电工技术学报杂志

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电工技术学报杂志 北大期刊 CSCD期刊 统计源期刊

Transactions of China Electrotechnical Society

  • 11-2188/TM 国内刊号
  • 1000-6753 国际刊号
  • 3.2 影响因子
  • 1-3个月下单 审稿周期
电工技术学报是中国电工技术学会主办的一本学术期刊,主要刊载该领域内的原创性研究论文、综述和评论等。杂志于1986年创刊,目前已被上海图书馆馆藏、北大期刊(中国人文社会科学期刊)等知名数据库收录,是中国科学技术协会主管的国家重点学术期刊之一。电工技术学报在学术界享有很高的声誉和影响力,该期刊发表的文章具有较高的学术水平和实践价值,为读者提供更多的实践案例和行业信息,得到了广大读者的广泛关注和引用。
栏目设置:大容量电力电子装置技术与应用专题、电工理论、电机及其系统、电力电子、高电压与放电

电工技术学报 2017年第17期杂志 文档列表

电工技术学报杂志电力系统及其自动化
基于改进DFT的电力系统同步相量测量算法研究1-10

摘要:离散傅里叶变换(DFT)在相同条件下,具有运算效率高、易于嵌入等优点,被广泛应用于电力系统同步相量测量中.但由于非同步采样及频域离散化问题的存在,DFT在进行相量测量时会出现频谱泄露和栅栏效应,使得计算结果产生误差.针对这一问题,推导了DFT在非同步采样情况的相角误差方程,利用相角差对信号频率进行跟踪测量,得到精度较高的频率值.据此,提出了基于改进DFT的同步相量测量方法,利用跟踪所得频率将DFT结果分为整数部分和分数部分,并通过等效替换对分数部分进行了修正.经仿真实验证明,该方法具备较高的抗干扰能力和测量精度,整体效果较传统算法有了很大的提升.在此基础上,利用TMS320F2812设计了一个同步相量测量装置(PMU)硬件系统,通过该系统实现了频率、幅值和相角的准确测量.

基于故障分量的孤岛微电网保护11-20

摘要:摘要微电网孤岛运行时的故障特性与并网情况有所区别,且与微电源的控制策略紧密联系,因而需要对孤岛微电网的保护进行具体的研究.根据U/f控制及PQ控制微电源在故障穿越下的故障模型,分析了不同故障类型时的输出电流特性,并对微电网中不同线路故障时各母线及馈线的相位特征进行分析,提出利用母线正序电压故障分量和各馈线正序电流故障分量的相位特征实现故障定位的孤岛微电网保护方案.最后,在PSCAD/EMTDC中建立了仿真模型,结果验证了该保护原理的正确性.

基于改进形态滤波器和弧长差分序列的微电网电能质量扰动定位与识别21-34

摘要:针对强噪声背景下微电网电能信号扰动定位和识别困难的问题,提出一种基于改进形态滤波器和弧长差分序列的扰动定位与识别方法.首先,将交替混合形态滤波器中的膨胀和腐蚀函数改进为均值膨胀和均值腐蚀函数,再对电能扰动信号进行滤波.然后,在分析扰动波形变化规律和三个典型扰动算例的基础上,定义并计算滤波后扰动信号的弧长差分序列.最后,利用弧长差分序列定位准确扰动时间,从弧长差分序列和滤波后信号中提取幅值特征和波峰特征,输入到已定义识别规则的扰动识别器,实现扰动识别.仿真试验和实际微电网数据试验结果表明,该方法能够精确定位和识别混入不同强度噪声的5种单一扰动和3种复合扰动,适用于实际微电网电能信号扰动的定位与识别.

