专业治疗白癜风医院 http://www.kstejiao.com/

《电工技术学报》是中国电工技术学会主办的电气工程领域综合性学术期刊，报道基础理论研究、工程应用等方面具有国际和国内领先水平的学术及科研成果。中国工程院院士马伟明任《学报》编委会主任，兼《学报》主编。

电工理论

基于Energetic模型的机械应力作用下电工钢片磁滞特性模拟

作者：陈昊；李琳；刘洋

摘要：准确模拟电工钢片在机械应力作用下的磁滞特性是电工装备铁心优化设计的关键技术。该文首先基于原始Energetic磁滞模型，在电工钢片的总能量密度中引入由机械应力引起的能量密度附加项；其次，根据能量平衡原理，采用场分离技术实现能量密度分量向磁场分量的转换；然后，考虑Energetic磁滞模型中各参数对机械应力的依赖性，利用场叠加原理建立一种机械应力作用下的电工钢片磁滞模型。

最后，以晶粒取向硅钢片为例，基于取向硅钢片在不同压缩和拉伸应力下的磁滞回线实验数据，采用粒子群优化算法对所提模型参数进行辨识，从而揭示了模型参数对机械应力的依赖关系，并在此基础上分析了机械应力对取向硅钢片矫顽力、磁滞损耗密度以及剩磁的影响规律。对比仿真和实验结果，验证了所提模拟方法的准确性。

电-磁-机-声多场边界下的超磁致伸缩Ⅳ型弯张换能器设计方法

作者：宁倩；李桥；高兵；赵能桐；罗安

摘要：超磁致伸缩Ⅳ型弯张换能器是实现大功率低频水下声波发射的有效途径，在水下远距离探测、水声通信等领域具有广阔的应用前景。

该文提出一种综合考虑材料电磁参数极限、空化边界条件以及最大主应力边界条件的大功率低频超磁致伸缩Ⅳ型弯张电声换能器优化设计方法。首先，根据超磁致伸缩材料的电磁参数极限确定振子棒材数量以及磁回路结构；然后，以频率、声源级为优化目标，机械壳体主要结构参数作为优化变量，结合有限元仿真构建基于Box-Behnken法的响应面模型，并把空化边界条件以及最大主应力边界条件作为优化方案的判据，最终得到优化的壳体结构参数；最后，基于优化设计方案，研制了一款超磁致伸缩Ⅳ型弯张换能器样机，并搭建了湖试实验平台。

实验测试结果表明，在40m水深下，研制的换能器样机谐振频率为Hz，最大声源级达到dB，验证了设计方法的可行性与准确性。

电机及其系统

高速永磁屏蔽电机摩擦损耗分析与计算

作者：张文校；胡岩；曹力；卓亮；刘爱民

摘要：基于D流体场模型和有限元体积法，针对高速永磁屏蔽电机进行转子表面介质摩擦损耗计算和敏感性因素分析，研究转子转速、介质轴向流速、屏蔽套表面粗糙度对气隙内介质摩擦损耗的影响规律。

基于一台额定转速r/min的电机结构，对半径比为0.～0.90的窄气隙泰勒-库埃特-泊肃叶（TCP）流进行仿真分析，得到摩擦阻力系数与水轴向流速、转子转速的关系，并采用非线性拟合的方法得出不同轴向流速和转子转速的摩擦损耗系数经验公式。随后，搭建试验平台测量摩擦损耗，对比试验测得与仿真求得的摩擦损耗大小以及数值仿真与经验公式计算的摩擦损耗系数，误差在5%范围内，满足工程要求，验证了数值仿真分析和经验公式的准确性。

轴向磁通无铁心永磁电机多层矩形扁线绕组涡流损耗解析计算及优化

作者：王晓光；尹浩；余仁伟

摘要：轴向磁通无铁心永磁电机的定子为无铁心结构，采用扁线绕制的定子绕组盘，具有槽满率高、平整度好、加工简单等特点。但是相对于圆形导线，矩形扁线具有截面积较大、涡流损耗大的缺点，导致电机损耗偏高、效率偏低。

