基于锯齿载波的ＳＰＷＭ 及ＳＡＰＷＭ 的数学分析
陈国呈^{１， ２}， 蔡立清^１， 周勤利^１， 顾红兵^１， 雷　电^１，２
（１． 常州钜特工业科技有限公司， 江苏常州２００１２２； ２． 上海大学自动化学院， 上海２０００７２）
摘要： 电力电子变换多采用ＰＷＭ 方法实现功率传送，其载波通常都为等腰三角载波。但要实现软
开关ＰＷＭ 调制，特别是对于三相电力变换器，如果用等腰三角波作为载波就无法实现软开关
ＰＷＭ，因为此时变换器往往需要三相开关器件同步开通或关断，取而代之的是采用锯齿波作为载
波。然而载波方式改变之后，ＰＷＭ 的频谱有何变化，产生的影响将会如何，本文就此作了深入分
析。研究结果指出等腰三角载波ＰＷＭ 与锯齿载波ＰＷＭ 的频谱有很大不同，后者的边频带更宽，
谐波更丰富，必须采取有效措施才能将其滤除。
关键词： 三角波； 锯齿波； 脉冲宽度调制； 频谱； 边频带

基于主从博弈的交直流混联系统主动防御策略设计
张振安^１， 黄少伟^２， 梁易乐^２， 赵　阳^１
（１． 国网河南省电力公司电力科学研究院， 河南郑州４１０１００；
２． 电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室， 清华大学电机系， 北京１０００８４）
摘要： 随着电网规模的扩大化与系统元件的复杂化，特别是交直流混联输电格局的逐步形成，系统
安全稳定问题也日益严重。准确确定电网脆弱源，并制定相应防御策略以预防大停电事故的发生
变得至关重要。本文针对交直流混联系统提出了主动防御策略制定的主从博弈模型，即Ｄ⁃Ａ⁃Ｄ（防
御者⁃进攻者⁃防御者）三层规划模型。上层模型制定电力系统防御策略，中层模型确定并发故障元
件集合，而下层模型模拟系统故障后的安全调度过程。上述模型可先转换为下层为混合整数线性
规划的双层模型，后采用枚举树算法求解。在ＩＥＥＥ３０ 节点系统中进行仿真分析，验证了上述模型
的合理性与有效性。
关键词： 电力系统； 主动防御； 主从博弈； 三层规划

含ＳＶＣ 电力系统电压稳定性余维二分岔研究
迟　昆^１， 高锋阳^１， 董唯光^１， 曹晓斌^２
（１． 兰州交通大学自动化与电气工程学院， 甘肃兰州７３００７０；
２． 西南交通大学电气工程学院， 四川成都６１００３１）
摘要： 为揭示系统中多参数共同作用对电力系统电压稳定性的影响，需要克服单参数分岔局限性。
使用静态无功补偿器（ＳＶＣ）提高系统稳定性，同时以负荷有功功率、无功功率及ＳＶＣ 参数为分岔
控制参数，运用分岔分析方法，验证了复杂电力系统中二维解流形存在Ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄ Ｈｏｐｆ 分岔和Ｚｅ⁃
ｒｏ⁃Ｈｏｐｆ 分岔现象。分析结果表明Ｚｅｒｏ⁃Ｈｏｐｆ 分岔点为鞍结分岔（Ｓａｄｄｌｅ Ｎｏｄｅ Ｂｉｆｕｒｃａｔｉｏｎ， ＳＮＢ） 曲
线与Ｈｏｐｆ 曲线的交点，增大ＳＶＣ 电压增益Ｋｓｖｃ有利于二维分岔边界的拓展；同一Ｋｓｖｃ值可通过调节
无功功率来消除二维分岔曲线上的Ｚｅｒｏ⁃Ｈｏｐｆ 分岔点。本文揭示了三个参数共同作用下影响电力
系统电压稳定性的分岔机理。
关键词： 电力系统电压稳定性； 余维二分岔； 静止无功补偿器； 分岔理论

