电工电能新技术

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宋勇辉，熊小伏

电工电能新技术. 2024, 43(7): 1-11. https://doi.org/10.12067/ATEEE2304018

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针对半桥型模块化多电平换流器(MMC)，本文提出了一种低开关频率的自适应降损策略，解决了最近电平逼近调制(NLM)策略和基于排序算法的电容均压控制策略导致的换流阀功率器件开关损耗较高的问题。首先，分析了MMC内部悬浮电容均压效果与其开关频率间的制约关系，明确实际工程应用对子模块电容电压均衡性的要求，为后续低开关频率的自适应降损控制策略提供理论依据。其次，基于所设置子模块电容电压动态限值、流经子模块的电流方向以及子模块工作状态，确定每个周期内子模块投入优先级，从而减少非必要的子模块附加投切动作，降低子模块开关频率。然后，利用线性插值方法，实现不同系统传输功率下子模块电容电压动态限值的自适应调整，进一步降低子模块开关频率。最后，基于在Matlab搭建的MMC仿真模型，验证了本文所提方法。

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计及锁相环非线性特性的跟网型逆变器暂态稳定性分析

王素娥，李康，郝鹏飞，刘煜帆，崔开源，陈景文

电工电能新技术. 2024, 43(7): 12-22. https://doi.org/10.12067/ATEEE2312039

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锁相环作为跟网型逆变器实现相位同步的关键环节，由于其本身所固有的非线性特性，在弱电网情况下，传统小信号模型可能存在不能准确预测锁相环暂态稳定性的问题。为保证受扰后锁相环的稳定运行，提出了一种基于非线性数学模型的稳定性分析方法。首先，根据锁相环工作原理，建立其二阶非线性微分方程，通过相平面法对锁相环输出特性进行定性分析，评估不同参数对锁相环暂态特性的影响；然后，基于等面积法则分析锁相环暂态失稳机理，鉴于传统等面积法则可能导致稳定性的误判，采用非线性动力学多尺度法对锁相环受扰后的暂态时域表达式进行求解，明确锁相环暂态稳定边界；最后，通过Matlab仿真和RT-LAB半实物平台验证了所得解析解和锁相环暂态稳定域的准确性，为弱电网条件下锁相环控制参数及电路参数选取提供一定参考。

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基于双模型混合的电动汽车SOC和剩余里程估计

张怀志, 林文文, 张岳君, 项薇

电工电能新技术. 2024, 43(7): 23-31. https://doi.org/10.12067/ATEEE2306061

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为了缓解电动汽车车主里程焦虑的问题，本文提出了一种基于滤波器和神经网络混合的电动汽车荷电状态（SOC）估计方法，该方法可以准确估计电动汽车SOC和剩余里程。首先，利用降维算法和分类算法从实车数据集中分离出5类能够反映车辆能耗的驾驶行为作为模型输入的一部分。其次，搭建卡尔曼滤波和双层双向长短时记忆神经网络结合的混合模型，该模型可以降低实时数据的噪声，并结合历史数据计算电动汽车SOC和剩余里程。最后将不同的模型输入特征和模型结构作对比，证明提出方法具有较高的精度。

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考虑锁相暂态响应的光伏发电系统三相短路电流计算方法

许守东, 毕书奇, 李世伟, 欧阳金鑫, 石恒初, 张丽, 奚鑫泽

电工电能新技术. 2024, 43(7): 32-40. https://doi.org/10.12067/ATEEE2302033

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光伏发电系统具有不同于同步机的故障响应特性，给电力系统故障保护与控制带来严峻挑战。锁相环的输出直接影响光伏发电系统的故障响应特性，特别是在电网故障后电压相位跳变使得锁相环输出呈现非周期性的暂态响应偏差，对光伏输出短路电流产生较大影响。现有研究忽略锁相暂态过程，可能造成光伏及其并网系统短路电流的分析计算出现较大误差。为此，本文推导了光伏锁相环输出相位与并网点电压相位间偏差的解析表达式，分析了锁相偏差的时域变化特性及其影响因素和锁相偏差对光伏发电系统三相短路电流的影响，从而提出了考虑锁相暂态响应的光伏发电系统三相短路电流解析计算方法，并分析了短路电流的特征，最后搭建光伏并网系统仿真模型，验证了理论分析的正确性。

