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 2018年第23期杂志 文档列表

电工技术学报杂志电机与电器
低速运行时异步驱动转速自适应观测器稳定性分析与设计5391-5401

摘要:尽管全阶观测器广泛应用于异步电驱动系统进行速度观测,但其稳定性问题,尤其是低速再生模式下的稳定性问题一直没有得到很好的解决,制约着无速度传感器系统的低速运行性能。该文在建立转速自适应观测器传递函数的基础上,对其不稳定问题的成因进行了揭示,并对其不稳定区域进行了量化界定。为改进转速自适应观测器的低速性能,提出一种误差加权自适应律设计方案。该方案直接将励磁电流分量误差引入到转速自适应律中,并通过权重系数的合理设计获得了较好的低速运行特性。根轨迹分析表明了所提方案的低速稳定性,而且对比研究表明,该方案具有更好的阻尼特性和收敛过程。4 kW异步电机仿真和实验验证了该文所提方案的有效性,同时也验证了理论分析的正确性。

一种笼型转子无刷双馈电机的磁链观测方法5402-5409

摘要:由于没有电刷和集电环,无刷双馈电机运行可靠,维护成本低廉,因而在风电领域具有广阔的应用前景。在现有的无刷双馈电机的各种控制方法中,定子功率绕组和控制绕组磁链的观测都是必须的。当需要其中一个绕组的磁链在另外一个定子绕组静止坐标系的表达式时,两个静止坐标系之间的坐标变换成为必然,但在实际系统中该坐标变换实现起来十分困难。该文提出一种笼型转子无刷双馈电机在任意一个定子绕组静止坐标系观测另外一个定子绕组磁链的方法,该方法简单且不需要坐标变换,因此易于在实际系统中实现。仿真和实验结果表明,该方法观测结果比较准确,可以满足实验系统对于动态性能的需求。所提方法同样适用于绕线型转子无刷双馈电机。

计及互感影响的四相开关磁阻电机测试线圈转子位置检测研究5410-5417

摘要:针对测试线圈用于四相开关磁阻电机(SRM)转子位置检测时互感对角度估算的影响,提出一种转子位置检测方法。首先分析相绕组对测试线圈的互感、测试线圈之间的互感对测试线圈电感不对称性的影响以及对基于测试线圈电感对称性进行位置解码的特征值交截法和阈值比较法的影响。在此基础上提出电机起动阶段采用两相测试线圈初始定位,起动后采用单相测试线圈进行四相SRM转子位置检测的工作原理,该方法可以有效消除测试线圈间互感对位置检测精度的影响。最后通过仿真和实验进行验证,证明了所提方法的正确性和可行性。

IPMSM动态电感辨识方法及转子位置估计误差补偿策略5418-5426

摘要:在低速和零速条件下,通常采用旋转高频电压注入法来实现对内置式永磁同步电动机(IPMSM)的无传感器控制。然而d、q轴磁路之间交叉饱和效应的存在,会给IPMSM无传感器控制系统带来转子位置估计误差,并且该误差与d、q轴动态电感以及交叉饱和动态电感有关。为了克服磁路饱和与交叉饱和效应对动态电感及转子位置估计的影响,该文提出相应的分步动态电感辨识方法和转子位置估计误差补偿策略。在采用d轴高频电压注入法离线获得电感比例系数的基础上,将基于旋转高频电压注入的动态电感辨识算法应用于IPMSM无传感器控制中,可在线实现不同工作点处动态电感的辨识以及转子位置估计误差的计算与补偿。最后通过实验对该文提出的动态电感辨识方法和转子位置估计误差补偿策略的可行性和有效性进行了验证。

高温超导运动磁场电磁Halbach初级结构直线感应磁悬浮电机5427-5434

摘要:提出一种高温超导运动磁场电磁Halbach初级结构的直线感应磁悬浮电机,该电机通过在初级高温超导电磁Halbach绕组中通入三相交变电流产生运动的交变磁场,与其在次级导体中感应出的涡流磁场相互作用产生悬浮力和推进力。介绍了该电机的结构和原理,利用矢量磁位和边界条件对电磁Halbach阵列所产生的磁场进行解析计算,得到电机各部分磁通密度的表达式,建立电机的数学模型。通过研究分析,设计制造了一台铜绕组样机进行相关实验研究,验证解析计算的合理性。