基于多测点正序电压相关性与典型模式匹配寻优的电压暂降源定位35-46

摘要:为解决故障类型和过渡电阻对电压暂降源定位结果的影响,提出了一种基于多测点正序电压相关性与典型模式匹配寻优的电压暂降源定位方法.该方法首先采用多个测点故障前后的正序电压变化量作为特征量构建故障模式,采用欧式距离测度和Spearman秩相关系数定义模式之间的相似度.在各支路中点预设故障形成典型模式群,此后将测点正序电压量测量构成的待识别模式与典型模式群进行相似匹配,根据相似度将典型模式聚类为多个子群,将相似度最大的子群所对应的线路组成初选故障线路集,缩小定位搜索空间.最后建立最优估计模型,以相似度最大为目标函数,以初选故障线路集中的故障线路号及故障距离为优化变量,寻找最优匹配的故障模式,利用自适应粒子群优化算法对模型进行求解,确定故障线路和故障位置.采用IEEE30和:IEEE33节点系统验证了该方法的可行性和有效性,结果表明该方法能有效克服故障类型和过渡电阻对电压暂降源定位的影响,定位精度高.

基于储能型模块化多电平系统的多时间尺度控制策略47-56

摘要:将模块化多电平变换器作为电池储能装置的并网变换器,可在平抑新能源输出功率波动的同时实现储能装置的直接并网,降低了系统成本.对于大规模电池储能装置而言,如何延长其使用寿命一直是学术界和工业界的研究热点.基于此,提出了一种适用于储能型模块化多电平系统的多时间尺度控制方法.根据不同的时间尺度划分,可将整体控制分为三层,并为每层控制设定了各自的控制目标.在该控制方式下,仅需估算每个电池组的相对健康程度,即可确定各子模块的输出功率,进而改善电池组的健康状况,使其趋于一致,延长储能系统的使用寿命.最后通过Matlab仿真和实验验证了该控制方法的有效性和可行性.

考虑柔性直流落点约束的最优主动解列断面搜索算法57-66

摘要:当电力系统遭受严重扰动后,主动解列策略是防止灾害性大停电事故积极而有效的手段,其核心内容是搜索最优解列断面,通常理解为是一种含约束的组合优化问题.提出了一种基于谱聚类的考虑柔性直流落点约束的最优主动解列断面搜索算法,该方法通过谱聚类算法将电力系统的最优解列断面搜索问题映射为图的分割问题进行求解,直接求取最优解且计算速度较快;以最小有功潮流冲击为目标函数,最小化解列后系统潮流的改变提高了孤岛系统的暂态稳定性;考虑了基于电压源换流器的高压直流输电(VSC-HVDC)的终端落点作为约束条件,将VSC-HVDC的终端置于不同孤岛内可实现孤岛间功率的交换,降低了系统整体恢复稳定的成本.最后通过IEEE10机39节点系统以及厦门系统实际算例的仿真验证,证明了该方法的有效性和快速性.

考虑风电相依结构的虚拟发电厂内部资源随机调度策略67-74

摘要:虚拟发电厂运行机制的研究能够为需求侧分布式电源接入电网提供技术支撑,而可中断负荷是需求响应的重要形式之一,可以缓解新能源引起的波动,促进其消纳.将含可中断负荷、风电场和常规机组的电力系统视为虚拟发电厂,并对其进行优化调度.为提高风功率概率分析的准确性,引入Gumbel-Copula描述风电功率相关性,建立联合出力模型.结合需求侧可中断负荷的调峰特性,将可中断负荷加以中断时间、中断次数及中断容量等约束,与常规机组协同运行.通过基于差分进化策略的改进入侵杂草算法对算例进行求解,并与其他两种虚拟发电厂调度策略对比,结果表明该策略可减少总运行成本,同时增加风电消纳、降低风功率剩余.

基于预测控制的含风电滚动优化调度75-83

摘要:在预测控制理论的基础上建立了含风电的滚动优化调度模型,将常规火电机组、风电机组的有功出力视为预测控制的状态量,常规火电机组的出力调整量视为输入量,以状态空间的形式描述状态量和输入量之间的关系.通过对目标函数和约束条件进行状态空间转换,使滚动调度问题转变为矩阵形式的优化问题,建立了一种多机组多预测时段的滚动优化调度数学模型.并根据矩阵的特性对目标函数进行了化简,使优化问题转换为二次规划形式,推导了全矩阵约束时的内点法增量矩阵,便于应用内点法进行模型求解.此外,还对滚动优化的决策稳定性问题进行了理论分析.仿真算例表明,相比传统的单时刻优化,基于预测控制的含风电滚动优化模型在整体优化水平和调度决策前瞻性方面具有优势.

