电工电能新技术

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付小同, 徐小宇, 闫帅, 周亚星, 任卓翔

电工电能新技术. 2026, 45(8): 1-9. https://doi.org/10.12067/ATEEE2512005

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旋转电机或三相变压器的T形区域常常处于旋转磁化中，需要用矢量磁滞模型描述材料的磁滞特性。考虑矢量磁滞模型的有限元仿真分析可以精确地计算电机、变压器等设备的场分布、电压电流变化以及损耗，然而复杂的矢量磁滞模型会导致计算过程不收敛。为了改善有限元计算的收敛性和稳定性，本文提出三种方法分别处理不同磁化阶段的不收敛问题：方法一为激励初值过大时采用子时间步构建激励逐步递增过程；方法二为磁感应强度的零点附近采用局部阶梯式数值法处理微分磁阻率；方法三为特定微小磁感应强度下忽略磁滞效应，采用线性化处理微分磁阻率。基于TEAM 32问题算例，结合三种收敛性改善方法，实现含矢量磁滞模型的有限元分析，计算结果与实测数据吻合，验证了方法的可靠性。

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基于动态J-A磁滞模型与时间周期有限元法的软磁材料磁特性模拟

陈彬, 王颍义, 王帅兵, 刘洋

电工电能新技术. 2026, 45(8): 10-20. https://doi.org/10.12067/ATEEE2603009

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针对现有时间周期有限元法在分析软磁材料磁特性时忽略动态磁滞效应，且在引入复杂磁滞模型时易出现迭代失稳的问题，本文提出了一种计及动态Jiles-Atherton磁滞模型的时间周期有限元改进算法。首先，基于损耗分离理论构建了计及动态磁滞效应的逆Jiles-Atherton磁滞模型，并确定了模型参数随频率演变的规律。其次，为提升非线性迭代的鲁棒性，在磁阻率取值中引入调节因子，通过监测磁通密度波形尖峰数实现调节因子的动态寻优，据此建立了稳定的定点二维场路耦合有限元模型。最后，以纳米晶磁环为对象进行仿真与实验对比。结果表明：所提方法能精准预测不同工况下的磁特性，其中励磁电流归一化均方根误差保持在3.09%以内，铁心损耗计算的最大相对误差为7.27%，验证了本文方法的有效性与准确性。

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电力设备局部放电空间声场应变定量分析方法

吕安强, 李欣鹏, 孔琰, 邹天翔

电工电能新技术. 2026, 45(8): 21-30. https://doi.org/10.12067/ATEEE2507016

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目前在使用电子式超声波传感器监测电力设备局部放电时，其最小可检测应变值尚未通过实验手段确立其量化标准。为定量研究电子式超声波传感器最小可检测应变值，本文提出一种电力设备局部放电空间声场应变定量分析方法。首先，搭建针板放电实验平台，利用电子式超声波传感器测量空间中的超声信号，通过灵敏度系数换算出膜片的速度；其次，在有限元仿真软件中建立相同的放电模型，通过空间声场速度等效，试探出与实验对应的局部放电超声点声源幅值范围，以此建立局部放电量与局部放电超声点声源幅值的函数关系；最后依据该函数关系完成局部放电声场应变定量分析。结果表明，已有文献中通常设置为1的局部放电超声点声源幅值实际在10-7量级，且该幅值与局部放电量呈线性关系，可通过该线性关系在仿真中计算局部放电声场应变，进而得出电子式超声波传感器应满足的灵敏度参数。

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SiC MOSFET老化进程中的参数退化模型及器件仿真模型

