《电工电能新技术》2008年第3期文摘

Thin Film Photovoltaic/Thermal Solar Panels
David JOHNSTON
 (Power and Control Research Group, School of Computing, Engineering and Information Sciences,
University of Northumbria at Newcastle, NE1 8ST, UK)
Abstract: A solar panel is described, in which thin films of semiconductor are deposited onto a metal substrate.  The semiconductor-metal combination forms a thin film photovoltaic cell, and also acts as a reflector-absorber tandem, which acts as a solar selective surface, thus enhancing the solar thermal performance of the collector plate.  The use of thin films reduces the distance heat is required to flow from the absorbing surface to the metal plate and heat exchange conduits. Computer modelling demonstrated that, by suitable choice of materials, photovoltaic efficiency can be maintained, with thermal performance slightly reduced, compared to that for thermal-only panels. By grading the absorber layer – to reduce the band gap in the lower region – the thermal performance can be improved, approaching that for a thermal-only solar panel. 9 Refs. In English.
Key words: solar; thin film; photovoltaic; thermal; panel
 // Adv. Tech. of Elec. Eng. & Energy, 2008, 27(3). 1—8.

一种新型零电压转换三电平倍压BOOST整流器  [刊, 中] /
林维明, 汪晶慧, 黄俊来, 邹剑华, 詹华
(福州大学电气工程与自动化学院, 福建 福州 350108) // 电工电能新技术.—2008, 27(3).—9～12 
摘要：本文提出一种高效零电压转换三电平倍压BOOST变换器的功率因数校正电路。新型软开关技术可以实现整流器主开关和无源开关的零电压转换，而辅助开关零电流通断。所述软开关技术没有增加电路主开关的电压和电流应力。由于所用电路电流路径流经更少的功率器件，因此具有较少的器件导通损耗。该电路结构适合低压输入和中高功率应用场合。本文设计一台实验样机来验证理论预期，该样机额定功率600瓦，开关频率50千赫芝，输入电压90-132伏，输出电压400伏。样机实现转换效率高达97%和功率因数0.99。图7表0参6 
关键词: 零电压软开关; 功率因数校正; 三电平倍压电路; 效率

基于经验模态分解与动态神经网络的短期负荷预测 [刊, 中] /
刘耀年¹，杨德友¹，庞松岭²，刘岱³
（1.东北电力大学电气工程学院，吉林省 吉林市 132012；2.海南电网公司，海南 海口570203；3.海口供电局，海南 海口570001）// 电工电能新技术.—2008, 27(3).—13～17 
摘要：提出了采用经验模态分解(EMD)、动态神经网络与BP型神经网络相结合的混合模型进行电力系统短期负荷预测的方法。首先运用EMD将非平稳的负荷序列分解，然后根据分解后各分量的特点构造不同的动态神经网络对各分量分别进行预测，最后对各分量预测结果采用BP网络进行重构得到最终预测结果。仿真结果表明基于该方法的电力系统短期负荷预测具有较高的精度。图5表2参9 
关键词：短期负荷预测；经验模态分解；动态神经网络

基于分布估计算法和遗传算法融合的神经网络故障诊断模型研究 [刊, 中] /
张智晟¹, 时翔², 林涛², 孙雅明³
（1. 青岛大学自动化工程学院，山东 青岛266071; 2. 青岛供电公司，山东 青岛266002; 3. 天津大学电气与自动化工程学院，天津300072） // 电工电能新技术.—2008, 27(3).—18～21 
摘要：本文构造了基于分布估计算法(Estimation of distribution algorithm，EDA)和遗传算法(Genetic Algorithm，GA)融合的神经网络(Neural Network，NN)故障诊断模型。传统的GA看作是对生物进化“微观”层面上的模拟，则EDA是对生物进化“宏观”层面上的建模，是一种全新的进化模式。EDA与GA融合的实质是在解空间“宏观”和“微观”两个层面进行寻优，可克服NN陷入局部最小，提高NN的泛化能力，使故障诊断的容错性能得到有效改善。将该模型用于高压输电线系统的故障诊断，并作容错性能的评估。由仿真测试表明，研究模型的容错性能要优于传统的BP-NN模型和单纯GA优化NN模型。因此，新诊断模型是有一定的理论和实用价值的。图1表2参9 
关键词：高压输电系统；故障诊断；容错性能；分布估计算法；遗传算法；神经网络

