电工电能新技术

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苏照芮, 布家宝, 杜锦华

电工电能新技术. 2024, 43(6): 1-10. https://doi.org/10.12067/ATEEE2309015

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双电机优化设计需要考虑双电机系统的耦合运行，在传统优化方法中多采用估计效率Map的方法得到双电机系统最优的转矩分配系数。然而在高效电机优化设计中无法忽视估计法带来的误差。此外不同工况下电机的控制策略也不同。为了提高双电机驱动系统全工况运行效率，本文基于两种循环工况，系统地提出了一种电动汽车双电机协同优化设计方法。首先通过参数匹配获得了初代电机参数，接着提出了基于半解析模型的电机效率Map计算方法。基于此方法研究了不同工况下双电机系统的最优转矩分配和控制策略。然后基于粒子群算法，考虑电机不同工况下的控制策略对双电机本体参数进行了全工况优化。最后搭建了半实物实验平台，仿真和实验结果表明，所提优化方法能够提高双电机驱动系统的运行效率。

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集中绕组模块组合式定子结构对低速大功率永磁电机性能影响

孙少男, 李岩, 张炳义, 冯桂宏

电工电能新技术. 2024, 43(6): 11-24. https://doi.org/10.12067/ATEEE2301023

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针对集中绕组模块组合式定子结构对低速大功率直驱永磁同步电机性能的影响进行研究。首先介绍了模块化定子的分块规则和分块数。基于绕组函数法推导了单个定子单元模块在不同拆分方式下的绕组函数和电感表达式。基于有限元仿真先分析了仅绕组分块对电机性能影响；然后分析了冲片和绕组都分块对电机性能影响。通过对比空载和负载性能，总结出各种定子模块化拆分方案的优缺点，为大功率低速直驱永磁同步电机的模块化设计与制造建立了基础。

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凸极立式全蒸发冷却水轮发电机通风计算研究

赵华, 陈金秀, 黄嘉欣, 丁艺伟

电工电能新技术. 2024, 43(6): 25-36. https://doi.org/10.12067/ATEEE2309028

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凸极立式水轮发电机的全蒸发冷却技术可以实现定转子绕组高效冷却，降低水轮发电机对通风系统的风量需求，但在发电机风路中引入多种阻力元件，可能对电机通风系统产生影响。为实现全蒸发冷却水轮发电机通风系统的精细化热设计，本文建立了电机定子蒸发冷却系统关键管路结构及端部定子线棒三维模型，通过CFD软件对定子端部流场进行了数值计算，获得了端部阻力特性；探讨了转子蒸发冷却系统冷凝器引入后，不同冷凝器设计方案下的转子流量压头特性；最后，基于一维等效风路方法，完成了通风系统风路计算，获取了电机各部分风量分配数据，并将FLOWMASTER软件计算结果与厂家设计值进行校核，确定计算准确性。本文可从精细化通风计算角度为蒸发冷却系统关键结构工程设计提供参考。

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谐振方式对有源钳位反激变换器工作状态影响的研究

赵永秀, 刘泽伟, 朱治钢, 晏铭, 蔡培军

电工电能新技术. 2024, 43(6): 37-48. https://doi.org/10.12067/ATEEE2210001

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传统有源钳位反激变换器依赖变压器漏感和原边钳位电容之间的谐振实现软开关，消除了开关损耗，但传导损耗大，输出整流器存在电流振荡现象。为解决上述问题，选取变换器最佳工作模式，建立不同谐振方式下的等效电路模型，探究不同谐振方式对变换器性能的影响，以副边谐振方式为基础制作实验样机。由实验结果可知：副边谐振方式有源钳位反激变换器可实现功率器件软开关，降低原边电流有效值，消除副边电流振荡现象，所设计的变换器最大满载效率达94.06%，整机效率高于原边谐振方式。

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基于容性屏蔽的无线电能传输系统有源磁屏蔽结构优化

龙永红, 李辉, 孔彭生, 李中启, 任立权

电工电能新技术. 2024, 43(6): 49-59. https://doi.org/10.12067/ATEEE2310009

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为了改善无线电能传输系统中的磁场泄漏问题，本文提出了一种基于无源容性屏蔽的强耦合有源磁屏蔽结构。首先，在无源容性屏蔽的无线电能传输系统的基础上，设计了一种强耦合有源磁屏蔽线圈结构。其次，给出了此线圈的工作原理与设计方法，推导了数学模型以及等效电路模型。从理论出发解释了容性屏蔽和有源屏蔽的原理，并对屏蔽效果及传输效率受屏蔽线圈参数变化的影响作了分析。最后，结合得到的线圈参数，在所提线圈结构的基础上，设计出了一套电动汽车无线充电系统，通过理论计算、仿真和实验，对所提线圈结构和方法的有效性进行了验证。结果显示，该线圈结构在维持96%以上传输效率的同时，能够将系统的漏磁减少大约40%，实现了降低泄漏磁场和保持高传输效率的目标。

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变温条件下解析Preisach磁滞模型误差修正和特征参数辨识方法

陈彬, 曾庆麟, 王斐然, 万妮娜, 黄力, 唐波

电工电能新技术. 2024, 43(6): 60-69. https://doi.org/10.12067/ATEEE2304019

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温度升高会影响磁性材料的磁滞特性，从而改变电气设备的性能。目前解析Preisach模型无法对温度进行有效表征，导致损耗计算结果误差较大。为此，本文首先分析了基于Lorentzian函数的解析Preisach模型特征参数对磁滞回线形状参数的影响程度，如饱和磁通密度、矫顽力、剩磁等，研究了不同温度下模型参数和材料磁特性的变化。根据模型特征参数具有的磁滞回线形状相关性和温度相关性，引进温度系数来修正模型特征参数，构建变温条件下的解析Preisach模型，并给出了计及温度影响的模型参数辨识方法。最终实验测量纳米晶合金在变温条件下的极限磁滞回线，对多组实测值和修正后的解析Preisach模型计算值进行对比后，得出在饱和磁通密度、矫顽力和剩磁处修正模型结果的平均相对误差分别为0.15%、2.21%、5.76%，证明了该修正模型的准确性。

