多级回热式压缩空气储能系统效率评估方法
刘　斌^１， 陈来军^１， 梅生伟^１， 王俊杰^２， 王思贤^２， 方　陈^３
（１． 清华大学电机系， 电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室， 北京１０００８４；
２． 中国科学院理化技术研究所， 北京１００１９０； ３． 国网上海市电力公司电力科学研究院， 上海２００４３７）
摘要： 具有出力不确定性和反调峰特性的可再生能源大规模并网给电力系统调度运行带来了新的
挑战。压缩空气储能（Ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ Ａｉｒ Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｔｏｒａｇｅ， ＣＡＥＳ）系统以其调节速率快、选址灵活、使用
寿命长等特点为解决可再生能源利用率低这一难题提供了新的解决思路。特别地，回热式压缩空
气储能（Ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｖｅ ＣＡＥＳ， ＲＣＡＥＳ） 系统因可以有效利用压缩过程释放的热量而备受关注。能量
转换效率是ＲＣＡＥＳ 系统的重要性能指标，但当前研究集中在系统热力学过程分析上，对其效率评
估研究有限。本文从ＲＣＡＥＳ 系统的电能⁃机械能⁃热能转换过程及基准参数出发，提出了一种
ＲＣＡＥＳ 系统效率评估方法。通过某典型ＲＣＡＥＳ 系统设计方案，本文对所提方法进行了详细计算
说明，验证了其合理性。
关键词： 压缩空气储能； 效率评估； 回热系统； 能量转换

Ｕ 型磁芯结构ＩＣＰＴ 系统功率传输容量研究
夏晨阳， 贾　娜， 庄裕海
（中国矿业大学信息与电气工程学院， 江苏徐州２２１１１６）
摘要： 感应耦合电能传输（ＩＣＰＴ）技术是近年来发展起来的一种新型电能传输模式。为了实现磁
路耦合机构的最大能量传输，本文从磁路角度对常用的Ｕ 型磁芯磁路机构的功率传输能力进行了
分析，得出了系统传输功率能力与磁芯机构形状和大小、原边导轨位置、工作频率以及副边拾取线
圈匝数等因素之间的关系，并给出了Ｕ 型磁芯结构下的磁路耦合机构的优化设计。根据理论分析
结果对ＩＣＰＴ 系统磁路耦合机构进行实验研究，实验结果验证了理论分析的正确性。
关键词： ＩＣＰＴ； Ｕ 型磁芯； 功率传输容量； 磁路优化

一种动态调节电压暂降补偿深度的统一电能质量控制器
王　浩^１，２， 刘进军^２， 梅桂华^１
（１． 广东电网公司电力科学研究院， 广东广州５１００８０；
２． 西安交通大学电气工程学院， 陕西西安７１００４９）

摘要： 传统模块化多电平变换器统一电能质量控制器（ＭＭＣ⁃ＵＰＱＣ）的串联变压器采用固定变比结
构，该结构导致ＵＰＱＣ 装置电压暂降补偿深度最大值为固定值，在馈线负荷未达到额定容量时串联
变换器不能输出额定容量来补偿电压暂降。为充分利用串联变换器的容量补偿电压暂降，提出了
新结构的ＭＭＣ⁃ＵＰＱＣ 以提高电压暂降补偿深度。分析了传统及新结构ＭＭＣ⁃ＵＰＱＣ 的电压暂降补
偿能力，并通过仿真研究验证了新结构ＭＭＣ⁃ＵＰＱＣ 的正确性。与传统ＭＭＣ⁃ＵＰＱＣ 相比，新结构
ＭＭＣ⁃ＵＰＱＣ 在保持装置容量不变的前提下，可分段动态调节电压暂降补偿深度，增大各段馈线负
荷容量范围下ＭＭＣ⁃ＵＰＱＣ 装置的电压暂降能力。
关键词： 统一电能质量控制器； 电压暂降； 补偿深度； 模块化多电平变换器