铁心表面局部磁特性检测系统设计与实现5435-5441

摘要:电机定子铁心轭部、变压器铁心T型结合部存在大量旋转磁通,旋转磁化产生的损耗大于交变损耗,准确测量铁心局部区域的旋转磁化特性是研究旋转损耗的前提和基础。该文搭建了铁心表面局部磁通密度B信号和磁场强度H信号磁特性检测系统,设计并制作了B-H矢量传感器。该传感器由一对B探针和一个高精度霍尔元件组成,其中B探针的测量精度由标准线圈测试实验进行校准。基于LabVIEW虚拟仪器编写了采集B信号和H信号的计算机程序,并以一台单相变压器铁心模型为例,测量了铁心拐角区域两个垂直方向的B信号和H信号,分析了铁心的旋转磁化特性,为进一步降低铁心损耗,实现铁心结构优化设计提供了有效的实验测试方法。

基于球谐函数的动量球定子磁场分析5442-5448

摘要:提出一种新的圆柱形定子线圈空间磁场解析法。在双多面体结构动量球中,缠绕成圆柱形的空心定子线圈按照一定规律分布在定子球壳的表面。首先,将通电线圈等效为圆柱形永磁体,进而利用尺寸等效获得圆锥形永磁体模型,并获得线圈电流与永磁体剩余磁化强度之间的关系。然后,通过求解气隙中标量磁位满足的拉普拉斯方程,得到气隙中磁场的球谐函数描述。最后,通过分析有限元仿真结果和实验结果,可知径向磁通密度解析结果在表达定子磁场方面的准确性较高。

智能电磁接触器自抗扰电流模型预测控制5449-5458

摘要:基于线圈电流闭环控制的智能接触器受到广泛认可,为解决其抗机械扰动和差拍延时控制问题,提出一种自抗扰电流模型预测控制策略。分析线圈电流闭环的扰动机理,探讨不同线圈电压、不同的铁心分离速度对电流上升斜率的影响。分析结果表明,线圈两端电压为零时,线圈电流上升斜率的异常变化与铁心运动速度呈正向关系,由电流上升斜率能够反推铁心的运动状态。建立无差拍的电流数值求解模型,引入感应电动势补偿项,预测下一周期的线圈电流,消除数字控制延时;引入二次型评价函数进行滚动优化,求解最优占空比及开关函数,使接触器受扰动时开关函数为零,自动进入零线圈电压状态观测线圈电流斜率的异常变化,在铁心分离初期自主调节电流设定,从而抑制扰动冲击,接触器吸持状态具有自抗扰能力;该文提出的控制策略同时兼顾稳定吸持时的线圈电流静态误差、纹波,谐波含量低。仿真及实验验证了该控制策略的有效性,提高了智能接触器在新能源领域运行时的吸持稳定性。

电工技术学报杂志电力电子
转速负反馈在伺服系统机械谐振抑制中的应用研究5459-5469

摘要:伺服电机驱动系统中的弹性连接装置会引发机械谐振。该文提出基于转速负反馈的机械谐振抑制方法,该方法将转速中包含谐振频率的频率分量反馈补偿给电磁转矩处,使得系统阻尼系数增大的同时能够保证系统动态响应性能。并给出参数设计方法,首先利用负载转速/电磁转矩间传递函数、负载转速/给定转速间传递函数分析反馈系数对机械谐振抑制效果的影响,为了得到最优控制性能,提出利用权衡系数对反馈系数进行评估,权衡抑制效果和系统整体响应性能而得出反馈系数最优取值范围;利用转速增量与输出电磁转矩增量的相位关系,得出滤波时间常数取值范围与轴系刚度系数和谐振频率的定量关系,证明了转速负反馈抑制方法对负载惯量变化的鲁棒性,为该方法工程应用提供理论指导。仿真与实验研究表明按照该文提出的参数设计方法设计的转速负反馈能有效抑制机械谐振,该方法对负载惯量变化具有强鲁棒性。

