基于叶素理论的风力机模拟系统研究 [刊, 中] /

窦真兰，王  晗，凌志斌，蔡  旭

（上海交通大学风力发电研究中心和海洋工程国家重点实验室，上海200240）

 // 电工电能新技术.—2011, 30(3).—1—5

摘要：在不具备风场环境或风力机的实验室的情况下，建立风力机输出特性模拟实验平台，对风力发电系统的研究具有重要作用。本文考虑涡流的影响，对叶素进行权系数分配，采用叶素理论建立风轮转矩模型，并根据风力机和直流电动机具有较大相似特性，利用控制直流电动机的输出转矩来模拟风力机的特性，搭建了交流励磁变速恒频风力发电系统实验平台。实验不仅验证了风轮转矩模型的正确性和实时性，体现了虚拟风力机在风速变化时模拟输出风轮转矩的快速跟随性能，而且证明了变速恒频风力发电系统控制策略的正确性，为风力发电系统的研究提供了完整有效的实现方案。图6表0参9

关键词：风力机；风轮转矩；建模；叶素理论；权系数分配；直流电机；风力机模拟系统

 

基于变频控制的串联谐振DC／DC变换器的研究 [刊, 中] /

陈良亮，尹宏旭，周  斌，张  浩，丁志刚

（国网电力科学研究院，江苏 南京 210061）

 // 电工电能新技术.—2011, 30(3).—6—9

摘要：串联谐振DC／DC变换器具有电路结构简单、在全输入和全负载范围内可实现开关管的ZVS、功率转换效率高等优点，是目前开关电源研究的热点之一。本文分析了基于变频控制的串联谐振DC／DC变换器的工作原理，阐明了变换器在三种不同开关频率下的工作特性，定量地给出了不同工作状态下变换器的输入电压、输出电压、开关频率以及谐振电感等参数之间的关系式。在一台1.5KW原理样机上的实验结果表明，该变换器变换效率最高可达96.3%，所有开关管实现ZVS，不同工作状态时变换器输入输出电压等参数关系与理论分析一致。图5表0参7

关键词：变频控制；串联谐振；DC／DC变换器；ZVS

 

改进的Hilbert-Huang变换在船舶电网谐波检测中的应用 [刊, 中] /

苏玉香，刘国平，沈晓群

（浙江海洋学院机电工程学院，浙江 舟山 316000）

 // 电工电能新技术.—2011, 30(3).—10—14

摘要：本文首次将改进的Hilbert-Huang Transform(HHT)方法用于船舶电力系统谐波检测中。HHT方法在分析船舶电网谐波时存在模态混叠现象，不能有效得出各次谐波分量，本文采用基于Fourier变换的empirical mode decomposition（EMD）方法，根据Fourier谱进行频带滤波，然后再利用EMD分解得到准确的Intrinsic mode function (IMF)，最后进行Hilbert变换得到各次谐波分量的瞬时频率和瞬时幅值。有效解决了Fourier变换不具备时频局部特性以及HHT方法存在的模态混叠问题，实现了真正意义上的时频分析。在MATLAB/Simulink平台上建立船舶电网谐波源模型，仿真谐波电流信号，应用改进的HHT方法进行分析，并与小波包变换方法相比较，仿真结果表明改进的HHT对船舶电网谐波检测效果非常好。图7表0参17

关键词：Hilbert-Huang 变换；Fourier变换；船舶电网；谐波检测

 

斜极面交流接触器动态特性与优化设计研究 [刊, 中] /

鲍光海, 张培铭

（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.—2011, 30(3).—15—18

摘要: 采用ANSYS有限元软件对平极面铁心的交流接触器动态特性进行仿真计算并通过高速摄像机进行了机构动态特性的非接触测试验证，证明仿真计算的正确性。在此基础上计算了斜极面铁心交流接触器在不同斜角度下的吸力特性，对平极面交流接触器与斜极面交流接触器静态特性进行比较分析。最后采用基于遗传算法的人工鱼群优化算法对斜极面交流接触器进行动态优化计算，优化结果表明，斜极面交流接触器线圈、铁心的体积比平极面有大幅度的减小，而且其动态特性比平极面交流接触器更好。图5表2参8

