高温超导直流电缆最大冷却长度的影响因素
王邦柱^{１，２，３}， 戴少涛^１，３， 滕玉平^１，３
（１． 中国科学院电工研究所， 北京１００１９０； ２． 中国科学院大学， 北京１０００４９；
３． 中国科学院应用超导重点实验室， 北京１００１９０）
摘要： 明确决定高温超导直流电缆最大制冷距离的因素是进行电缆系统参数配置的基础问题。本
文建立了顺流制冷方式下制冷系统的热力学⁃流体力学物理模型，用解析的方法研究了在电缆及其
制冷系统稳态情况下的外部热损耗、流量等因素单个作用时分别对电缆最大制冷长度的影响。结
果表明外部热损耗和制冷距离呈负相关关系；仅在一定范围内制冷距离随流量增大而延长；内外流
换热效果对制冷距离影响不大；在一定流量下增大壁面粗糙度会减小制冷距离且流量越大粗糙度
的增加对制冷长度的减小效果越明显；一定范围内增大内杜瓦管半径能延长制冷距离。本文对结
果产生的原因做了解释并指出了结论对工程实践的意义，本文的分析方法和结论对于长距离应用
的高温超导直流电缆系统配置有参考价值。
关键词： 高温超导直流电缆； 长距离； 解析法； 制冷距离； 参数关系

基于ＬａｂＶＩＥＷ 的高温超导电缆交流损耗测试系统设计
陈晓宇^１，２， 诸嘉慧^２， 方　进^１， 栗会峰^１，２， 丘　明^２
（１． 北京交通大学电气工程学院， 北京１０００４４； ２． 中国电力科学研究院， 北京１００１９２）
摘要： 交流损耗是影响超导设备设计和运行的一个重要因素。为了研究冷绝缘高温超导电缆交流
损耗的变化规律，提出了一种基于虚拟仪器（ ＬａｂＶＩＥＷ） 的高温超导电缆交流损耗的测量方法，并
搭建了交流损耗的测试系统。通过美国国家仪器公司的数据采集系统获取超导电缆内外导体层的
端电压和各层电流信号，基于互相关算法求出每层端电压和电流信号的相位差，在消除接头电阻的
影响后计算得到交流损耗。在５０Ｈｚ 和６０Ｈｚ 的情况下，测量了０. ２ｍ 长、１１０ｋＶ／１.５ｋＡ 的高温超导
电缆模型样缆的交流损耗。结果表明在对数坐标下，交流损耗随传输电流增大而线性增大，将频率
归一化后，不同频率下电缆的损耗曲线基本吻合，单位周期的交流损耗值相同。研究的结果对于高
温超导电缆研究和应用具有一定的参考价值。
关键词： 交流损耗； 高温超导电缆； 互相关算法； 测量

大型风电场的等值模型及其改进研究
李　芸， 王德林
（西南交通大学电气工程学院， 四川成都６１００３１）
摘要： 随着风电场规模的日趋扩大，其随机变化功率对接入电网的影响也越来越受到重视。风电
场并网的仿真研究中，通常将数十台甚至上千台风力发电机等值简化为由几台风电机组成的风电
场模型。因此，如何在多方面因素的影响下建立符合实际情况的风电场等值模型极为重要。本文
分析了风电场风速的实际状况，运用同调等值法，结合风速产生的尾流效应和时滞效应，对大型风
电场中不同型号的双馈风力发电机（ＤＦＩＧ）进行了区域划分，将同一区域的风电机等值为一台风电
机。最后，基于Ｍａｔｌａｂ／ Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 仿真平台，验证了在不同风速情况、故障情况下的等值效果，证实
了本文等值方法的正确性，为风电场并网研究提供了一种可靠的参考模型。
关键词： 双馈风力发电机； 风电场等值； 尾流效应； 时滞效应

分散式风电场ＤＦＩＧ 与ＳＶＣ 协调无功控制策略
厉　伟^１， 颜　宁^１， 邢作霞^２， 张　博^３
（１． 沈阳工业大学电气工程学院， 辽宁沈阳１１０８７０； ２． 沈阳工业大学风能技术研究所，
辽宁沈阳１１００２３； ３． 沈阳工业大学输变电技术研究所， 辽宁沈阳１１０８７０）
摘要： 针对具有动态无功调节能力的双馈风力发电机组组成的分散式风电场，提出了一种并联无
功补偿方案，综合利用风电场安装的ＳＶＣ 无功补偿装置及双馈机组的无功调节能力来实现无功优
化。由风电场电压控制点的电压偏差推算出风电场的无功功率需求，根据此时双馈风机和ＳＶＣ 无
功补偿装置实际无功发生能力，以网损最小为目标函数进行无功分配，通过此分配方法既可以发挥
双馈风机无功调节能力又可以减小风电场能的损耗。仿真结果表明采用所提策略能够充分发挥分
散式风电场的快速无功调节能力，有效抑制风速扰动、负荷变化、电网故障等因素引起的电压波动，
维持接入地区电网的电压稳定性。
关键词： 双馈风机； 静态无功补偿装置； 电压控制； 网损最小

