2026年, 第45卷, 第7期 刊出日期:2026-07-23
  

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  • 刘鑫, 刘延军, 唐一鸣, 盛禹中, 王秋良
    电工电能新技术. 2026, 45(7): 1-22. https://doi.org/10.12067/ATEEE2505027
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    超导材料具有零电阻、抗磁性、电子隧穿效应等优良特性,用其作为电机转子或定子线圈材料可制成高温超导(HTS)电机。HTS电机凭借其高效率、低损耗及高功率密度技术优势,在大型风力发电机组、海上船舶电力驱动、电动航空推进系统等兆瓦级功率装备领域展现出重要的工程应用价值。本文首先概述了HTS电机的应用情况,包括HTS电动机、HTS发电机、HTS直线电机、特殊结构HTS电机以及HTS同步调相机,并介绍了国内外在HTS电机上的研究进展。其次,详述和总结HTS电机的关键技术,包括高温超导材料、低温冷却技术和失超保护。最后探讨了HTS电机在电机结构、超导材料、冷却技术、失超保护机制等方面的优化途径。
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  • 李建斌, 宋政湘
    电工电能新技术. 2026, 45(7): 23-34. https://doi.org/10.12067/ATEEE2504024
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    户用全钒液流电池储能系统在光-储一体应用中,由于间歇性供电、热备用和多重应用等操作下系统平均效率较低,能耗分布不均衡,能量损失经济性评估难度大。本文提出户用全钒液流电池能量损失动态评估方法,包含流动阻力、电池极化、离子交叉、支路电流和辅助热管理等损耗计算方法,并以10 kW全钒液流电池设备为测试研究对象,分析光伏接入的恒压、恒功率充放电模式下,多次充放电实验的电池各能量损耗参数随时间分布,建立损失评估的能量损失率与充电状态(SOC)/放电状态(SOD)的概率分布函数,评估户用系统长周期充放电循环过程中能量损失区间。结果表明,户用系统能量损失在26.6%~40.2%之间随SOC线性变化,长周期运行,流动阻力损耗占6%~7%区间,在SOC=25%附近损耗值最大;电池极化损耗占8%~9%区间,在SOC=85%附近值最大;离子交叉损耗占1%~2%区间,在充放电末期SOC=75%附近损耗值最大;支路损耗占4%~5%区间,在SOC=85%附近损耗值最大;夏季高温环境辅助热管理设备损耗占5%~6%区间,在SOC=25%附近损耗值最大。本文为分布式光储充场景全钒液流电池储能系统运行优化提供实验指导,实验数据为系统参数设计改进提供有效支持。
  • 郝建, 邵子琦, 贺小瑞, 刘伟, 张延超, 冯卫刚
    电工电能新技术. 2026, 45(7): 35-46. https://doi.org/10.12067/ATEEE2502001
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    252 kV单断口真空断路器被誉为环保高压开关领域的“皇冠明珠”,而真空灭弧室是其核心部件,掌握真空灭弧室温度分布特性对其结构优化设计及保障其安全运行至关重要。本文开展252 kV单断口真空灭弧室温升特性及其触头温度计算方法研究,基于电磁-温度仿真方法研究真空灭弧室触头动态温升与负载电流、环境温度的关联特性,并对仿真方法和触头温度计算方法进行有效性验证。结果表明:灭弧室最高温度出现在动静触头片之间,1.1倍额定电流下触头片温升为70 K;灭弧室触头温度随通流时间增长呈现饱和型指数规律增大的趋势,环境温度主要影响触头稳态温度值的大小;本文提出了基于负载电流和环境温度量化计算触头温度的数学模型,基于大电流温升试验平台获得的252 kV真空灭弧室导电杆和主屏蔽罩关键点温升试验实测值与仿真值的误差小于2 K;本文成果为掌握252 kV环保开关真空灭弧室温度特性提供了参考。
  • 任海龙, 赵谡, 周延豪, 尹毅,
    电工电能新技术. 2026, 45(7): 47-58. https://doi.org/10.12067/ATEEE2507039