关键词: 交流接触器；斜极面；动态特性；遗传算法；人工鱼群；优化设计

 

包含静止无功发生器的电力系统鲁棒H∞控制 [刊, 中] /

张  敏, 蔡创文, 刘  伟, 周少武

（湖南科技大学信息与电气工程学院, 湖南 湘潭 411201）

 // 电工电能新技术.—2011, 30(3).—19—23

摘要: 针对包含静止无功发生器的电力系统存在的非线性和不确定性，提出了一类混合不确定系统的一般描述及其鲁棒H∞控制器的设计方法。将这一方法应用于包含静止无功发生器的多机系统中，用以设计系统的静止无功发生器和发电机励磁控制器。对所给系统给出了仿真实验结果，论证了控制器的有效性。图3表0参14

关键词: 多机电力系统; 静止无功发生器; 鲁棒H∞控制; 直接反馈线性化; 黎卡提方程

 

考虑磁阻率张量的三维磁场有限元分析 [刊, 中] /

孙景峰，杨庆新，张　闯，李永建

（河北工业大学电磁场与电器可靠性省部共建重点实验室，天津 300130）

 // 电工电能新技术.—2011, 30(3).—24—27

摘要：在变化的磁场中，磁材料的磁阻率表现为一个三维二阶张量。在数值计算过程中通常把这个张量简化为标量或矢量，但在对计算精度要求比较高的时候，这个张量就应该被充分考虑。本文针对磁阻率张量，结合六节点三棱柱单元，推导了相应的有限元方程组。在新方程组中磁阻率张量中的非主对角线元素得以充分体现。基于这个方程编写了有限元计算程序，并利用有限元软件Femap做前处理与后处理，实现了对三维磁场的有限元分析。仿真结果表明，当磁阻率张量被设为不同形式时，磁场的分布会有一定程度的变化，且张量中各个元素所起的作用亦不相同。图6表0参8

关键词：磁阻率张量；三维磁场；有限元分析

 

永磁同步直线电机直接进给系统鲁棒PID控制研究 [刊, 中] /

李满华¹, 陆华才², 孙驷洲²

(1．安徽工程大学现代教育中心，安徽 芜湖 241000；2．安徽工程大学电气工程学院，安徽 芜湖 241000)

 // 电工电能新技术.—2011, 30(3).—28—31

摘要：针对高速机床永磁同步直线电机进给单元模型摄动大、扰动力复杂的特点，在建立了进给系统SISO的频域模型的基础上，利用H∞控制理论派生出闭环增益成形方法，对进给系统的频域模型设计了一个鲁棒控制器。仿真和实验表明该非线性控制器跟踪误差、速度响应等性能远优于传统的内嵌式PI控制器，对系统的模型摄动和外界干扰具有较强的鲁棒稳定性。图6表0参5

关键词：永磁同步直线电机; 直接进给系统; 鲁棒控制

 

飞轮及柴油发电混合储能系统应用于微网的仿真研究  [刊, 中] /

黄宇淇¹，董  琴¹，诸嘉惠²

（1. 福州电业局, 福建 福州 350009; 2. 中国电力科学研究院, 北京 100192）

 // 电工电能新技术.—2011, 30(3).—32—37

摘要：性能及维护上的固有缺陷使蓄电池储能这种方式难以满足未来智能微网对储能系统的要求。本文利用飞轮储能系统具有无限次数的大功率充放电和柴油发电机组低成本、持续发电的特性，将飞轮及柴油发电混合储能系统应用于微网中；当微网正常并网运行时，通过控制飞轮储能系统及并网逆变器，可稳定网侧输入功率，起到平抑微型电源功率和负荷波动的作用；在主电网永久故障时，飞轮储能系统向微网短时提供大量功率，同时启动柴油发电机组，待其稳定运行后并入微网。理论分析及仿真实验表明，在微网中应用飞轮及柴油发电混合储能系统是经济的、高效的，可有效提高微网抗灾变能力，提高供电可靠性。图5表0参21

