无接触电能传输系统的高效Ｅ 类射频功放设计
储江龙， 李玉玲， 杨仕友
（浙江大学电气工程学院， 浙江杭州３１００２７）
摘要： 功率放大器作为无接触电能传输系统的功率输入源，是该传输系统的关键构成部件。为了
提高整个无接触电能传输系统的效率，适应不同传能线圈结构，以及保证线圈距离变化下稳定的运
行，本文设计了一款高效的Ｅ 类功率放大器。设计中采用矩量法（ＭＯＭ）来获取功率放大器版图的
Ｓ 参数，对功放进行电磁分析，同时，考虑了设计中的电磁兼容问题并制作了一款屏蔽盒。论文给
出了Ｅ 类功率放大器的设计步骤和ＡＤＳ 软件仿真结果，并进行了实物制作。实测结果显示，设计
的功率放大器能够输出的最大功率附加效率为９３％，同时输出功率增益和功率分别达１９􀆰 ９ｄＢ 和
４３􀆰 ９ｄＢｍ。考虑不同谐振频率的线圈结构时，能够获得１９ｄＢ 的功率增益和８９％ 以上的功率附加
效率；对于不同内阻和不同线圈距离的线圈结构，测试结果也有６０％ 以上的功率附加效率。实验
结果证实了设计的正确性和可行性。
关键词： 无线电能传输； Ｅ 类功率放大器； ＡＤＳ； ＭＯＭ

ＩＣＰＴ 系统中信号反向传输技术机理研究
刘　洋， 王智慧， 唐春森， 孙　跃， 伏思庆
（重庆大学自动化学院， 重庆４０００４０）
摘要： 针对感应耦合式电能传输（ＩＣＰＴ） 系统中的信号反向（即从系统的副边向原边传输信号） 传
输问题，提出一种基于反射阻抗调制的信号反向传输方法。该方法根据被传输信号调节副边谐振
补偿电容的容值进行信号调制，在原边检测电流包络形状特征，进行信号复原。文章分析了副边对
原边的反射阻抗对原边电流的影响，并用实验验证了方法的可行性。
关键词： ＩＣＰＴ； 反射阻抗； 反向信号传输

高效率准谐振Ｂｕｃｋ 变换器设计与研究
王金龙， 张方华， 张　帅
（南京航空航天大学江苏省新能源发电与电能变换重点实验室， 江苏 南京２１００１６）
摘要： 电感电流临界连续工作模式（ ＢＣＭ） Ｂｕｃｋ 变换器，在电感电流下降到零时，输出滤波电感和
开关管并联电容谐振即准谐振（Ｑｕａｓｉ Ｒｅｓｏｎａｎｔ）（ＱＲ）。在开关管两端电压谐振到零的时候开通开
关管，则可以实现零电压零电流开通（ＺＶＳ／ ＺＣＳ）。本文通过详细分析输出电感与开关管并联电容
的谐振过程，得出开关管两端电压为零的时间，并且通过设计延时电路，以保证输入电压变化时依
然能够实现零电压和零电流开通（ＺＶＳ／ ＺＣＳ）。在开关管关断时由于开关管两端并联了谐振电容，
可近似认为是零电压关断。而且Ｂｕｃｋ 变换器工作于ＢＣＭ 模式时输出滤波电感体积小，动态响应
速度变快，二极管自然关断，没有反向恢复损耗。最后设计了一台３ｋＷ 的原理样机，最高效率可以
达到９８􀆰 ７％。
关键词： 临界连续； ＺＶＳ／ ＺＣＳ； 准谐振； 延时电路