基于七电平有源中点钳位型双PWM变流器的同步电机矢量控制系统5470-5483

摘要:有源中点钳位型(ANPC)多电平变流器是一种新型的变流器。该文首先介绍七电平有源中点钳位型(ANPC-7L)双PWM变流器同步电机矢量控制系统的结构及变流器控制问题;然后研究系统的预充电问题,提出一种分段同步的预充电控制策略;并对ANPC-7L变流器在不平衡电网下的PWM整流控制策略及同步电机矢量控制策略进行研究。在一台380 V/5 kW的ANPC-7L双PWM变流器样机上取得的实验结果表明该文所提算法是有效的。

基于内模原理的并网逆变器双模PI控制5484-5495

摘要:并网逆变器是分布式发电系统与电网之间的重要接口,其输出电能质量直接关系到电网的可靠运行。为抑制逆变器引入电网的谐波,该文针对并网逆变器周期性信号的精确控制问题开展研究,结合常规PI控制器以及内模原理控制器的优点,将奇、偶次谐波内模作为积分环节并取代常规PI控制中的积分器,构造出基于内模原理的双模PI控制器。该双模PI控制器既具有常规PI响应速度快、鲁棒性好以及参数设计简单的优点,又可以实现对周期信号的无静差跟踪控制,能够有效抑制电网谐波扰动。同时,双模PI控制器可实现对奇、偶次谐波的独立控制,具有优异的谐波抑制效果。仿真与实验验证了该方法的有效性。

超级电容接口双向DC-DC变换器的电压快恢复控制策略5496-5508

摘要:直流微网中控制母线电压稳定是核心问题,在母线受到不同时间尺度的功率扰动时显得尤为重要。针对直流母线瞬时功率不平衡问题,结合超级电容高功率密度特性,将电容电荷平衡控制思想引入超级电容接口双向DC-DC变换器,以实现母线电压在负载大扰动下的快速恢复。在现有单向电流DC-DC变换器的电容电荷平衡控制基础上,将间接预测电容电流变化规律的思路进行扩展和优化,得出一般的节点电流替代法及相应的控制律,达到快速控制双向DC-DC变换器的目的。给出了电容电荷平衡复合控制策略的具体实现过程,并利用平均电流模式控制和滞环电流限幅环节实现对接口变换器的双端稳定控制。最后通过仿真和样机实验验证了所提复合控制策略的有效性。

电工技术学报杂志电力系统
基于改进并行子空间算法的输配两级电网协同优化5509-5522

摘要:针对传统输配分离调度可能产生的边界功率不平衡、资源利用不充分等问题,提出一种从全局角度对系统进行优化的输配两级电网协同调度策略。首先,以输配系统整体供电成本最低为目标函数,建立了输配两级电网基础调度模型,并讨论了相应的约束条件。为了降低该模型求解的复杂度,引入改进并行子空间算法对该模型进行标准化处理,进而建立了基于改进并行子空间算法的输配两级电网协同调度通用模型。该模型将输电网和各配电网作为并行子空间进行学科分析,并在系统层统一完成优化设计,可有效避免优化过程中输配网频繁地进行信息交互。此外,为了进一步提高求解效率,提出输配两级电网学科响应面近似模型的构建方法,并采用径向基函数(RBF)神经网络对学科分析过程进行拟合。最后,采用仿真算例验证了所提调度策略的必要性和有效性。

脉冲功率负载等效拓扑及潮流计算模型分析5523-5531

摘要:脉冲功率负载的负荷特征呈现出冲击性、周期性和连续性特点,在电力电子化电力系统的负荷分布中具有一定的典型性。脉冲功率负载的工作方式给独立微电网的稳定运行带来极大挑战,为此,以现代电子雷达为例,分析了脉冲功率负载的工作模式和基本结构,提出了以三相不可控整流器级联Buck电路和直流开关负载为主电路的脉冲功率负载新型等效拓扑,建立了相应的潮流计算模型。分析结果表明,与相控整流器等效交直流能量转换装置的方法相比,采用新型等效拓扑可提高脉冲功率负载等效模拟的准确性;另一方面,采用所建立的潮流计算模型得出的系统潮流及负荷节点P-U曲线符合理论预期,验证了脉冲功率负载潮流模型的可行性。

