电工电能新技术杂志

电工电能新技术杂志2019年第10期

• 西南电网利用低谷时段增量电负荷实现弃水电量消纳的交易机制研究

  姜拓1， 徐飞1， 徐瑞林2， 郝玲3， 刘育明2， 康慧芳3， 魏名山3，陈磊1， 陈群1， 闵勇1

  受限于本地用电量增长速率放缓以及较为严重的省间壁垒，西南电网水电发展目前遇到了较大的弃水困局。为了摆脱弃水困局，一些地区提出了以低价电能培育低谷时段增量电负荷的解决思路。本文延续了这个解决思路，设计了一种利用低谷时段增量电负荷实现弃水电量消纳的交易机制，实现了弃水电量同低谷时段增量电负荷间的资源优化配置。本文提出了交易机制的整体框架，并针对其中的交易模式及交易价格优化机制、交易安全保障机制、交易核算及结算机制进行了具体的设计。

• 基于场景聚类分析的综合能源系统鲁棒运行策略

  刘志欣1， 程林2， 周章1， 万宇翔2， 胡雨时1， 董禹泽1， 张杨1， 韦凌霄1

  清洁可再生能源充分消纳和综合能源高效利用将成为能源业发展趋势，然而可再生能源出力的波动性、跨属性能源调控的间接性，给系统运行策略制定和系统安全运行带来挑战。为避免由于预测误差对电网造成的不良影响，需要设计合理的运行策略，以保证综合能源系统的正常运行。为此，本文提出了一种基于场景聚类分析的综合能源系统鲁棒运行策略。首先建立了综合能源系统中各类能源转化设备数学模型以及光伏出力预测误差概率模型，通过场景聚类分析方法形成多种光伏的随机出力场景，并进一步建立了双层鲁棒优化模型，实现含有分布式光伏电站的综合能源系统的安全稳定运行。

• 控制系统对两端MMC-HVDC系统小信号稳定性的影响

  王燕宁， 郭春义， 王烨

  基于模块化多电平换流器的高压直流输电(MMC?HVDC)系统的小信号稳定性研究可为工程设计及参数选择提供一定理论指导，而控制系统是影响MMC?HVDC系统稳定性的关键因素。本文针对两端MMC?HVDC系统，同时考虑了MMC的内部谐波动态特性及整流站和逆变站之间的相互作用关系，在MATLAB中建立了其小信号模型，并与PSCAD/EMTDC中详细电磁暂态模型进行对比，验证了模型的正确性。然后基于所建立的小信号模型，采用特征根及参与因子分析方法，研究了整流侧与逆变侧MMC系统的电流矢量控制(VCC)、环流抑制控制(CCSC)及锁相环(PLL)参数对系统小信号稳定性的影响。最后获得了可以保证系统稳定运行的控制系统参数的可行域，并揭示了易导致系统振荡甚至失稳的关键控制参数及对应主导模态特征。该工作可为MMC?HVDC工程的控制系统参数设计提供有价值的理论指导，同时为分析系统失稳原因提供了思路。

• 一种提高变流器效率的无刷直流电机速度控制策略

  郑碧凝1， 李新旻1， 张国政1， 史婷娜2， 夏长亮1,2

  针对直流链采用小电容的无刷直流电机系统，以减少开关管动作次数，有效提高变流器效率为目标，提出了一种新型控制策略。该策略根据电机运行工况调整电容供电区间，当电机运行在非额定工况时能够避免直流链开关管不必要的斩波。此外，在电容供电区间，单独控制直流链开关管斩波来实现直流链输入电压和电机转速的同时调节，进一步减少了变流器开关管动作次数。对无刷直流电机平稳运行时的导通两相线电压平均值进行了推导，并在一套无刷直流电机系统上进行实验，实验结果证明了本文提出方法的有效性。

• 内置式永磁同步电机电流相角自适应弱磁控制

  李涛， 谷鑫， 李新旻， 王志强， 张国政

  在内置式永磁同步电机电压反馈法弱磁控制中，传统电流相角法弱磁控制存在动态性能差、转矩波动较大的问题。本文从稳态和暂态两方面分析，阐述了传统算法导致上述问题的原因，提出一种基于电流相角的自适应弱磁控制策略。通过小信号分析，将电压幅值对电流相角求导，推导出自适应增益值，对电流相角实现在线调节。实验结果表明，采用所提出弱磁控制策略有效地抑制了弱磁区d轴电流和转矩波动，提高了直流母线电压的利用率。

