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    1. 定子斜槽对永磁同步电动机性能的影响
    杨志豪,杨梦雪,王思诺,鲍晓华
    电气工程学报    2019, 14 (3): 97-102.   DOI: 10.11985/2019.03.014
    摘要444)   HTML42)    PDF(pc) (430KB)(917)    收藏

    谐波问题是在电动机设计中不可回避的问题,特别是对于带有永磁体的电动机。而谐波的优化方法中最常用的就是斜槽。以一台调速永磁同步电动机为例,描述了定子斜槽的结构;解释了斜槽可以削弱谐波的原因是斜槽可以使绕组产生分布的效应;分析了斜槽对电动机空载反电势波形和齿槽转矩的优化作用;分析了斜槽对电动机过载性能和轴向电磁力的影响,斜槽使得导体与轴线不平行,产生了轴向电磁力,降低了电动机的过载能力。从上述结论中可以得出:斜槽既可以优化电动机的性能,也会使某些性能变差。设计者需要根据电动机的具体性能要求选择最佳的斜槽角度。

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    2. 舰船综合电力系统中的机电能量转换技术
    马伟明
    电气工程学报    2015, 10 (4): 3-10.  
    摘要394)   HTML90)    PDF(pc) (3915KB)(873)    收藏

    综合电力技术是舰船动力平台的又一次深刻变革,从其诞生以来,以美国为首的海军强国正在争先占领技术制高点。2013年,采用第一代综合电力技术的美国DDG1000大型驱逐舰正式下水,各方面都展现出传统舰船动力平台与之无可比拟的优越性。我国先于美英等国家4~5年提出中压直流技术路线,打破跟踪模仿的装备发展模式,为赶超美欧强国海军装备赢得了宝贵时间。机电能量转换装备作为综合电力技术的核心,与常规机电设备要求存在较大差异,其关键问题也是如此。本文回顾了综合电力技术国内外发展现状,阐述了舰船发电、推进和储能分系统的技术特点,系统地论述了我国综合电力系统中电机电磁优化设计、控制策略、冷却与结构设计以及制造等方面的技术特征和所取得的关键进展与成效,为我国综合电力技术的应用提供了坚实的技术基础。

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    3. 地铁车辆牵引逆变器IGBT模块的结温与疲劳寿命计算
    丁杰,张平
    电气工程学报    2017, 12 (10): 9-18.   DOI: 10.11985/2017.10.002
    摘要331)   HTML35)    PDF(pc) (4451KB)(780)    收藏

    地铁线路牵引逆变器的IGBT模块结温波动非常复杂,容易引起IGBT模块发生疲劳失效。以北京地铁7号线为研究对象,根据列车牵引的最快速策略和额定载荷工况可以得到牵引逆变器的电气参数,再利用数据手册和IPOSIM软件算法得到IGBT模块的损耗。由数值模拟方法得到热管散热器随车辆速度变化的热阻曲线,通过热阻抗法计算出IGBT结温、IGBT壳温、二极管结温、二极管壳温和散热器温升曲线。利用LESIT疲劳寿命模型、雨流计数方法和线性累积损伤理论计算出IGBT芯片和二极管芯片的疲劳寿命。最后探讨了最经济策略、超载工况、环境温度、接触热阻和疲劳寿命模型参数等因素对芯片平均温度和疲劳损伤的影响。

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    4. 基于POP NSGA-Ⅱ的配电网故障恢复重构
    周生海,尹航,顾颖,王翀,柏峰
    电气工程学报    2018, 13 (6): 28-35.   DOI: 10.11985/2018.06.005
    摘要225)   HTML2)    PDF(pc) (2189KB)(741)    收藏

    快速的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)可以使每次进化过程中得到的个体分布均匀,具有较好的收敛性和鲁棒性。本文分析了当前遗传算法(GA)的缺陷,将NSGA-Ⅱ应用到配电网的故障恢复重构中,并提出通过一种Pareto寻优路径(POP)控制选择操作的方法,一方面可以扩大搜索面积、避免陷入局部最优;另一方面可以适时地停止进化、减少多余的计算。另外,本文根据模糊集理论确定故障恢复重构的最终解决方案,使NSGA-Ⅱ算法适用于恢复重构问题。算例结果表明,POP NSGA-Ⅱ算法与GA、NSGA-Ⅱ算法相比具有更强的寻优能力,是一种解决配电网故障恢复重构问题的新方法。

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    5. 氢燃料电池高速空压机控制器设计 *
    黄其, 罗玲, 薛利昆, 曹朝晖, 王晟
    电气工程学报    2020, 15 (4): 91-98.   DOI: 10.11985/2020.04.011
    摘要511)   HTML38)    PDF(pc) (718KB)(668)    收藏

