电工电能新技术杂志

电工电能新技术杂志2020年第5期

• 感应电能传输系统耦合机构输出功率的分析和控制

  姜龙斌1,2,3， 史黎明1,2，范满义1,2，张发聪1,2,3， 殷正刚1,2

  由于制造工艺等原因，感应电能传输系统（IPT）耦合机构的原边和副边线圈的自谐振频率可能不同，通常在耦合机构的副边采用可控整流器通过实施阻抗变换使耦合机构工作于高效率状态。但是当耦合机构工作于原边或副边线圈自谐振频率时，耦合机构保持高效率运行时的最大输出功率将受到严重制约。本文提出将耦合机构工作频率设置在原边线圈和副边线圈自谐振频率之间的一个最佳频率点，可有效提高耦合机构保持高效率运行时的最大输出功率。首先推导了耦合机构原、副边线圈自谐振频率相同和不同时耦合机构高效率运行时的最大输出功率表达式，分析了耦合机构输出功率较低的原因。然后，分析了提高耦合机构输出功率的方法，推导出了耦合机构高效率运行时获得最大输出功率的工作频率点。结果表明，与原边谐振相比，采用本文所提出的开关频率计算方法，耦合机构的最大输出功率提升了92.5%。

• 基于桨距角控制的双馈风机参与电网二次调频控制策略研究

  刘柳， 王德林， 杨仁杰， 宋文峰， 杨丰波， 张俊武， 康积涛

  单独依靠常规电源的热备用难以有效平抑大规模风电的功率波动，要求风电机组主动参与自动发电控制（AGC）是电力系统稳定运行的重要保证。为解决此问题，本文提出了一种基于桨距角控制的双馈风机（DFIG）参与电网二次调频控制策略。通过分析风机的特性，确定了考虑桨距角变化的最优转速功率追踪控制；通过引入风电场控制信号改进传统桨距角机构，并在此基础上进一步提出了双馈风机参与电网二次调频综合控制方案。仿真结果表明，在所提控制方案下，风机利用其可控的二次调频能力，有效地降低了严重的负荷扰动下系统频率的变化率，并实现了间歇式新能源的优先调度。

• 一种考虑热扩散和热耦合的IGBT模块热阻抗模型

  何怡刚， 张钟韬， 刘嘉诚， 赵明， 李晨晨

  针对传统热等效电路模型对IGBT模块结温计算误差较大的问题，提出一种基于传热研究的IGBT模块等效热阻抗模型。通过对IGBT模块内部传热研究，以热流密度变化规律确定热扩散角，由此计算出热网络参数并建立改进的单芯片Cauer网络等效电路模型。然后在此基础上，考虑多芯片之间的热耦合效应，计算出自热热阻和耦合热阻并建立IGBT模块热阻抗矩阵，利用线性叠加原理可对各芯片的结温进行预测计算。最后，将等效热阻抗模型计算出的结温与有限元仿真值进行比较，验证了该模型的有效性与准确性。

• 两种简化Preisach模型静态特性的对比分析及评估

  李伊玲1， 李琳1， 刘任1， 韩钰2， 刘洋2

  简化Preisach模型以其精度高、运算速度快的优点而被广泛运用于电力设备的磁滞及损耗特性模拟。本文针对现有两种不同的简化Preisach模型，分别从磁滞回线模拟精度、损耗求解精度、计算速度三方面对其进行了对比分析与综合评价。通过实验及仿真表明，Ragusa提出的简化Preisach模型（模型1）在考虑可逆磁化分量后（模型1认为磁化过程分为可逆磁化与不可逆磁化两部分），其在低磁密下的磁滞回线模拟有一定的改善，但高磁密下无明显改善，而损耗计算的全局平均误差则由12?34%下降至9?57%。考虑可逆磁化分量的模型1比Naidu提出的简化Preisach模型（模型2）在磁滞回线模拟精度上略有提高，而在损耗计算精度上，模型1与模型2的全局平均误差分别为9?57%、7?81%。在求解速度上，模型1由于包含复杂的积分而明显慢于模型2。因此综合考虑，建议在磁性材料的磁滞及损耗特性模拟等方面选用模型2。