带正反馈的主动移频孤岛检测法的参数优化　 [刊, 中] /
刘方锐, 康勇, 张宇, 段善旭
（华中科技大学电气与电子工程学院，湖北 武汉 430074）// 电工电能新技术.—2008, 27(3).—22～25 
摘要：孤岛检测是光伏并网发电系统所必备的功能。在各种被动和主动孤岛检测方法中，主动移频是一种比较有效的检测手段。该方法通过对逆变器输出电流的频率进行扰动来实现孤岛状态检测。本文分析了主动移频孤岛检测法的工作原理，推导出带正反馈的主动移频法的检测盲区，并详细给出了相关参数的优化过程。仿真与实验验证了该优化方法的有效性。图5表0参13 
关键词：光伏系统；并网；孤岛检测；主动移频

最小磁场存储能量条件下的感应电机定子磁通幅值效率优化　 [刊, 中] /
季筱隆, 沈传文, 孟永庆, 苏彦民
（西安交通大学电气工程学院, 陕西 西安 710049）// 电工电能新技术.—2008, 27(3).—26～30 
摘要：本文借鉴互联和阻尼分配的基于无源性控制器设计的基本思想和设计方法，依据最小磁场能量原则，设计了一种新的转矩跟踪效率优化控制器。由于只针对分解后得到的电气子系统进行最小磁场能量优化和转矩跟踪控制器设计，得到的定子磁通幅值优化律不受转子电阻的影响，因此具有更强的参数鲁棒性。且控制器不需要观测转子侧的系统状态变量，控制律是全局定义的, 不存在发散奇点，能够跟踪快速变化的转矩和磁通给定，从而保证了系统的动静态性能。仿真实验结果证实该控制器在保证系统具有良好的动静态性能的同时，能有效地提高感应电机轻载时功率因数，并取得良好的节能效果。图5表0参12 
关键词：互联和阻尼分配，基于无源性的控制，感应电机，效率优化控制，功率因数，磁场能量

对三电平变频器驱动电机的共模电压抑制的研究 [刊, 中] /
钟玉林，赵争鸣，白华
（清华大学电机系，电力系统国家重点实验室, 北京 100084） // 电工电能新技术.—2008, 27(3).—31～34 
摘要: 降低和消除共模电压及共模干扰，在高压大功率电力电子变换器中具有重要意义。本文以一个三电平NPC变频器驱动的交流电机系统为研究对象，使用消除三次谐波式的特定谐波消除脉宽调制即SHEPWM(Selected Harmonics Elimination PWM)技术，从源头上消除变频器输出共模电压中的低频分量。而对所剩的高频部分共模谐波，使用共模滤波器进行滤除。定性和定量分析了差模滤波器参数不对称对共模电压的影响。实验证实了本文方案实用高效。图8表1参9 

关键词：共模滤波; 特定谐波消除脉宽调制; 三电平中点箝位式变频器

无传感器永磁同步电机调速系统高速运行性能研究 [刊, 中] /
刘葵, 孙凯, 黄立培
（清华大学电机工程与应用电子技术系电力系统国家重点实验室，北京 100084） // 电工电能新技术.—2008, 27(3).—35～39 
摘要：在永磁同步电机—压缩机系统高速运行时，传统的SVPWM控制无法使电机获得最大的输出转矩。同时，由于工作环境的限制，系统无法安装位置传感器。针对以上特点，本文采用模型参考自适应方法辨识电机转子位置，并采用单模式过调制算法控制逆变器，实现了无传感器过调制永磁同步电机矢量控制系统。仿真和实验结果表明，本文所采用的控制方法不仅可以实现永磁同步电机－压缩机系统的高速稳定运行，而且有效地提高了系统的带负载能力。图10表2参6 
关键词：永磁同步电机；空调压缩机；过调制；模型参考自适应