刘青松, 孙鹏菊, 马兴

电工电能新技术. 2026, 45(8): 31-43. https://doi.org/10.12067/ATEEE2504030

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SiC MOSFET器件面临着栅极退化导致的芯片老化问题，器件的电学特性在老化进程中发生变化，并影响着器件的功率损耗与结温等关键参数。为评估SiC MOSFET在老化进程中器件自身及电力电子系统的运行性能，需要明确器件的老化规律并得到表征各老化状态器件特性的仿真模型。本文探究了SiC MOSFET器件在交流栅极应力下的阈值电压退化规律并建立了表征模型，提出了一种反映阈值电压变化对电学特性影响的器件仿真模型。通过交流栅偏加速老化实验分别探究了栅压、频率、温度等变量对器件阈值电压漂移的影响，建立了阈值电压的退化表征模型；对影响器件沟道电流的主要物理过程进行建模表征，以阈值电压为老化标志量，得到能够反映器件老化对静态特性影响的沟道电流模型，并结合非线性电容模型等得到器件的仿真模型；最后通过仿真与实测的对比验证了模型表征不同老化状态器件静态特性的准确度，通过双脉冲实验验证了模型对器件老化前后开关动作的仿真能力。

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单相双T型三电平逆变器及其控制方法

袁义生, 曾瑞进, 曹晖, 易佳力

电工电能新技术. 2026, 45(8): 44-52. https://doi.org/10.12067/ATEEE2507025

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传统的T型三电平逆变器因为效率高、漏电流小在新能源发电领域广泛应用，但是其输入电压范围不够宽，不能适应一些新能源应用场合需求。本文研究单相双T型三电平逆变器在宽范围输入电压下的应用问题，对该逆变器提出了高增益三电平调制、低增益三电平调制以及混合调制三种调制方式。其中，高增益三电平调制适合低压输入，可以将输入电压的范围低至传统单相T型三电平拓扑的1/2；低增益三电平调制适合高压输入，且通过控制两个电容高频轮流工作，可实现中点电位平衡，减小电感电流纹波。而混合调制是高增益三电平调制和低增益三电平调制的结合，具有宽范围、波形质量好的优点。本文阐述了单相双T型逆变器的工作原理，推导了其数学模型，并提出了输出电压外环、电感电流内环以及中点电压平衡环三环控制方案。制作的样机实验验证了电路及其控制方法的可行性。

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基于改进自抗扰的大型风电机组塔架减振控制

贾成真, 刘玉山, 王灵梅, 陈政坤, 周志鹏, 孟恩隆, 黄虎, 陈立明

电工电能新技术. 2026, 45(8): 53-63. https://doi.org/10.12067/ATEEE2507034

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针对大型风电机组塔架在机组运行过程中易出现振动以及现有加阻算法无法适应其动态过程非线性的问题，本文提出了基于谐振补偿的改进自抗扰控制塔架减振算法。首先，分析了塔架的受力及运动方程，得到塔架振动的动态特性和影响塔架振动动态特性的关键因素。其次，通过设计基于谐振补偿自抗扰控制器的桨距减振控制算法，整定相应的控制参数来抑制塔架的前后振动。最后，在NREL 5 MW高保真风电机组模型上对控制算法进行测试，通过对比分析可知，本文方法和传统加阻算法相比，能够进一步降低塔架的振动和载荷波动，并且算法具有更强的鲁棒性和抗扰性。

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立式电机转子管道内冷蒸发冷却系统特性研究

李瑞玮, 赵晟, 陈金秀, 阮琳

电工电能新技术. 2026, 45(8): 64-72. https://doi.org/10.12067/ATEEE2509030

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目前水电机组向着单机大容量、高转速的趋势发展，立式电机转子散热难度也在不断增加，转子高效冷却技术需求明确。本文以某已经投运的水电机组为研究对象，探讨了管道内冷蒸发冷却系统的可行性和冷却效果。首先，建立了现有空冷方式下转子通风散热计算模型，通过仿真分析得到空冷方式转子励磁绕组温度分布特征，同时与机组实测数据对比验证了仿真方法的准确性。其次，在空冷方式基础上设计了转子管道内冷自循环蒸发冷却系统结构方案，结合两相流动传热仿真分析了转子蒸发冷却系统的循环换热原理和技术可行性。研究结果表明，引入蒸发冷却系统可以降低励磁绕组温度，提升温度分布均匀性，消除局部热点。本文所提冷却方案为管道内冷蒸发冷却技术在立式电机转子冷却领域应用提供可行思路和设计参考。