适用于中长期仿真的风电场模型
孙小燕^１， 朱永强^１， 朱凌志^２， 何光泉^１
（１． 华北电力大学电气与电子工程学院， 北京１０２２０６；
２． 中国电力科学研究院新能源研究所， 江苏南京２１００３７）
摘要： 永磁直驱式风力发电机组由于其效率和可靠性高等优点在风电场中所占比重越来越大，而
以往的建模分析多以适用于电磁暂态的详细模型为主，对于分析大规模系统扰动以及由此引发的
有功和无功之间不平衡等现象的中长期过程不再适用。本文以适用于中长期仿真分析的永磁直驱
式风力发电机组为研究对象，首先建立了适用于中长期仿真的永磁直驱式风电机组的简化模型，然
后提出了相应的风电场模型，设计了风电场有功功率和无功功率的调节系统，最后进行了相关的仿
真验证，结果表明所提出的风电场中长期简化模型是正确且有效的。
关键词： 中长期仿真； 永磁直驱式同步风电机组； 简化模型； 风电场

基于有功备用的风电机组一次调频能力及调频效果分析
李生虎， 朱国伟
（合肥工业大学电气与自动化工程学院， 安徽合肥２３０００９）
摘要： 变速风电机组采用超速和变桨调节实现有功备用，通过下垂控制增发有功出力，可参与电网
一次调频。基于风机出力对频率变化的增量，定义有无风电调频下的稳态频率偏移之差，以量化风
电机组对减小频率偏移的贡献。发现风电调频能力与风电容量比例、风能大小、减载水平有关，调
频效果与同步机组频率响应特性和电网负荷增量有关，确定了充分利用风电备用容量的负荷临界
增量。稳态和动态仿真结果验证了不同风速下有功备用风电机组对电网频率的调节作用，发现高
风速下风机动态过渡过程要比中低风速时快速。
关键词： 一次调频； 频率偏移； 有功备用； 变速风电机组； 风电系统

风储联合发电系统中锂电池寿命评估
李军徽^１， 冯　爽^２， 崔新振^１， 严干贵^１， 高　凯^３， 李鸿博^４
（１． 东北电力大学电气工程学院， 吉林省吉林市１３２０１２； ２． 国网吉林省电力有限公司长春供电公司，
吉林长春１３００２１； ３． 国网辽宁省电力有限公司， 辽宁沈阳１１００００；
４． 国网吉林省电力有限公司培训中心， 吉林长春１３００２２）
摘要： 利用电池储能构建大规模风储联合并网发电系统，改善风电的波动性，成为目前研究的热
点。然而在此运行方式下，电池处于频繁的充放电运行状态，为了优化电池的控制并提高其使用寿
命，如何对其寿命进行评估十分重要。本文以锂电池为研究对象，分析其实验条件下的寿命特性，
考虑不规则充放电循环深度和充放电次数的影响，构建了风储联合运行方式下锂电池的寿命评估
方法，并设计了电池储能平抑风电功率波动控制策略和评价指标。基于实测风电数据，对此控制策
略下风储联合发电系统的运行性能和锂电池的寿命进行评估。
关键词： 风储联合发电系统； 电池寿命； 充放电循环深度； 控制策略

复合光纤架空地线交流融冰法的研究

黄佩玮^１，２， 王银顺^１，２， 郭焕辉^１，２， 李　杨^１，２， 鞠　鹏^１，２，
苗金亚^１，２， 刘常军^１，２
（１． 华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室， 北京１０２２０６；
２． 华北电力大学高电压技术与电磁兼容北京市重点实验室， 北京１０２２０６）
摘要： 冰灾引发的输电线路覆冰事故严重危害电力系统安全稳定运行，尤其是电力通信地线的覆
冰事故，可能造成供电、通信中断等危害，因此，提高地线融冰技术是关键。本文提出一种复合光纤
架空地线新型交流融冰法，具有感应电压低、无功小、融冰电源设备成本低、操作方便等优点，适用
于受灾的复合光纤架空地线（ＯＰＧＷ）耐张段间覆冰线路的融冰，局部针对性融冰确保线路耐压耐
热要求，减小融冰耗能。所提出的ＯＰＧＷ 结构采用漆包线绕制无感双绞线取代铝包钢中心线作为
加热源。设计制作实验样品，并进行裸导线加热升温实验以及ＯＰＧＷ 融冰实验。基于热路法，建
立等效热路模型，进行温升计算及Ｍａｔｌａｂ 仿真，实验结果和计算结果基本吻合，初步验证新型
ＯＰＧＷ 结构交流融冰的可行性。
关键词： 复合光纤架空地线； 交流融冰； 无感双绞线； 热路法