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电动汽车聚合商参与需求响应定价策略及收益分配研究

庞松岭，赵雨楠，毕克凡，岳焕展，张谦

电工电能新技术. 2024, 43(7): 41-50. https://doi.org/10.12067/ATEEE2307016

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针对需求响应市场中电动汽车充电电价的制定未充分考虑区域电网与电动汽车聚合商的利益均衡问题及电动汽车集群参与需求响应后如何合理分配收益的问题，论文提出计及电动汽车集群需求响应的电价谈判策略，及基于改进Shapley值的电动汽车集群收益分配策略。首先，建立了电动汽车聚合商需求响应成本电价模型，结合电动汽车可参与需求响应时段，提出了基于需求响应容量的电价谈判策略，获得可平衡双方利益的需求响应电价；然后基于上述电价测算电动汽车集群参与需求响应的收益，并采用改进的Shapley值进行收益分配。最后通过算例证明所提策略可均衡电动汽车集群与电力公司的收益，并有效确保收益的合理分配，提高电动汽车用户参与需求响应的积极性。

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混合换相换流系统换相失败抵御方法与RTDS验证

王松, 屈鲁, 訾振宁, 崔康生, 施健, 崔健, 刘凯, 付红军, 杜兴伟, 姚孟, 韩伟, 刘超, 肖超

电工电能新技术. 2024, 43(7): 51-59. https://doi.org/10.12067/ATEEE2311052

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换相失败是基于电网换相换流技术（LCC）的直流输电特有的故障形式，并且在弱交流系统中表现尤为明显。本文首先分析了LCC换相失败的原因，提出了采用大功率可控关断的集成门极换流晶闸管（IGCT）替代晶闸管的混合换相换流技术（HCC）方案。接着结合IGCT特点，提出了适用于HCC的正常换流与换相失败抵御两种工况下的主动关断模式及其实现方法。然后参照实际高压直流控制保护框架，设计并搭建了实时数字仿真平台（RTDS）环境下的HCC系统的一次回路、直流控保以及阀控系统，在尽量沿用现有的已经成熟的控保技术的同时，仅增加了主动关断部分。最后通过系列试验验证了HCC系统抵御换相失败的可行性与准确性。

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考虑隐私保护的综合能源负荷联合聚类方法

胡欣月，黄奇峰，张理寅，段梅梅，盛举，李更丰

电工电能新技术. 2024, 43(7): 60-69. https://doi.org/10.12067/ATEEE2309005

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能源系统多元化发展的背景下，深度挖掘综合能源用户的价值，提高能源系统灵活性是构建综合能源系统的关键路径。用户负荷聚类是提炼多类型用户的共性用能特性、提取用户用能模式的基础。与传统电力用户相比，综合能源用户聚类存在多个问题：用户的用能需求不局限于单一能源，不同类型能源的数据存在耦合关系；综合能源系统结构关系复杂，能源数据分属多运营主体，各主体不会向其他运营主体披露隐私数据。本文提出一种基于参数共识的综合能源联合聚类方法。该方法考虑用户数据的隐私性，适用于数据被分散存储且不同负荷聚合商之间存在信息隔离的情况，并能得到和集中式聚类相同的结果。通过多种能源联合聚类，聚类结果能够表征多能耦合下用户的用能习惯，为综合能源需求侧管理策略和系统运行优化提供决策依据。通过美国旧金山建筑能耗数据集验证了本文所提方法的有效性。

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基于分离通道的同步无线能量信息传输系统优化

史海睿, 张立炎, 陈启宏, 李昶

电工电能新技术. 2024, 43(7): 70-89. https://doi.org/10.12067/ATEEE2303071

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针对单通道能量信息并行传输系统信息传输速率较低、能量传输损耗大、系统设计方法复杂等问题，本文在已有研究的基础上，基于互感耦合理论，设计了一种利用新型的多线圈磁耦合机构实现能量传输系统和信息传输系统分离设计的新方案。多线圈磁耦合机构作为电能和信息传输的通道，可以传输不同频率、不同幅值的电能和信号。数字信息经幅移键控调制后加载到信息传输回路中，在不影响能量传输的前提下，实现信息的实时、双向、高速率传输。通过有限元分析软件对所设计的磁耦合机构进行磁场特性分析，利用仿真软件分析能量传输系统的关键电气参数变化，以及电能传输对信息传输的干扰，确定所提方案的可行性，最后搭建实验平台验证所提方案的正确性。在能量传输频率100 kHz、正向信息载波频率13.81 MHz、反向信息载波频率19.23 MHz的情况下，实现了能量传输效率89.35%、正向信息传输速率428.9 kbps、反向信息传输速率599.9 kbps的能量信息并行双向传输。