该文根据轴向无铁心电机磁场的三维分布特性，针对矩形扁线涡流损耗分布不均匀的特点，推导了定子无铁心扁线绕组特有的涡流损耗快速计算方法。在此基础上，基于涡流损耗的产生机理并以绕组铜耗最小为优化目标，建立了扁线绕组最优参数的求解公式。采用三维有限元软件仿真及样机测试的方法，验证了涡流损耗解析计算方法的有效性和准确性。结果表明，该文提出的涡流损耗计算公式以及导线参数优化方法可以实现扁线绕组的低损耗及电机的高效率，所得结论可为轴向无铁心电机定子绕组的设计及优化提供理论依据。

表贴式永磁同步电机预测转矩控制的无权重代价函数设计方法

作者：苗轶如；宋鹏云；吕铭晟；刘晓；黄守道

摘要：永磁同步电机（PMSM）模型预测转矩控制的代价函数中转矩与磁链具有不同的量纲，需要合理整定各自的权重系数，实现控制性能的优化。

为此，该文在构建PMSM离散数学模型的基础上，首先将转矩误差与磁链误差表达式映射至两相静止坐标系下，分别等价为电压矢量终点到直线和到圆的距离表达式，两者因具有相同的量纲，可直接叠加构成该文所提代价函数，省去了权重系数的选取流程。然后将备选电压矢量依次代入代价函数，选取使代价函数最小的最优电压矢量作为下一控制周期的电压输入。

最后建立仿真模型与实验平台，对该文所提无权重代价函数设计方法与其他PMSM预测转矩控制方法的稳态与动态性能进行比较，结果表明，所提方法具有良好的控制性能。

主动电磁轴承-柔性转子系统振动位移的高精度跟踪和估计方法

作者：李翁衡；祝长生

摘要：工作在弯曲临界转速区的主动电磁轴承（AMBs）-柔性转子系统不能通过简单的几何关系从传感器位置的转子振动得到转子上目标位置的振动。为了实现转子系统的振动位移跟踪和估计，针对Luenberger状态观测器的观测滞后和观测器匹配条件难以满足等问题，基于二阶导数构建辅助输出，提出一种未知输入观测器（UIO）的柔性转子振动位移的高精度跟踪和估计方法。

首先建立AMBs-柔性转子系统的动力学模型，阐述了Luenberger状态观测器获取转子系统振动位移的方法和滞后的不足；然后推导了基于二阶导数构建辅助输出的UIO，通过跟踪特性对比分析了UIO的优点，研究了模态可观性问题；最后在AMB-多盘柔性转子系统上进行了仿真和试验验证。结果表明，所提出的UIO能在0～r/min包括刚体和一阶弯曲临界转速的全转速范围内准确地跟踪系统输出信号，并可高精度地估计转子在目标位置的振动位移。

基于电感扰动的三相横向磁通永磁电机参数辨识与估算位置偏差修正

作者：苏有成；陈志辉

摘要：三相横向磁通永磁电机采用无位置传感器控制时，和永磁同步电机类似，位置偏差主要受到模型参数误差以及逆变器非线性等因素影响。该文依据估计直轴电流为0时的位置偏差方程，提出一种稳态工况下注入电感扰动的参数辨识方法以修正位置误差。该方法通过对观测器所用电感值施加扰动，构建非线性方程组，采用列文伯格-马夸特法求解，实现电感及永磁体磁链的准确辨识，并将辨识结果应用到观测器中，从而改善了无位置传感器运行的位置精度。仿真与实验结果验证了该方法的可行性与有效性。

