电工电能新技术

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朱家峰, 佟辉, 曹诗沫, 刘俊标, 彭文飞

电工电能新技术. 2024, 43(1): 1-13. https://doi.org/10.12067/ATEEE2303035

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现代电力电子系统的高温应用迫切需要耐高温的金属化膜电容器（MFC）。虽然已有大量研究表明高温电介质膜具有令人满意的储能性能，但其自愈性能尚不清楚，而该性能是决定高温电介质膜能否应用到MFC中的关键。本文主要研究了聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）、聚醚醚酮（PEEK）和聚酰亚胺（PI）三种金属化高温电介质膜在直流高电压下的自愈性能，具体分析了层间压强、卷绕张力和温度等外部因素对自愈性能的影响。结果表明，PI由于碳含量高，在实验中很容易击穿短路导致自愈失败，不适合应用到MFC中。PEEK的自愈性能受层间压强和卷绕张力的影响较大，应用到MFC后需重点考虑卷绕张力和卷绕层数。PEN具有较低的碳含量和优异的脂肪族-芳香族交替结构，且在各项研究中均表现出较为优异的自愈性能。从自愈角度来看，PEN适合成为高温强电场MFC用的绝缘电介质材料。

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基于扩展移相的ISOP-DAB变换器混合优化控制方法

陶海军, 王宏祎, 杨乃通

电工电能新技术. 2024, 43(1): 14-23. https://doi.org/10.12067/ATEEE2210025

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输入串联输出并联-双有源电桥(ISOP-DAB)变换器多应用于大功率高电压场合，为降低ISOP-DAB变换器的电流应力并提高系统的动态性能，本文提出一种基于扩展移相调制混合优化控制方法。首先分析在扩展移相下变换器的工作模式和功率模型，通过拉格朗日优化算法获取电流应力最优的相移组合，并结合虚拟电压均衡控制方案，以应对负载突变或输入电压扰动状态，同时结合变换器的结构特征使用输入电压均值完成模块间功率的动态平衡。最后，将混合优化控制方法、基于单移相的虚拟功率控制和传统的扩展移相优化控制进行对比实验。实验结果证明了混合优化控制在功率均分的同时可以实现电流应力优化，提高能量传输效率，同时也显著地改善了变换器在扰动情况下的动态特性。

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采用虚功法的磁阻型球形电机转矩建模

章涛, 李国丽, 周睿, 王磊,

电工电能新技术. 2024, 43(1): 24-31. https://doi.org/10.12067/ATEEE2206059

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针对有限元法计算磁阻型球形电机转矩耗费大量计算时间的问题，本文采用虚功法建立了磁阻型球形电机的转矩模型。首先利用电磁分析软件仿真出单个定子线圈的电感变化规律，并通过双线性插值获得电感模型。将得到的电感分别沿经纬度方向进行微分处理，得到二维转矩数值。再通过坐标变换,将二自由度转矩转换为三自由度转矩。最后搭建基于动态转矩传感器的转矩测量平台，测出实验转矩并将其与解析结果进行对比，验证了转矩模型的有效性。

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《电工电能新技术》2023年度刊登稿件统计结果

电工电能新技术. 2024, 43(1): 31-31.

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考虑双维波动性的地铁冲击负荷网储协同平抑策略

顾秋涵, 赵文彬, 郑欣, 徐斌

电工电能新技术. 2024, 43(1): 32-42. https://doi.org/10.12067/ATEEE2301008

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地铁列车频繁启停使其牵引负荷出现短时间大幅度的冲击，容易导致变压器绝缘加速老化、引发主变过载风险。针对这一问题，本文提出一种协同网储的地铁负荷冲击优化策略。首先，基于地铁负荷时序特性剖析冲击性负荷形成机理，建立考虑功率曲线特征的双维波动性指标，定量描述冲击程度。其次，分别以系统经济性最优与负荷冲击最小为上下层目标，建立网架拓扑与储能装置协调控制的双层优化模型，求解最优开关变动及储能调度策略。最后，以上海某地铁线路实际供电负荷为例，结合多场景进行验证分析，结果表明所提方法能有效平抑冲击性负荷，实现供电可靠性与经济性的提升。

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海上风电经柔性直流送出系统高频振荡分析及抑制策略

黄阮明, 王晓晖, 李强, 费斐, 李灏恩, 韩华春, 华晟辉, 黄鹏, 罗永捷, 姚骏

电工电能新技术. 2024, 43(1): 43-52. https://doi.org/10.12067/ATEEE2302013

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近年来，柔性直流输电已经是风电深远海开发的有效方案，随着大量用于远海风电并网的柔性直流输电系统不断投运，高频振荡现象在实际工程中频繁出现。然而，现有研究大多聚焦于新能源交流并网系统或异步分区电网交互所产生的高频振荡现象，针对海上风电经柔性直流送出系统的高频振荡研究尚不充分。并且现有模块化多电平换流器（MMC）高频段阻抗模型通常忽略换流器中、低频段特性，使得投入高频振荡抑制策略对中、低频阻抗特性的影响无法被准确揭示。为此，本文首先考虑系统链路延时的影响，基于谐波状态空间建立MMC全频段阻抗模型。在此基础上，分析海上风电经柔性直流送出系统高频振荡机理，并设计控制参数优化策略。最后，基于Matlab/Simulink搭建海上风电经柔性直流送出系统电磁暂态仿真模型，并验证本文所建阻抗模型的精确性以及高频振荡抑制策略的有效性。