预想故障隔离的变位开关识别5532-5540

摘要:电网运行风险评估中,设置预想故障后,故障隔离包括两步:一是识别需要断开的开关,即变位开关;二是断开变位开关。该文提出了一种计及厂站拓扑结构和复杂电网接线方式的预想故障隔离的变位开关识别方法,填补了研究空白,为电网运行风险评估的实用化奠定了基础。首先,从故障隔离引起停运结果的角度,将故障元件分为独立元件和元件组;其次,根据元件组的结构特点,分析得到元件组及其组成元件;然后,针对各类故障元件,分别建立故障隔离的变位开关识别方法;最后,将该方法应用于实际电网的典型故障场景,验证了其有效性。

多形态激励型需求侧响应协同平衡可再生能源波动的鲁棒优化配置5541-5554

摘要:可再生能源发电固有的波动性是限制其大规模并网消纳的重要因素。为此,利用激励型需求侧响应(IBDR)响应速度快、可调度性好的特点,并考虑可再生能源和IBDR出力的不确定性,提出一种利用多形态IBDR协同平衡可再生能源波动性的多目标鲁棒优化配置的方法。首先,引入鲁棒优化理论,采用鲁棒区间的形式对可再生能源与多形态IBDR出力的不确定性进行描述。然后,分别以配电网运行成本和可再生能源利用率为目标,以可再生能源并网波动性约束、IBDR响应能力约束和功率平衡约束为约束条件,建立多目标条件下IBDR鲁棒优化配置模型。最后采用鲁棒对等转换将不确定性问题转换为确定性问题,并使用非支配集排序多目标遗传算法(NSGA-II)进行求解。以实际运行配电网为例,对所提模型和算法进行验证。计算结果表明,采用多形态IBDR协同平衡可再生能源波动的鲁棒优化配置方法可以有效平衡可再生能源波动。

基于压缩感知的电力线脉冲噪声抑制5555-5563

摘要:为提高低压电力线正交频分复用(OFDM)通信系统的传输性能,提出了一种脉冲噪声抑制算法——优化先验辅助稀疏度自适应匹配追踪(OPA-SAMP)算法。该算法将频域获取的空子载波数据作为测量向量,根据信噪比的变化关系推导出粗估计门限,并将该门限估计的脉冲噪声先验支撑集初始化算法的残差与步长,然后采用稀疏度自适应匹配追踪(SAMP)迭代算法恢复出脉冲噪声,最后在接收端对恢复的脉冲噪声进行抑制。实验结果表明,该文提出的算法能有效去除电力线信道中的脉冲噪声,与传统的压缩感知算法相比,该算法具有更低的通信误码率,算法的运行时间更短。在脉冲噪声发生概率高、传输数据量大的情况下,该算法的性能更加优良。

电工技术学报杂志高电压与绝缘
新型UV XLPE电缆绝缘材料的交联及电学特性5564-5572

摘要:为了探究紫外光交联聚乙烯(UV XLPE)电缆绝缘材料的交联及电学特性,实验测试了大分子光引发体系和小分子光引发体系的热迁移损失速率及交联效率,并对经由两种光引发体系引发的交联试样的电学特性进行了测试,进一步分析建立了电缆线芯的UV XLPE交联度径向分布模型并对其进行了数学解析。结果表明:相比小分子光引发剂及交联剂,大分子光引发剂及交联剂的热迁移损失速率有明显改善,交联效率也有一定程度的提高;UV XLPE薄膜试样的电学特性较小分子引发体系引发的薄膜试样有所改善,交联度在75%左右时击穿性能最佳,高于其值时击穿性能呈现下降趋势;非线性拟合法所得交联度径向分布模型的平均值与实测值的误差仅为0.5%,这对UV XLPE的实验研究具有较好的适用性。