电工电能新技术

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刘晓东, 李阵辉, 秦志远, 刘宿城, 方炜

电工电能新技术. 2025, 44(4): 1-10. https://doi.org/10.12067/ATEEE2402013

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对于两个采用不同均流方式的分布式直流供电异系统并联时，由于异系统间采用不同的通信协议，无法实现系统间的信息交换，造成了异系统间的输出电流无法均衡。为解决这一问题，本文通过采集原系统供电单元的输出电流，并将其作为异系统间的参考信息，实现对异系统间输出电流的调节，有效减小了系统间输出电流偏差。在异系统间均流精度未满足设定值的情况下，将通过均流精度校正环节进行调整，以确保均流性能符合设计要求，从而实现异系统间协同均流控制。最后通过仿真和实验结果，验证了所提控制策略在异系统并联均流时的有效性，进一步证明了该控制策略能够在异系统供电单元并联时实现均流控制效果。

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深井高温下旋转式磁耦合机构结构优化方法研究

吉莉, 张斐然, 张明

电工电能新技术. 2025, 44(4): 11-18. https://doi.org/10.12067/ATEEE2408043

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静态推靠式旋转导向钻井系统在导向钻井的过程中需要由旋转芯轴向不旋转外套上的电路系统提供稳定的电能，传统的滑环式电能供给方式存在密封失效等问题，基于磁谐振耦合方式的无线电能供给方式可以提高旋转过程中电能传输的稳定性，但是，井下工作面临的超高温环境及动态旋转工况对磁耦合结构提出了新的要求。本文在研究了超高温对磁耦合机构性能造成的影响的基础上，提出了一种旋转式磁耦合机构设计方法，并通过正交试验法进行进一步的优化设计。实验表明，基于本文提出的方法设计的磁耦合机构，在高温环境及旋转工况下，电磁损耗降低了32.8%，互感增加了38.6%，在不添加铁氧体时，互感变化不超过3.00%，添加铁氧体后互感变化不超过3.40%。

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动态无线电能传输系统三层正交双向抗偏移线圈结构设计与优化

程宇, 石伟, 熊鑫博, 周鑫, 甘子玥, 李中启

电工电能新技术. 2025, 44(4): 19-30. https://doi.org/10.12067/ATEEE2306016

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在电动汽车动态无线电能传输系统中，当发射线圈和接收线圈之间产生偏移时，系统整体的传输效率和稳定性就会相应地降低。本文提出了一种三层正交双向抗偏移线圈结构来减小耦合系数的波动，从而实现电动汽车动态无线充电的稳定。并且本文分析了该线圈结构的耦合系数特性，给出了一种耦合系数优化方法，运用提出的优化方法，得到了满足设计要求的各线圈参数。最后，通过搭建150 mm间距的样机装置，在X方向和Y方向偏移±170 mm时，样机的耦合系数达到0.109 3且波动率维持在5%以下，系统的传输效率均不低于94.8%，证明了结构的合理性与正确性。

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基于单纯形-禁忌搜索的光伏并网逆变器控制参数辨识研究

吴林林, 赵梦全, 苏蕊, 李蕴红, 于思奇, 张东辉, 张树卿

电工电能新技术. 2025, 44(4): 31-42. https://doi.org/10.12067/ATEEE2306089

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为开展含高比例新能源接入的新型电力系统运行研究，需要对光伏发电系统的运行特性进行准确刻画。光伏控制参数对运行特性产生重要影响，因此对控制参数进行准确快速的参数辨识是实现特性描述及系统分析的重要环节。本文在对传统参数辨识方法如最小二乘法、极大似然法、差分进化法、单纯形法的准确性与收敛效率进行分析后，提出一种提高收敛效率的单纯形-禁忌搜索算法。以光伏并网逆变器内外环参数辨识为例，在设置各参数不同初始值的条件下，该算法的辨识结果与目标值间的相对误差在可接受范围内且小于1%，迭代次数相较于基于单纯形法的参数辨识方法大幅减少，收敛效率均提高60%以上，该结果体现出单纯形-禁忌搜索算法在保障辨识精度的前提下具有很高的收敛速率。

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低开关频率条件下LCL型并网逆变器稳定性分析及有源阻尼方案

