《电工电能新技术》2003年第2期

多元件功率谐振变换器的小信号模型
朱建华, 罗方林
(南洋理工大学，新加坡639798)
摘要: 本文介绍了一种基于基频分量近似法的小信号建模方法，目的是解决谐振变换器的控制模型问题。文章以一种多元件级联式谐振变换器为例，运用该方法建立其小信号模型，并且在简化分析的基础上得出相应的等效电路和频率响应图。
关键词: 多元件功率谐振变换器; 小信号模型; 等效电路; 频率响应图; 电力电子系统

AGA-BP神经网络用于变压器超高频局部放电模式识别
王国利[1], 郑毅[2], 沈篙[1], 郝艳捧[1], 李彦明[1]
(1. 西安交通大学电气工程学院，陕西 西安710049;
2. 国家电力公司电力规划设计总院，北京100011)
摘要: 结合自适应遗传算法(AGA)和BP算法各自的优点，本文构造了AGA—BP混合算法作为神经网络的学习算法。分别采用BP、AGA和AGA—BP神经网络对实验室中变压器超高频局部放电自动识别系统检测列的五种放电类型进行了模式识别。实验结果表明，AGA—BP神经网络既解决了BP神经网络对初始权值敏感和容易局部收敛的问题，又提高了AGA神经网络的收敛速度、稳定性和求解质量，具有较高的识别率和较强的推广能力。
关键词: 变压器; 超高频局部放电; 模式识别; 自适应遗传算法; BP算法; AGA-BP混合算法 神经网络

一种电流前馈控制的单位功率因数三相SAPWM变流器
屈克庆, 陈国呈, 孙承波
(上海大学自动化系，上海200072)
摘要: 本文提出一种基于幅相控制方式、具有电流前馈的单位功率因数三相电压型SAPWM变流器。根据相量间的直角三角形关系和能量平衡原则，建立了该系统的低频数学模型，分析了系统的相量调节方式。在此基础上，将直流侧负载电压的变化率转化为到达下一个平衡状态时相位与调制深度的附加控制量，以提高系统的快速性。实验征明：控制系统实现了单位功率因数和能量的双向流动，且输出直流电压恒定可调，相电流的谐波含量非常小，系统动态性能较好。
关键词: 三相电压型SAPWM变流器; 单位功率因数; 电流前馈控制; 控制策略; 数学模型

伪火花开关自放电电压特性与电压跌落过程实验研究
谢建民[1], 邱毓昌[2], 陈景亮[2], 孙成民[2], 姜惟[2]
(1. 宁夏大学物理与电气信息学院，宁夏 银川750021;
2. 西安交通大学电气学院，陕西 西安710049)
摘要: 设计了典型参数下的伪火花放电开关，进行了空气介质下的电压特性实验，详细研究了气体压力，电极间隙距离，电极孔径和电极材料对伪火花开关耐受电压的影响；给出了伪火花开关放电电压与气压变化的关系曲线；测量了产生伪火花放电的气压范围和单间隙伪火花开关耐受电压的最大值，测得了伪火花放电与辉光放电的转折点气压，并对实验结果进行了理论分析。研究了伪火花开关电压跌落时间与放电电压的关系，首次将开关电压跌落过程分为暂态阶段和稳态阶段，讨论了放电电路参数，气体压力，开关结构和放电电压对电压跌落时间的影响。实验表明，在气压和开关结构不变的条件下，暂态过程时间由放电电压决定，电压越高，则所需时间就越短；稳态过程时间由放电电路参数决定，而与放电电压无关。最后讨论了真空洁净程度和开关加工与装配工艺对伪火花开关耐受电压的影响。
关键词: 伪火花开关; 自放电; 电压特性; 电压跌落过程; 实验; 耐受电压; 脉冲功率

平均电流模式控制软开关移相全桥DC／DC变换器
张先谋, 李耀华
(中国科学院电工研究所，北京100080)
摘要: 本文研制了一种24V输入，300V输出的DC／DC变换器，该变换器采用了带辅助谐振网络的全桥变换器拓扑结构，仿真和实验结果表明，变换器中的超前桥臂和滞后桥臂在较宽的负载条件下都可实现零电压开关(ZVS)条件，降低了变换器的开关损耗。另外，也可以明显降低变压器副边的占空比丢失，提高了变换器的效率和输出电压的调节范围。本文还采用了平均电流模式的控制方式，实现了输出电压和输出电流的双闭环控制，所设计的移相全桥DC／DC变换器具有较好的动态性能和控制精度。
关键词: DC／DC变换器; 平均电流模式控制; 软开关; 移相全桥

基于灰色GM（1，1）及其改进型模型的短期电力负荷预报
张颖, 朱陶业
(长沙电力学院，湖南 长沙410077)
摘要: 运用ARIMA(p，d，q)模型和灰色理论中的GM(1，1)改进模型组合预测负荷。同时，对气候温度急变日负荷预测值进行特殊处理，提高了负荷预报精度。经对某地区电网的实际编程及运行检验，该模型的预报准确度满足了用户要求。
关键词: 电力系统; 短期负荷预报; 灰色理论; ARIMA（p，d，q）模型; GM（1，1）模型; 电网