考虑功率分配的混合供电型开绕组永磁同步电机过调制算法

作者：柯伟煌；孙丹；马志豪；年珩；赵建勇

摘要：针对混合供电型开绕组永磁同步电机系统因功率分配约束难以执行过调制的问题，提出一种考虑功率分配的新型过调制方法。首先分析了传统过调制方法对系统功率平衡的影响，定义了有功电压调制度，使过调制区在考虑功率分配的情况下得到更清晰的界定。为了平衡过调制区的功率分配以及保障不同调制区的平滑切换，基于重新界定的过调制区分别提出定子电压矢量和有功电压的过调制方法。实验结果验证了所提新型过调制方法的有效性和优越性。

表嵌式交替极永磁电机拓扑演化及气隙磁场调制效应研究

作者：李亚；周庆林；丁石川；李伟；杭俊

摘要：与传统表贴式永磁（SPM）电机相比，交替极永磁（CPM）电机部分磁极被转子铁心极替代，因此具有相对较高的永磁体利用率，且具有与SPM相媲美的转矩输出能力。该文对CPM电机拓扑演化规律进行分析，总结CPM电机不同永磁结构下的磁极特征。在此基础上，量化分析不同永磁结构下CPM电机气隙磁通密度调制谐波的转矩贡献，揭示不同永磁结构对CPM电机气隙磁场调制效应的影响规律。制作了一台CPM样机并进行了样机试验，验证了理论分析与仿真的可靠性。

独立励磁直流发电系统的广义预测电压控制策略

作者：夏宇航；王宇；陈凯；张成糕

摘要：车载/机载电源系统对直流发电机的电压动态特性提出了要求。该文提出一种基于负载励磁映射关系的广义预测电压控制方法，替代传统的电压环PI调节器，以提高系统在负载扰动下的电压回复动态性能。采用增量式预测输出结合负载电流反馈的控制结构，经过负载励磁拟合函数得到励磁电流指令值。构建控制系统离散域下的传递函数，进行稳定性与系统抗负载扰动能力分析，考察控制参数与系统参数对控制性能的影响。

实验证明，所提控制方案在系统负载突加和突卸情况下能够有效地抑制低电压与过电压，使系统平滑地过渡到稳态，拥有较快的动态响应速度。

电力电子

基于刚性检测的电力电子系统自适应仿真算法

作者：虞竹珺；赵争鸣；施博辰；许涵；贾圣钰

摘要：高性能仿真工具对电力电子系统的设计分析具有重要的支撑作用，而考虑杂散参数对装置可靠性的影响、实施参数扫描来辅助优化设计是目前仿真应用的重要趋势。但是，考虑杂散参数后，系统的数学性质更加复杂多变，可能在刚性和非刚性之间发生转变，此时仅使用单一的前向或者后向算法都不能达到最优仿真效率，给仿真解算带来挑战。

离散状态事件驱动（DSED）仿真框架可以实现对电力电子系统的准确高效解算，相较于商业仿真软件具有明显优势。但现有的DSED框架无法对系统的数学性质进行自动识别，应对上述复杂场景时仿真效率仍然有较大提升空间。为此，该文深入分析不同数值算法的效率最优场景，提出一种自适应的数值算法切换策略。

该方法构造一种额外计算成本较小的判据，实现对系统刚性程度的自动检测以及不同数值积分算法的平滑切换，在仿真全过程中始终选择更优的积分方法，从而提升整体求解效率。所提策略应用于一台10kV-2MW四端口电力电子变压器的高频振荡现象分析中，在同等精度的前提下，仿真总体速度相较于原有DSED仿真框架提升了约4倍，进而验证了所提方法的准确性和有效性。

中点钳位型三电平逆变器基于调制波分解的调制策略

作者：王金平；刘斌；董浩；姜卫东

摘要：对于中点钳位型三电平逆变器（NPCTLI），一般通过单调制波与双载波相比较的方式产生脉冲序列，即基于载波的脉宽调制（CBPWM）。然而，该方法在高调制度低功率因数条件下中点电位（NPV）会出现三倍频波动。