    氢燃料电池汽车对环境零污染,续航里程长,加上氢气燃料的来源非常丰富,是新能源汽车的一个重要发展方向。空压机是燃料电池的重要组成部分,离心式涡轮压缩机采用高速永磁电动机直接驱动涡轮,无增速齿轮和润滑油,体积小、结构紧凑。针对氢燃料电池空压机,设计了一台高速永磁电动机控制器,软件上采用滑模观测器估算转子的位置和转速,“三段式”起动;硬件上采用集成电动机控制处理器的双核芯片,单电流传感器采样,普通IGBT功率器件。生产样机并搭建试验平台,对起动性能和调速性能进行测试。该控制器方案结构简单、成本低、性能稳定。

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    6. 微电网运行控制技术要点及展望 *
    徐海亮,张禹风,聂飞,孟志远,李志
    电气工程学报    2020, 15 (1): 1-15.   DOI: 10.11985/2020.01.001
    摘要736)   HTML124)    PDF(pc) (6682KB)(606)    收藏

    近年来,微电网技术作为提高新能源接入稳定性和可靠性的重要技术手段得到了广泛关注。聚焦微电网运行控制技术的最新进展,对国内外相关研究进行了梳理归纳,包括微电网拓扑结构的多元化、源荷不确定性、功率变换器的多样性以及通信方式的取舍等技术难点,微电网运行控制策略与规划方案耦合设计、微电网内部及单元间交互稳定性、虚拟同步控制与频率调节以及先进功率变换等技术关键,以及典型的微电网运行控制技术及其优缺点。最后,对下一步微电网运行控制的研究动向等进行了分析,以期充分展示该技术领域的最新研究成果,并对后续研究进行探讨和展望。

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    7. 新一代电力系统灵活柔性特征研究 *
    訾振宁, 何永君, 赵东元, 陈羽飞, 詹庆才
    电气工程学报    2019, 14 (3): 1-8.   DOI: 10.11985/2019.03.001
    摘要640)   HTML104)    PDF(pc) (119KB)(600)    收藏

    电力系统转型是能源革命的必然需要;电力系统转型是保证能源转型核心指标能够实现的关键;电力系统的灵活柔性是新一代电力系统的显著特征,并且获得了国内外学者的广泛认同。针对电力系统在“源-网-荷”三个环节的灵活柔性进行了技术层面的需求分析,凝练识别出新一代电力系统灵活柔性特征关键技术,并对这些关键技术的发展进行了简要阐述和发展展望研究。研究结果表明,通过大量灵活柔性技术的研究和相关工程的建设,将极大推动电力系统自身的创新、协调、绿色、开放、共享发展,进而助力能源革命。

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    8. 高温超导磁悬浮列车研究综述
    王家素, 王素玉
    电气工程学报    2015, 10 (11): 1-10.   DOI: 10.11985/2015.11.001
    摘要189)   HTML34)    PDF(pc) (4145KB)(559)    收藏

    超导(1911年)和磁悬浮(1912年)各自走过了100年历史进程。超导磁悬浮列车起源于1966年,早期的低温超导磁悬浮列车从发明到完成载人运行已经走过了近50年历程。上个世纪最后一天载人高温超导(HTS)磁悬浮车“世纪号”在中国试验成功,迄今也已经走过了15年的研发历史。本文介绍HTS磁悬浮车的研究与开发进展,包括HTS一代(Bi系)线材和二代(Y系)线材的HTS磁悬浮车以及HTS块材磁悬浮车。讨论了第Ⅰ类和第Ⅱ类超导体块材在外磁场中的磁悬浮原理对比,介绍了用HTS体ReBCO块材的HTS磁悬浮系统的国内外研究进展。主要介绍了“交大超导”从2000年“世纪号”到2014年真空管道环形线中/低速HTS磁悬浮车研发进程,最后讨论了超高速应用的可能性。

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    9. 光伏系统直流电弧故障检测的抗干扰技术综述
    翁军华,张剑锐,李达,郑海兴
    电气工程学报    2019, 14 (3): 9-15.   DOI: 10.11985/2019.03.002
    摘要485)   HTML57)    PDF(pc) (85KB)(556)    收藏

    光伏发电系统直流侧电气环境复杂,尤其在早期投运的分布式光伏电站,受工业屋面干扰源多、设备和电缆老化以及设备技术相对落后等因素影响,直流电弧故障的安全威胁日益严重,这也为故障检测带来严峻挑战。阐述了光伏发电系统直流电弧的成因及电弧故障检测的复杂性,对目前国内外直流电弧故障的检测方法及其抗干扰技术进行综述,结合分布式光伏现场实际情况从应用角度提出了当前亟需解决的问题,最后对电弧故障检测技术的未来发展进行展望。

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    10. 电弧光光谱成分特性及其应用分析
    丁心志,刘柱揆,严跃,耿开胜
    电气工程学报    2015, 10 (5): 75-81.  
    摘要111)   HTML27)    PDF(pc) (2971KB)(525)    收藏