基于半正交三角样条小波包的电机故障信号处理方法
胡国胜[1], 涂用军[1], 任震[2]
(1.  广东省科技干部学院，广东 广州510640;
2.  华南理工大学电力学院，广东 广州510640)
摘要: 三角样条小波(TSW)是作者首先提出适合电力系统信号处理的小波函数，它是对称的半正交小波。基于它的小波包称为半正交小波包，它的算法简洁、准确，与Daubechies小波速代算法不同。三角样条小波是对称的或反对称的小波，基于它的短波器具有线性相位或广义线性相位，因而可避免信号相位失真，实验结果表明半正交小波包对故障信号的分解、压缩、重构比Daubechies小波包效果明显。另外对故障信号的小波包分解的不同频带的特征值正常信号的特征值进行比较可以对故障信号进行谐波检测和定位。
关键词: 三相异步电机; 定子; 故障; 信号处理; 半正交三角样条小波包; 电力系统

基于Internet的电器领域问题求解环境研究
武安波, 耿英三, 王建华, 刘志刚
(西安交通大学电气工程学院，陕西 西安710049)
摘要: 数值计算是电器产品设计和性能仿真的一种重要方法，但是其开发和应用难度都很大。为了降低数值计算工具的开发和使用难度，提高电器领域内的产品设计和知识共享水平，本文提出了基于互联网的电器领域问题求解环境(Problem-Solving Environment)概念ePSE，构建了ePSE的层次化模型和体系结构，讨论了其关键使能技术，并实现了ePSE原型系统——基于Web的电器远程有限元分析系统。
关键词: 电器; 设计; ePSE原型系统; 问题求解; Internet; 数值计算

双开关三相四线PFC电路的研究
曹建安, 裴云庆, 王兆安, 卓放, 董晓伟
(西安交通大学，陕西 西安710049)
摘要: 提出了一种双开关三相四线功率因数校正拓朴电路，该电路能够提高电力电子装置的功率因数，减少装置对电网的谐波污染，满足或者接近相关的谐波标准；降低三相PFC的复杂性，降低制造成本，达到实用化的要求。本文叙述了该电路拓朴的工作原理和控制方法，最后给出了实验结果，验证该电路的正确性。
关键词: 整流器; 双开关三相四线PFC电路; 功率因数; 电力电子装置

临界模式下的单级功率因数校正电路及储能电容电压控制的研究
邓卫华, 张波华
(南理工大学，广东 广州510640)
摘要: 本文首先分析了单级功率因数校正(PFC)电路中的电流畸变特性，然后对PFC变换器及DC／DC变换器工作在连续及不连续的边界条件进行了讨论，得出了电路工作状态的精确解。在此基础上，本文提出了一种全新的临界工作模式下的单级功率因数校正电路，阐明了控制储能电容电压的临界点工作方式。该电路在利用普通控制芯片实现较高功率因数的同时，有效地控制了储能电容的电压值，降低了开关应力，提高了电路的效率。实验验证了本文数学推导的正确性和控制策略的实用性。
关键词: 单级功率因数校正电路; 临界模式; 电流畸变特性; 储能电容电压控制; 变换器

基于小波包的瞬变信号的提取
李清泉, 张伟政, 李彦明
(西安交通大学，陕西 西安710049)
摘要: 瞬变信号是低压系统中主要的干扰源之一，对系统的危害非常大。因此，必须对它进行提取和分类，了解它的特征。本文提出了基于小波包分解的提取特征信号的方法。采用该方法可以将干扰源的特征信号从检测信号中提取出来，从而对干扰源进行分类。实验证明了该方法的有效性。
关键词: 低压电力系统; 小波包; 瞬变信号; 电磁干拢; 特征信号提取; 多分辨分析

电厂机组优化出力的自适应动态古诺模型
张宇波, 罗先觉, 薛钧义
(西安交通大学电气工程学院，陕西 西安710049)
摘要: 本文运用博弈论方法首先给出了完全信息下电厂机组出力的古诺均衡计算方法；然后引入机组出力自适应估计值的概念，建立了电厂机组出力的自适应动态古诺模型，理论上该动态模型总是稳定的。动态仿真结果表明，动态系统的稳定值总趋近或等于古诺均衡解。该模型建立的目的是为电厂对机组出力进行决策时提供理论指导。
关键词: 电厂 发电机组; 优化; 自适应动态古诺模型; 机组出力; 古诺均衡计算方法; 电力市场