针对此问题，该文介绍一种简便的调制波分解方法，并以无条件实现NPV平衡的虚拟空间矢量脉宽调制（VSVPWM）为例说明该方法的可行性。在此基础上，提出一种可同时实现NPV平衡和开关损耗降低的调制策略。该调制策略具有四种模式，因此，将其命名为FM_VSVPWM。此外，对比了FM_VSVPWM与CBPWM、VSVPWM的调制性能。最后，通过实验验证了FM_VSVPWM的有效性和优越性。

基于直接功率控制的双有源桥暂态直流偏置抑制策略

作者：刘子薇；孙兆龙；刘宝龙；郑伟

摘要：电压模式下双有源桥变换器在输入电压改变或负载突变时，会在变压器一次侧产生暂态直流偏置电流，从而导致电感电流峰值过大、变压器磁心饱和等问题。该文提出一种改进的三移相（ITPS）控制策略，用以消除双有源桥（DAB）暂态直流偏置电流。ITPS控制策略首先通过电感电流有效值优化策略确定稳态过程移相比，建立DAB直接功率控制模型。

当DAB运行模式改变时，通过在过渡过程中增加一个暂态周期，调节开关管在暂态周期中的占空比，以维持变压器的伏秒平衡，抑制暂态偏置电流，使系统在一个周期内可以快速达到稳态。该策略将DAB的稳态性能与动态性能的优化相结合，在保证对电流有效值优化的同时，能实现快速的暂态响应。仿真及实验结果表明，ITPS策略在不同稳态和暂态工况下都具有优越性能，具有一定的工程应用价值。

电力系统与综合能源

提升低压直流配电稳定性的时滞模型预测附加控制

作者：庄莹；裴玮；刘子奇；邓卫

摘要：针对由低压多端直流系统中接入的可再生能源和直流负荷不确定性波动引起的系统直流电压波动、越限甚至跌落、振荡发散等电压稳定问题，提出一种主从控制下提高直流配电系统稳定性的时滞模型预测附加控制策略。

首先，针对系统通信网络存在延时的情况，搭建了相应的系统时滞预测模型；然后，在此预测模型基础上，附加控制策略以系统直流电压波动最小和最小附加调节指令为目标，实现以最小出力平抑不确定扰动下系统直流电压的波动，进一步分析了通信延时对系统稳定性及附加控制策略性能的影响；最后，通过三端低压直流系统进行仿真和算例分析，结果表明，所提出的时滞模型预测附加控制策略能很好地平抑多端直流系统受不确定扰动带来的电压波动问题，提高系统稳定性，具有较好的鲁棒性。

基于模型预测控制的直流微电网虚拟惯性优化方法

作者：赵书强；王慧；田娜；孟建辉；王琛等

摘要：为了提高直流电压的稳定性、动态特性以及安全性，提出一种基于预测模型控制的直流微电网虚拟惯性滚动优化方法。

首先，建立含虚拟惯性控制单元的直流微电网线性离散模型，用以预测系统输出量的未来趋势。其次，设计模型预测控制器：以直流电压跟踪误差、虚拟惯性系数两者的加权二次方和最小为目标，希望直流电压维持稳定并且惯性响应的强度不要太大；以直流电压及其变化率限制为约束，防止因动态电压超过安全阈值而导致切机、切负荷甚至系统崩溃问题；在每个采样时刻，求解各控制单元的虚拟惯性系数并将其输出，从而实现虚拟惯性的优化控制。同时，通过控制性能分析，给出控制器主要参数的选取原则。

最后，通过负荷突变、风速随机波动等典型工况下的硬件在环测试，验证了所提方法的可行性和有效性。

基于特征交叉机制和误差补偿的风力发电功率短期预测

作者：刘雨佳；樊艳芳；白雪岩；宋雨露；郝瑞鑫

摘要：为提高短期风电功率预测精度，首先在卷积神经网络（CNN）-长短期记忆（LSTM）网络模型的基础上，引入特征交叉（FC）机制，对风电场数据集进行相关性分析并交叉组合，增加特征维度，加强非线性特征学习，挖掘隐藏关联，提高训练精度，构建形成FC-CNN-LSTM预测模型；然后，将该预测模型在风电预测中产生的误差值作为训练数据，训练生成误差补偿模型，利用该模型计算结果对风电预测数据进行补偿，进一步提高预测精度；最后，通过仿真验证该方法具有较高的预测精度，且相比传统预测模型，在分钟级超短期尺度上的预测性能具有显著优势。