    分析了检测电弧故障的几种主要方法单一使用的劣势,阐释了科学衡量电弧光强度的方法。基于实验详细分析了电弧光的光谱组成成分及各成分在电弧光中的相对强度。分别给出了220V/200A和20kV条件下金属导体短路和高压电离时的电弧光光谱结构。在220V/200A的条件下,对于金属导体短路时的电弧光而言,大约有60%~70%的电弧光强度处于250~380nm的紫外光波段,而20kV的高电压下,由于空气受激发而电离产生的电弧光中有近90%的强度来自300~380nm的紫外光。通过分析电弧光光谱的特征,给出了电弧光以紫外光为主的重要特点及其在电力系统故障保护方面的应用前景。

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    11. 脉冲功率负荷接入下微电网的稳定性研究现状与展望*
    孟志远, 徐海亮, 刘春震
    电气工程学报    2022, 17 (1): 2-14.   DOI: 10.11985/2022.01.002
    摘要100)   HTML16)    PDF(pc) (432KB)(489)    收藏

    近年来,微电网和电力电子技术的快速发展为脉冲功率负荷提了新的应用环境和平台,脉冲功率负荷在全电化战车和船舶电力系统中得到大量应用。然而,这些脉冲负载由于其特有的运行特性,给车载微电网的稳定、安全运行带来了重大挑战,相关技术研究较为丰富。对此,聚焦脉冲功率负荷对微电网稳定性的影响,总结国内外研究情况,包括电子雷达、电磁发射与回收装置、脉冲武器等脉冲功率负荷类型,周期性扰动、强非线性负荷对母线电压和频率的影响等失稳机理,稳定性分析方法、储能技术、虚拟同步技术等应对策略。最后,对下一步脉冲功率负荷下微电网稳定性的研究方向进行分析,并对后续研究进行展望。

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    12. 低风压导线与常规导线对比分析
    段旭东,韩宇,陆春阳,姜然凇
    电气工程学报    2019, 14 (4): 66-71.   DOI: 10.11985/2019.04.010
    摘要302)   HTML6)    PDF(pc) (1263KB)(445)    收藏

    架空输电线路是电力系统的重要组成部分,而导线则是输电线路设计的一个重要课题。导线受到的风压约占整个输电线路的50%~70%,合理选择导线,降低导线风压对于降低线路造价及提高线路运行安全具有重要意义。以500 kV输电线路为基础,对低风压导线与常规导线在输送容量、电磁环境、电气性能和力学性能等方面进行对比分析,并对两种导线的本体投资进行比较,确定低风压导线不仅能够大幅度降低导线风压,而且在电气性能、力学性能及导线本体投资方面均优于常规导线。因此,在输电线路中应用低风压导线具有明显优势。

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    13. 锂离子动力电池外部短路测试平台开发与试验分析 *
    杨瑞鑫, 熊瑞, 孙逢春
    电气工程学报    2021, 16 (1): 103-118.   DOI: 10.11985/2021.01.014
    摘要566)   HTML54)    PDF(pc) (2272KB)(442)    收藏

    动力电池安全性是制约电动汽车发展的关键因素,近年来由动力电池引发的安全事故引起了极高的公众关注度。动力电池外部短路是电动汽车安全事故主因之一,也是触发电池热失控的重要诱因之一。针对某商用锂离子动力电池,开发了动力电池外部短路测试平台,系统性地开展了不同初始荷电状态(State of charge,SOC)、环境温度、短路电阻值、短路时间和老化状态条件下动力电池单体和系统的外部短路试验,数据分析揭示了外部短路下动力电池的电-热特性及其失效行为的演变规律。研究将为动力电池外部短路故障数据库的建立、建模、故障诊断及温升预测的研究提供数据支撑,为动力电池安全管理提供指导。

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    14. 基于基波阻抗辨识的短路比测量方法 *
    陈巧地,张兴,李明,刘晓玺,郭梓暄
    电气工程学报    2019, 14 (2): 7-11.   DOI: 10.11985/2019.02.002
    摘要376)   HTML7)    PDF(pc) (549KB)(430)    收藏

    随着新能源、无功补偿等电力电子设备的大量接入,交流电网系统不断变弱,分析交流并网系统的稳定性、精确度量交流并网系统的强度十分重要。短路比(SCR)作为衡量并网系统强度的一个重要因素,提出了一种基于基波阻抗辨识的短路比测量方法。首先,针对传统阻抗辨识实时性差、精度低的问题,提出了一种基于递归离散傅里叶变换的谐波提取方法,进而计算基波阻抗。其次,以两台逆变器并网系统为例,提出短路比测量方案。最后通过仿真和试验验证了测量方法的合理性和有效性。