异步电机模型预测直接转矩控制方法
阮智勇， 宋文祥， 朱洪志
（上海大学机电工程与自动化学院， 上海２０００７２）
摘要： 针对传统直接转矩控制存在转矩和定子磁链脉动大的问题，给出一种新颖的模型预测直接
转矩控制方法。在逆变器驱动异步电机模型基础上建立了离散时间内部预测模型，以转矩和磁链
偏差平方和作为价值函数，并根据该价值函数对每个开关矢量作用时的偏差平方和进行在线评估，
选择使价值函数最小的电压矢量，也就是最优电压矢量作用于逆变器。仿真结果表明，本文所给出
的模型预测直接转矩控制方法相比于传统的直接转矩控制，能够有效降低转矩和磁链脉动，减小电
流谐波畸变，同时继承了传统直接转矩的快速响应特性。
关键词： 异步电机； 直接转矩控制； 转矩脉动； 模型预测控制

直接冷却ＩＧＢＴ 功率模块散热性能研究
孙　微^{１，２，３}， 刘　钧^{１，２，３}， 苏　伟^{１，２，３}， 邰　翔^{１，２，３}
（１． 中国科学院电工研究所， 北京１００１９０； ２． 中国科学院电力电子与电气驱动重点实验室（电工研究所），
北京１００１９０； ３． 电驱动系统大功率电力电子器件封装技术北京市工程实验室， 北京１００１９０）
摘要： 电力电子设备元器件的温度是影响电力电子设备性能和可靠性的关键因素之一。在ＩＧＢＴ
功率模块散热方面，目前的研究热点之一是在模块的设计阶段应用直接冷却技术，将散热鳍片集成
在功率模块的铜基板上。这种结构使ＩＧＢＴ 模块在安装固定时不再需要通过导热界面材料来连接
模块铜基板和支撑底板，因而使模块的总热阻大大降低。本文对自主研发的二合一直接冷却ＩＧＢＴ
功率模块进行了仿真试验研究，并对比了传统间接冷却模块的散热性能，试验结果表明直接冷却模
块的热阻最高降低了３３％，而且温度场分布也更加均匀。仿真结果与试验结果一致，证明了仿真
模型的准确性。
关键词： 功率模块； 直接冷却； 温度场； 热阻

直流模块式光伏并网控制系统设计与实现
黄建明， 吴春华， 许富强
（上海大学自动化系， 上海市电站自动化技术重点实验室， 上海２０００７２）
摘要： 在分析共直流母线并网系统的基础上，研究并设计一种直流模块式光伏并网控制系统，采用
前级共直流母线的直流并联模块，后级集中并网逆变的结构，提高系统可靠性及灵活性，减小功率
器件应力，增强系统冗余性，重点介绍了并网逆变控制器的数学模型及相应控制器设计方法。最
后，设计一台实验样机进行实验研究，实验结果验证了方案的可行性及控制器设计方法的正确性。
关键词： 直流模块； 并网控制； 光伏； 并联

极化去极化电流技术用于诊断ＸＬＰＥ 电缆绝缘老化状态
李　陈， 雷　勇， 周　凯， 颜嘉俊， 黄　昊
（四川大学电气信息学院， 四川成都６１００６５）
摘要： 研究了一种非破坏性的极化去极化电流（ ＰＤＣ） 测量方法用于诊断交联聚乙烯（ ＸＬＰＥ） 电缆
绝缘老化状态。在阐述了该方法的基本原理后，通过在实验室搭建平台，对进行了加速水树老化试
验的电缆和在现场运行的老化电缆分别进行ＰＤＣ 试验。并利用最小二乘法，对测得的去极化电流
曲线的低频部分进行线性拟合处理，通过比较拟合直线斜率比值，来分析各电缆绝缘去极化电流的
变化规律，反映了去极化过程的差异。试验结果表明，通过对ＸＬＰＥ 电缆进行ＰＤＣ 试验及对去极
化电流测量曲线的分析，可以对电缆的绝缘老化状态进行合理地诊断。
关键词： 极化去极化电流； ＸＬＰＥ 电缆； 老化状态； 诊断； 最小二乘法