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冲击电压下GIS典型绝缘缺陷局部放电光-电信号特性研究

顾朝敏, 庞先海, 董驰, 李天辉, 路士杰, 李燎, 韩旭涛

电工电能新技术. 2024, 43(6): 70-78. https://doi.org/10.12067/ATEEE2310027

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气体绝缘组合电器（GIS）是电力系统中重要的变电设备，发生故障时会为国民经济带来严重的损失。GIS设备在运行过程中既会受到运行电压的作用，还会受到暂态冲击电压的影响。大幅值的暂态冲击会激发工频运行电压下潜伏的微小缺陷产生局部放电，关注冲击电压下的局部放电信号能够有效提升设备内部微小缺陷检出的灵敏度。针对于此，本文将绝缘缺陷设置在实体GIS上，基于光电一体化融合传感器，利用特高频法和光测法对振荡型冲击电压下的局部放电进行了测量和分析。振荡型冲击下实体GIS中的三种典型缺陷局部放电检测结果表明：尖刺缺陷下放电主要出现在外施电压的峰值附近，但当电压较高时，由于空间电荷形成的反向电场的影响，引发波谷放电。悬浮缺陷下放电会发生在更多的放电周期，主要发生在外施电压的上升沿和下降沿，其中一些放电幅值较大，特高频法和荧光光纤法可以同时检测到放电脉冲。沿面缺陷下的放电脉冲依次发生在外施电压的上升沿和下降沿，荧光光纤法只能检测到极个别的放电脉冲。

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基于MIWOA优化SCN的变压器故障诊断研究

丰胜成, 张宗瑞, 付华, 韩猛

电工电能新技术. 2024, 43(6): 79-89. https://doi.org/10.12067/ATEEE2303015

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针对变压器故障诊断精确度低的问题，本文提出了一种多策略改进的鲸鱼优化算法(MIWOA)优化随机配置网络(SCN)的变压器故障诊断模型。首先，对变压器冗杂繁多的原始故障数据进行核主成分分析(KPCA)降维处理，降低无效特征的影响；其次，利用Tent混沌映射、动态自适应权重和初级知识获取共享算法对鲸鱼算法(WOA)进行改进，提高其优化能力；然后，在SCN中引入L2范数惩罚项进行正则化处理，并使用改进后的MIWOA算法对SCN惩罚项系数C进行寻优求解，提高SCN分类精度和泛化能力；最后，将降维的数据输入到MIWOA-SCN故障诊断模型中，提高模型收敛速度。结果表明，本文所提出的模型诊断精度为93.1%，与WOA-SCN、GWO-SCN和PSO-SCN诊断模型相比，分别提高了6.89%、9.48%、14.65%，证明MIWOA-SCN诊断模型在变压器故障诊断上具有良好的诊断效果。

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面向可再生能源消纳的电网侧混合储能优化配置方法

司大军, 姚一鸣, 李玲芳, 汤佶元, 孙鹏, 胡博, 谢开贵

电工电能新技术. 2024, 43(6): 90-100. https://doi.org/10.12067/ATEEE2208047

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混合储能目前是一种较为高效的能量存储方式，对于新能源消纳作用极大，大规模投建储能装置有助于提高可再生能源并网的比例，助力“双碳”目标的实现。然而，储能投建成本较高，盲目配置储能将导致大量资金的浪费，如何根据可再生能源的消纳需求来正确配置储能成为了急需解决的问题，需要综合考虑可再生能源的消纳效果以及储能配置的经济性，真正做到“好钢用在刀刃上”。本文提出一种两阶段的储能优化配置方法：第一阶段，对电力系统进行运行模拟，确定最优储能选型方案；第二阶段，充分考虑源测、网架和负荷的灵活调节能力，建立储能的优化配置模型，以最小化投资成本和弃风弃光率为目标，全面考虑发电侧、输电侧和负荷侧的灵活性资源，得到切实可行的储能选址定容方案。通过对算例仿真结果分析得知，本文方法可促进可再生能源消纳，大大缩减投资成本。

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极端天气下配电网故障多时段恢复韧性提升策略

李邦源, 李铭益, 杨家全, 王建, 张丽, 姚江宁, 欧阳金鑫

电工电能新技术. 2024, 43(6): 101-112. https://doi.org/10.12067/ATEEE2302034

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网络重构和孤岛划分是极端天气下含分布式电源配电网故障恢复的重要手段。按照气象灾害发展过程采取多时段的故障恢复有利于提升配电网韧性。现有故障恢复策略缺乏考虑多次网络重构和孤岛划分的操作成本以及孤岛内分布式电源出力的波动性，导致优化结果安全和经济效果欠佳。因此，本文提出了极端天气下配电网故障多时段恢复策略，通过构建含分布式电源的主动配电网重构与孤岛划分统一模型，并考虑不同故障原因下的恢复时间尺度，细分时间断面，实现故障期间动态调整配电网网络结构，提升电网韧性。最后在IEEE 33节点系统中对所提策略进行验证，算例测试结果表明：所提策略开关动作次数少，负荷动态恢复率高，具备一定的抵御功率扰动能力，能提高极端天气下配电网的韧性。

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中英文目录（2024年第6期）

电工电能新技术. 2024, 43(6): 113-114.

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2024年, 第43卷, 第6期　刊出日期：2024-06-23

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