关键词：微网；飞轮储能；柴油发电机；抗灾变；供电可靠性

 

注入功率空间上电力系统小扰动稳定域的实用边界 [刊, 中] /

郝正航^1,2，陈  卓²

（1.天津大学电气与自动化工程学院，天津300072,2.贵州大学电气工程学院，贵州 贵阳 550003）

 // 电工电能新技术.—2011, 30(3).—39—42

摘要: 基于注入功率空间上小扰动稳定域的定义，提出了多机电力系统小扰动稳定域的实用边界计算方法。首先分析了二机电力系统小扰动稳定域的特点，发现其边界具有固定的规则形状；然后，引入分群和二机等值的方法，对多机系统先分群和等值，再搜索Hopf分岔集。由于全部分群子空间上的Hopf分岔集和原系统的Hopf分岔具有映射关系，所以等值简化系统的Hopf分岔集可作为原系统小扰动稳定域的“实用边界”。最后，通过对一个4机示例系统的“实际边界”和“实用边界”的计算对比表明，“实用边界”和“实际边界”具有较好的一致性。图8表0参8

关键词：电力系统；小扰动稳定域；Hopf分岔；实用边界

 

高压交流架空线路工频电场对人体的影响 [刊, 中] /

王  杰，张小青，王  涛，陈  灏，盛财旺，刘  峰

（北京交通大学电气工程学院，北京 100044）

 // 电工电能新技术.—2011, 30(3).—43—46

摘要：本文主要讨论了高压交流架空线路下人体对地感应电位和人体接触电流的算法。文中首先把人体简化等效为一个等值圆柱，用等效电荷法导出了单相架空线路下人体对地电位的计算模型。在此基础上，进一步将模型与算法推广到三相高压交流架空线路的情况。然后本文运用所推出的模型与算法计算出人接触架空线路下的导体时通过人体的电流。本文推出的模型与算法具有计算步骤简单，计算量小，便于工程运用等优势。图2表0参9

关键词：高压架空线路；工频电场；等效电荷法；感应电位；接触电流

 

螺旋线圈电磁发射器径向受力仿真与电枢设计 [刊, 中] /

杨  栋¹, 沈  志¹, 刘振祥^1, 杨丽佳², 蒋雅琴¹, 欧阳建明¹

(1.国防科技大学理学院，湖南 长沙 410073; 2.国防科技大学光电科学与工程学院，湖南 长沙 410073)

 // 电工电能新技术.—2011, 30(3).—47—50

摘要：通过数值仿真，根据螺旋线圈电磁发射器（HCEL）驱动线圈的径向磁场分布，提出一种“D”形截面电枢并确定其最佳受力位置。计算表明，相同线度的“D”形电枢比矩形电枢加速度更大，即在炮长（弹丸加速长度）相同的情况下，“D”形电枢比矩形电枢具有更高的出口速度。以“D”形电枢为例，分析了弹丸线圈与驱动线圈上的轴向、径向受力分布。结果表明，弹丸线圈与驱动线圈的径向力主要为向外的膨胀力，在炮结构的工程设计中应在线圈外围进行加固。图6表0参10 

关键词：电磁发射; 线圈炮; 螺旋线圈炮; 径向力

 

反激式变换器电磁辐射的FDTD仿真与分析  [刊, 中] /

赵全斌, 付  琦, 和军平

(哈尔滨工业大学深圳研究生院, 广东 深圳 518055)