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富油煤钻井式原位热解高频感应加热保温方案

宋明岩, 柳轶彬, 董帅, 祝磊, 余联超, 梁得亮, 薛彦廷, 梁阳, 文启东

电工电能新技术. 2026, 45(8): 73-81. https://doi.org/10.12067/ATEEE2502039

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本文提出基于高频感应加热的富油煤钻井式原位热解采出井保温方案，其核心在于围绕各采出井设置4个保温井，所有保温井的加热装置由多个加热单元并联组成。加热单元包括高频感应加热电路、密封隔热装置及启停策略。加热电路包括降压变压器、三相不控整流器、高频逆变器及加热线圈；密封隔热装置由多级密封腔体构成，其中载入高速循环氮气将元件发热带到地面冷却系统，实现腔体内部低温保持。基于保温系统大时间常数特征，提出采出井温度集中反馈启停控制策略，仿真分析验证了所设计方案的可行性。

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基于趋势剥离的改进K-Shape两阶段负荷曲线聚类方法

王亿豪, 解超, 彭莎莎

电工电能新技术. 2026, 45(8): 82-91. https://doi.org/10.12067/ATEEE2507010\

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现有负荷曲线聚类方法忽略电力负荷数据的日间波动特性及日内滞后特性，致使相似日聚类结果准确性与可解释性不强。针对此问题，本文提出一种基于局部加权回归的季节趋势分解(STL)算法与改进K-Shape两阶段聚类方法。利用STL算法剥离负荷趋势构成去趋势序列，进而对其进行两阶段聚类划分。一阶段使用K-means++聚类算法并根据肘部法确定最佳聚类数；二阶段需结合K-Shapes中无偏估计量NCCu与系数归一化NCCc并补偿得到无偏归一化系数NCCuc以提取最佳位移量（ODP），二阶段需结合K-Shapes中的无偏估计量NCCu与系数归一化NCCc得到无偏归一化系数NCCuc以提取ODP依据最小化距离度量获得聚类质心。根据实际电力负荷数据实验表明：相比STL-K-means++聚类，本文所提方法轮廓系数指标（SIL）提升10.07%~48.99%、戴维斯-博尔丁指数（DBI）下降6.44%~22.24%。

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基于分解气体加权能量的油纸绝缘放电严重度评价方法探究

戴景琪, 焦在滨, 董明, 郑璐, 刘鑫荣, 胡一卓, 赵宇, 陈骥

电工电能新技术. 2026, 45(8): 92-102. https://doi.org/10.12067/ATEEE2503013

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油中溶解气体分析是油纸绝缘电力设备内部故障的重要诊断方法，但目前酯类绝缘油的溶解气体分析方法和判据存在准确性不足、适用性差和可解释性不足等问题。本文针对矿物油和3种典型酯类绝缘油，开展局部放电、低能放电和高能放电模拟试验，测量了油中溶解气体浓度，利用现有故障诊断方法进行了故障判别和验证，并分析了分解气体加权能量与放电能量之间的关系。研究结果表明：分解气体加权能量在区分低能放电和高能放电方面具有显著优势，对于不同种类绝缘油具有较高的一致性，基于分解气体总加权能量的油纸绝缘放电严重度评价方法具有较高的可行性。

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变工况下功率半导体器件非线性热网络参数辨识方法

包丰硕, 应展烽, 祖玮, 刘子健

电工电能新技术. 2026, 45(8): 103-112. https://doi.org/10.12067/ATEEE2508013

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热网络模型在电子器件散热设计、热管理和可靠性评估中具有核心作用，其发展已由经典线性模型扩展至更符合物理实际的非线性热网络模型。在非线性热模型的实际应用中，热参数的准确确定是保障模型精度的关键因素。然而，传统基于瞬态热阻抗的模型参数提取方法，因其对工况的稳定性有严格要求，难以适用于实际运行中工况多变的功率半导体器件。为此，本研究提出一种针对功率器件非线性热网络模型的参数辨识方法，该方法基于非线性热网络模型构建目标函数，并运用粒子群算法进行全局寻优，以获取模型辨识参数的最优解。经实验验证，该方法可高精度提取难以理论计算的热参数，且不依赖恒定工作条件，适用于实际变工况下的在线使用，为实现功率半导体器件结温估计工程的可靠性提供了新途径。

