电力电子在微电网、智能电网、智能社区中的应用动向 陈国呈１，２， 蔡立清１， 周勤利１， 顾红兵１， 雷　电２ （１． 江苏斯达工业科技有限公司， 江苏常州２００１２２； ２． 上海大学自动化学院， 上海２０００７２） 摘要： 为了可持续使用能源和保护地球环境，世界各国都在积极开发利用可再生能源。但可再生 能源大量并网后会引发哪些新问题？ 未来的能源格局将如何变化？ 各国都还在探索之中。本文以 富士电机的案例为基础，介绍该公司在新能源开发利用、微电网、智能电网、智能社区、能源管理、通 信网络、电力稳定、供需平衡等方面的一些构想，从中导出电力电子的未来走向。 关键词： 新能源； 微电网； 智能电网； 智能社区； 电力电子； 能源管理系统 一种Ｆｌｙｂａｃｋ⁃Ｂｏｏｓｔ 非隔离型高增益直流变换器 袁义生， 胡盼安， 伍群芳 （华东交通大学电气学院， 江西南昌３３００１３） 摘要： 提出一种Ｆｌｙｂａｃｋ 变换器与Ｂｏｏｓｔ 变换器相结合的非隔离型高增益直流变换器。该变换器中 的Ｆｌｙｂａｃｋ 变换器变压器原边电感和Ｂｏｏｓｔ 变换器电感共用，Ｆｌｙｂａｃｋ 变换器的开关管和Ｂｏｏｓｔ 变换 器开关管共用，Ｆｌｙｂａｃｋ 变换器的输出和Ｂｏｏｓｔ 变换器的输出串联，变压器漏感能量能够回馈到 Ｂｏｏｓｔ 变换器的输出，从而获得高增益高效率特性。电路具有结构简单、开关器件电压应力减少的 优点。详细分析了拓扑工作原理、电压增益与效率特性。制作了一台１００ｋＨｚ 开关频率／８０Ｗ 负 载／２４Ｖ 输入／２００Ｖ 输出的实验样机，样机在轻载下可达到９１􀆰 ６％ 的效率，实验波形验证了理论分 析的正确性。 关键词： 反激变换器； Ｂｏｏｓｔ 变换器； 高增益； 组合变换器 基于空间矢量的定频直接功率控制系统研究 李欣哲１， 林明耀１， 付兴贺１， 韩愚拙２ （１． 东南大学伺服控制技术教育部工程研究中心， 江苏南京２１００９６； ２． 苏州工业园区设计院股份有限公司， 江苏苏州２１５０２１） 摘要： 直接功率控制是三相电压型ＰＷＭ 整流器的一种有效控制策略，开关表作为直接功率控制的 功率内环，根据瞬时功率差值变化决定开关状态。为了克服基于开关表的传统直接功率控制开关 频率不固定、有功功率和无功功率解耦效果不理想的缺点，本文在分析ＰＷＭ 整流器模型和瞬时功 率基础上提出了一种基于空间矢量调制的电压型ＰＷＭ 整流器直接功率控制方法。该控制结构由 ＰＩ 调节器和空间矢量调制模块组成，除了具有传统直接功率控制结构简单、功率因数高、动态响应 好和电流畸变小的优点外，通过空间矢量调制，还具有开关频率固定、便于滤波电感设计的优点。 通过Ｍａｔｌａｂ／ Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 软件仿真和实验结果验证了控制方法的正确性和可行性。 关键词： ＰＷＭ 整流器； 直接功率控制； 空间矢量调制 基于计算流体动力学的高效交流电机风扇优化 李光宇， 袁立强， 赵争鸣， 汪书苹 （清华大学电机工程及应用电子技术系， 电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室， 北京１０００８４） 摘要： 进一步提高大功率高效交流电机的效率是电机设计中的难点问题，电机外风扇的优化已成 为其中的关键之一， 传统计算方法在准确性和适用性方面已无法满足要求。本文以具体的 ＹＫＫ３５５⁃６３０ 系列高压电动机中的径向式离心风扇与改进的后倾式离心风扇为对象，对比分析了流 体动力学计算和传统计算方法的结果。结果表明，应用计算流体动力学进行风扇优化设计相较于 传统计算方法更加具有适用性，是设计与优化高效交流电机风扇与风路的有效方法。本文最后给 出了外风扇优化结果及其特性曲线，分析表明其大大减小了风扇损耗，提高了电机的效率。 