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    水分的渗入是引起硅油性能劣化并诱发局部放电的关键因素之一,严重威胁电力设备的运行安全。本文围绕不同含水量条件下硅油的局部放电特性开展系统性研究,通过设定不同暴露时间(0 d、1 d、2 d、3 d、5 d)控制其含水量,系统分析了含水量变化对电缆终端内部典型绝缘缺陷局部放电特性的影响。实验采用针板与沿面两类典型缺陷结构构建放电模型,采集并分析局部放电信号,量化放电幅值、放电频次及其在电压相位内的分布特征。研究结果表明:硅油吸水过程在暴露5 d后趋于饱和,含水量上升显著增强局部放电行为。在针板缺陷下,同一电压等级下的放电幅值较新油分别增长478%、586%、546%;在沿面缺陷下则分别增长226%、379%、518%。
  • 高永强, 赵林生, 梅勇, 贺文文, 李家璐, 姚骏, 陶文伟, 张杰
    电工电能新技术. 2026, 45(7): 59-69. https://doi.org/10.12067/ATEEE2502010
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    相较于传统的跟网型储能变流器(GFL-ESC),构网型储能变流器(GFM-ESC)能为电网提供电压和频率支撑,可以显著提升短路故障场景下的系统稳定性,近年来受到了广泛关注。当电网发生不对称短路故障时,GFM-ESC系统将面临暂态失稳问题,而目前对此研究较少。本文充分考虑GFM-ESC系统在电网发生不对称短路故障时的序贯切换特性,建立了计及GFM-ESC系统正负序电压电流双环控制环节的精确模型。基于对称分量法得到不对称短路故障条件下系统复合序网,并进一步分析得到正负序功角特性曲线。利用等面积法定量分析了系统参数对正、负序系统暂态同步机制。最后,搭建了GFM-ESC系统硬件在环实验平台,并验证了所提系统暂态同步稳定判据的正确性。
  • 王素娥, 曲康, 郝鹏飞, 王子婷
    电工电能新技术. 2026, 45(7): 70-85. https://doi.org/10.12067/ATEEE2601027
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    针对构网型变流器(GFM-VSC)暂态稳定性问题,现有研究大多忽略无功环的影响,导致分析结果偏保守。本文以计及无功环的构网型变流器为研究对象,对其暂态稳定性及参数暂态稳定边界展开研究。首先,建立考虑无功环的功角非线性数学模型,并通过功角曲线和相平面法定性分析系统的暂态失稳机理及控制参数的影响趋势。然后,采用非线性振动分析中的等效线性化法,得到功角非线性微分方程的解析解,定量分析控制参数对系统暂态稳定性的影响规律,并确定系统暂态稳定边界与控制参数取值范围。最后,通过仿真与硬件在环实验,验证所提解析解与稳定边界的准确性与有效性,为控制参数的选取提供参考。
  • 何武, 薛长奎, 沈文婷, 王杰, 谭昊宇, 苗世洪
    电工电能新技术. 2026, 45(7): 86-100. https://doi.org/10.12067/ATEEE2512014
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    针对并网逆变器传统自同步控制方法在低电压穿越期间出现由于弱电网阻抗大、短路比小引起的暂态电流幅值大、不对称故障电流畸变率高、故障恢复时瞬态冲击电流等问题,本文提出基于参数辨识、功率扰动补偿与电流重构的模型预测控制策略。首先,考虑实际工程中存在的电感失配问题,构建并网逆变器阻抗模型,基于最小二乘法推导滤波电感估计值更新逆变器参数,减小模型误差对控制性能的影响;其次,基于准确电感辨识结果与欧拉向前法离散化电压控制方程,以有功功率与无功功率同步抑制为目标,利用电压电流矢量时序耦合关系重构预测电流;最后,增加电流限幅、动态无功补偿与多电能质量修正等环节,协调治理网侧电流谐波抑制与输出功率波动。仿真结果表明所提策略在电网发生不同电压跌落程度的对称故障与不对称故障时,均能在0.01 s内快速有效抑制功率波动,对三相总谐波失真率的抑制效果达35%以上。所提方法具有强鲁棒性与快速平滑的暂态特性,能有效平抑瞬态冲击电流、降低电流畸变率,提升并网逆变器输出电能质量。
  • 张宙, 王迪, 鞠震昊, 李名殷, 张焱, 汪颖, 潘欣雨
    电工电能新技术. 2026, 45(7): 101-113. https://doi.org/10.12067/ATEEE2503065
