《电工电能新技术》2004年第3期

继续努力发展电工电能新技术　　 
　　　　　　 ─ 电工所工作回顾与展望
严陆光
（中国科学院电工研究所, 北京 100080）
摘要: 简要回顾了中国科学院电工研究所建所四十年的奋斗历程，提出了应继承和发扬的主要经验是：（1）坚持发展电工电能新技术的主要方向;（2）要与时俱进，善于抓住机遇，深化改革，突出重点，坚持综合;（3）发挥团结凝聚、统一协调、奋力拼博，能打硬仗的团队精神。展望未来，建议近期内以超导电工、电气化交通、新能源发电与**科研的电工新技术为重点，继续努力团结奋斗。
关键词：研究工作; 电工; 电能

Energy Factor and Mathematical Modeling for Power DC/DC Converters
Fang Lin LUO, Hong YE
(School of Electrical and Electronic Engineering, Block S1-B1c-108
Nanyang Technological University, Nanyang Avenue, Singapore 639798)
ABSTRAT: Mathematical modelling for power DC/DC converters is a historical problem accompanying DC/DC conversion technology since 1940’s. The traditional mathematical modelling is not available for complex structure converters since the differential equation order increases very high. We have to search other way to establish mathematical modelling for power DC/DC converters.
We have theoretically defined a new concept - Energy Factor (EF) in this paper and researched the relations between EF and the mathematical modelling for power DC/DC converters. EF is a new concept in power DC/DC conversion technology, which thoroughly differs from the traditional concepts such as power factor (PF), power transfer efficiency (), total harmonic distortion (THD) and ripple factor (RF). EF and the subsequential EFV (and EFVD) can illustrate the system stability, reference response and interference recovery. This investigation is very helpful for system design and DC/DC converters characteristics foreseeing. Two DC/DC converters: Buck converter and Super-Lift Luo-Converter as the samples are analysed in this paper to demonstrate the applications of EF, EFV (and EFVD), PE, SE, VE (and VED), time constant and damping time constant d.
Key words:  mathematical modeling; energy factor (EF); power factor (PF); power transfer efficiency (); total harmonic distortion (THD); ripple factor (RF); power DC/DC converters; system stability; unit-step response and impulse response

Analysis of mechanical stress and magnetic field in Nuclotron dipole magnet for GSI accelerator
WANG Qiu-liang1, Gebhard Moritz2
(1. Institute of Electrical Engineering, Academia Sinica, Beijing 100080, China;
2. GSI, Darmsadt, Germany)
Abstract: A mechanical analysis of the Nuclotron dipole magnet is carried out using ANSYS Finite Element Method. It is used to evaluate the stress in the magnet at full field of 2 Tesla. A magneto-mechanical model for the dipole was developed using the program ANSYS and employed to compute the mechanical state of the coil under pressure and under Lorentz forces at nominal field. The results of a parametric study where the dimensions of several components were altered are used to estimate the impact of fabrication tolerances and assembly procedures on the final mechanical state of the magnet.
Key words: Nuclotron dipole magnet; finite element methods; superconducting accelerator

基于同伦神经网络的短期负荷预测研究
刘耀年1,  刘  岱2 
（1. 东北电力学院电力工程系，吉林 吉林32010;
2. 东北电力学院信息工程系，吉林 吉林132010）
摘要：将同伦方法引入到神经网络的学习训练中，提高了神经网络的学习效率，较好的解决了BP神经网络收敛速度慢和局部极小值等问题。同伦神经网络具有稳定性强，收敛性好的特点，用这种神经网络进行了电力系统短期负荷预测，算例表明了网络收敛性快、预测精度高的优越性。
关键词:  同伦方法;  BP神经网络;　 短期负荷预测

一种新型基于时域的谐波电流检测算法的研究
李红雨, 卓  放, 雷万钧, 吴隆辉, 王兆安
(西安交通大学, 陕西 西安 710049)
摘要：在传统的基于DFT的谐波电流检测算法的基础上，提出了一种基于时域的电流检测算法，该算法具有DFT算法的灵活性，但克服了DFT需要一个工频周期的延时的缺点，同时又具有物理意义明确的特点，采用该算法可以方便、快速的检测出基波、基波无功、基波有功、基波正序、基波负序、基波正序有功以及各次谐波，该算法实现简单，易于编程，且检测效果很好，为有源电力滤波器满足不同的补偿目的提供了可靠保证。最后通过实验验证了该算法的正确性。
关键词：时域; 数字信号处理; 谐波; 无功; 负序; 电流检测

基于DSP的DC/DC Boost PFC模块的并联交错控制研究
蒋志宏1，黄立培1，孙晓东2，郭宇婕2
(1.清华大学，北京 100084；2.光宝电子北京电力电子实验室，北京 100085)
摘要：本文提出了一种简单的PFC模块并联交错数字控制方案。以三个模块并联为例，利用平均电流控制策略，仅用一个控制器实现了DC/DC Boost PFC模块的并联控制，开关频率为120kHz，取得了良好的均流性能，降低了功率开关管的电流应力；同时，使它们的高频开关相位均匀错开120°，实现了电感电流的交错，减小了输入电流的高频纹波，减小了输入EMI滤波器的差模电感。实验结果证明了该控制方案的可行性，为并联的功率因数校正模块的数字控制提供了一个良好的解决方案。
关键词：功率因数校正；并联交错；Boost；数字控制