风电/制氢/燃料电池/超级电容器混合系统控制策略84-94

摘要:风能的波动性及间歇性致使传统风力机出力不可控,即出力曲线与负荷调度曲线不一致.本文构造了一种风电/制氢/燃料电池/超级电容器耦合于直流母线的结构.针对风电/制氢/燃料电池/超级电容器混合系统10种运行模式,提出了一种能量管理策略,确保在各个控制单元的作用下,能量协调流动于混合系统各子单元之间.此能量管理策略不仅使混合系统出力可控,而且提高了风能利用率,平抑了直流母线电压波动,平滑了上网功率.PSCAD/EMTDC仿真结果验证了风电/制氢/燃料电池/超级电容器混合系统控制策略的有效性.

基于液态金属自收缩效应的故障电流触发器95-101

摘要:随着舰船电力系统容量增大,系统短路电流水平急剧上升,传统电磁脱扣保护装置难以满足现代舰船电力系统快速保护需求.提出了一种液态金属型故障电流触发器,利用液态金属GalnSn在短路电流条件下的自收缩效应产生弧压作为动作信号,具有反应速度快、可靠性高、可自恢复等优点.搭建了液态金属型故障电流触发器弧前特性试验平台,设计了额定1kA的装置样机,进行了温升及弧前特性试验.试验结果表明:液态金属型故障电流触发器额定1kA通流条件下电极温升仅为43K,其稳态通流能力主要受电磁力作用约束;液态金属型故障电流触发器弧前时间与di/dt近似呈反比关系,当电流上升率为10.3A/μs时,触发器弧前时间为1.09ms.液态金属型故障电流触发器可作为混合型限流断路器的短路电流检测装置,对提高装置可靠性、实现快速限流具有重要意义.

一种新型限流式高压直流断路器拓扑102-110

摘要:首先简要回顾了直流断路器的国内外研究现状及优缺点,在此基础上提出了一种带有限流功能的高压直流断路器拓扑.该拓扑采用绝缘栅双极晶体管(IGBT)作为主开关器件,具有断路、限流等功能,并具有通态损耗小、关断电流大、电压等级高的优点;可灵活配置支路数量以调节每个支路的工作电流及故障下的限流效果,进而避免或减少大容量场合下IGBT的直接并联.PSCAD/EMTDC环境下的仿真结果表明该断路器具有良好的限流、断路性能,故障电流上升率及峰值相比于现有方案得以明显降低,验证了理论分析的正确性和方案的可行性.

多频率同步的电流互感器Hn-ave估计方法111-118

摘要:针对电流互感器频率响应特性传统测试方法存在的工作量大、测试周期长的不足,提出-种多频率同步的电流互感器Hn-ave估计方法.该方法以多频率同步信号作为激励源,采用移位相关法减小相关函数波形衰减.在不增加样本长度的基础上通过增加互功率谱计算结果的数量,抑制输入输出通道中零均值高斯白噪声对频率响应函数估计结果的影响,实现电流互感器的频率响应函数的准确估计.仿真和实际测量实验结果验证了该测量方法的有效性和可行性.

电工技术学报杂志电机与电器
表贴式轴向磁通永磁电机齿顶漏磁的分析计算119-126

摘要:分数槽绕组轴向磁通永磁(AFPM)电机的齿顶漏磁较大.在利用等效磁路计算程序调试电机设计方案时,需要准确计算漏磁系数,而准确计算漏磁系数的前提是准确计算齿顶漏磁系数.根据轴向磁通永磁电机磁通路径的分布特点,针对定子齿和磁极不同的相对位置,给出了不同位置角时的齿顶漏磁解析公式.为了验证解析公式的正确性,以一台电机的设计方案为例,采用解析法和有限元法分别计算漏磁系数,结果表明解析计算结果和有限元计算结果具有较好的一致性.最后给出了齿顶漏磁与电机极数之间的关系,为电机设计和优化提供了参考.