 // 电工电能新技术.—2011, 30(3).—51—54

摘要：开关电源电磁辐射发射容易超出EMC标准限值，有必要对其形成机理、特性和预测进行研究。本文在建立电容、变压器、PCB引线、半导体开关等元器件模型基础上，对Flyback开关电源进行了时域有限差分（FDTD)建模，仿真研究了其在开放空间中远场电磁辐射的分布和规律。仿真结果表明开关电源输入/输出电缆是电磁辐射的主要影响因素，并验证了共模电感对远场电磁辐射的抑制作用。图8表0参10

关键词：开关电源；电磁辐射；FDTD；仿真预测

 

抑制电压波动的风电机组自抗扰控制仿真研究 [刊, 中] /

赵  辉，李  斌，岳有军

 (天津市复杂控制理论与应用重点实验室(天津理工大学)，天津 300384)

 // 电工电能新技术.—2011, 30(3).—55—58

摘要：由于风具有随机性和间歇性等特点，风力机的输出功率变化很大。而风力发电引起电压波动和闪变的根本原因是并网风电机组输出功率的波动。为提高风电机组控制系统的鲁棒性，本文将自抗扰控制技术(ADRC)引入到风电机组转矩控制中，将转矩尖波信号归到未知扰动中，在风速突变的情况下保持输出转矩稳定。采用非线性状态误差反馈控制率(NLSEF)抑制转子电流波动，从而抑制转矩扰动。MATLAB/Simulink仿真证实该方法能在发电机输出侧有效抑制扰动，提高了风电机组动态性能，有利于改善供电质量。图8表0参8

关键词：双馈风力发电机；电压波动与闪变；自抗扰控制；MATLAB仿真

 

电力系统抗差状态估计研究综述 [刊, 中] /

亓俊健¹，何光宇¹，梅生伟¹，顾志东²

（1. 清华大学电机系电力系统国家重点实验室，北京 100084；2. 海南电力公司调度通讯中心，海南 海口570203）

 // 电工电能新技术.—2011, 30(3).—59—64

摘要：状态估计是电力系统能量管理系统的重要组成部分。传统加权最小二乘估计不具备抗差性，为此产生了抗差估计理论。本文介绍了抗差估计的定义、目标及基本类型，综述了电力系统抗差状态估计的经典方法和新方法。经典方法主要包括M估计、GM估计、高崩溃污染率估计等；新方法包括新息图状态估计、最大相关熵估计、最小信息损失状态估计、最多赞成状态估计、最多约束满足状态估计、最大合格率状态估计、最大正常测点率状态估计等。各种新方法通过增加有利于估计的信息提高了估计的抗差性，促进了电力系统状态估计的研究。文中分析比较了各种方法的优缺点，并对今后电力系统抗差状态估计的研究进行了展望。图0表2参46

关键词：电力系统；状态估计；抗差状态估计

 

中压电缆终端高频电热老化试验装置的研制及分析 [刊, 中] /

周  凯¹, 吴迎霞², 陶霰韬¹，赵  威¹，李旭涛¹

(1. 四川大学电气信息学院, 四川 成都 610065; 2. 重庆电力公司调度中心, 重庆 400014)

 // 电工电能新技术.—2011, 30(3).—65—69

摘要：中压电缆终端被广泛应用于柔性交流输电和作为逆变器和电机的连接中，这些电缆终端可能会遭受到高频谐波电压的冲击，从而导致其绝缘迅速失效。本文研制了模拟电网高频谐波电压和工频大电流的电热老化试验装置。首先，通过信号发生器和功率放大器产生低压大电流信号，再通过高频变压器升压获得高频高压；同时通过工频试验变压器产生工频高压，将工频高压和高频高压同时施加到样本上，形成叠加；并分别在两侧加以滤波器阻止高频和工频高压串入到低压系统；最后通过CT（电流互感器）施加150A左右的大电流模拟实际工况。通过实验和红外热成像结果分析，该装置有助于高频电压下的电缆终端绝缘老化研究。图7表0参9