• 单相PWM整流器纹波电压前馈控制策略研究

  袁义生1,2， 毛凯翔1， 梅相龙1， 文午2

  传统单相PWM整流器的控制器设计中存在输出电压动态响应和输入电流谐波失真两个矛盾因素。将负载电流引入电流环控制，可以提高输出电压动态特性，但会导致输入电流畸变率增大。本文提出了一种纹波电压前馈控制策略，并通过二次纹波分离和纹波包络检波法，实现了对输出纹波电压峰值检测。针对其中纹波电压峰值变化周期慢的特点，提出了纹波电压前馈预测控制方案。最后，通过AC120V输入/DC220V输出/功率2kW的仿真模型和实验样机对比测试表明，所提出的纹波电压前馈策略在投载下比负载电流前馈策略输入电流畸变率降低了5?1%，验证了所提出方法的有效性和正确性。

• 波动载荷作用下弓网滑动电接触接触失效研究

  张继华， 张海洲， 陈忠华， 回立川， 党伟

  弓网滑动电接触接触失效判定对机车安全运行与进一步提速有重要意义。笔者立足于实际的机车运行工况，利用自行设计的弓网滑动电接触实验机做弓网滑动电接触失效研究实验，实验研究不同波动载荷、速度和电流条件下载流稳定系数的变化规律，并进行相应的理论分析。根据载流稳定系数失效判据，获得不同工况下保持可靠接触的临界条件。通过实验数据并运用梯度下降与模拟退火算法训练模糊推理系统，建立波动载荷、速度、电流和载流稳定系数之间的关系模型。通过模型可判断机车运行时弓网滑动电接触是否处于接触失效状态。

• 锂离子电池热失控早期预警研究进展

  廖正海1,2， 张国强1,2

  锂离子电池具有能量密度高、循环寿命长、环境友好、无记忆效应等优点。作为电动乘用车、便携式电子设备、分布式储能等领域的核心部件，锂离子电池在遭遇机械滥用、电滥用、热滥用时，极易发展成为热失控，对其安全性产生极大威胁。为提高锂离子电池抗热失控风险能力，在符合出厂安全检测指标前提下，在其应用场景内引入热失控早期预警机制，在以锂离子电池为动力的应用系统安全管理中具有非常重要的实用价值。本文对现有的锂离子电池热失控早期预警技术研究进展进行了综述总结，并对锂离子电池热失控早期预警技术及其故障预测准确度的改进策略进行了展望，旨在对未来提升锂离子电池安全可靠性提供指导意义。

• 锂离子电容器的建模及参数辨识方法

  姜俊杰1,2， 陈昕彤1,3， 张熊1,2， 宋爽1,2， 孙现众1,2， 霍群海1,2， 韩立博1， 韦统振1,2， 邹敏敏3， 马衍伟1,2

  本文分析了锂离子电容器的一种建模及参数辨识方法，首先对锂离子电容器的工作机理进行了分析；然后根据锂离子电容器的正负极特性的不同，分别对其正极和负极单独建模，再由正负极模型得到锂离子电容器的总模型结构；随后讨论了锂离子电容器模型的参数辨识方法，先采用参比电极测出单电极的充放电曲线，再根据实验曲线并结合电路模型的工作原理，推导出参数的辨识方法；最后结合实验数据和仿真，验证了所建立的模型结构的准确性。

• 一种新的异步电机离线参数辨识方法

  杨景明1,2， 杨波1,2， 王亚超1,2， 李明煜1,2

  针对传统离线参数辨识中存在易受干扰及误差累计等问题，提出一种新的异步电机离线参数辨识方法。该辨识方法采用折息递推算法，克服了传统递推最小二乘法存在的“数据饱和”问题；选择能够充分激励系统的伪随机序列作为输入信号，提高系统的抗干扰性。仿真分析和实验结果表明，参数辨识结果与设置的电机参数之间的误差均在3%以内，且通过折息递推方法得到的参数辨识结果相比于传统单相实验的辨识结果更稳定，证明了该辨识方法的实用性。