电工电能新技术杂志

电工电能新技术杂志2018年第1期

• 全SiC三相逆变器传导电磁干扰建模与预测

  段卓琳1,2,3,4， 范涛1,3,4， 张栋1,3,4， 温旭辉1,3,4

  三相逆变器中的开关器件快速开关动作产生高的du/dt、di/dt，在系统寄生参数的作用下产生了电磁干扰（EMI），影响系统的可靠运行。相比较Si器件，SiC器件具有很多优势，在三相逆变器系统中得到了越来越多的应用。但是，SiC器件的开关频率更高，开关速度更快，使得其电磁干扰问题也更严重。本文通过对全SiC三相逆变器传导电磁干扰的干扰源及传播路径进行建模，采用时域仿真加快速傅里叶变换（FFT)的方法预测了电源端口处的传导干扰，在10kHz～30MHz的频段范围内，仿真结果与实测结果基本吻合，验证了所建模型的正确性。

• 基于有限元法的高频变压器漏电感和绕组损耗计算与分析

  陈彬1， 李琳1， 刘海军2， 陆振纲2， 王志凯2

  高频变压器绕组结构和排布方式对漏电感与绕组损耗的影响很大，明确不同绕组结构和排布方式对漏电感和绕组损耗的影响，对于高频变压器大规模优化设计至关重要。基于有限元分析方法，本文研究了无交叉换位、部分交叉换位和完全交叉换位方式，以及绕组层数对宽频区间内漏电感、绕组损耗的影响规律。结果表明，导体内高频涡流效应造成漏电感和交流电阻存在频变特性；交叉换位程度越高，漏电感和绕组损耗的降低越明显；控制绕组总匝数保持不变的情况下，降低绕组层数可以显著降低漏电感和绕组损耗。最后提出了高频变压器漏电感和绕组损耗的控制方法，该方法对于高频变压器的优化设计具有一定的指导意义。

• 非接触变压器磁路模型及结构优化

  徐罗那1,2， 杜玉梅1,2， 史黎明1

  非接触变压器是感应电能传输系统中的核心结构，其耦合系数直接影响系统的电能传递效率，因此对其结构优化一直是研究的重点。本文针对一种应用于轨道交通领域的原、副边结构不对称的非接触变压器，根据线性系统的磁场叠加原理，分析了非接触变压器在副边开路和原边开路时其周围的磁场分布，建立了磁路模型，并推导得到原、副边电感及耦合系数的近似计算公式。基于该计算公式对磁路结构进行定性优化，有限元仿真证明了所提磁路模型和参数计算的正确性。在此基础上，利用该磁路模型，优化非接触变压器的结构，提出梯形绕组截面的绕组布置方式，以提高耦合系数；并对原、副边绕组匝数关系进行优化计算，使系统效率最优。根据以上优化，制作非接触变压器实验样机，在48mm气隙下，非接触变压器的耦合系数达到0.45，30kW非接触供电系统在满载时传输效率达到85.3%。

• 基于分时电价的光伏-储能系统容量优化配置

  吴杰， 温晨阳， 李珊， 师庆丹

  针对光伏系统并入配电网和储能装置结合过程中的配置优化问题，根据对光伏日发电预测曲线和配电网分时电价特性的分析，建立经济调度模型；在其基础上通过粒子群算法计算光伏系统的综合运行成本，进而得出加入储能系统成本后的综合费用，根据综合费用确定光伏和储能的最优容量。仿真分析和计算结果表明，合理容量的光伏和储能装置不仅能提高配电网系统运行的经济性，还能缓解系统的功率波动，有一定的削峰填谷效应。

• 低频叠加PWM波复合励磁下磁心损耗的测量与模型

  叶建盈1， 陈为2

  针对功率因数校正电路（PFC）和逆变器等的应用，分析低频和PWM波复合励磁工况下磁心损耗的特点，提出一种可独立控制低频和高频磁通密度分量，并能获得两种分量磁心损耗的测量方案。通过测量该工况下的动态磁滞回线，深入研究了各个高频周期的动态磁滞回线状态，得出了励磁和去磁过程中高频周期内低频和高频损耗分量面积的计算公式，从而实现了低频和高频损耗分量的分离和模型的建立。最后，通过实验验证了模型的准确性。

• 高压开关柜温度场数值分析

  陈荆洲， 杜志叶， 王栋， 任君鹏， 阮江军

  高压开关柜过热是威胁其安全稳定运行的关键因素，准确计算开关柜内部温升很有必要。本文采用Solidworks软件建立开关柜精细3D有限元模型，基于Icepak软件进行温度场和流体场的数值计算和分析。考虑空气对流散热和风扇强迫风冷的因素，通过控制热流路径上的空气网格尺寸和形状，实现了复杂模型温度分布的准确求解。以典型10kV高压开关柜为对象，根据开关柜各个部位的发热量，计算了柜体内的温度分布，计算结果表明断路器模块是开关柜中温度较高的区域，最高温度出现在上动触头处，是开关柜温度监控的关键。对开关柜进行了温升试验，通过对比仿真计算结果和试验结果，验证了仿真计算的准确性。