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    提出了一种基于贝叶斯优化的多输出高斯过程(MOGP)方法,可提供电机多元运行参数的短期、中期及长期预测结果。具体地,运行参数由电机部件磨损与性能退化导致的全局变化趋势、由环境变化和人为因素导致的局部波动和传感器随机测量噪声三部分构成。所提出方法利用MOGP的先验均值函数捕捉全局变化趋势,并采用时序低秩分解重构先验均值函数与真实值之间的残差项,以去除传感器随机测量噪声。随后,MOGP对重构残差项进行建模,采用任务协方差矩阵捕捉多元运行参数间的耦合关联性,采用输入协方差矩阵捕捉重构残差项间的局部时间关联性。为避免参数过拟合于历史数据,通过设置超参数的先验分布,采用贝叶斯框架对超参数进行优化。最终,在短期、中期和长期的电机运行参数预测中,所提出方法均具有更好的预测效果。
  • 梁伟, 喇元, 袁耀, 蔡德瑄, 尹芳辉, 王黎明
    电工电能新技术. 2026, 45(7): 114-125. https://doi.org/10.12067/ATEEE2508040
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    变压器套管密封圈在热氧和压缩下的老化失效是导致变压器套管渗漏油事故发生的重要原因。为探究密封圈老化失效机制,本文采用多层压缩结构,开展了丁腈橡胶与氟橡胶密封圈的热氧-压缩双因素试验,进行质量、压缩永久变形的测试及寿命预测,并结合红外光谱、扫描电子显微镜进行性能表征。试验结果表明,热氧因素在各方面加剧了丁腈橡胶密封圈的老化。温度较低时,老化以交联为主,主要为增塑剂和防老剂的挥发,宏观性能劣化较慢。高温时,密封圈质量损失和压缩永久变形迅速加剧,热氧老化严重,断链和交联大量发生,橡胶内部结构破坏。压缩因素对丁腈橡胶弹性的变化有重要影响,压缩与热氧因素相耦合发挥作用。过低和过高的压缩率使得丁腈橡胶分子链柔性下降,25%的压缩率适中,应力松弛减缓,具备更高的密封可靠性,其在40 ℃的工作温度下预期寿命为17.72年。和丁腈橡胶相比,氟橡胶化学稳定性优异,老化特征不显著。本文为变压器套管密封圈的选型与寿命评估提供了关键数据与理论依据。
  • 林浩凡, 赖泽楷, 金涌涛, 邵先军, 花啸昌, 白彤, 穆海宝, 张冠军
    电工电能新技术. 2026, 45(7): 126-134. https://doi.org/10.12067/ATEEE2502011
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    为了抑制换流变压器局部放电宽频脉冲电流检测存在的复杂噪声干扰,本文提出了一种基于脉冲波形自适应识别的去噪方法。首先,通过10 MHz高通滤波去除周期性窄带干扰对于波形过零次数的影响;然后,对信号进行加窗处理,根据瞬时零轴穿越密度将不存在脉冲波形的窗口内的信号置零;其次,根据每一个脉冲波形的起止时刻从原始信号中提取对应时间段的波形,构成脉冲阵列;最后,根据波形特征组对每一个脉冲波形进行自适应识别,筛选出局部放电信号。对仿真及现场实测的噪声信号进行去噪处理,文中提出的算法能够有效抑制白噪声、周期性窄带干扰和随机脉冲干扰,显著提高了去噪后信号与原始局部放电信号的波形相似程度,具有更高的信噪比和噪声抑制比。
  • 李阳, 万令畅, 周斌, 翟宇洁, 张冲, 秦翰琳
    电工电能新技术. 2026, 45(7): 135-144. https://doi.org/10.12067/ATEEE2507043
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    由于在石油井下的特殊环境中进行无线传能会产生较大的涡流损耗且线圈不可避免会发生偏移问题,导致井下无线充电传输效率较低,难以满足石油井下控水器的无线充电需求。为解决这一问题,本文设计了一种能满足井下安装环境的无线充电耦合机构,旨在克服井下电磁环境和线圈偏移给传输性能带来的影响。首先基于等效电路理论建模,推导出传输效率关于线圈参数的关系式和井下复杂电磁环境影响耦合机构传输效率的主要因素,然后通过有限元仿真对比分析耦合线圈与电磁屏蔽结构不同参数对传输效率的影响,并对其进行参数设计与优化。最后搭建井下无线充电实验系统进行验证,结果表明:该耦合机构可有效地对控水器进行无线充电,其最大传输效率为94.27%,且收发线圈纵向偏移量达到70 mm(偏移比例为53.85%)时,耦合机构仍维持大于等于85%的传输效率。
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  • 电工电能新技术. 2026, 45(7): 145-146.
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