基于交叉小波变换的变压器振动信号分析
王　峰^１， 苑津莎^２， 李　中^２
（１． 中铁电气化局集团保定铁道变压器有限公司， 河北保定０７１０５１；
２． 华北电力大学电气与电子工程学院， 河北保定０７１００３）
摘要： 分析变压器各测点上振动信号频谱之间的相关性，去除其他测点信号的频谱干扰，对于准确
提取表征变压器工作状态的特征参数、实现变压器的在线监测具有重要意义。本文应用交叉小波
变换在时⁃频域空间中分析变压器上不同测点振动信号间的相关性，得出振动信号间的相关性随时
间和频率变化的规律及信号间相关性强的频谱成分，再与原信号的频谱成分相比较后可提取出该
信号独立于其他测点信号的频谱成分，为振动法在线监测变压器的运行状态提供参考。
关键词： 变压器； 振动信号； 时⁃频域分析； 交叉小波

基于ＷＰＳＯ 的电力系统暂态稳定紧急控制
王义红^１， 秦晓辉^１， 周勤勇^１， 王一兵^２
（１． 中国电力科学研究院， 北京１００１９２； ２． 清华大学核能与新能源技术研究院， 北京１０００８４）
摘要： 在标准粒子群优化算法（ＳＰＳＯ）的基础上增加小波变异操作，形成一种新的混成粒子群优化
算法（ＷＰＳＯ）。基于ＷＰＳＯ，针对特高压电网１０００ｋＶ 与５００ｋＶ 的暂态稳定紧急控制问题进行协调
优化，该处暂态稳定包括了暂态电压稳定和暂态功角稳定，给出了不同特高压断面潮流对应的切机
策略表，ＷＰＳＯ 具有比ＳＰＳＯ 更好的全局收敛特性并可以取得更高质量的最优解，在特高压电网试
验示范工程进行的仿真验证了所提新方法的有效性。
关键词： 粒子群优化算法； 小波变异； 暂态稳定； 紧急控制

带蓄电池储能装置的静止同步补偿器（ ＳＴＡＴＣＯＭ ／ ＢＥＳＳ） 的概况综述
李宁宁， 纪延超， 王建赜， 刘一琦
（哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院， 黑龙江哈尔滨１５０００１）
摘要： 带蓄电池储能装置的静止同步补偿器（ＳＴＡＴＣＯＭ／ ＢＥＳＳ）可以快速补偿系统所需要的有功功
率和无功功率，可以灵活地解决电力系统中的一些电能质量问题，并且也可以平抑新能源发电的波
动性。本文主要针对ＳＴＡＴＣＯＭ／ ＢＥＳＳ 中各种类型直流侧储能电池接入方式、主电路拓扑结构及其
在电力系统中的应用进行总结分析。
关键词： 蓄电池储能装置； 静止同步补偿器； 电能质量； 无功补偿

从调度模式经济性角度评估电网风电出力接纳能力
江岳文， 温步瀛
（福州大学电气工程与自动化学院， 福建福州３５０１０８）
摘要： 随着风电并网容量的增加，电网出现了一定程度的弃风。调度模式直接影响电网接纳风电
的能力。本文分别构建了综合考虑系统运行成本和弃风量最小的调度模式、系统运行成本最小的
调度模式以及弃风量最小调度模式的模式。提出利用分层优化的思想求解，外层采用基于分段断
点的动态规划法安排机组的启停，内层采用多智能体粒子群算法求解系统运行的相关指标。通过
算例计算，从调度经济性角度分析不同调度模式下电网最佳风电出力接纳水平。
关键词： 调度模式； 风电接纳； 经济比较； 分层优化； 多智能体粒子群算法