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    15. 聚丙烯高压直流电缆绝缘研究进展与展望*
    杜伯学, 李忠磊, 周硕凡, 范铭升
    电气工程学报    2021, 16 (2): 2-11.   DOI: 10.11985/2021.02.002
    摘要360)   HTML52)    PDF(pc) (967KB)(409)    收藏

    聚丙烯(Polypropylene,PP)绝缘材料具有绝缘性能优良、无需交联、可熔融再利用等优点,是环保型高压直流电缆绝缘的重要发展方向。聚丙烯基绝缘材料存在电气和力学性能难以协同调控的矛盾,是国产高压直流电缆聚丙烯绝缘所面临的主要瓶颈问题。为此从聚丙烯绝缘聚集态结构角度出发,介绍了聚丙烯绝缘聚集态结构及其表征方法,综述了共混与共聚、成核剂添加、结晶温度控制三种调控手段在调控聚丙烯聚集态结构及宏观性能方面的研究进展,论述了不同调控方法对高压直流电缆聚丙烯绝缘电气与力学性能的作用机理。分析表明,β成核剂可抑制聚丙烯绝缘中空间电荷的注入与积聚,提高击穿场强,同时显著提升其抗冲击性能;适当的结晶温度可提升聚丙烯结晶度,控制球晶尺寸,协同提升绝缘电气与力学性能。最后从高压直流电缆的实际运行工况出发,分析并展望了聚丙烯绝缘材料的应用前景与发展方向。

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    16. 国网吉林电力基建电力物联网研究与实践
    赵振喜, 李洪丰, 侯伟, 李兴, 屈国际, 肖洪波
    电气工程学报    2021, 16 (2): 166-173.   DOI: 10.11985/2021.02.021
    摘要231)   HTML10)    PDF(pc) (1459KB)(386)    收藏

    随着互联网技术的延伸和拓展,以“万物互联”为特征的物联网技术逐渐兴起,已经成为各个领域的热点话题,并在各个行业体现出其应有的价值。电力物联网是国家电网公司在这种新形势下提出的重要发展战略,也是前沿物联网技术在电力传统行业中的落地应用与实践。对物联网及其相关技术进行综合性的介绍,重点阐述国网吉林电力基建物联网技术的研究与实践,并对实践相关经验进行了总结和提炼,以供业界参考。

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    17. 大容量变压器绝缘结构的研究
    吕新,于胜斌
    电气工程学报    2019, 14 (3): 115-118.   DOI: 10.11985/2019.03.017
    摘要300)   HTML16)    PDF(pc) (153KB)(385)    收藏

    简要介绍了单相大容量主变压器绝缘设计的难点和技术要求,以单相410 MVA/220 kV变压器的绝缘结构型式为例,对双同心绝缘结构进行验证。410 MVA/220 kV变压器是目前容量最大的220 kV级单相发电机变压器,由于容量大、电流大,绝缘结构同时要满足电、磁、热、力以及运输外限的要求,给设计上带来了困难。通过计算和试验验证,采用高-低-低-高的双同心绝缘结构,有效地解决了大容量发电机变压器的局部过热、运输困难等问题,可为超临界、超超临界发电机组用大容量发电机变压器的绝缘设计提供参考。该绝缘结构不仅适用于220 kV电压等级的发电机变压器,同样适用于500 kV及以上电压等级的超高压、特高压变压器。

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    18. 基于Matlab Simulink的风电变桨控制系统动态数学模型和仿真研究
    裴丽娜,孙东旭
    电气工程学报    2019, 14 (2): 66-70.   DOI: 10.11985/2019.02.012
    摘要284)   HTML8)    PDF(pc) (583KB)(384)    收藏

    详细介绍了风电变桨控制系统各子系统的动态数学模型和系统控制框图,基于Matlab Simulink搭建了系统仿真模型,从风机位置指令到速度指令,再到电流指令,最后经过伺服驱动控制变桨电机,使桨叶转到相应的位置。介绍了一种研究变桨系统控制原理的仿真方法,仿真给予阶跃信号分析变桨电机加速减速过程,给予周期正弦波信号分析变桨系统位置跟随性能。仿真结果表明了动态数学模型的正确性。仿真模型的搭建以及仿真参数调试,对实际变桨系统控制策略研究意义重大。

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    19. 含异步电动机的孤岛微电网暂态稳定性问题研究
    易相彤,赵峰,程慧婕,帅智康,沈征
    电气工程学报    2020, 15 (1): 16-22.   DOI: 10.11985/2020.01.002
    摘要422)   HTML50)    PDF(pc) (3611KB)(382)    收藏

