电工电能新技术杂志

电工电能新技术杂志2020年第8期

• 储能驱动用双转子感应电机结构参数分析

  王培龙1,2， 史黎明1

  储能驱动用双转子感应电机可利用主动转子惯量进行储能，通过主动转子与从动转子之间的电磁耦合，完成主动转子机械能到从动转子机械能的直接传递，实现惯性负载的瞬时加速。本文介绍了双转子感应电机的特殊结构和运行原理，利用有限元法分析了这种新型电机的励磁极数、励磁线圈匝数、从动转子形式等关键结构参数与电机瞬时输出转矩、输出功率等性能之间的关系，为双转子感应电机的瞬态性能优化提供了理论依据。最后，基于分析结果设计了一台工程样机并进行了实验，验证了理论分析的正确性。

• 采用少量样本的开关磁阻电机磁链SVM建模与分析

  谢勇军， 赵世伟， 程小华

  开关磁阻电机（SRM）中磁链ψ是转子位置θ 和绕组电流i的二元非线性函数，常基于ψ-θ-i关系数据建立磁链的数值模型，但ψ-θ-i关系数据测量成本高。本文基于支持向量机（SVM）算法从少量ψ-θ-i关系数据中建立开关磁阻电机的磁链模型。通过改变训练集均匀采样的步长，发现若电角度采样步长超过14°，模型预测误差约增加50%；电流较小时，模型预测误差随着采样步长的增大先迅速增加后在某一值附近震荡。训练集确定后，采用原始的ψ-θ-i数据训练SVM所得磁链模型，在磁链值较小的区域，预测值的相对误差最大值超过200%。针对误差产生的原因，本文提出一种非线性映射，用于处理训练样本。采用预处理后的样本训练SVM所得模型，在磁链值较小区域预测值的相对误差小于3?5%。为进一步提高最终模型的精度，本文将由原始数据训练所得模型和由映射后数据训练所得模型集成得到最终模型。本文的方案削弱了训练样本的减少对磁链模型精度的影响，使磁链模型预测的相对误差明显减小。

• 基于模型预测控制的开关磁阻电机转矩脉动抑制方法研究

  杨文浩1， 苟斌1， 雷渝1,2， 宋潇潇1， 王军1

  针对开关磁阻电机（SRM）调速系统提出了一种基于模型预测控制的转矩脉动抑制方法。通过SRM的基本结构和数学模型，分析了其调速控制系统转矩脉动产生机理。基于模型预测控制的基本原理，建立了SRM非线性模型；使用建立的数学模型根据前一时刻和当前时刻的状态量、实时采样的定子绕组相电流和转子位置以及母线电压得到下一时刻的电机转矩值，建立基于转矩脉动大小的目标函数；通过决定功率变换器上下管工作状态的待选序列，结合目标函数得到一个最优的控制序列；并将该控制序列对应的状态值用于SRM预测控制系统中，实现对电机转矩脉动的抑制。仿真和实验结果表明本文提出的调速控制方法对SRM具有较好的调节效果，转矩脉动得到抑制，验证了所提方法的正确性和有效性。

• 单相四柱试验变压器铁心磁化曲线等效与直流偏磁分析

  王泽忠， 李明洋， 李冰， 宣梦真， 刘恪

  在单相四柱式自耦变压器试验平台上，开展了空载及负载直流偏磁试验，基于试验数据分析了试验变压器直流偏磁后的电流、谐波、无功功率的变化规律。基于硅钢片接缝结构和空载试验数据得到2种不同的铁心磁化曲线模型，以提高电流的计算精度，并对比分析了不同的磁化曲线在计算无直流偏磁和有直流偏磁下的空载电流的区别。基于场路耦合模型，仿真分析了变压器负载直流偏磁下的磁场分布。研究方法及结论为试验变压器后续的直流偏磁下的温升研究奠定了基础。