基于ＴＣＳＣ 的混合串补抑制次同步振荡的研究
陈甜妹， 肖湘宁
（华北电力大学电气与电子工程学院， 北京１０２２０６）
摘要： 研究了一种基于可控串补（ＴＣＳＣ）的混合串补（ＨＴＣＳＣ） 抑制次同步振荡的新方法。与三相
ＴＣＳＣ 相比，该方法只在单相上接ＴＣＳＣ，减少了２／３ 的晶闸管数量，降低了成本及控制难度。采用
同步电压反转（ＳＶＲ）控制方法，并设计出主动阻尼控制器。时域仿真结果表明，采用基于ＳＶＲ 方
法的主动阻尼控制器后，ＨＴＣＳＣ 能有效抑制由线路串补度不合理引起的次同步振荡问题，且短路
故障后的电压不平衡度稳态值能满足国家标准的限值要求。
关键词： 混合串补； 次同步振荡； 同步电压反转； 主动阻尼控制器； 电压不平衡度

模型预测控制三相并网变换器的研究
韩金刚， 杨腾飞， 史　宇， 汤天浩
（上海海事大学电气自动化系， 上海２０１３０６）
摘要： 在新能源发电领域，三相电压源型并网变换器的应用越来越广泛。为了提高并网性能，国内
外的学者们提出了各种新型的并网控制策略。模型预测控制策略利用系统的离散时间模型来预测
所有可能的电压矢量下系统下一个采样时刻的输出值，通过评估函数选择出最优的电压矢量。以
传统的三相电压源型变换器为控制对象，提出了一种基于模型预测控制的三相电压源型并网变换
器的控制方法。采用ＤＳＰ２８３３５ 作为控制器，设计了三相电压源型并网变换器的实验平台，分析讨
论了并网电流的稳态与动态性能以及进行无功功率补偿时并网电流的稳态性能。实验结果验证了
模型预测控制在三相并网变换领域的优越性。
关键词： 模型预测控制； 电流控制； 电压源变换器； 并网变换器

一种消除电压尖峰的改进型Ｐｓｅｕｄｏ⁃Ｂｏｏｓｔ 变换器

韩辉辉， 许建平， 陈章勇
（西南交通大学电气工程学院， 四川成都６１００３１）
摘要： Ｐｓｅｕｄｏ⁃Ｂｏｏｓｔ 变换器具有双极性增益，在正负电压输入时，均可得到正极性的输出电压，因此
Ｐｓｅｕｄｏ⁃Ｂｏｏｓｔ 变换器可以作为无桥ＰＦＣ 变换器。然而，在Ｐｓｅｕｄｏ⁃Ｂｏｏｓｔ 变换器开关管关断时刻，
Ｐｓｅｕｄｏ⁃Ｂｏｏｓｔ 变换器的升压电感与谐振电感形成串联支路，引起电感电流跃变，导致严重的电压尖
峰，限制了Ｐｓｅｕｄｏ⁃Ｂｏｏｓｔ 变换器的实际应用。针对这一问题，本文提出了一种改进型Ｐｓｅｕｄｏ⁃Ｂｏｏｓｔ
变换器，通过在谐振电感两端并联一个开关管，避免了Ｐｓｅｕｄｏ⁃Ｂｏｏｓｔ 变换器工作过程中电感串联支
路的出现，消除了电压尖峰。详细分析了工作于临界导电模式的改进型Ｐｓｅｕｄｏ⁃Ｂｏｏｓｔ 变换器的工
作模态及稳态特性。最后，通过实验验证了理论分析的正确性。此外，该方案同样适用于连续模式
和断续模式。
关键词： Ｐｓｅｕｄｏ⁃Ｂｏｏｓｔ 变换器； 临界导电模式； 电感电流； 电压尖峰

锂电池化成双向ＡＣ ／ ＤＣ 变换器研究
张　耀， 陈息坤， 杨　胜
（上海大学机电工程及自动化学院， 上海２０００７２）
摘要： 传统的锂电池化成控制系统造成大量的能源浪费并对电网污染严重。针对此问题，提出了
一种能量受控的双向ＡＣ／ ＤＣ 变换器，该变换器采用改进的电压型ＰＷＭ 整流器与半桥型双向ＤＣ／
ＤＣ 相结合的拓扑结构，以新一代飞思卡尔单片机ＭＰＣ５６０４Ｂ 为核心控制芯片，并运用电压电流双
闭环的控制算法，实现能量的双向流动以及锂电池的恒压、恒流充放电功能。通过实验证明该变换
器基本可以实现充电时网侧功率因数为１ 和放电时功率因数为－１。
关键词： 锂电池； 整流器； 恒压恒流