杨晓华, 谢懿晗, 代盛国, 易皓, 杨茗, 于德硕

电工电能新技术. 2025, 44(4): 43-51. https://doi.org/10.12067/ATEEE2312031

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数字控制延时是引起LCL型并网逆变器不稳定的原因之一。在大功率配电场景，并网逆变器主要工作于低开关频率条件，此时数字控制延时引起的振荡现象变得更为复杂。现有的有源阻尼方案主要面向LCL无源谐振峰附近频段的高频振荡问题，而较少地关注到低开关频率场景并网系统失稳的解决方案。本文首先分析了LCL型并网逆变器的稳定性，在低开关频率条件下，并网系统可能出现由LCL谐振峰和电流控制环路引起的双谐振频段。为了抑制双谐振频段诱发的振荡，本文提出并设计了一种基于双状态量反馈的有源阻尼控制方案，该方案能够在较宽的开关频率范围内保持系统的稳定性。通过PLECS仿真验证了所提出的有源阻尼方案在宽开关频率范围特别是低开关频率条件下的有效性。

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永磁同步电机模糊积分终端滑模控制

徐鹏, 郭铖, 苏鑫, 袁利兵, 黄媛, 但远宏

电工电能新技术. 2025, 44(4): 52-59. https://doi.org/10.12067/ATEEE2306041

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滑模变结构控制因其良好的鲁棒性与响应速度，被广泛地应用于永磁电机控制系统中。但传统滑模控制仍存在着收敛速度、抖振等问题，为进一步提升控制性能，本文以传统滑模变结构控制为基础，设计了一种改进型模糊积分终端滑模变结构控制器。通过线性函数与非线性函数相结合设计快速积分终端滑模面，使误差能够更快速地收敛，输出转速更快的响应且稳态误差更小。通过引入模糊控制并采用连续的饱和函数sat(s)代替符号函数sgn(s)，对系统的趋近速度动态调节，且在零点附近平滑切换，提高了系统整体的抗干扰能力并削弱了系统输出抖振。仿真与实物实验结果表明，模糊积分终端滑模变结构控制在提高系统响应速度的同时也有效地削弱了抖振。验证了所设计的控制策略具备能够有效地提高系统的鲁棒性、削弱系统抖振的优点。

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功率型锂离子电池的热特性分析与优化

董晨晖, 杨斌, 乔志军, 温浩伟, 乔乐帅, 陆雨晗, 阮殿波

电工电能新技术. 2025, 44(4): 60-69. https://doi.org/10.12067/ATEEE2309009

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为探究功率型锂离子电池结构设计对内部产热的影响，本文以超快充锂离子软包电池(正极为622型镍钴锰酸锂，负极为软/硬碳复合材料)为研究对象，建立了电池单体的三维电化学-热耦合模型，揭示了不同极耳位置、长宽比大小对电池热特性的影响，并基于最优结构方案进行尺寸优化。结果表明：当正、负极片的长宽比大于2.62，极耳同侧分布时具有更低的热效应；在不同长宽比下，正、负极耳关于电芯域中心对称时电池温度的均匀性更好。

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干式空心电抗器局部放电日盲紫外光学特性仿真研究

缪金, 吴曦, 吴俊锋, 陈文, 赵科, 张梦瑶, 任明

电工电能新技术. 2025, 44(4): 70-78. https://doi.org/10.12067/ATEEE2311016

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干式空心电抗器的局部放电检测对于保证无功平衡、提高电能质量具有重要意义。随着光电探测技术的发展，光学传感器在电力设备局部放电检测中的应用愈发广泛。为了研究干式空心电抗器局部放电日盲紫外光辐射的分布特征，基于TracePro光学仿真软件，建立干式空心电抗器的仿真模型，探究电抗器发生局部放电时日盲紫外光子的空间分布规律，分析放电光源位置、形状和尺寸因素对电抗器底部辐照度分布的影响。结果表明，光线在包封内部折反射过程中的能量衰减较为严重，电抗器底部光通量最大值仅为光源光通量的0.6%，辐照图近似呈扇环状分布；在电抗器底部辐照度分布的影响因素中，放电光源位置对辐照度分布的影响最大，不同气道放电光源的辐照度分布相关系数低于0.77。

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含海上风电的省级电网惯量需求评估及预警方法

漆炜之, 朱天昊, 张德海, 姜继恒, 鲁宗相, 杜云龙, 柴赟

电工电能新技术. 2025, 44(4): 79-90. https://doi.org/10.12067/ATEEE2309036

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新能源高占比系统带来的低惯量问题已严重影响大扰动下系统频率稳定性。为量化系统频率响应能力，明晰系统运行边界，本文提出了考虑最大频率变化率、稳态频率偏差及频率最低点约束的含海上风电省级电网最小惯量需求评估及预警方法。基于分段线性化方法获得频率最低点、同步机惯量、风电惯量、同步机调频系数间的线性解析关系，实现系统惯量需求求解。考虑我国电网运行特性及稳定性要求，基于频率动态方程和频率约束条件，给出了适用于省级电网的惯量需求评估方法。最后，采用国内某海上风电富集电网系统，验证了方法的有效性和准确性，为保障系统稳定运行及运行方式安排提供理论支撑。