    微电网是一个复杂供电网络,其内部负荷类型多样,大量动态负荷(如异步电动机)的接入必然会对微电网暂态稳定性产生不可忽略的影响。以一简单孤岛微电网系统为例,针对异步电动机负荷对其暂态稳定性的影响进行研究。通过介绍微电网中微源与异步电动机负荷的模型,分析了异步电动机带不同机械负荷类型时的暂态失稳过程。在PSCAD/EMTDC中搭建了相应仿真模型,通过时域仿真得到了异步电动机的极限故障切除时间,且发现在故障持续时间相同时,与等值的恒阻抗负荷相比,带异步电动机负荷时系统已经暂态电压失稳。此外,还通过仿真分析了不同参数对极限故障切除时间,以及多异步电动机对微电网暂态稳定性的影响。

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    20. 基于扩展卡尔曼滤波器的电机参数辨识算法
    李洪宇,王群京,李国丽,谢芳,谢鹏,杨新年
    电气工程学报    2015, 10 (5): 34-42.  
    摘要100)   HTML2)    PDF(pc) (4378KB)(381)    收藏

    准确的电机参数是无速度传感器交流调速系统设计的前提。运行过程中,由于温度、频率和磁通的影响,电机参数通常会发生变化,特别是,转子电阻和磁链电感的变化直接关系到磁链和转速的辨识精度,影响驱动系统性能。本文通过测量定子电压和电流,基于扩展卡尔曼滤波器(EKF),研究了一种新颖算法,通过将两个基于扩展卡尔曼滤波器模型有机结合,协同工作,实现了对转子电阻、励磁电感、转子磁链和转速在线辨识。仿真和实验结果表明这种新颖的电机参数辨识算法具有较小的辨识误差,可以满足无速度传感器交流调速系统对电机参数准确性的要求。

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    21. 基于谐波提取器的永磁同步电机谐波抑制方法 *
    金石, 朱熙, 金无痕, 张凤阁
    电气工程学报    2021, 16 (1): 9-15.   DOI: 10.11985/2021.01.002
    摘要281)   HTML44)    PDF(pc) (663KB)(365)    收藏

    永磁同步电机(Permanent magnet synchronous motor, PMSM)在运行时由于受到逆变器的非线性因素影响导致电机定子电流产生谐波,使电机产生额外损耗。由于传统PI(Proportion integration, PI)控制器不能无静差跟踪交流信号,会导致谐波检测精度不高。针对这种问题,提出一种基于正、负序基波提取器的谐波检测结构,该结构可以无静差跟踪谐波交流量。通过对角速度进行设置得到谐波提取器,分别提取5次负序谐波和7次正序谐波,并将其作为补偿量注入到电流环PI控制器的输出电压中,降低电机定子绕组电流的谐波含量。仿真结果表明,基于正、负序谐波提取器的PMSM谐波抑制策略可以有效抑制电机定子电流谐波。

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    22. 单开关新型非隔离高变换比DC-DC变换器
    丁敏,吴桂清,李心怡
    电气工程学报    2019, 14 (2): 12-16.   DOI: 10.11985/2019.02.003
    摘要270)   HTML38)    PDF(pc) (402KB)(357)    收藏

    针对传统Boost变换器变换比低、开关器件电压应力大的问题,提出一种单开关新型高变换比DC-DC变换器拓扑,该变换器采用非隔离形式,可有效降低变压器或耦合电感等升压方式中因漏感所带来的磁能量损失,提高功率传输比。详细分析了所提变换器的工作原理,推导出了基于稳态模型的变换比方程,并通过仿真试验进行了理论验证,验证结果表明,该变换器具有高变换比、低开关电压应力和输入电流连续的特点,特别适用于燃料电池、太阳电池等新能源逆变并网的场合。

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    23. 计及可靠性的含风光机组小型发电系统经济性评估*
    应飞祥,汪宇航,李琰,张恩睦,徐天奇,田华,何民,贾鉴
    电气工程学报    2020, 15 (3): 13-21.   DOI: 10.11985/2020.03.002
    摘要276)   HTML14)    PDF(pc) (984KB)(357)    收藏

    可靠性和经济性是含风光机组的发电系统规划时必须要考虑的因素。基于风速数据及光辐照度数据,在考虑风电机组三状态停运模型及光伏发电机组双状态停运模型的基础上,建立了含风光互补系统的可靠性模型,并应用序贯蒙特卡洛法对不同风/光装机容量及在不同风/光配置比例情况下的发电系统可靠性指标进行计算,然后将可靠性评估中得到的负荷缺电量转化为可靠性成本,结合系统固有成本建立综合成本函数,并在考虑环保收益及节省燃料的情况下,对含风光机组的小型发电系统进行经济性评估。算例结果表明所提出方法具有有效性,可为实际的含风光机组小型发电系统规划提供一定的参考。

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    24. 水斗式水轮发电机组折向器应用研究
    普碧才,刘晓欣,邓亚琪,冯培磊,徐天奇
    电气工程学报    2017, 12 (7): 16-21.   DOI: 10.11985/2017.07.003
    摘要181)   HTML2)    PDF(pc) (1758KB)(351)    收藏