• 基于阻抗网络分析法的含双馈风电场桂林电网次同步振荡风险评估

  李凌1， 卓毅鑫1， 崔长江1， 武传涛2， 随权2, 梁振成1， 张翌晖3， 林湘宁2

  本文采用阻抗网络分析法探究了大规模风电并入桂林网区诱发次同步振荡的潜在风险。首先，针对桂林网区复杂网架结构，提出了一种适用于复杂系统分析的阻抗网络分析法，并根据双馈风机的电气特性建立了频域阻抗模型。在此基础上，结合桂林网区电网结构与线路参数，对正常运行与防冰预案两种运行方式进行阻抗分析。最后，基于PSCAD时域仿真平台，对阻抗分析结果进行验证。结果表明，在正常运行方式下，桂林网区几乎不存在发生次同步振荡的风险；而在防冰预案运行方式下，桂林网区出现次同步振荡的风险较高。

• 基于IPSO-LSVM的短期负荷预测方法

  程志友1,2，丁柏宏1， 余国晓1

  传统基于支持向量机(SVM)的短期负荷预测模型存在着输入变量不易确定以及模型参数难以最优化的问题。针对这两个缺点，本文提出了一种基于IPSO-LSVM的短期负荷预测方法。首先引入LASSO回归筛选SVM预测模型中的滞后负荷，将筛选结果和其余影响因素作为SVM预测模型中的输入变量，建立LASSO与SVM的耦合模型（LSVM）；然后采用IPSO算法对LSVM预测模型中的参数进行优化，提高预测结果的准确性和稳定性；最后采用优化后的模型进行预测。算例分析表明，IPSO优化LSVM的方法能够有效提高短期负荷预测的精度。

• 波浪发电系统功率控制方法综述

  刘华兵1,2，彭爱武1,2，赵凌志1,2，

  波浪发电是利用清洁可再生海洋能源的有效手段，由于波浪能量不稳定且比较分散，导致波浪发电系统的能量转换效率较低，制约了波浪发电技术的发展。因此，采取一定的功率控制方法使波浪发电系统充分利用波浪资源、提高波浪能转换效率是十分必要的。本文介绍了波浪发电功率控制的经典理论——幅值相位控制和复共轭控制，对近几年国内外提出的各种功率控制方法进行分类总结，阐述了功率控制研究的发展趋势：波浪预测和智能控制是未来的研究热点，考虑到未来大规模的阵列波浪发电装置并网问题，有必要研究功率控制目标与其他控制目标结合的多目标优化控制问题。

• 基于AMIST的复合电能质量扰动检测

  程志友1,2，吴吉2， 刘荡荡2， 陈亮2

  针对S变换在分析电网中的非平稳复合电能质量扰动时存在检测精度不理想的问题，提出一种自适应改进不完全S变换电能质量扰动检测方法。通过引入自适应窗口调节因子调整高斯窗函数的尺度，满足不同电能质量扰动对时频分辨率的不同需求。首先利用多尺度极大值算法提取复合电能质量扰动事件的特征频率；然后定义残差差分曲线放大电能质量扰动突变局部，获取脉冲数并以此为依据结合特征频率自适应确定窗口调节因子；最后对特征频率局部进行变换处理实现信号的自适应检测。仿真实验和实测信号分析表明，提出的自适应改进不完全S变换方法抗噪性强、运算复杂度小、检测精度高，适用于电能质量扰动信号的时频分析。

• 综合能源服务水平评价的ANP方法

  迟福建1， 葛磊蛟2， 汪宇倩2， 何平1， 王哲1， 李桂鑫1

  综合能源服务是电网企业未来业务转型的重要方向。针对综合能源服务水平影响因素多而定量分析难的问题，本文中提出了一种基于网络层次分析法(ANP)的综合能源服务水平综合评估方法。首先，从管理水平、经济效益、运营效果、社会影响、可持续发展水平5个方面构建了综合能源服务水平综合评价指标体系，共包含5个一级指标和16个二级指标；其次，为实现综合评价，选用ANP方法求解所提出的综合能源服务水平评价指标的对应权重；最后，通过典型案例分析，获知综合能源服务水平综合评估过程中，经济效益和运营效果为一级指标中的关键因素，二级指标中的能源转换效率、网络综合损耗程度、用户舒适度和地区经济影响水平是重要指标，以期为未来综合能源服务提供商的运营和发展提供借鉴。