水树老化ＸＬＰＥ 电缆绝缘的修复技术及微观结构分析
周　凯^１， 熊　庆^１， 赵　威^１， 刘　凡^２， 尧　广^３
（１． 四川大学电气信息学院， 四川成都６１００６５； ２． 四川电力科学研究院， 四川成都６１００７２；
３． 四川泸州电业局， 四川泸州６４６０００）
摘要： 为解决城市电网中的电缆绝缘老化问题，本文从电缆的缆芯压力注入一种有机硅液体以延
长老化后交联聚乙烯（ＸＬＰＥ）电缆的寿命，对其实现方法、效果和微观结构变化进行了研究。讨论
了水树的生长和修复原理，并对渗透的微观过程进行了分析。将新电缆试样进行水树加速老化形
成明显的水树，通过修复液压力注入进行修复，修复后试样的阻性电流迅速下降，击穿电压提高。
通过ＳＥＭ（扫描电子显微镜） 和ＸＰＳ（Ｘ 射线能谱分析） 观察电缆切片，发现了水树区的胶状填充
物，其成分为Ｓｉ 和Ｔｉ 的氧化物。对现场运行电缆进行了绝缘修复实验，修复后介质损耗正切值明
显下降。通过实验和微观分析说明，该方法对老化电缆的绝缘有较明显的改善作用，水树空洞生成
的填充物具有良好的填充和绝缘性。
关键词： 水树； 老化； ＸＬＰＥ 电缆； 绝缘修复； 阻性电流

基于ＨＣＰＬ⁃３１６Ｊ 的ＩＧＢＴ 过流保护研究
苏　伟^１，２， 钟玉林^１，２， 刘　钧^１，２， 温旭辉^１，２
（１． 中国科学院电工研究所， 北京１００１９０； ２． 中国科学院电力电子与电气驱动重点实验室， 北京１００１９０）
摘要： 针对ＩＧＢＴ 模块由于电流超出安全工作区而损坏的问题，设计了一种基于ＨＣＰＬ⁃３１６Ｊ 驱动芯
片的低成本高可靠性ＩＧＢＴ 驱动电路，详细分析了过流保护时驱动电路的工作过程，之后通过
Ｐｓｐｉｃｅ 软件建立了驱动电路的仿真模型，最后通过实验验证了驱动电路过流保护理论分析和仿真
模型的正确性。
关键词： ＩＧＢＴ 驱动电路； ＨＣＰＬ⁃３１６Ｊ； 过流保护

ＹＪＫＫ 系列中型高压电动机绕组温升的工程计算方法
夏云彦^１， 孟大伟^１， 何金泽^１， 夏云双^２
（１． 哈尔滨理工大学电气与电子工程学院， 黑龙江哈尔滨１５００８０；
２． 广西电网公司百色供电局， 广西百色５３３０００）
摘要： 针对ＹＪＫＫ 系列箱式紧凑型中型高压电机起动温升在工程中难以准确计算的问题，对电机
起动时绕组的发热和散热过程进行分析，从工程实用的角度出发，建立了相互关联的电机通风网络
模型和发热散热计算模型，对电机发热和散热情况进行计算。以时间为步长，根据在每个时间段内
电机的生热量和散热量来计算电机绕组温升。用所建立的模型对ＹＪＫＫ５００⁃４， ２５００ｋＷ 电机带不
同负载时绕组的温升进行计算，仿真结果与实验结果吻合，满足工程中实用要求。
关键词： 中型高压电机； 绕组温升； 风阻网络； 起动特性

蒸发冷却技术应用于大型电子设备冷却中的材料相容性研究
张　鹏^１，２， 阮　琳^２， 熊　斌^２
（１． 中国科学院大学， 北京１００１９０； ２． 中国科学院电工研究所， 北京１００１９０）
摘要： 随着电子芯片功耗不断增大，散热问题已经成为电子设备，特别是大型高密度电子设备发展
的瓶颈问题。中国科学院电工研究所自主研发的蒸发冷却技术，其利用冷却介质的相变潜热带走
热量，冷却能力较传统风冷等冷却技术有很大优势。其在电子设备上的应用首要问题之一是冷却
介质与电力电子器件材料之间的相容性问题。本文详细介绍了蒸发冷却介质与电子设备材料相容
性实验研究情况，并对实验结果进行了分析，为蒸发冷却介质与ＩＴ 设备材料的相容性筛选提供了
指导，这将为未来蒸发冷却技术应用于大型电子设备的冷却提供重要技术支撑。
关键词： 材料相容性； 蒸发冷却； 电子设备