用有限元求导计算VLSI中工艺变化的互连线寄生电容  [刊, 中] /
屈慧¹, 任卓翔², 孔力¹
(1. 中国科学院电工研究所, 北京100190; 2. 美国Mentor Graphics Corporation) // 电工电能新技术.—2008, 27(3).—40～43 
摘要：集成电路发展到当前纳米级的工艺水平，互连线的宽度已经远低于掩膜光刻工艺中所使用的光波长，使光刻后互连线的外形与设计尺寸不一致，其中一个重要特征就是导线边角圆化，这给准确提取互连线的寄生参数带来了困难。本文运用有限元求导的方法，求出互连线寄生电容对于其边角尺寸的敏感度，为设计后期电容的准确提取和分析提供支持。算例表明，这种方法计算出的电容完全满足工程上的精度要求，可以成为集成电路设计的一个辅助工具。图5表2参6 
关键词：VLSI; 互连寄生参数; 敏感度; 工艺变化

多绕组电机模型的Matlab/SimPowerSystem实现  [刊, 中] /
王宁，张雪敏，梅生伟，王冠群
（清华大学电机系电力系统国家重点实验室，北京100084） // 电工电能新技术.—2008, 27(3).—44～48 
 
摘要: 为满足重量、体积、谐波等方面的特殊要求，独立电力系统常采用交直流多绕组发电机、多相电动机等特种电机。这使得系统的仿真分析与陆用广域电力系统相比差异较大。基于MATLAB/ SimPowerSystem，本文提出了一种多绕组发电机的三相发电机等值模型。通过在普通三相发电机基础上增加磁耦合，该模型能够实现多绕组发电机的模拟。与其他实现方法相比，所提出的方法能够充分利用现有仿真算法，可方便地实现独立电力系统的时域仿真。图5表0参11 
关键词：多绕组; 磁耦合; SimPowerSystem

配电网电容电流的准确预测  [刊, 中] /
赵建文, 侯媛彬
(西安科技大学电气与控制工程学院, 陕西 西安 710054) // 电工电能新技术.—2008, 27(3).—49～53 
摘要：配电网电容电流的准确测量是消弧线圈调节、补偿消弧的前提。本文分析了现有电网电容电流检测方法的特点；提出了单相附加电阻预测故障接地电容电流的新方法；该方法通过测量单相附加电阻后的电网零序电压和接地电阻上的电压，就能在电网正常运行时准确预测出电网发生单相接地故障时的电容电流。设计了基于此新方法，利用DSP实现的智能型电容电流预测装置方案；利用模拟电网对装置预测的准确性进行了验证。结果表明，该系统不仅能准确预测电网发生单线接地故障时的电容电流、对地绝缘电阻电流、接地点的残流等影响熄弧的关键参数，还能检测谐振电网的补偿状态，且操作安全、测量迅速、简便易用。图4表1参16 
关键词：电容电流；准确预测；DSP；配电网；单相接地；序网络

一种异步电机定子磁链弱磁控制方法 [刊, 中] /
张星，瞿文龙，陆海峰，樊扬，程小猛
(清华大学电机系电力系统国家重点实验室电力电子分室, 北京 100084) // 电工电能新技术.—2008, 27(3).—54～57 
摘要：本文提出了一种电动汽车用异步电机的定子磁链弱磁控制方法，通过引入定子参考电压与逆变器能提供的电压值的比较，确定电机的运行区域，进而确定能够输出最大转矩的励磁电流，再结合给定转矩求出定子磁链参考值。本方法采用定子参考电压与母线电压对应值的比较，仅需简单计算即能实现恒转矩、恒功率、降功率区域的平滑过渡。在逆变器和电机的电压、电流能力一定时，能够输出最大转矩。无需转子磁链定向，适用于定子磁链控制的场合。通过动态调整转矩给定限制值可保证电机稳态运行不过流。仿真和实验结果证明了本方法的有效性。图5表0参10 
关键词：异步电机; 间接转矩控制; 定子磁链弱磁控制; 最大转矩输出