关键词： 高效交流电机； 离心风扇； 计算流体动力学； 优化设计 一种蓄电池充电器的数字控制器优化设计 雷加智１， ２， 王　珂１， 成　燕３， 李　勋１， 孙　波２ （１． 华中科技大学电气与电子工程学院， 湖北武汉４３００７４； ２． 大力电工襄阳股份有限公司武汉研发中心， 湖北武汉４３００７４； ３． 武汉科技大学信息科学与工程学院， 湖北武汉４３００７４） 摘要： 基于微电网中储能系统，设计了一种新的蓄电池充电电路，介绍了蓄电池充电电路的特点及 控制策略。详细介绍了全钒液流电池（ＶＲＢ）的工作原理，根据全钒液流电池的特性及全钒液流电 池的一阶阻容模型，运用小信号模型分析法和状态空间平均法建立了蓄电池恒流充电时的数学模 型，提出了一种基于蓄电池一阶阻容模型的ＤＣ⁃ＤＣ 双向变换电路的建模方法，然后利用数字控制 系统参数优化的方法，设计了ＤＣ⁃ＤＣ 双向变换电路的数字控制器。最后，基于ＤＣ⁃ＤＣ 双向变换器 的电池充放电控制策略及全钒液流电池的仿真模型，利用ＭＡＴＬＡＢ 搭建了系统的仿真电路，并搭 建了２ｋＷ 蓄电池充电电路的实验样机，仿真和实验结果表明，设计的蓄电池充电电路及其控制策 略是可行的。 关键词： 蓄电池充电电路； 一阶阻容模型； 参数优化 云广± ８００ｋＶ 特高压直流输电线路 暂态保护特征频带选取 陈仕龙， 谢佳伟， 毕贵红， 张　杰， 束洪春 （昆明理工大学电力工程学院， 云南昆明６５００５０） 摘要： 利用保护元件区分对侧区内外故障的特高压直流输电线路单端电压暂态保护原理能够实现 线路全长保护。提取故障暂态量的特征频带对基于此原理的特高压直流输电线路暂态保护的研究 非常重要。结合云广特高压直流输电系统实际参数，利用ＰＳＣＡＤ／ ＥＭＴＤＣ 建立云广±８００ｋＶ 特高 压直流输电系统仿真模型。根据云广特高压直流输电系统边界实际参数，得出线路边界透射系数 阻带。分析各种类型故障信号的频率特性，得出位于边界透射系数阻带内的故障信号主能量频带。 故障信号特征频带是主能量频带内，满足衰减规律———线路及边界对故障信号的双重衰减效果要 强于单个线路对信号的衰减的故障信号所对应的频带，特征频带内的故障暂态量能准确反映故障 位置，可以提取特征频带内的暂态量作为线路暂态保护的故障信号。 关键词： 特高压直流； 暂态保护； 透射系数阻带； 主能量频带； 特征频带 电缆隧道中盾构接地系统接地电阻简化计算公式 杜学龙１， 仇天骄２， 张晓颖２， 马学良２， 尹　凡２， 郭　健２， 邹　军１ （１． 清华大学电机系， 北京１０００８４； ２． 北京电力经济技术研究院， 北京１０００５５） 摘要： 接地电阻是接地系统安全运行的重要参数之一。本文通过仿真验证，给出了盾构接地系统 （基于盾构结构的接地系统）接地电阻的简化计算公式。简化电缆隧道中盾构接地系统，建立相应 的有限元仿真模型；通过仿真研究隧道中钢筋层数、钢筋个数、水泥层电导率、水泥层厚度对接地电 阻的影响；根据仿真结果将求解复杂的隧道接地系统接地电阻的问题等效为求解埋地圆柱导体接 地电阻的问题，并给出埋地圆柱导体接地电阻的简化计算公式。数值计算表明，简化公式计算精度 满足工程要求，可用于计算电缆隧道中盾构接地系统的接地电阻。 关键词： 电缆隧道； 接地系统； 接地电阻 含风电场经济调度中备用配置的研究 牟春晓１， 李鹏波１， 杨佳俊１， 贾　欢２， 徐建政１ （１． 山东大学电气工程学院， 山东济南２５００６１； ２． 山东省电力公司菏泽供电公司， 山东菏泽２７４０００） 摘要： 风电与负荷的不确定性给电力系统的经济调度带来了困难，如何处理风险，综合考虑经济发 电与旋转备用计划是经济调度中需要解决的问题。风电场出力预测主要影响系统的负荷运行备用 容量，因此要通过配置备用来应付系统中的不确定性因素。本文通过备用的效益与成本在目标函 数中的相互牵制，自动为系统配置合适的备用，并引入｛０，１｝ 变量将非线性约束转化为由一组线性 约束条件来表达，转化后的数学模型为标准的二次混合整数规划问题，算例分析表明本文模型的有 效性和实用性。 