大功率电力电子设备用微槽道系统实验研究
胡　晓^１， 林贵平^２， 王宇鹏^３， 叶　青^３， 宗　波^１， 乔尔敏^１
（１． 国网智能电网研究院， 北京１００１９２； ２． 北京航空航天大学航空科学与工程学院， 北京１００１９１；
３． 辽宁省电力有限公司阜新供电公司， 辽宁阜新１２３０００）
摘要： 为同时满足大功率电力电子设备高热流密度散热及被冷却表面低温的要求，设计搭建了闭
式真空微槽道制冷系统，对去离子水在负压下进行了实验研究。微槽道散热器包含１７ 条尺寸为
０. ６ｍｍ（Ｗ） ×２ｍｍ（Ｄ） × ２０ｍｍ（ Ｌ） 的微槽道，材料为无氧铜。实验工况为进口压力Ｐｉｎ ＝ ３８. ９ ～
１６６.８ｋＰａ，流量Ｖ ＝３. ２ ～２０Ｌ／ ｈ，质量流速Ｇ ＝４２ ～２６２ｋｇ／ ｍ２ｓ，热流密度ｑ″ ＝６. ６ ～２２０Ｗ／ ｃｍ２。实
验结果表明ＩＧＢＴ 壳温随压力的减小而减小，平均换热系数随压力的减小而增大，验证了负压两相
系统的优势，在发热面温度低于８０℃的情况下实现了热流密度１００Ｗ／ ｃｍ２。
关键词： 绝缘栅双极晶体管； 微槽道； 流动沸腾； 负压； 传热

动态电压调节开关变换器的定频导通时间控制
徐杨军， 许建平， 王金平， 何圣仲
（磁浮技术与磁浮列车教育部重点实验室， 西南交通大学电气工程学院， 四川成都６１００３１）
摘要： 对动态电压调节（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｓｃａｌｉｎｇ， ＤＶＳ） 开关变换器的定频导通时间（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｆｒｅ⁃
ｑｕｅｎｃｙ Ｔｕｒｎ⁃Ｏｎ Ｔｉｍｅ， ＣＦＯＴ）控制技术进行了研究，在恒定导通时间（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｏｎ⁃Ｔｉｍｅ，ＣＯＴ） 基础
上，通过引入输入电压前馈和输出参考电压反馈环路，实现不同输入、输出电压条件下ＤＶＳ 开关变
换器保持开关频率恒定。研究结果表明，ＣＦＯＴ 控制不仅继承了传统ＣＯＴ 控制环路设计简单、无需
误差放大器及其相应的补偿网路、瞬态响应快的优点，而且消除了输入、输出电压变动对开关频率
的影响。
关键词： ＣＯＴ 控制； ＣＦＯＴ 控制； 恒定频率； 动态电压调节

模型预测控制三相逆变器的研究
韩金刚， 马治远， 赵　铭， 汤天浩
（上海海事大学物流工程学院， 上海２０１３０６）
摘要： 模型预测控制利用系统离散模型预测负载电流，根据评估函数选择电压矢量，进而选择最优
开关状态。评估函数用来判断最优电压矢量和开关状态，以达到最佳预测效果。本文在静止坐标
系下分析三相逆变器的模型预测控制（ＭＰＣ）原理，讨论了评估函数、参数误差、采样频率对模型预
测控制的影响，最后通过ｄＳＰＡＣＥ／ ＤＳ１１０４ 作为控制器搭建了ＭＰＣ 实验平台。结果显示，相比于其
他控制策略，模型预测控制具有控制简单、动态响应好、效率高等优点。
关键词： 模型预测控制； 逆变器； 评估函数； ｄＳＰＡＣＥ

基于ＬＣＣ 的超声波电机驱动电路理论分析与实验研究
傅　平
（闽江学院物理学与电子信息工程系， 福建福州３５０１２１）
摘要： 对使用基于ＬＣＣ 超声波电机的驱动电路进行了初步探讨。文中首先描述超声波电机的单
相等效电路；接着描述基于ＬＣＣ 的超声波电机驱动电路的基本原理，并由此得到驱动电路的数学
模型。由于超声波电机运转时等效电路参数会发生变化，而参数的变化对电机动态性能（ 特别是
品质因数）的影响较大。当使用基于ＬＣＣ 的驱动电路在其几何谐振频率附近工作时，可以有效克
服由品质因数变化引起的输入电压幅值和相位的变化。最后仿真和实验证明此电路的有效性。
关键词： ＬＣＣ； 谐振驱动电路； 超声波电机