直流陡脉冲复合电场对脏污变压器油介损的影响
米　彦， 张晏源， 周龙翔， 姚陈果， 李成祥
（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）
摘要： 变压器油是油浸电力变压器内部重要的绝缘介质，其性能优劣对变压器的电气性能和运行
寿命有直接影响。传统的物理化学方法对脏污变压器油的净化效果有限，且难以满足现场在线净
化的需求。直流陡脉冲复合电场在线净化变压器油能够很好地解决上述净油方法的一些不足。本
文以小龙坎变电站运行１７ 年的１１０ｋＶ 电力变压器油为研究对象，基于正交实验方案设计了直流
陡脉冲复合电场的９ 组不同参数组合进行脏污变压器油的净化实验，分析得出了复合电场参数主
次顺序以及一组最优参数组合。接着本文在上述得出的最优参数组合基础上分别采用单一变量法

对脉宽因素和脉冲电压因素进行了研究，并对处理后的变压器油的工频介质损耗因数进行测定，得
出以上因素对直流陡脉冲复合电场净化变压器油效果的影响。
关键词： 直流陡脉冲复合电场； 正交试验； 单一变量法； 净化效果

双馈风力发电机组的两种低电压穿越方案对比分析
欧阳惠， 李培强， 李欣然， 朱　琳， 户龙辉
（湖南大学电气与信息工程学院， 湖南长沙４１００８２）
摘要： 随着风力发电量的急剧增加，新的电网运行准则对并网机组低电压穿越能力提出了更高要
求。本文通过ＤＦＩＧ 的数学模型，分析了Ｃｒｏｗｂａｒ 电阻的合理取值范围，提出了在故障切除前退出
Ｃｒｏｗｂａｒ 电路的低电压控制策略。最后在Ｍａｔｌａｂ／ Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 中建立并网仿真模型，通过仿真探讨了
网侧变流器最大限值电流对低电压主要性能指标直流母线电压的影响，得出合理的限流值能改善
系统自身ＬＶＲＴ 能力的结论；在此基础上，对比转子侧Ｃｒｏｗｂａｒ 电路、Ｃｒｏｗｂａｒ 电路与直流侧卸荷电
路相结合两种低电压实现方案，仿真结果表明后者通过提高Ｃｒｏｗｂａｒ 阻值能够吸收多余的能量，在
抑制定转子侧的暂态浪涌电流和稳定直流母线电压方面较前者更有效。
关键词： 风力发电； 低电压穿越； Ｃｒｏｗｂａｒ 电路； 卸荷电路； 直流母线电压

中国广域范围内风能资源短时间尺度的
时空互补特性调查研究
刘　怡^{１， ２}， 肖立业^{１， ２}， 王海风^３， 戴少涛^{１， ２}， 齐智平^２
（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． 华北电力大学电气与电子工程学院， 北京１０２２０６）
摘要： 风能资源所具有的间歇性和波动性的特性致使风电输出功率具有很大程度的随机性和难以
预测性。将这种大规模的波动电源接入电网会给电力系统安全稳定运行带来诸多不利影响。近些
年来利用广域范围内风能资源时空互补特性平滑大规模风能输出功率波动已引起国内外学者的广
泛关注。中国小时级别及以上时间尺度下的风能资源时空互补性已得到了初步的调查研究，但小
时级别以下时间尺度下的时空互补性有待进一步研究。因此，基于中国气象局提供的气象风速数
据，本文结合各种统计方法和指标调查研究了中国广域范围内风能资源短时间尺度（１ｍｉｎ） 的时空
互补特性。
关键词： 时空互补性； 风电； 波动性； 间隙性； 平滑作用； 分散分布； 短时间尺度