关键词： 随机因素； 旋转备用； 成本效益； 机组组合； 二次整数规划 激光触发开关同步特性的研究 殷　毅， 杨　杰， 钟辉煌， 刘金亮， 李志强， 黄　俊 （国防科技大学光电科学与工程学院， 湖南长沙４１００７３） 摘要： 利用高压电容放电开关试验平台，对两个氮气气体开关在２６６ｎｍ 脉冲激光触发作用下开关 的工作特性进行了研究。实验结果表明：两个开关的延时、抖动随激光能量的增加、欠压比的增大 而减小。激光能量５􀆰 ５ｍＪ 时，每个开关电压抖动时间达到了亚纳秒量级，但是两个开关的延时时 间差大于１ｎｓ；当激光能量大于８ｍＪ 时，两开关导通的延时时间差达到了亚纳秒量级，可认为两开 关同步导通。 关键词： 延时； 抖动； 同步特性； 激光触发； 气体开关 基于压缩感知理论的谐波畸变电压信号采集方法研究 田　霄， 贺建军， 喻寿益 （中南大学信息科学与工程学院， 湖南长沙４１００８３） 摘要： 针对电能质量信号参数变化快、数据采集量特别大的特点，论文对电能质量信号的压缩感知 采集方法进行了研究，并根据电能质量信号检测的具体要求，改进了观测矩阵中轮换矩阵的构造方 法，针对信号特征提高了低频段信号的权重，可以在较高压缩比条件下重构得到准确的信号。在不 同压缩比条件下，对论文中提出的算法进行了仿真，并以谐波畸变电压信号为例，同采用高斯随机 矩阵和传统轮换矩阵的算法进行了比较，仿真结果表明本方法压缩比高，信号重构效果好，性能稳 定，优于传统轮换矩阵。 关键词： 电能质量； 压缩感知； 观测矩阵； 轮换矩阵 数字家电用无线电力传输电源的研究 王春芳１， 陈杰民１， 李　聃２， 孙　会２ （１． 青岛大学自动化工程学院， 山东青岛２６６０７１； ２． 海尔集团技术研发中心， 山东青岛２６６１０３） 摘要： 针对无线电力传输系统效率低、功率因数低的问题，设计了一款数字家电用无线电力传输电 源。该电源的主电路由开关输入网络、谐振耦合网络和高频整流网络三部分组成。其中谐振耦合 网络的原、副边线圈采用ＳＰ 补偿法。采用互感模型法对主电路进行了分析，给出了主电路的等效 电路图。推导了电压增益，并给出了电压增益随谐振网络参数变化的曲线。制作了一个额定功率 为１０００Ｗ 的样机，采用频率查表模糊控制法对输出电压进行控制。进行了效率和功率因数随原、 副边线圈位置变化的实验，实验结果验证了该设计方案及控制方法的可行性与有效性。 关键词： 家用电器； 电源； 无线电力传输； 零电流软开关 互感器校验仪算法误差分析及设计实现 苗新法， 杜丽霞 （兰州交通大学电子与信息工程学院， 甘肃兰州７３００７０） 摘要： 对互感器进行校验是确保其在电力系统中成功应用的前提，基于虚拟仪器的互感器校验仪 是当前较为常见的一种实现方式。首先，本文介绍了校验仪的硬件部分，其由信号转换箱、采集卡 及工控机构成；其次，分析了电网工作频率在４９􀆰 ５ ～５０􀆰 ５Ｈｚ 范围内的波动对校验算法精度的影响。 最后，在对电网每周期频率进行准确测试的基础上，采用ＦＦＴ 算法和“ 内插公式” 对基波的幅值和 相位进行准确测试，实现了对每个交流电工作周期的比差和角差准确测试的要求。算法的最大幅 值误差不超过０􀆰 ０１３％，最大相位误差不超过０􀆰 ３′。 关键词： 互感器； 误差分析； ＦＦＴ 算法； 插值算法； 校验 基于判别分析的故障选线方法 王媛媛， 袁　俊， 曾祥君， 黄　跃 （智能电网运行与控制湖南省重点实验室， 长沙理工大学， 湖南长沙４１０１１４） 摘要： 为提高小电流接地故障选线方法的鲁棒性和精度，应用统计学理论并结合工程实际，借助判 别分析方法将稳态故障信息和暂态故障信息进行融合处理。研究结果表明，经过训练后的判别分 析模型误判率为０，利用该模型对另外４ 组待测样本数据进行测试，测试结果与实际情况吻合，验 证了该接地故障选线方法的高效性和实用性。 关键词： 配电网； 小电流接地系统； 故障选线； 判别分析