交直流复合场针板模型局部放电发展过程中相位分布的特点
王　琼^１， 齐　波^２， 陈　波^１
（１． 内蒙古电力科学研究院， 内蒙古呼和浩特０１００２０； ２． 新能源电力系统国家重点实验室，
高电压与电磁兼容北京市重点实验室， 华北电力大学， 北京１０２２０６）
摘要： 换流变压器是直流输电系统中整流和逆变环节的核心设备，其运行状况直接影响着系统运
行的安全可靠性。换流变阀侧绕组所处电场环境复杂、相应绝缘要求严苛，且其在工程应用中故障
率较高；所以，通过对复合电场局部放电发展过程中绝缘介质劣化严重程度的研究，可为换流变压
器的故障诊断提供依据。本文以放电发展过程中放电谱图在各个统计时间段内所呈现出的相位特
征作为绝缘介质劣化程度的外在表征，从能量转化的角度建立数学模型，定性解释放电谱图中所呈
现的相位分布特点及其与绝缘介质劣化程度之间的关系。本文认为，相位分布可以作为研究交直
流复合电场中局放发展过程中绝缘劣化程度的特征量之一，放电相位的分布与绝缘介质劣化程度
之间存在对应关系；试品在局放发展过程中，因其在不同劣化程度下的等效阻抗不同，所以在外施
交、直流电压共同作用下呈现出了不同的阻抗特点，这是放电相位分布发生改变的原因。
关键词： 复合电场； 针板模型； 局部放电； 局放发展过程； 相位分布； 数学建模

同轴场域ＳＦ６ ／ Ｎ２ 混合气体电晕放电特性的仿真研究
李　锰^１， 汪　沨^２， 张盈利^２， 李　卓^２
（１． 河南省电力公司驻马店供电公司， 河南驻马店４６３０００；
２． 湖南大学电气与信息工程学院， 湖南长沙４１００８２）
摘要： 采用ＳＦ６ ／ Ｎ２ 混合气体绝缘介质的气体绝缘金属封闭输电线路（ ＧＩＬ） 作为电缆和架空线的
有效补充，将在电力发展中起到重要作用。为更好地理解其放电特性，建立了同轴电场中流注电晕
放电的二维流体模型，综合考虑了ＳＦ６ ／ Ｎ２ 混合气体放电过程中空间光电离与阴极光发射作用，采
用有限元⁃通量校正传输法（ＦＥＭ⁃ＦＣＴ）求解。仿真表明：流注电晕对空间电场有均匀作用，外施电
压幅值低时流注电晕经过一段时间后会消失，幅值高时流注电晕容易发展为不稳定放电；ＳＦ６ ／ Ｎ２
混合气体起始放电时间较ＳＦ６ 气体迟，但绝缘性能较差；空间光电离作用强于阴极光发射的作用。
关键词： ＧＩＬ； 同轴间隙； 流注电晕； ＦＥＭ⁃ＦＣＴ； 混合气体

高温超导磁悬浮轴承的研究进展
余志强^{１，２，３，４}， 张国民^１，２， 邱清泉^１，２， 胡　磊^１，２， 张文峰^{１，２，３}
（１． 中国科学院应用超导重点实验室， 北京１００１９０； ２． 中国科学院电工研究所， 北京１００１９０；
３． 中国科学院大学， 北京１００１９０； ４． 石家庄铁道大学电气与电子工程学院， 河北石家庄０５００４３）
摘要： 当永磁体在高温超导体附近时，部分磁力线进入超导体内，由于磁通钉扎作用，永磁体无需
控制而稳定悬浮，这种悬浮特性称为无源自稳定性。这种特性的重要应用之一就是高温超导轴承。
由于具有无源自稳定性、无摩擦、低损耗等优点，高温超导轴承越来越受到国内外关注，成为研究的
热点，已经应用在飞轮储能、高速旋转机械等重要领域。本文介绍了高温超导悬浮轴承的工作原
理，比较了轴向型和径向型高温超导轴承的结构特点，详细地说明了国外研究进展和国内的发展现
状，探讨了高温超导轴承当前的研究热点和应用领域。
关键词： 无源自稳定性； 高温超导轴承； 轴向型； 径向型