异形永磁体圆柱型直线电机的优化设计127-134

摘要:为了进一步提高直线电机的推力密度,结合异形永磁体圆柱型直线电机(T-CLM)和传统Halbach结构提出了异形永磁体Halbach阵列圆柱型直线电机(TH-CLM).建立了异形永磁体Halbach阵列圆柱型直线电机的磁路分析模型,研究了异形永磁体的异形角对电机磁场和推力的影响,得到了推力密度最大时的永磁体角度.对比分析了异形永磁体结构的两种圆柱型直线电机的推力密度,结果表明异形永磁体Halbach阵列圆柱型直线电机增强了电机的气隙磁通密度,具有更高的推力密度,并与传统的圆柱型直线电机进行了比较,验证了异形永磁体结构圆柱型直线电机在推力密度方面具有一定的优势.

永磁同步电机传动系统电流环非线性自抗扰控制器的设计与稳定性分析135-143

摘要:高性能永磁同步电机伺服系统要求有快速响应的电流内环以保证系统的高动态性能,传统PI调节器容易出现超调及振荡调整过程.为实现对高性能永磁同步电机伺服系统电流环的精确控制,采用自抗扰控制器代替传统PI调节器,将电流环中电动势项和定子电阻压降项作为内部扰动量,其他未知扰动作为外部扰动量,设计了电流环非线性自抗扰控制器.与传统PI调节器相比,自抗扰控制器可以对系统内外部扰动量进行实时观测补偿,具有更好的系统抗扰动能力,可以更迅速、精确地跟随电流指令;为避免因控制器参数选取不合适而引起的电流环周期振荡,采用描述函数法对非线性自抗扰控制器取不同参数时电流环的稳定性进行了分析.通过仿真和实验验证了控制器设计的有效性.

罩极式电动机转矩波动分析与抑制方法研究144-155

摘要:采用双旋转磁场理论对罩极式电动机定子产生的磁动势进行分析,得到了罩极式电动机的等效电路;推导了气隙旋转磁场和转子电流的数学表达式,进而得到了电动机电磁转矩的数学表达式,结果表明电磁转矩中包含二倍频振动转矩分量.对罩极式电动机的实际转矩波动进行了检测,验证了上述理论的正确性.根据罩极式电动机转矩波动的产生机理和变化规律,提出了一种基于峰谷互补原理的转矩波动抑制方法,研制出了低转矩波动罩极式电动机样机.最后搭建实验平台对电动机样机的转矩波动进行了测试,结果表明其二倍频振动转矩分量能够得到有效消减,验证了所提出的抑制方法的科学性.

基于深度自编码网络模型的风电机组齿轮箱故障检测156-163

摘要:为了实现风机齿轮箱的故障检测分析,提出一种基于风电机组齿轮箱的数据采集与监视控制(SCADA)数据和振动信号的深度自编码网络模型.该模型作为一种典型的深度学习方法,通过逐层智能学习初始样本特征,可以获取数据蕴含的规则与分布特征形成更加抽象的高层表示.首先,利用限制性坡尔兹曼机对网络参数进行预训练和反向传播算法对参数进行调优,建立深度自编码网络模型.然后,通过对齿轮箱的状态变量进行编码和解码,计算重构误差并将其作为齿轮箱的状态检测量.为了有效检测重构误差的趋势变化,选用自适应阈值作为风机齿轮箱故障检测的决策准则.最后,利用对齿轮箱故障前、后记录的数据进行仿真分析,结果验证了深度自编码网络学习方法对齿轮箱故障检测的有效性.

改进漏感电动势法计算换位线棒股线电流及环流损耗164-171

摘要:针对大型水轮发电机定子绕组换位线棒股线电流及环流损耗的计算问题,提出了一种解析计算方法——改进漏感电动势法,解决了现有计算定子换位线棒股线电流分布及环流损耗的漏感电动势法(又称漏感电势法)中存在的漏磁场假设不合理、电路约束不完整以及忽略了股线的实际换位路径等问题.将定子线棒中的每根股线看成由股线电阻和漏感电动势组成,分别给出了槽部漏感电动势和端部漏感电动势的计算方法.以一台140MW大型水轮发电机为例,采用改进漏感电动势法计算360°全换位和不足换位时的每根股线的电流分布,进而求解定子线棒的环流损耗.通过解析计算结果与实验测量结果对比表明,改进漏感电动势法计算的电流分布及环流损耗值与实验测量值基本一致,验证了解析法的正确性.