高压电力设备绝缘诊断的声学检测技术
郝艳捧, 谢恒堃
(西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室，陕西 西安710049)
摘要: 对高电压设备绝缘缺陷的声学检测技术进行了分类，评述了国内外的声学敲击检测、声发射检测和超声检测等技术的原理、系统及优缺点，并探讨了绝缘状态声学诊断展有应用前景的检测技术。
关键词: 高压电力设备; 绝缘诊断; 声学检测; 局部放电

一种基于蚁群系统的配电系统母线槽布线算法
吴锐, 陈德桂, 耿英三, 向洪岗
(西安交通大学电器教研室，陕西 西安710049)
摘要: 配电系统母线槽的布线问题是一个典型的NP完全的组合最优化问题，随着问题规模的增大，求解时间按指数规模增长。本文提出一种新的基于蚁群系统的布线算法，通过模拟蚁群寻找从蚁巢到食物最短路径的过程来求解最优布线路径。试验结果表明：该算法能够在整个解空间求解布线问题，时间复杂度相对较低，易于和约束条件结合，且有很好的鲁棒性。
关键词: 配电系统; 母线槽; 布线算法; 蚁群系统; 蚁群算法; NP问题

一种新颖的单绕组自驱动同步整流方案的研究
秦海鸿, 朱军卫, 王慧贞, 严仰光
(南京航空航天大学自动化学院，江苏 南京210016)
摘要: 对低压／大电流输出DC／DC变换器，提出了一种新颖的单绕组自驱动同步整流(SR)方案。该方案无需复杂的逻辑控制电路，即能实现同步整流管的自驱动。与传统自驱动方案相比，该方案解决了主变绕组电压为零时段副边同步整流管不能同时导通的问题，拓宽了自驱动同步整流的应用拓扑范围，特别适用于变压器对称工作的低压／大电流输出DC／DC变换器。基于该方案制作的2．5V输出对称半桥变换器原理样机验征了分析和设计的正确性。
关键词: DC／DC变换器; 单绕组自驱动; 同步整流; 场控器件

变压器负载条件下提取铁心振动信号基频成分方法的研究
汲胜昌, 李彦明
(西安交通大学电气工程学院，陕西 西安710049)
摘要: 振动法是诊断变压器运行中潜伏故障的一种有效手段，不仅能够检测出故障绕组，还能检测铁心的状况，对其进行充分的研究有良好的应用前景。本文介绍了变压器铁心振动的起因，提出了一种不必空载运行变压器即可取得变压器铁心振动信号基频成分的方法。通过设计的测试系统，本文模拟变压器实际运行时的情况，测量了不同负载电流及空载情况下变压器本体的振动加速度信号。通过拟合的负载电流与振动加速度信号基频成分的关系曲线，得到了负载电流为零时变压器振动信号基频成分的幅值，这个值与空载情况测得的振动信号基频成分相当，说明了利用这种方法可以提取出变压器铁心振动信号的基频成分用于铁心的在线监测。
关键词: 变压器; 绕组; 铁心; 振动信号; 基频成分; 在线监测; 负载电流; 电力变压器

一种新型高性能功率因数校正整流电路
朱士海, 吴卫民, 钱照明
(浙江大学电力电子技术研究所，浙江 杭州310027)
摘要: 提出了一种基于过调制原理的新的功率因数校正(PFC)控制方法，其直流输出电压给定信号随交流输入电压的变化而变化，在一个交流输入电压周期内，电路大部分时间工作在Boost整流模式，短时工作在不控整流模式。一台1．5kW实验装置证实了理论分析结果。实验结果表明，提出的新型高频PFC整流电路具有直流输出电压低、功率因数高、EMI干扰小、体积小、噪音低、效率高等显着的优点。
关键词: 整流器; 功率因数校正; 整流电路; 过调制原理

基于网络的计算机与变频器的通讯及控制
缪波涛, 孙旭东, 张洋, 李发海
(清华大学电机工程与应用电子技术系，北京100084)
摘要: 目前，越来越多的高性能变频器以数字信号处理器(DSP)作为控制核心。本文设计并实现了一种基于以太网的变频器和计算机的通讯方法，能够灵活方便地对变频器运行进行实时监控，大大提高了DSP程序开发的效率。软件基于TCP／IP协议，方便灵活。硬件结构简单，成本低。软、硬件结构都具有良好的扩展性。
关键词: 变频器; 数字信号处理器; 以太网; 通讯; 单机控制; 计算机网络

脉冲电流电磁场对生物膜的非热效应分析
姚学玲, 陈景亮, 徐传骧
(西安交通大学电气学院，陕西 西安710049)
摘要: 通过简单的生物体细胞模型，研究脉冲电磁场对生物体所产生的生物效应的机制问题。证明了高电压脉冲电流放电环境中，低强度的脉冲电磁场可引起膜内外离子的输运过程，而当脉冲电磁场足够强时，则引起细胞膜的击穿。因此高电压脉冲电流放电环境中脉冲电流电磁场分量以及电磁防护的研究是非常有必要的。
关键词: 脉冲电流电磁场; 生物膜; 非热效应分析; 细胞生物效应