微电网经济低碳调度模型与方法初探

毛晓明^１， 刘文胜^２， 陈　深^１， 吴杰康^１， 郭壮志^１
（１． 广东工业大学自动化学院， 广东广州５１０００６；
２． 内蒙古东部电力有限公司， 内蒙古呼和浩特０１００００）
摘要： 建立微电网经济低碳调度数学模型，综合考虑运行成本和碳排放量，采用理想点法处理多目
标优化问题，利用搜索能力强、寻优速度快的粒子群算法对模型进行求解。以一个３０ 节点的微电
网系统为算例，给出日负荷曲线及风、光发电预测结果，比较采取单目标调度策略和经济低碳综合
调度策略时微电网的运行特性。研究表明经济低碳调度在经济性和环保性两方面实现了平衡，综
合运行效益较优。
关键词： 微电网； 经济运行； 低碳调度

风电场风速分布模型研究综述
李　慧^{１， ２}， 孙宏斌^２， 张　芳^１
（１． 北京信息科技大学自动化学院， 北京１００１９２； ２． 清华大学电机系， 北京１０００８４）
摘要： 风速分布模型是用于风电场资源评估、风电场规划与建设以及发电系统可靠性评估等方面
不可缺少的数学基础。本文主要综述了反映中长周期的风速分布特性的数学模型，如伽马分布、对
数正态分布、瑞利分布、威布尔分布和Ｂｕｒｒ 分布；并以威布尔分布为例，介绍了常用的各种参数估
计方法。文中分析比较了各种方法的优缺点，并对今后风电场风速分布模型的研究进行了展望。
关键词： 风电场； 中长周期； 风速概率分布； 参数估计

计及报装容量阶跃性的中压配电网接线模式研究
徐　晶^１， 李　娟^１， 谢　秦^１， 刘　洪^２， 郭寅昌^２
（１． 天津市电力公司电力经济技术研究院， 天津３０００４０；
２． 智能电网教育部重点实验室（天津大学）， 天津３０００７２）
摘要： 将用户报装容量纳入接线模式研究过程，建立了供电能力“死区” 模型。对用户报装容量概
率分布条件下的线路期望负荷、期望接入用户数进行了分析，并以此为基础提出了计及“ 死区” 影
响的线路负载率、变电站出线间隔利用系数和用户平均占用出线间隔数等指标的计算方法。实际
算例表明，该方法能够有效降低“死区” 造成的不利影响，大幅度提升馈线实际接入能力和电网资
源实际利用率，对提高配电网规划建设的经济性具有较强的指导意义。
关键词： 中压配电网； 接线模式； 供电能力“死区”； 负载率； 出线间隔利用系数； 用户平均占用出
线间隔数

两级式高功率因数ＬＥＤ 照明驱动电源的研究
武　杰， 王春芳， 刘茂盛
（青岛大学自动化工程学院， 山东青岛２６６０７１）
摘要： 针对目前市场上ＬＥＤ 照明驱动电源功率因数低、电流谐波大的问题，介绍了一种改进的两
级式高功率因数ＬＥＤ 照明驱动电源拓扑。该电源的前级采用Ｂｏｏｓｔ 拓扑构成功率因数校正级，后
级采用准谐振反激式拓扑构成ＤＣ／ ＤＣ 功率变换级，两级电路共用一个控制电路，简化了电路结
构。分析了实现功率因数校正的控制原理，给出了主要的设计参数。制作一个额定功率为１２Ｗ 的
实验样机，进行功率因数校正、恒流稳压输出等实验，实验结果证明了该设计方案及控制方法的可
行性与有效性。
关键词： ＬＥＤ 驱动电源； 两级式； 功率因数校正； 反激电路

新型高压侧自供电电源设计与研究
李衍川， 江　和
（福州大学电气工程与自动化学院， 福建福州３５０１０８）
摘要： 分析了高压电场能量收集的原理，建立静电场耦合分布电容模型，并通过实验证明了模型的
参考价值。随后，分析使用整流桥电路进行能量管理时的最佳功率点，并从增大超级电容充电电流
的角度，设计了一种新型的管理电路，即同步电荷提取电路，以获得最佳的能量存储能力。结果证
明存在一个最佳占空比使得收集的能量最大化，从而缩短无线节点在线监测工作周期。
关键词： 能量收集； 同步电荷提取； 最佳占空比； 在线监测