/ATEEE2208081

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随着变电站自动化程度的不断提高，二次设备数量急剧攀升，网络拓扑结构更为复杂，如何快速且精确地实现保护系统故障诊断关系着变电站能否稳定运行。在这个背景下，为提高智能变电站保护系统的运维效率，本文提出了一种基于人工神经网络的智能变电站保护系统故障诊断方法。从不同间隔内保护装置的插件故障出发，梳理了故障诊断所需的推理知识库，结合报文的发布/订阅关系以及交换机的流量状态提出了故障特征信息的表征方式；利用人工神经网络搭建了保护系统故障诊断模型并给出了实时诊断步骤。以典型的110 kV智能变电站保护系统为例，验证了所提故障诊断方法在面对多种故障类型时的精确性，通过与现有多种方法的对比展现了本文方法在特征选择、识别精度等方面的优越性。

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中英文目录（2023年第9期）

电工电能新技术. 2023, 42(9): 105-106.

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2023年, 第42卷, 第9期　刊出日期：2023-09-23

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