计及磁场耦合特性的无轴承开关磁阻电机的电磁设计
刘泽远， 杨　艳
（南京邮电大学自动化学院， 江苏南京２１００２３）
摘要： 结合无轴承开关磁阻电机（ＢＳＲＭ）数学模型的推导及其运行特点，提出了１２／８ 极ＢＳＲＭ 可
计及转矩绕组和悬浮绕组磁耦合特性的主体尺寸计算公式。考虑到ＢＳＲＭ 的悬浮力随位置角和电
流的变化规律，利用平均悬浮力设计ＢＳＲＭ 的最大径向负载要求。基于ＢＳＲＭ 的最恶劣工作状况，
提出了基于绕组峰值电流计算绕组匝数的方法。最后，分析了ＢＳＲＭ 定、转子极弧选取的原则，并
设计了一台实验样机。
关键词： 无轴承开关磁阻电机； 电机设计； 转矩； 悬浮力

广域风能时空互补性及其对电网影响的分析
刘　怡^１，２， 肖立业^１，２
（１． 中国科学院应用超导重点实验室， 北京１００１９０；
２． 中国科学院电工研究所， 北京１００１９０）
摘要： 风电并网会给电力系统带来一系列不利影响，其根本原因为风速具有间歇性和波动性，从而
使得风机的功率输出具有较大的随机性。除了利用储能系统、“风火打捆” 等方法外，合理利用广
域风能时空互补性也是平滑风电功率波动的可能解决方案之一。本文综述了国内外研究广域风能
时空互补性的现状，并对合理利用广域风能时空互补性可能对电网产生的积极影响进行了分析。
此外，本文以我国的电网和风能发展情况为例，分析了其利用广域风能时空性的潜力及可能路径。
关键词： 风能； 波动性； 平滑效应； 时空互补性； 未来电网； 直流输电； 间歇性

智能用电环境下的家庭电力能效评估方法
曲朝阳^１， 王　冲^２， 潘　峰^１
（１． 东北电力大学信息工程学院， 吉林省吉林市１３２０１２；
２． 国网内蒙古东部电力有限公司信息通信分公司， 内蒙古呼和浩特０１００２０）
摘要： 针对家庭电力能效评估精度不高的问题，提出了智能用电环境下的家庭电力能效评估方法。
该方法根据家庭电力能效评估指标体系中评价指标影响因素的不同，综合采用层次分析法和贝叶
斯方法对家庭电力指标体系进行能效评估建模，最后建立总的家庭电力能效评估模型，对家庭电力
能效情况进行综合评估。经实例验证，该方法能准确地检测和评估家庭能耗情况，有效提高居民用
电效率。
关键词： 家庭电力能效评估； 能效评估方法； 层次分析法； 贝叶斯方法； 能效评估模型

考虑保护重要度的环网最优断点集计算方法
张晓辉^１， 常岩科^２， 卢志刚^１
（１． 河北省电力电子节能与传动控制重点实验室， 燕山大学， 河北秦皇岛０６６００４；
２． 国网藁城市供电公司， 河北石家庄０５２１６０）
摘要： 在环网保护整定计算中，最小断点集的求取是关键步骤之一。考虑到不同最小断点集间存
在的差异，引入了保护重要度评估指标作为断点集的评判依据，对量子离散粒子群算法进行了改
进，建立了求取最优断点集的目标函数，提出了一种最优断点集的计算方法。该方法综合考虑保护
风险度、保护后备依赖度和节点重要度，较为全面地评估了断点保护的重要性，同时基于改进量子
离散粒子群算法具有较强寻优能力的特点，确保求得的断点集基数最小且保护重要度最低。算例
仿真分析验证了本文所提方法的有效性。
关键词： 最小断点集； 量子离散粒子群； 保护重要度； 效用函数

基于ＡＮＳＹＳ 仿真的绕组交叉换位对高频变压器
损耗的影响分析
张　宁， 李　琳
（华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室， 北京１０２２０６）
摘要： 为了探究绕组交叉换位对高频变压器绕组损耗的影响，基于高频变压器样机模型，利用ＡＮ⁃
ＳＹＳ 有限元软件建立了高频变压器的仿真模型，并考虑了高频下绕组的集肤和临近效应的影响，然
后对比分析了绕组交叉换位前后磁心窗口内的磁感应强度、绕组电流密度分布以及绕组损耗的变
化规律，得出了绕组交叉换位可以有效降低绕组损耗的结果。同时也说明了利用ＡＮＳＹＳ 软件分析
高频变压器模型损耗的合理性和有效性，为高频变压器的优化设计提供了有效技术支持。
关键词： 交叉换位； 高频变压器； 有限元； 绕组损耗； 磁感应强度