计及多重热惯性特征的区域综合能源系统可靠性评估

作者：张帅；刘文霞；张艺伟；吴瀚清；万海洋

摘要：为提高区域综合能源系统可靠性评估的精度与效率，并从可靠性角度分析多能互补机理并量化对可靠性影响，该文提出一种考虑多能互补与多重热惯性的区域综合能源系统序贯模拟可靠性评估方法。

首先，构建热电联产机组典型结构，分析热电联产机组正常运行、降电供热、降额供电及系统停运等运行状态，基于马尔科夫链建立热电联产机组的四状态可靠性模型；然后，分析热源起动惯性、热网传输惯性及建筑热惯性对系统可靠性的影响，基于差异化能流建模思想提出稳态的运行优化模型与考虑多重热惯性的动态最优切负荷模型，分别以运行经济性和等效失负荷量为目标建立优化模型；最后，计及用户舒适度特性对热网失负荷指标进行修正，采用序贯蒙特卡洛模拟实现对区域综合能源系统的可靠性评估。

仿真验证了该方法的有效性，并深入分析了热电联产机组四状态可靠性模型、多能互补及热惯性对系统可靠性的影响，通过对比其他算法，以及采用更大系统验证所提方法的有效性，为系统规划设计提供参考。

考虑物理-信息-交通网耦合的配电网多时段动态供电恢复策略

作者：朱晓荣；司羽

摘要：信息通信技术的发展实现了配电网的可观可控，但当配电网受到严重灾害影响而导致大停电时，配电终端设备的有效性亦会对供电恢复产生影响。为此，提出一种考虑物理-信息-交通网耦合的配电网多时段动态供电恢复策略。

首先，为保证负荷的可靠恢复，该策略深入探讨信息网与配电网的耦合关系对负荷恢复的影响；其次，为最大限度地恢复负荷，考虑移动储能系统（MESS）的功率支撑作用，动态优化MESS配置节点；接着，在MESS调度过程中计及交通道路和车流量的影响，选择Floyd算法获得最短路径，实现MESS与分布式能源的时空协同供电；最后，算例研究验证了所提策略的有效性和优越性。

去碳化导向的轨道交通与新能源融合发展—形态模式、解决方案和使/赋能技术

作者：陈冲；贾利民；赵天宇；金成日；吴命利

摘要：该文以轨道交通能源供给去碳化为导向，以构建绿色、弹性、自洽和可持续发展的轨道交通能源系统为目标，尝试探索轨道交通用能需求与可再生能源资源禀赋适配的轨道交通能源供给去碳化技术路径和系统模式。

首先，回顾国内外轨道交通既有的牵引供电制式、存在问题、研究方向与典型案例；其次，以可再生能源利用主线，系统阐述轨道交通能源绿色化的场景、模式与演进形态；然后，提出涵盖典型场景技术架构、组分优化配置原则、协同运行控制方法、能量调度管控策略、分层式管控设计的轨道交通与新能源融合系统解决方案；最后，概述支撑轨道交通与新能源融合发展的关键使/赋能技术。

高电压与放电

直流GIS/GIL中驱赶电极与微粒陷阱的协同抑制作用及优化设计方法

作者：胡智莹；耿秋钰；魏来；常亚楠；李庆民

摘要：直流气体绝缘组合电器和封闭输电线路中的运动金属微粒是造成绝缘故障的重要原因，采用驱赶电极可使微粒朝远离绝缘子的方向运动，与微粒陷阱配合使用可显著提高微粒的捕获概率。