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基于主动探测原理的直流配电线路短路故障测距

汤耀景, 陈水耀, 裘愉涛, 孔凡坊, 宋国兵, 王星洁, 吴佳毅, 常仲学, 陈福锋,

电工电能新技术. 2024, 43(1): 53-60. https://doi.org/10.12067/ATEEE2210024

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为克服对端系统助增作用的影响，实现直流配电线路短路故障的准确测距，提出一种主动探测式的故障测距原理。故障发生后，设计限流策略限制短路电流，进而切换至主动探测控制策略下，向直流线路注入特征频率探测信号。根据特征频率下故障等效电路的激励与响应特性，构建故障测距方程，实现了基于故障分析法的单端量故障测距。基于PSCAD电磁暂态仿真软件搭建了对应模型，仿真验证了不同故障位置和故障过渡电阻情况下测距原理的性能，采用特征频率探测信号构建测距方程，克服了对端电源助增作用的影响，测距结果的相对误差在0.5%以内。

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锂离子电池阻抗在线测量装置设计

杨浩, 张闯, 刘素贞, 徐志成, 陈占群

电工电能新技术. 2024, 43(1): 61-71. https://doi.org/10.12067/ATEEE2303001

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锂离子电池的交流阻抗能够反映电池内部信息，是电池状态在线监测的有力工具。阻抗在线测量装置的设计是实现基于阻抗的电池状态在线估计及故障预警技术的关键。本文基于嵌入式微控制器设计了锂离子电池交流阻抗在线测量装置，采用全相位快速傅里叶变换算法将时域数据转换到频域，并对转换结果进行插值运算，实现了0.01 Hz~10 kHz频率范围内交流阻抗的在线测量，有效解决了当前阻抗在线测量装置基于传统快速傅里叶变换算法所产生的频谱泄露、栅栏效应以及相位计算不准确的问题。通过对不同容量、不同正极材料的电池进行静态和动态阻抗测量，验证了装置的可靠性与快速性，并且放电末期动态阻抗急剧变化特征对电池的状态具有一定的指示能力。本文设计可方便集成于电池管理系统中，在锂离子电池状态在线估计及故障预警等方面具有一定的应用价值。

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基于深度学习与改进负荷行为关联图的农业用户非侵入式负荷分解方法

高波, 董增波, 李飞, 史轮, 陶鹏, 孙毅, 陈明昊

电工电能新技术. 2024, 43(1): 72-84. https://doi.org/10.12067/ATEEE2305033

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目前负荷分解模型大都面向城市用户，忽视了农业用电场景下的负荷关联特性，导致现有负荷分解模型在该场景下的分解效果较差，本文提出了一种基于深度学习与改进负荷行为关联图的农业用户非侵入式负荷分解方法。该方法首先采用One-hot编码构建包含离散和连续影响因素的负荷特征矩阵；其次，运用负荷行为关联图来表征用户不同负荷设备间关联关系，并采用图注意力网络对负荷间相关性进行权重优化；最后，构建基于卷积神经网络和长短时记忆网络的农业用户负荷分解模型并进行训练部署。仿真结果显示，本文所提出的基于深度学习与改进负荷行为关联图的农业用户非侵入式负荷分解方法相比现有方法分别获得4.34%和2.02%的负荷分解精度提升，并更加适用于农业用电场景。

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含小水电区域配电网制氢系统优化配置

叶吉超, 章寒冰, 赵汉鹰, 唐毅博, 胡鑫威, 韩剑, 李子晨

电工电能新技术. 2024, 43(1): 85-94. https://doi.org/10.12067/ATEEE2209012

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送出功率有限和局部电压偏高已成为限制富集地区的径流式小水电消纳率的主要因素。本文利用储能有功调节就地消纳的能力，提出一种含小水电区域配电网制氢系统优化配置方法。首先，建立了制氢系统的电转气模型及考虑启停特性的运行模型，并对比了目前主流的两种电解水制氢技术的特点；其次，考虑小水电运营主体的上网收益、氢气售卖收益以及配电网安全性约束，基于混合整数规划建立了制氢系统优化配置模型，其中运行模型中充分从能量角度体现了两种制氢技术在响应时间与爬坡率方面的差异；最后，利用浙江某富集地区配电网算例验证了所提配置方案能够充分缓解丰水期电压问题，提升区域小水电消纳率，并有一定的经济可行性。

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配网设备局部放电边缘侧精简特征提取与短报文传输技术研究

何楠, 刘弘景, 刘宏亮, 刘可文, 任明

电工电能新技术. 2024, 43(1): 95-105. https://doi.org/10.12067/ATEEE2211012

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电力设备内部潜伏性缺陷和故障可通过对局部放电的监测发现。目前随着电力设备尤其是配网设备数量的激增，海量的局部放电监测数据加剧了系统计算、传输和存储的负担。因此，本文基于无线传感网络架构提出了一种分布式感知网络，选用了远距离无线电作为主要传输手段，并构建了一种短报文传输机制以提升数据传输效率；其次，基于典型开关柜局部放电数据选取了原始特征集合，并采用变异数分析方法构建了一个8维度的精简特征集，通过边缘计算的方式实现数据特征提取与精简；最后，依次从识别准确率、传输密度、节点功耗以及运算量四个方面评估了网络的监测效能。本文解决了边缘侧和传输侧的关键问题，对于泛在电力物联网的建设提供了一定的技术参考。

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中英文目录（2024年第1期）

电工电能新技术. 2024, 43(1): 105-106.

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2024年, 第43卷, 第1期　刊出日期：2024-01-23

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