    对怒江电网高频切机动作后可能出现的问题进行分析,并结合该电网内水轮发电机组构成情况,对水斗式水轮发电机组折向器应用功能进行研究,提出切实可行的解决方法,对怒江电网联络线故障跳闸后的独立电网安全、稳定运行具有十分重要的意义。

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    25. 基于决策树支持向量机算法的电力变压器故障诊断研究
    孙志鹏,孙志龙,魏建
    电气工程学报    2019, 14 (4): 42-45.   DOI: 10.11985/2019.04.006
    摘要394)   HTML10)    PDF(pc) (538KB)(351)    收藏

    支持向量机算法和决策树算法均广泛应用于电力变压器故障诊断当中。与其他分类算法相比,支持向量机的泛化性能较强,但分类效率较低,而决策树算法的有较高的分类效率。提出了一种基于分类决策树的电力变压器故障诊断模型,对于靠近决定边界的样本点用支持向量机分类,其余样本用决策树分类。经实例证明,该方法有很高的分类准确率。

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    26. 高密度永磁同步电机永磁体失磁特征量分析
    胡土雄,胡弼,王伟,曹文耀
    电气工程学报    2019, 14 (2): 121-126.   DOI: 10.11985/2019.02.021
    摘要229)   HTML5)    PDF(pc) (1152KB)(351)    收藏

    针对工业机器人用高密度永磁同步电机转子永磁体存在不可逆的失磁风险,以一款8极36槽工业机器人用永磁同步电机永磁体为例对失磁故障进行了研究。采用时步有限元法分析了永磁电机不同程度失磁状态下电磁场的变化,运用傅里叶级数谐波分解理论得到电机气隙磁场以及电流谐波含量;给出了永磁体不同程度失磁状态下气隙磁场、电枢电流、反电动势波形、磁链波形、磁场轨迹及定子铁心磁密特性的变化规律。基于以上参数分析提取出失磁故障紧密相联的特征量,为进一步研究永磁同步电机失磁故障诊断及在线监测理论奠定基础。

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    27. 大规模风电送出系统的次同步振荡问题研究综述
    高本锋,张学伟,李忍
    电气工程学报    2015, 10 (7): 1-10.  
    摘要105)   HTML3)    PDF(pc) (2146KB)(350)    收藏

    随着我国风力发电的快速发展,大规模风电外送逐渐成为风电消纳,提高风电利用率的主要方式。大规模风电送出主要有两种形式,经串补送出与经HVDC送出。两种送出系统均有引发风电机组次同步振荡问题的风险。首先阐述了三种典型风电机组的特性,进而分别归纳了大规模风电经串补送出系统与经HVDC送出系统中可能发生的次同步振荡问题的发生机理、相关特性和抑制措施。总结了适用于大规模风电送出系统次同步振荡问题的分析方法。最后,对本课题的研究前景加以展望。

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    28. 直流微电网——未来供用电领域的重要模式
    韩民晓,王皓界
    电气工程学报    2015, 10 (5): 1-9.  
    摘要99)   HTML7)    PDF(pc) (1921KB)(348)    收藏

    随着直流形式分布式电源的发展、直流用电负荷比例的增高、储能装置使用的增多及敏感负荷对供电质量要求的提高,采用直流方式组织电源、储能、负载及监控装置构成的直流微电网将成为未来供用电领域的一种重要模式。本文在探讨直流微电网发展驱动力的基础上,描述了直流微电网的主要特征,给出了直流微电网的主要拓扑形式,并对当今国内外直流微电网发展的基本情况做了简要介绍,论述了直流微电网中的关键设备及相应的关键技术。论文分别从设备和系统层面探讨了直流微电网相关的控制策略,讨论了直流微电网故障方式及保护的主要问题。论文最后对直流微电网的发展趋势及应用前景做了简要展望。

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    29. 盆式绝缘子温度场仿真分析 *
    阮智玮,阚超豪,王垒
    电气工程学报    2019, 14 (3): 41-46.   DOI: 10.11985/2019.03.006
    摘要421)   HTML9)    PDF(pc) (249KB)(348)    收藏

    近年来,气体绝缘全封闭组合电器(Gas insulated substation,GIS)在我国得到了迅速地推广与应用,盆式绝缘子在其中通常起着重要作用,它的质量好坏,影响到整个系统的可靠运行。环氧树脂复合材料常被用于制备盆式绝缘子,需要在高温下进行固化反应。在固化过程中温度场的不均匀分布,会导致盆式绝缘子内部产生缺陷。通过计算机仿真技术,运用有限元原理对盆式绝缘子在固化成型的整个过程进行仿真计算,分析了固化过程中的绝缘子温度场分布情况。最后,通过对盆式绝缘子的固化成型过程进行试验,验证了仿真模型的正确性。

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    30. 有限元分析在接触网绝缘子电场分析中的应用
    宋敏
    电气工程学报    2019, 14 (2): 108-114.   DOI: 10.11985/2019.02.019
    摘要329)   HTML3)    PDF(pc) (421KB)(344)    收藏