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老化程度差异下碳化硅MOSFET器件并联均流调控方法

李凯伟, 孙鹏菊, 马兴

电工电能新技术. 2026, 45(8): 113-124. https://doi.org/10.12067/ATEEE2504029

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目前，将碳化硅MOSFET器件并联使用是解决大电流承载的主流方案。但在长时域服役工况下，时变非均匀电热应力累积会导致并联器件的老化轨迹不同，这种老化差异性将引发参数漂移程度不同-并联均流恶化-局部过应力-加速参数漂移的正反馈机制，对系统可靠性造成威胁。为此，本文提出了一种基于驱动电压补偿的老化程度差异下碳化硅MOSFET器件并联均流调控方法，旨在实现阈值电压Vth失配下的并联动态均流。首先，搭建了双管并联的双脉冲测试平台和Boost实验平台，深入探究了并联器件老化程度差异和并联分流之间的耦合影响；然后，理论推导了阈值电压分散度和开通电压调节量之间的数学关系，提出基于驱动电压补偿的均流调控策略，并在不同老化程度下进行了实验验证。本文研究结果有助于提高碳化硅MOSFET器件在并联应用中的可靠性。

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大型水轮发电机定子线棒端部绝缘防晕优化设计研究

张彦棣, 温英科, 陈金秀, 刘斐辉, 黄嘉欣

电工电能新技术. 2026, 45(8): 125-132. https://doi.org/10.12067/ATEEE2506056

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随着水轮发电机向着更高额定电压和更大单机容量方向发展，对其绝缘系统和防晕性能提出了更高的要求。发电机端部的电场集中且分布不均匀，是发生电晕放电的薄弱环节。目前采用的三段式防晕结构可满足常规工况下发电机的绝缘性能需求，但随着海拔高度的增加，环境参数的影响逐渐显著，需更高水平的绝缘防晕能力以保障发电机组的安全稳定运行。本文通过使用Nelder-Mead算法对某电站水轮发电机定子线棒进行有限元电磁仿真，对原有的三段式防晕结构进行优化，提高了发电机的绝缘防晕能力。结果显示使用Nelder-Mead算法对线棒防晕材料和结构进行优化，计算速度快、计算成本低，得出的优化方案较初始状态相比，在额定工作电压下线棒表面最大电场强度降低了20%，且该优化方案在其他运行电压下性能良好。本文所提优化设计方法可为高压大容量水轮发电机绝缘优化设计提供参考。

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融合NSGA-II和TOPSIS的中压电缆螺栓压接优化

李岩, 田永才, 曾祥瑞, 赵文乾, 刁迅, 刘云鹏, 胡磊磊, 李懋

电工电能新技术. 2026, 45(8): 133-144. https://doi.org/10.12067/ATEEE2508001

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中压电缆接头是决定电缆系统安全水平的关键部件，螺栓压接是影响电缆接头质量的核心工艺。在电缆螺栓连接的设计中，通常依赖设计人员经验主观确定最终方案，缺乏优化设计的科学依据。本文建立了电缆螺栓三维有限元模型，提取压接过程中的应力分布与应力循环寿命特征，结合Matlab-有限元联合仿真方法，建立了螺栓尺寸、位置与压接性能之间的定量关系。以应力循环寿命、最大应力和平均应力为三项优化目标，采用快速非支配排序遗传算法Ⅱ（NSGA-II）获得Pareto最优解集，并通过融合优劣解距离算法（TOPSIS）确定最优结构方案。研究结果表明，合理优化螺栓尺寸与位置可使平均接触应力提升约2倍，疲劳寿命提升约1.5倍；优化设计有效降低了接触电阻，增强了机械牢固性和导电稳定性；仿真与实验均证明该方法能显著提升电缆接头的安全性与可靠性，为螺栓压接结构的工程优化设计提供了理论与技术支撑。

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中英文目录（2026年第8期）

电工电能新技术. 2026, 45(8): 145-146.

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2026年, 第45卷, 第8期　刊出日期：2026-08-23

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