• 考虑最小弃风的风电场接入容量与位置优化方法

  孙珂1， 孟健1， 程林2， 王智冬1

  本文提出一种考虑最小弃风的风电场接入电网的位置和容量的优化方法。该方法首先考虑风电场出力波动特性，建立风电场出力多状态模型，并在此基础之上，提出基于蒙特卡洛模拟法的风电场弃风概率及风电场期望弃风容量指标计算方法，最终提出考虑最小弃风的风电场接入电网的位置和容量的优化方法。本方法从可靠性角度出发，可充分考虑电网对风电的接纳能力，以风电场最小弃风为目标对风电场接入电网的位置和容量进行优化，得到的风电场接入方案可以使电网更大限度接纳风电，有效提高新能源利用效率。

• 孤岛微网中VSG并联运行功率精确分配控制策略

  周宁博1， 叶佳卓1， 邓双喜1， 樊承阳1， 罗盎捷2， 周朝霞1

  孤岛微网中，使用VSG控制策略控制逆变器，可以有效增加系统惯性与阻尼，提高孤岛微网系统稳定性。多VSG并联运行时不能按下垂系数精确分配无功功率。针对此问题，本文提出了一种基于分布式二次控制器的电压补偿策略。通过分布式二次控制器获取各VSG无功功率值，根据所需无功功率大小，自适应调整VSG定子电抗值，间接控制逆变器无功出力实际值，达到无功功率精确分配的目标。此控制策略不需要线路阻抗信息，在网络通讯故障的情况下仍具有较强鲁棒性，且在实际应用中可降低对通信网络带宽需求。同时给出了并联运行VSG参数匹配方法。最后在Matlab/Simulink中搭建了三台VSG并联仿真模型，仿真结果验证了所提控制策略的有效性和可行性。

• 针对光照强度快速变化的改进INC算法

  许立斌， 程若发， 杨嘉静， 刘聘凭

  在光照强度快速变化下，传统MPPT算法跟踪效果差，并具有跟踪精度低、稳态振荡率大、响应速度慢以及跟踪过程中功率损失大的缺点。本文提出一种改进INC算法，在光照强度快速上升时，利用能够避免误判的变步长INC算法跟踪最大功率点；在光照强度快速下降时，利用负载曲线与I-V特性曲线，快速跟踪最大功率点。仿真结果表明，此算法在光强快速变化下响应速度快，是传统INC算法的9倍；跟踪精度高达99?593%，比传统INC算法提高了9?113%。

• 基于聚类的电网低压台区用电画像方法研究

  时珊珊1， 田英杰1， 金瑞杨2， 张灏宇2， 袁志昌3， 宋洁2， 苏运1

  对用电对象进行用电特征分析在电力系统的电力调度、负荷预测、安全性评估等方面具有重要意义。目前的用电特征分析多集中在对用户用电画像方法的研究。低压台区是电网用电中的重要维度，对低压台区进行用电特征分析同样不可或缺。台区用电画像可以帮助电网快速准确地把握台区的负荷特性和用电模式，对挖掘台区用电数据信息并对不同的业务场景进行指导具有重要意义。本文针对台区日冻结量和96点功率数据，提出了台区用电特征标签提取方法并形成标签系统，然后基于聚类技术对获得的台区标签进行聚类分析得到台区画像。最后，本文基于上海市181个台区的用电数据进行案例分析，得到台区用电标签和画像。

• 基于逆变回馈装置的城市轨道交通分布式无功补偿方案研究

  张戬1， 刘炜1， 谢文君1， 李由1， 赵佳微1， 何俊文2

  逆变回馈装置在城市轨道交通供电系统得到广泛应用。其可兼顾一定无功补偿功能，但存在控制策略不明确的问题。为了节省系统投资，增加现有装置利用率，研究了基于逆变回馈装置的分布式综合无功补偿的策略。该策略考虑了逆变回馈装置的工作制，根据供电系统结构及行车计划等，推导出公共连接点的全日功率因数，并根据给定的目标功率因数值求解得到无功功率补偿差额。建立了以SVG容量最小为目标的线性规划模型，求解得出非运营时段各逆变回馈装置的无功补偿出力策略及主变电所SVG安装容量。对某地铁实例进行分析，与集中式无功补偿相比，分布式无功补偿下主所SVG安装容量可显著减少。该策略对城市轨道交通的设计和运营有一定指导意义。