基于SPWM-VSI结构的DSTATCOM的实验研究
  同向前，王  超，钟彦儒
（西安理工大学，陕西 西安 710048）
摘要：论述了配电系统静止补偿器（DSTATCOM）的工作原理，并分析了DSTATCOM的四象限工作状态及其与系统的功率交换关系。针对基于SPWM-VSI结构的DSTATCOM，从其数学模型出发，讨论了三种可行的控制策略，并提出了通过调节相移角来稳定直流电压、调节PWM调制深度来控制无功功率的双变量协调控制的参数通用计算方法。实验系统采用SPWM电压源逆变器结构和DSP控制技术，实现了无功功率的双向快速调节功能，实验结果表明了双变量协调控制具有响应速度快和谐波发生量小的特点。
关键词：静止补偿器；电压源逆变器；PWM；无功补偿

发电机组启停机的智能优化经济调度研究
温步瀛1， 陈  冲1， 程浩忠2
（1. 福州大学电气工程与自动化学院，福建 福州 350002;
 2. 上海交通大学电气工程系，上海 200030）
摘要: 遗传算法用于解决启停机优化调度问题中，常出现群体早熟和有时收敛于局部最优解等问题。而模拟退火算法在接受新解时却显示出较好的特性。在遗传算法的评价函数中引入模拟退火算法以及在选择操作中采用模拟退火算法的接受准则，将两者进行混合可有效地缓解其选择压力，增强算法的全局收敛性。采用十进制编码，无需解码，可减少计算误差和时间。算例分析表明该算法可以在满足安全可靠的多种约束条件下，较好地改善机组启停计划的经济性。
关键词: 遗传算法；模拟退火算法；优化算法；启停机计划

基于临界电流模式的单级DC/AC变换器及其控制
林国庆1,2，陈大华1，陈和平3，张文雄3
(1. 复旦大学，上海 200433；2. 福州大学，福建 福州 350002；
3. 福建源光亚明电器有限公司，福建 福州350001）
摘要： 本文提出了一种单级DC/AC开关变换器电路拓扑，给出了相应的控制方案，可作为小功率HID灯的工作电源。它结合了BUCK DC/DC变换器和半桥DC/AC逆变器的特点， BUCK DC/DC变换器工作在高频开关状态用于调节输出功率，半桥逆变器工作在低频状态输出低频方波信号，可有效克服HID灯声共振现象。详细分析了它的工作原理，由于电感工作在临界电流模式，开关管实现零电流接通，提高了效率。与两级电路（DC/DC+DC/AC）相比，结构简单、所用器件少、可靠性高。电路仿真和实验结果验证了该方案是可行的。
关键词：低频方波；DC/AC变换器；临界电流模式

高频开关电源中间抽头变压器线圈损耗的建模及其应用
毛行奎, 董纪清, 陈  为
(福州大学电气工程与自动化学院, 福建 福州350002)
摘要: 中间抽头变压器由于两个付边线圈是分时工作，其线圈损耗模型不同于无抽头原付边线圈同时工作的变压器。本文采用线圈电流谐波分解和线圈窗口磁势分析的方法对中间抽头变压器线圈损耗进行建模和分析，结果表明变压器奇次电流的磁势在原付边线圈间平衡，偶次电流的磁势在付边两个线圈间平衡。该模型的建立有助于中间抽头变压器线圈的优化设计, 中间抽头引出线设计以及线圈损耗的测量。在一个3kW变压器设计上的应用验证了模型的有效指导意义。
关键词： 开关电源; 中间抽头变压器; 线圈损耗

低电压调整率交流永磁发电机的设计
孟  明， 许镇琳
(天津大学电气与自动化工程学院， 天津 300072)
摘要：根据内置式永磁同步发电机带纯电阻负载时，取得低电压调整率的条件，提出了设计低电压调整率交流永磁同步发电机的方法，并场路结合进行计算，设计了一台低电压调整率的交流永磁发电机。通过有限元计算负载场，得到了电枢反应电抗的饱和值和电压调整率，并与相量法得到的电压调整率进行了比较。分析结果表明本文的设计和计算方法是正确有效的。
关键词: 内置式交流永磁发电机; 电压调整率; 有限元法

基于动态相量法的电力电子变换器的模型与仿真分析
何瑞文1,2，蔡泽祥1
（1. 华南理工大学电力学院，广东 广州 510641;
2. 广东工业大学自动化学院，广东 广州 510090）
摘要：电力电子装置在电力系统中得到广泛应用，忽略这类快速控制器件内部动态特性的准稳态模型在进行动态分析时缺乏准确性，而基于时域模型的电磁暂态仿真的仿真规模又受到限制。本文引入动态相量法，用来建立电力电子变换器的非线性、大信号、时不变的模型。仿真结果表明，动态相量模型比传统的稳态相量模型精确，非常接近于时域模型的结果，适合于快速数值仿真。
关键词：动态相量法；电力电子变换器；动态相量模型