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基于模态分解和混合式CNN-GRUT的变压器油中溶解气体预测方法

谭志超，范竞敏，冯陆滔，莫文俊，钟铭伟

电工电能新技术. 2024, 43(7): 80-90. https://doi.org/10.12067/ATEEE2307013

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为防止电力变压器出现运维不足或者过度运维的情况，对其运行状态进行评估和潜在性故障进行预测具有重要意义。DGA技术是对变压器状态进行评估的有效方法，而变压器的机械振动、油温等原因会导致油中溶解气体信号呈非线性趋势，非稳定特性；致使预测难度增加，甚至日常测量气体数据缺失导致以DGA技术为主的在线监测系统无法监测变压器状态。针对以上问题，本文应用EEMD分解气体浓度信号集，而EEMD产生的高频本征模态函数会增加预测难度和影响预测精度，使用WPD进一步将子信号模态函数分解，针对过去机器学习无法分离和解析浓度信号间时间关联性和蕴藏特性的难题，本文提出了混合式CNN-GRUT预测模型，分离气体浓度子信号当中的蕴藏特性，深度解析气体浓度子信号集当中的时间关联特性，迭代子信号重组得到油中溶解气体浓度信号预测值。实验结果得出，提出的CMD-CNN-GRUT预测模型相较于BP、Elman等混合预测模型，CMD-CNN-GRUT的预测平均绝对误差减少22.44%和30.9%，并且结合实验证明了所提出的预测模型的有效性。

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基于移动储能和电动汽车V2G的弹性配电网经济性灾后恢复决策方法

谢宇峥, 章德, 杨祺铭, 李明昊, 李更丰, 邹文秋, 别朝红

电工电能新技术. 2024, 43(7): 91-101. https://doi.org/10.12067/ATEEE2308049

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近年来，为应对频发的极端事件，配电网弹性提升技术迅猛发展。在实际应用中，技术方案经济成本过高成为制约其应用落地的重要因素。针对上述问题，本文提出了一个融合移动储能与电动汽车并网（V2G）技术的配电网弹性提升方案，其具体目标为优化灾后供电恢复过程中的经济成本，同时确保恢复效能。在灾害初期，通过建立预先的电动汽车调度模型来获取电动汽车的分布状况以及各个V2G站点的最大供电能力。接着，基于实际的道路网络规划和电力负荷数据，决定临时的移动储能（MESS）仓库的安置地点。在灾害后期，将恢复过程中的综合经济成本作为优化目标，通过调整V2G站点的输出和MESS的调度策略来进行优化决策。对所提方法运用多组算例进行了验证，仿真结果表明，所提协同恢复方案在降低系统灾后失电量的同时能够有效改善弹性策略的经济性。

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计及多设备老化效应的主动配电网可靠性评估

王倩, 汤佶元, 李丰君, 黄威, 陈明, 邹会全, 谢开贵

电工电能新技术. 2024, 43(7): 102-112. https://doi.org/10.12067/ATEEE2211024

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高比例可再生能源的大规模接入促使配电网向着主动配电网(ADN)的方向转型，大量的信息设备建设扩大了主动配电网的整体规模，提升了信息处理效率，但同时也使得系统安全可靠运行的问题变得更加突出。本文提出考虑老化效应的混合通信网络主动配电网可靠性评估方法，首先采用失效模式与效应分析方法建立信息网络与配电网络间的故障关联模型，其次利用设备性能参数建立信息设备与物理设备的威布尔分布老化失效模型，最后通过序贯与非序贯蒙特卡洛相结合的仿真方法对系统可靠性进行评估。其结果可为未来主动配电网的运行维护提供有力的技术支撑。

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中英文目录（2024年第7期）

电工电能新技术. 2024, 43(7): 113-114.

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2024年, 第43卷, 第7期　刊出日期：2024-07-23

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