    接触网绝缘子作为绝缘部件,对铁路牵引供电系统的正常运行有着重要意义。绝缘子表面的电场分布发生变化时,会影响绝缘子的闪络特性,从而导致铁路机车不能正常运行,如何得到绝缘子沿面电场分布对防止绝缘子闪络、保证铁路机车正常运行具有重要意义。在分析了影响绝缘子闪络的因素后,对接触网绝缘子沿面电场测量、计算方法进行了介绍,分析了不同方法的优缺点,并指出有限元分析法将是未来研究、设计、优化接触网绝缘子沿面电场分布的主要方法。

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    31. 考虑超级电容器荷电状态的混合储能系统能量管理策略*
    韩东旭,赵凯,刘鑫,由蕤
    电气工程学报    2020, 15 (3): 31-37.   DOI: 10.11985/2020.03.004
    摘要500)   HTML16)    PDF(pc) (471KB)(343)    收藏

    以直流微电网为研究对象,介绍了一种混合储能系统的能量管理策略。为了降低由于负载变化引起的功率波动,优化混合储能系统的运行,提出了一种考虑超级电容器荷电状态的能量管理策略。该策略根据实测超级电容器荷电状态,采用时间常数随超级电容器荷电状态变化的低通滤波算法,将波动功率在两种储能介质之间进行分配。由蓄电池承担波动功率的低频部分,超级电容器承担其高频部分。在Matlab/Simulink中搭建仿真模型,并对所提出的能量管理策略进行仿真验证。结果表明,该方法能有效解决由于储能设备的过度充/放电而导致系统不能正常稳定运行的问题。

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    32. 双馈型风力发电机组电气模型的建立与仿真研究 *
    郑大周,曾东,李广磊,陆瑞
    电气工程学报    2019, 14 (3): 81-89.   DOI: 10.11985/2019.03.012
    摘要483)   HTML20)    PDF(pc) (329KB)(336)    收藏

    文章给出了双馈型风力发电机组的电气模型原理图,介绍了机组传动链、发电机、变流器及控制系统的工作原理,并建立相应的数学模型和Simulink仿真模型;对风电机组的低电压穿越解决方案进行了说明,建立低电压穿越故障仿真模型。针对机组的故障行为进行了仿真分析,对故障优化策略进行了试验验证。本研究对建立准确的机组仿真模型具有重要的指导意义,为下一步进行风场并网稳定性研究奠定了基础。

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    33. 变电站SVG接入AVC系统控制策略及改进应用
    李世群,宋巍,郭飞,康莹
    电气工程学报    2017, 12 (10): 45-50.   DOI: 10.11985/2017.10.007
    摘要231)   HTML31)    PDF(pc) (2158KB)(334)    收藏

    本文介绍了将变电站静止无功发生器(SVG)与电容电抗器一起列入自动电压控制(AVC)系统的组网方案,通过设置AVC子站增强系统安全稳定性,然后对SVG接入AVC系统的控制策略进行研究,再根据实际变电站发生的SVG响应AVC指令异常缺陷,提出控制策略的改进措施,在变电站实际改进控制策略并持续观察,实际电压调节效果证实了控制策略改进的有效性。

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    34. 罐式断路器绝缘拉杆的受力分析及强度校核
    陶长志
    电气工程学报    2019, 14 (3): 108-114.   DOI: 10.11985/2019.03.016
    摘要230)   HTML8)    PDF(pc) (228KB)(333)    收藏

    绝缘拉杆机械性能的好坏对高压断路器动作可靠性有着重要的影响。以高压SF6罐式断路器样机为研究对象,运用动力学仿真软件建立产品的虚拟样机模型,同时考虑灭弧室压力对零件受力的影响,最终计算与分析了绝缘拉杆在断路器空载合、分闸操作过程中的动态受力情况。在受力分析的基础上,运用有限元分析软件对绝缘拉杆进行静力学与瞬态动力学仿真分析,校核绝缘拉杆在合、分闸操作过程中的强度,并提出改善绝缘拉杆受力状况与提高安全系数的相关建议。该研究提供了一种产品零部件受力分析与强度校核的方法,可以用来提高产品设计质量与缩短产品研发周期,具有很强的应用价值。

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    35. 基于粒子群算法的变压器油纸绝缘系统回复电压场路模拟研究
    张施令
    电气工程学报    2017, 12 (12): 1-10.   DOI: 10.11985/2017.12.001
    摘要292)   HTML1)    PDF(pc) (6131KB)(331)    收藏