• 电磁发射中枢轨接触电阻特性研究

  袁瑞敏1,2,3， 袁伟群1,3， 徐伟东1,3， 张东东1,3， 严萍1,3

  在电磁轨道发射技术中，电枢和轨道的接触状态对发射系统的性能和寿命有重要影响。接触电阻是反映接触状态的一个重要指标。为此，建立了炮口电压的电路模型，设计不同充电电压条件下的发射试验，并测量炮口电压、轨道电流、电枢位移。根据电路模型计算出接触电阻和电枢体电阻。计算结果表明：初始阶段，电枢体电阻与接触电阻大小接近；在后半段，电枢体电阻远小于接触电阻。不同充电电压下发射试验的接触电阻曲线具有相同的变化趋势，接触电阻先随着电流的增加而减小，在电流处于平顶区时接触电阻先上升后下降，当电流下降时接触电阻急剧上升。分析讨论后认为，接触压力和温度是决定接触电阻的两个主要因素，而电流大小直接影响电磁压力和温度。

• 基于Akima-LMD和GRNN的短期负荷预测

  邹红波， 伏春林， 喻圣

  传统局域均值分解（LMD）对极值点采用了滑动平均值处理得到局域均值函数和局域包络函数，易造成分解的分量过平滑而影响精度。为了减小过平滑影响，采用Akima插值法代替滑动平均值法处理局域函数来改进LMD算法，针对电力系统负荷序列的非平稳性和非线性，利用改进LMD算法进行序列分解得到若干分量，再利用广义回归神经网络（GRNN）预测各个分量的趋势，叠加各分量趋势得到负荷序列总趋势。GRNN神经网络较传统神经网络训练速度快、精度高，能很好地预测非线性序列。算例分析表明，改进LMD结合GRNN的方法较经验模态分解（EMD）结合GRNN的方法在短期电力负荷预测中有更高的预测精度。

• 多种需求响应和日前小时电价优化促进风电接纳研究

  张艺渊， 江岳文

  随着经济发展，负荷峰谷差越来越大，系统调峰能力不足成为制约风电接纳水平的主要原因之一。价格信号可以引导用户行为，减缓系统调峰压力。本文提出考虑风电不确定性情况下的日前小时电价优化和计及激励型需求响应的风电电力系统调度二层规划模型。利用拉丁超立方抽样生成大量风电场景，采用同步回代法进行场景削减，通过量子粒子群算法对模型求解。算例证明所提模型可以引导用户削峰填谷，并有效促进风电接纳、火电发电成本降低及使用户的效益增加。并比较了不同调度模式、峰谷电价与日前小时电价、风电预测误差及电价型负荷响应用户成本与激励型负荷响应用户报价对调度结果产生的影响。

• 基于系统短期时序状态转移抽样法的孤岛运行微电网可靠性评估

  彭寒梅1,2， 郭颖聪1， 昌玲1， 李帅虎1， 李辉1

  孤岛运行微电网完全利用自身的分布式电源(DG)和储能装置满足微电网内负荷的供电需求，因此有必要对其进行充裕度可靠性评估。本文针对孤岛运行微电网未来短期可靠性具有时变性，及可靠性评估解析法难以获得故障持续时间信息的问题，提出一种孤岛运行微电网短期可靠性评估的模拟法。首先，提出系统短期时序状态转移抽样法，以获得微电网时序系统状态；再建立考虑控制策略的DG装置出力模型，并计及故障解列、孤岛系统切负荷及静态安全约束的影响进行孤岛运行微电网短期可靠性评估，得到包括负荷点平均停电时间在内的短期可靠性指标值。算例系统的短期可靠性评估结果及分析验证了所提方法的正确性和有效性，具有一定的工程应用价值。

• 基于萤火虫算法的TCIPC功率振荡阻尼控制器的设计

  李娟， 王文英

  在研究可控相间功率控制器（TCIPC）基本原理的基础上，分析了电感、电容支路对带TCIPC联络线传输功率的调节作用及TCIPC阻尼系统功率振荡的机理，设计了一种TCIPC功率振荡阻尼控制器，提出了一种混合的萤火虫算法和模式搜索技术（h-FAPS)，该技术综合萤火虫算法的全局搜索能力和模式搜索算法的局部搜索能力，实现了控制器的参数优化。为了解决使用远距离信号可能会影响控制器可靠性的缺点，采用由本地可测量的有功功率信号改进的远程速度偏差信号作为控制器的输入信号。搭建带TCIPC的单机无穷大系统简化模型进行仿真，仿真结果验证了控制器的有效性，该控制器在系统受到干扰后具有良好的阻尼性能，可以起到提高系统稳定性的作用。

• 基于DGA的粗糙集与决策信息融合变压器故障诊断

  李春茂， 周妺末， 袁海满， 高波， 吴广宁

  针对变压器故障特征信息不确定性、冗余性及传统故障诊断手段的单一性问题，本文构建了一种粗糙集与多决策信息融合的变压器故障诊断模型。该方法首先考虑将16种特征气体比值作为故障特征参量，并利用离散化规则与粗糙集知识约简对其进行知识提取，以有效降低特征信息冗余度。其次，将降维后属性集作为BP神经网络、支持向量机以及贝叶斯网络3种单一诊断方法的特征输入，进行故障类型初步判定。最后，利用DS信息融合规则对3种初步判定结果进行决策融合，以获得更为高效的故障判断结论。实例分析表明，该方法有效削弱了冗余特征信息对诊断结果的影响，能够合理解决证据融合冲突，并切实提高了故障识别准确率，其性能明显优于单一诊断方法。

• 《电工电能新技术》2012~2016年载文情况分析

  杜永红， 朱龙琴， 夏静， 林良真， 齐智平， 沈国镠

  以2012—2016年出版的《电工电能新技术》为基础数据，通过对杂志的来稿数量，栏目设置，作者结构，基金论文比，总被引频次，影响因子等情况进行统计分析，进一步了解《电工电能新技术》在5年发展中存在的优势与不足，为更进一步提高杂志的稿件质量和在行业中的学术地位，扩大杂志的影响力提供参考。