基于权值的引力搜索算法在电力系统最优潮流计算中的应用
肖儿良， 林　蔚， 毛海军， 鞠军平
（上海理工大学电气工程系， 上海２０００９３）
摘要： 引力搜索算法是由Ｅｓｍａｔ Ｒａｓｈｅｄｉ 教授提出的新型启发式算法。本文将基于权值的引力搜
索算法应用于电力系统最优潮流计算中。为对该算法的实用性进行研究，将其应用于标准ＩＥＥＥ３０
节点和标准ＩＥＥＥ５７ 节点系统，并与粒子群和遗传算法进行比较。实验结果表明，改进的引力搜索
算法能够有效地解决电力系统中的最优潮流问题。
关键词： 电力系统； 最优潮流； 引力搜索算法； 节点系统

超高压输电线可听噪声预测方法研究
李永明^１， 王玉强^１， 徐禄文^２， 沈　婕^３
（１． 重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室， 重庆４０００４４；
２． 重庆市电力科学试验研究院， 重庆４０１１２３；
３． 重庆市电力公司市区供电局， 重庆４０００１４）
摘要： 为了研究输电线的可听噪声，本文建立了灰色理论、径向基函数（ＲＢＦ） 神经网络、灰色ＲＢＦ
神经网络和小波神经网络四种预测模型，并分析了每种方法的特点。每种预测模型都考虑了影响
输电线路可听噪声的环境、地理位置、导线、线路结构参数等１４ 个因素。结合实例，利用各种方法
对输电线可听噪声进行了预测。利用灰色理论进行预测时，首先通过灰色关联分析计算了每个因
素的关联度，然后选择灰关联度大于０. ８４０４ 的６ 个因素建立了ＧＭ（１，７） 预测模型。通过计算分
析，灰色预测的结果最差，嵌入型灰色ＲＢＦ 神经网络和小波神经网络的预测精度较高，其平均相对
误差分别为２. ２２２％和２.８５３％，因此它们可以用来预测输电线的可听噪声。组合预测方法的预测
精度比单一预测方法的精度好，并且组合的方法可以提高预测的稳定性。
关键词： 可听噪声； 输电线路； 灰色模型； ＲＢＦ 神经网络模型； 灰色神经网络模型； 小波神经网络
模型

固态平板Ｂｌｕｍｌｅｉｎ 线中的ＧａＡｓ 光导开关导通电阻实验
谌　怡， 王　卫， 刘　毅， 夏连胜， 张　篁， 朱　隽， 石金水， 章林文
（中国工程物理研究院流体物理研究所脉冲功率科学与技术重点实验室， 四川绵阳６２１９００）
摘要： 为了研制紧凑型脉冲功率系统，开展了基于固态Ｂｌｕｍｌｅｉｎ 线的ＧａＡｓ 光导开关（ＰＣＳＳ） 导通
电阻的初步研究实验。结合２ｍｍ 厚固态平板Ｂｌｕｍｌｅｉｎ 线，利用高功率脉冲激光二极管触发ＧａＡｓ
光导开关，在脉冲偏置电压下，ＧａＡｓ 光导开关非线性导通，经Ｂｌｕｍｌｅｉｎ 线输出２２. ３ ｋＶ 高压脉冲至
负载，满足紧凑型脉冲功率系统的设计要求。通过偏置电压、输出电压以及Ｂｌｕｍｌｅｉｎ 线阻抗估算
光导开关的导通电阻约４. １Ω。另外，研究了ＧａＡｓ 光导开关非线性导通模式下的导通电阻与偏置
电压和激光能量的关系。
关键词： 脉冲功率技术； 固态平板Ｂｌｕｍｌｅｉｎ 线； ＧａＡｓ 光导开关； 导通电阻

一种新型电压均衡方法在串联储能系统的应用
李洪珠， 王旭生， 陈淑涵， 祁　鳞
（辽宁工程技术大学电气与控制工程学院， 辽宁葫芦岛１２５１０５）
摘要： 超级电容串联储能系统的单体电压不均衡会影响超级电容的使用寿命和能量利用率。现有
ＤＣ⁃ＤＣ 电压均衡方法中所采用的传统变换器拓扑结构复杂，电路中开关管、电感、变压器等元器件
的数量较多。采用一种基于Ｂｏｏｓｔ 拓扑结构的电压均衡充电系统，由于其单开关、单电感的Ｂｏｏｓｔ
电路结构降低了电压均衡电路拓扑结构的复杂性，提高了系统可靠性。分析了电路的均衡过程，利
用推导的等效电路分析了电压均衡原理，并给出了恒电流输入⁃恒压充电方法。通过对３ 个超级电
容组成的串联系统进行试验，结果验证了充电系统具有均较高的效率。
关键词： 超级电容； 电压不均衡； 均衡电路