关键词：中压电缆；终端绝缘；高频电压；大电流

 

HEV再生制动控制策略的研究 [刊, 中] /

仇秋飞^1,2,  朱  伟³,  赵云飞¹,  吴叶青¹

(1．浙江省科技信息研究院，浙江 杭州 310006 ; 2．万向电动汽车有限公司，浙江杭州 311215;

3．浙江省公众信息产业有限公司，浙江 杭州 310005)

 // 电工电能新技术.—2011, 30(3).—70—74

摘要：制动能量回收是电动汽车的一个重要特性，也是电动汽车能实现经济性的重要方面。分析了制动能量回收过程中的限制因素，然后通过对整车系统结构以及再生制动控制策略的设计，削弱并解决了这些因素对制动能量回收的限制，以达到设计目的。最后进行道路试验，试验结果表明 :在多模式驱动下该新型混合动力的再生制动系统可以回收总能量的25%，延长了续驶里程。图7表1参8

关键词：再生制动；混联式混合动力；控制策略；驱动

 

基于伪动态的混沌人工鱼群算法在多阶段输电网络规划中的应用 [刊, 中] /

聂宏展, 王毕元

（东北电力大学电气工程学院, 吉林 吉林 132012）

 // 电工电能新技术.—2011, 30(3).—75—79

摘要：与传统输电网络规划不同，多阶段输电网络规划需要考虑时段因素，在何阶段搭建何种路线使全局规划方案最优。多阶段规划的难点是阶段之间的过渡，后面阶段的决策要根据前面阶段的决策来定，对于大规模输电网规划经典的动态规划方法无法解决。利用伪动态规划的思想处理多阶段问题，这样减少了算法的迭代次数和运算时间。将混沌优化算法和人工鱼群算法相结合，摆脱了混沌搜索的盲目性和人工鱼搜索的局限性，使该混合算法效率高、收敛速度快。对巴西南部46节点系统的计算结果表明，该混合算法具有可行性和高效性。图1表3参16

关键词：多阶段规划；输电网规划；动态规划方法；混沌优化算法；人工鱼群算法

 

基于ZigBee的高压带电体温度在线监测系统  [刊, 中] /

滕志军, 屈银龙, 王中宝, 杨  旭 

（东北电力大学信息工程学院，吉林省 吉林市 132012）

 // 电工电能新技术.—2011, 30(3).—80—83

摘要：在现代电力系统中，高压带电体温度监测已经成为电气设备安全运行所面临的实际问题。本文提出了以ZigBee无线传感器网络为核心，以以太网为骨干网，采用CC2430芯片为传感器控制核心的高压带电体温度测量方案。试验证明，系统能够实时监测高压带电体温度变化，工作稳定可靠、具有较高的实用性和市场价值。图6表0参6 

关键词：ZigBee，温度，高压带电体，监测

 

优化配置配电网的谐波抑制装置研究 [刊, 中] /

夏向阳^1,3, 龚  芬^1,3, 曾小勇¹，罗时武², 徐林菊^1,3

（1.长沙理工大学电气与信息工程学院, 湖南 长沙 410077；2.重庆电力公司教育培训中心, 重庆 400053; 3.长沙理工大学“可再生能源电力技术”湖南省重点实验室, 湖南 长沙 410077)

 // 电工电能新技术.—2011, 30(3).—84—88

摘要：针对配电网谐波存在的特点，以配电网各节点谐波电压含有率和畸变率满足限值为要求, 本文提出了一种基于改进的模拟退火－粒子群优化算法来配置滤波装置，优化算法中引进一个自适应惯性因子和存储器，能在保证良好的搜索精度时也大大加快算法的收敛速度。仿真结果表明，通过该优化算法提供的滤波装置配置方案能达到较好的滤波效果和经济效益，具有一定工程应用价值。图4表3参9

关键词：配电网；模拟退火-粒子群算法；谐波；滤波装置