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基于Prony算法的高直流分量短路故障电流相控开断研究

马飞越, 魏莹, 李龙启, 王达奇, 项彬, 王东宇, 杜慧鑫, 刘志远

电工电能新技术. 2025, 44(4): 91-99. https://doi.org/10.12067/ATEEE2401007

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快速地检测短路故障的起始时刻，准确估计出故障电流关键参数并预测出有效的短路电流过零点是实现短路故障电流相控开断的关键。目前，随着电网规模的不断扩大，发生短路故障时，电力系统等效非周期分量衰减常数不断增加，系统面临短路电流非周期分量衰减常数超标的问题，部分电网已经超过150 ms，但是，针对高直流分量衰减时间常数的短路电流零点预测研究较少。基于此，本文选择Prony算法研究含高直流分量短路故障电流相控开断的零点预测方法。首先采用F0假设检验检测短路故障的初始时刻，继而启动Prony算法预测短路电流零点，经延时时间后控制断路器在较短燃弧时间开断。结果表明Prony算法适用于高直流分量衰减时间常数下短路故障的零点预测，其参数计算误差和零点预测误差小，波形拟合度高。对不同基波起始相角和直流衰减时间常数短路电流仿真，Prony算法零点预测产生的误差在±0.5 ms以内，并通过录波验证了算法的可行性。在相同参数情况下，采样时间5 ms的Prony算法零点预测效果优于递推最小二乘算法。

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基于时域分析的车载高效率LLC变换器优化设计

赵永秀, 朱治钢, 刘泽伟, 王崇杰, 雷鸣

电工电能新技术. 2025, 44(4): 100-111. https://doi.org/10.12067/ATEEE2310041

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传统车载低压LLC变换器采用级联拓扑或交错并联拓扑来提升功率等级，导致效率提升难、输出电流不均等问题。为此，本文提出一种对称式谐振腔的双变压器半桥LLC拓扑结构。深入分析对称式谐振腔工作状态与输入电流纹波，发现对称式谐振腔可实时均分谐振电流，使得输入电流纹波减小且连续，缓解汽车电池输出应力。同时，探究本文所提出拓扑励磁电感量对两变压器均流能力与不平衡度的影响，发现当励磁电感量越接近时，两变压器均流能力越好，不平衡度越低。为近一步减小LLC变换器在变频工况下的循环电流时间及提升所提出拓扑效率，本文采用时域分析方法对变换器进行参数优化设计，建立最佳工作模态PO模式下状态时域方程，确定负载约束、系数约束、零电压开关（ZVS）等约束条件，求解最佳谐振参数范围，提升变换器工作效率。实验结果证明了理论分析的正确性与实际应用的可行性。

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多策略改进COA算法优化LSSVM的变压器故障诊断研究

李斌, 白翔旭

电工电能新技术. 2025, 44(4): 112-119. https://doi.org/10.12067/ATEEE2312026

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为解决变压器故障诊断准确率低的问题，本文提出一种多策略改进浣熊优化算法(ICOA)与最小二乘支持向量机(LSSVM)相结合的变压器故障诊断方法。首先，通过核主成分分析(KPCA)将变压器故障数据集进行特征提取，降低故障数据维度；其次，应用混沌映射、透镜反向学习、Levy飞行等策略对浣熊优化算法(COA)进行优化，提高全局寻优能力；然后，应用ICOA算法进行LSSVM参数寻优，构建ICOA-LSSVM故障诊断模型；最后，将特征提取后的数据导入ICOA-LSSVM中并与其他模型对比。实验结果表明所提方法准确率为96.19%，相比其他诊断模型具有更高的故障诊断精度。

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含分布式光伏配电线路的探测式永久性故障识别方法

张志华, 鲁鑫, 徐瑞东, 常仲学, 宋国兵

电工电能新技术. 2025, 44(4): 120-128. https://doi.org/10.12067/ATEEE2312044

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为避免配电线路重合于永久性故障造成二次冲击，本文提出了一种利用光伏逆变器注入探测信号的配电线路永久性故障识别方法。给出了含光伏配电线路探测式永久性故障识别的总体策略，在此基础上，设计了光伏限流和注入探测信号的控制策略，分析了探测信号注入后不同性质故障下的响应特征，提出了基于测量阻抗大小的三相永久性故障识别方法和基于电压不平衡度的不对称永久性故障识别方法。仿真结果表明所提方法能正确区分故障性质。

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中英文目录（2025年第4期）

电工电能新技术. 2025, 44(4): 129-130.

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2025年, 第44卷, 第4期　刊出日期：2025-04-23

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