    本文在ANSYS仿真计算环境下建立了配电变压器典型油纸绝缘系统模型,施加回复电压测量过程中的电压波形,分析了其在关键时间点的电场分布特征。应用集总电路分析了回复电压的产生原理,通过理论公式解析了多参数扩展德拜模型,并在Matlab/Simulink平台上将德拜参数模型推广至多支路集总参数电路。提出Simulink-PSO联合算法实现了德拜参数的非线性拟合,定量分析了集总参数对极化谱的影响规律。研究表明:场-路模拟分析发现回复电压测量中存在暂态变化过程,且油纸复合绝缘界面处电荷迁移是状态参量存在暂态过程的主要原因,为油浸式配电变压器绝缘状态监测提供了一定的理论指导。

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    36. 高压开关柜异常局放故障电场数值计算与分析
    王飞风,蒙国斌,苏毅,陈庆发,夏小飞
    电气工程学报    2019, 14 (2): 115-120.   DOI: 10.11985/2019.02.020
    摘要300)   HTML12)    PDF(pc) (698KB)(331)    收藏

    2015年以来,广西电网公司某站发生两起开关短路故障,针对该型故障的开关柜,全网进行了局放普测,结果发现个别同类型开关柜存在局放情况。就开关柜局放测试情况进行深入分析,另针对在运开关柜设备上安装无线测温装置的情况,使用COMSOL模拟软件对进线开关柜母线导体上安装无线测温装置后的电场分布进行了仿真分析,仿真结果表明,安装无线测温装置后,电场分布发生畸变,最大电场幅值增加了97.2%。

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    37. 电动汽车充电设备电气安全保护能力量化考核指标研究
    茹永刚,尹忠东,张恺,孙景,何照安,王利强
    电气工程学报    2017, 12 (10): 25-30.   DOI: 10.11985/2017.10.004
    摘要308)   HTML3)    PDF(pc) (1902KB)(329)    收藏

    电动汽车行业快速发展,因充电而引发的安全事故也时有发生,充电设备和动力电池是事故发生的两大主体。当前对电气安全的考核还处于满足相关标准的层面,缺乏完善的考核评价指标。本文针对电动汽车充电设备的电气安全保护,提出了一种基于综合权重的合格率考核指标,将抽象的电气安全保护能力量化处理,并对一台箱式充电站进行了充电设备电气安全保护合格率的测试,验证了考核指标的有效性。

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    38. 轴电流问题中轴承模型的探究及等效电阻计算 *
    任雪娇,刘瑞芳,王芹芹
    电气工程学报    2019, 14 (2): 1-6.   DOI: 10.11985/2019.02.001
    摘要369)   HTML10)    PDF(pc) (757KB)(327)    收藏

    随着PWM变频调控技术在电机驱动中的广泛应用,轴电流问题越来越突出。在分析和预测轴电流时最为复杂的问题之一是轴承等效电气模型的建立,以往模型中将轴承等效为简单的电容和电阻串、并联的组合,但由该模型得到的轴承击穿波形与实际测得的击穿波形并不相符。从轴承击穿电压、电流波形出发,结合轴承实际结构,提出一种改进的轴承等效模型。该模型中轴承等效击穿电阻为可变电阻,并结合电弧击穿理论确定了可变电阻的计算方法。对基于新模型的轴承等效电路进行仿真,并与试验测得的击穿波形图对比。结果表明,与恒定电阻模型相比,提出的模型能更好地模拟轴承击穿和恢复的过渡过程。

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    39. 电力变压器直流偏磁试验研究
    黄佐流
    电气工程学报    2015, 10 (12): 69-75.   DOI: 10.11985/2015.12.012
    摘要114)   HTML1)    PDF(pc) (4268KB)(321)    收藏

    随着电力系统直流输电线路的投运,在单极大地运行时,直流换流站附近的交流变压器受到直流电流侵入,造成振动噪声增加及损耗增加和过热问题,影响变压器的安全运行。本文采用试验方法,研究了交流变压器在直流偏磁下的损耗、励磁电流、噪声声级和频谱情况,得出了变压器相关参数随直流电流增加而变化的规律,总结不同铁心结构交流变压器对直流偏磁的耐受能力。为变压器运行时进行状态评估和诊断提供参考。

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    40. 基于永磁体温度场的海流永磁发电机的可靠性分析
    陈艳羚,汤天浩,谢卫
    电气工程学报    2017, 12 (7): 33-39.   DOI: 10.11985/2017.07.006
    摘要267)   HTML1)    PDF(pc) (3938KB)(316)    收藏

    海流发电机在海洋环境下工作,相比于风力发电机,其工作环境更恶劣,例如海水腐蚀、密封问题等,一旦海流发电机发生故障,吊装维修十分困难且成本很高,所以必须对其进行可靠性分析。本文通过建立电机可靠性模型,采用元器件应力分析法对电机进行可靠性预计,考虑到永磁体失效是永磁电机的特有故障,且永磁体高温下容易发生不可逆失磁,故对电机进行磁–热耦合仿真,并分析电机尺寸参数对永磁体温度及电机寿命的影响。

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