该文首先建立微粒与驱赶电极的碰撞动力学模型，发现受驱赶电极作用的微粒落点具有强集中性，进而考虑电场畸变特性与微粒落点分布对驱赶电极的结构参数进行了优化设计。进一步以微粒陷阱的捕获概率优化为目标，提出驱赶电极与微粒陷阱的协同布置策略，相较于无驱赶电极时，陷阱布置在驱赶电极下微粒集中落点位置时的捕获概率提升了20%。同时，考虑驱赶电极对陷阱中微粒入射角的影响，提出驱赶电极与微粒陷阱结构参数的协同优化方法，增加了微粒在陷阱内碰撞次数，提高了微粒陷阱的捕获概率。

具体结果表明，当驱赶电极倾角为8°、陷阱倾角为50°时，微粒陷阱的捕获概率最高，可达69.8%。通过搭建包含驱赶电极与微粒陷阱的实验平台，验证了协同布置策略与参数优化方法的有效性。所提出的驱赶电极与微粒陷阱的协同设计方法适用于不同尺寸的直流气体绝缘装备，可为实际工程的微粒有效抑制提供指导。

光电离对天然酯绝缘油流注放电影响规律

作者：李向荣；王飞鹏；黄正勇；王强；李剑

摘要：利用紫外吸收剂调控天然酯绝缘油流注放电的光电离行为，对正负极性流注发光通道轴向长度（速度）、发光照度及流注分支中温度分布等开展定量评估，以解析光电离对流注放电的影响规律。

在25mm针-板电极系统及相近的雷电冲击击穿电压和击穿时间下，流注发光和流注分支的超高速观测结果表明：流注发光通道主要沿针-板电极轴向发展并呈近似直线形态，而流注分支则以树枝形态发展；流注发光通道沿轴向速度可从1～2km/s激增至5～10km/s，并以近似直线方式贯穿油隙～4次，而流注分支轴向发展速度则均保持在0.5～2.4km/s；整体来看，正、负极性流注的光照度均可高达lx，但正极性流注的平均发光照度略高于负极性流注。

流注发光通道演变行为表明，发光通道中的光电离呈现为明显的“先激励，再电离”的分级光电离特征；当光电离被紫外吸收剂抑制后，流注趋于产生更多径向发展分支，并因此导致流注轴向停止长度缩短1～mm。此外，抑制光电离导致流注通道内最高温度上升约74～K，在流注分支通道内产生了更多的高温热点，促进流注形成更多径向分支。

分析结果证明，由于抑制光电离削弱了流注分支头部区域的轴向电场强度，从而抑制了流注头部的电子雪崩行为，因此降低了流注分支沿轴向发展速率。

基于虚拟通道延拓的局部放电信号压缩采样方法

作者：赵仕策；赵洪山；曲岳晗；马利波；任惠

摘要：针对局部放电信号频域非带限且要求采样频率过高而引发的电路参数与性能矛盾，提出一种基于虚拟通道延拓的局部放电信号压缩采样方法，利用压缩感知并行测量来降低采样频率。通过在采样电路中实现虚拟通道延拓，降低了并行测量通道数，优化了压缩采样电路结构。

为了使测量通道参数适合局部放电信号特征，提出了基于非相干性延拓的三值观测矩阵设计算法，包括引入自相干正则项和利用时序加窗差值的变步长梯度下降法来降低参数相干性。最后，将观测矩阵用于虚拟通道延拓电路，实现局部放电信号的压缩采样。结果表明，文中的压缩采样方法将采样频率降低至1.6MHz，利用多通道测量将整体采样频率和数据量分别压缩至48%和14%，将实际并行测量通道数优化至12条。

该文的压缩采样方法降低了传感设备的元器件参数要求和电路结构复杂度，达到了电力设备局部放电信号在线监测的需求。

#科技情报局#

转载请注明:http://www.aideyishus.com/lkzp/6752.html