不连续导电模式Boost PFC变换器中快尺度不稳定性研究  [刊, 中] /
张笑天, 张浩, 马西奎
(西安交通大学电气工程学院，陕西 西安 710049）// 电工电能新技术.—2008, 27(3).—58～62 
摘要：导出了不连续导电模式Boost PFC变换器的异步切换映射数值模型。数值模拟发现，系统在输入电压周期里会出现快尺度边界碰撞分岔现象。通过研究电路系统模式的切换临界角的变化对快尺度不稳定性现象进行了详细的描述，同时分析了快尺度不稳定性对器件应力及系统功率因数的影响，给出了系统稳定性随一些参数变化的稳定性区域图。最后，实验验证了这种快尺度不稳定性现象的存在。这些结果对于实际电路的设计具有重要的参考价值。图7表0参8 
关键词：快尺度不稳定性；异步切换映射；Boost PFC变换器；不连续导电模式(DCM)；边界碰撞分岔

大气压氦气介质阻挡辉光放电的数值仿真计算  [刊, 中] /
吕博，王新新，罗海云，梁卓
(清华大学电机工程与应用电子技术系，北京 100084) // 电工电能新技术.—2008, 27(3).—63～67 
摘要：通过精心选择一维模拟计算所需要的各个参数，使用有限差分法数值求解了大气压氦气介质阻挡辉光放电数学模型中的离子连续方程、电子连续方程、泊松方程以及相关的辅助方程，得到了与实验吻合度很好的仿真波形。在此基础上计算了电场、离子密度、电子密度等放电空间内部参量随时空的演化图，这些参量对定量分析大气压氦气辉光的放电机理有重要作用。从理论上对所得到的计算结果做出了解释，并使用仿真结果很好的解释了实验所拍摄到的放电图像。图6表0参13 

关键词：大气压氦气辉光放电; 介质阻挡; 数值模拟

基于临界导电模式的BOOST PFC电路开关特性分析与研究  [刊, 中] /
林国庆, 陈云辉
（福州大学电气工程与自动化学院，福建 福州350002）// 电工电能新技术.—2008, 27(3).—68～71 
摘要：该文基于对临界导电模式BOOST-PFC电路开关管开关特性的分析，提出了一种解决开关管容性开通损耗的新型方案。利用PFC控制芯片的固有输出延迟时间和合理选择谐振参数，使开关管获得零电压或最低电压的开通条件，减少了开关管开通损耗，同时由于外接谐振电容，进一步改善了开关管的关断条件，提高了电路的工作效率。分析了BCM-BOOST-PFC电路的开关损耗以及在不同输入电压情况下开关管获得零电压或最低电压的开通条件，给出了电路参数的设计方法。实验结果验证了所提出的方案是可行的。图6表0参8 

关键词：临界导电模式；BOOST变换器；功率因数校正；软开关

静态负序电流对高频信号注入法估计转子位置的影响及应对策略 钟黎萍, 王长松, 周晓敏, 齐昕 [刊, 中] /
(北京科技大学机械工程学院，北京 100083) // 电工电能新技术.—2008, 27(3).—72～75 
 摘要：高频信号注入法是利用高频电流的负序分量来估计电机转子位置的。由于电机的不对称因素的存在，使得负序电流中含有与转子位置无关的分量，这种静态负序电流会给转子位置的估计带来困难。本文分析了静态负序电流产生的原因及其在高频信号注入法的应用中所造成产生的影响，并提出了相应的解决措施，实验证明这些措施取得了很好的效果。图5表0参13 
关键词：高频信号; 静态负序分量; 非对称性

电晕法烟气脱硫专用电源的研究 [刊, 中] /
孙平萍，姜学东
（北京交通大学电气工程学院，北京 100044）// 电工电能新技术.—2008, 27(3).—76～80 
 
摘要：为了促进电晕法烟气脱硫的工业应用进程，本文设计了高可靠性的交直流叠加电源代替常规的火花隙脉冲电源。电源由交－直－交变频电路、全桥不控整流电路和串联谐振电路组成。本文重点分析了串联谐振电路的工作原理，提供了实验参数设计依据。在实验中，改变谐振电感值，得到最优的工作状态；通过加大反应器上的电压幅值，使反应器由流光放电向火花放电过渡，得出两种状态下电源的波形，将实验结果与理论分析进行比较，验证了理论分析，并对电源的可靠性进行了考核。图7表1参7 

关键词：流光放电；烟气脱硫；交直流叠加电源；串联谐振