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中国电机工程学报 2006年第03期杂志 文档列表

中国电机工程学报杂志电力系统

基于暂态量的超高压输电线路故障选相1-6

摘要：在分析超高压输电线路三相导线间耦合关系的基础上，该文提出了一种基于暂态量的故障选相方案。该方案算法利用小波变换表征电流故障分量的暂态能量，并通过比较三相间能量的相对大小来识别故障类型和判别故障相别。大量EMTP仿真测试表明，该算法在不同的故障条件下（包括在不同的故障位置、过渡电阻、初始角等）都能基本正确地快速选出故障相，并在一定程度上弥补了基于初始行波的选相方法之不足。动模试验数据也充分验证了故障选相新方案的可行性。

基于集对分析的柔性电网规划方法7-12

摘要：文中引入集对分析理论处理电网规划中的不确定性因素，建立了基于集对分析和体现多目标的柔性电网规划模型：目标函数中采用集对分析法将电网规划的经济性和可靠性有机地结合起来，使优化方案的经济性和可靠性综合效益达到最佳；而在约束条件中允许一些线路在N-1情况下出现一定的有限量过负荷，以提高规划方案的经济性；先在相对确定条件下利用相对贴近度评判方案优劣程度，再利用相对不确定性信息对排序结果的稳定性进行定性和定量分析，给出排序稳定区域，并寻找其它可能的排序结果。算例分析表明该方法可行、有效，而且能为电网规划决策提供更多信息。

基于自抗扰控制器的变速恒频风力发电并网控制13-18

摘要：通过分析交流励磁变速恒频风力发电机组运行特点，将矢量控制技术与自抗扰控制器（ADRC）结合起来应用于双馈发电机空载并网控制上，得到了一种新型并网控制策略。该控制方案不需要精确电机参数就可以实现并网，控制器的设计也不需要建立精确的数学模型。自抗扰控制器利用其内部的扩张状态观测器可以估计出系统的内外扰动，通过前馈补偿的方法可将系统模型等效为确定性的积分串联型对象。控制系统包括两个采用ADRC的电流控制器和一个基于“微分检测”的电压控制器。仿真表明控制器对电机模型的不确定性和外部扰动变化具有较强的鲁棒性，并网控制系统具有优良的动态性能。

模拟电路的融合智能故障诊断19-24

摘要：提出了一种基于遗传算法、神经网络、模糊集理论与数据融合技术相结合的模拟电路故障诊断新方法。该法使用多类电路测试数据来解决由于测试节点不足而带来的故障信息欠缺等问题，采用遗传算法来优化BP网络的结构与初始权值分布。对每类测试信息各用一个独立的所提遗传神经网络进行初步诊断，得到基于各类测试信息的被诊断电路属于不同故障状态的可能性。在充分考虑每个神经网络输出信息重要程度的基础上，采用模糊积分融合方法进行决策融合。文中研究了其故障特征提取、样本选择、诊断系统结构、学习算法及其综合决策方法，并通过电路诊断实例，阐述了该方法的具体实现，验证了所提方法的鲁棒性。诊断结果表明：所提方法对容差模拟电路的多故障与单故障诊断均适用，故障定位准确率高。

基于数学形态学和网格分形的电能质量扰动检测及定位25-30

摘要：提出一种基于数学形态学和网格分形的电能质量扰动检测及定位方法。首先利用数学形态学理论构造一种多结构并行复合形态滤波器对扰动波形进行预处理，以滤除信号中的随机、脉冲等多种噪声；然后对滤波后的波形，根据网格的变化规律进行分析。提出一种简单快捷的奇异性检测判据，以准确快速地检测出扰动并进行时间定位。分别用电压骤降、电压骤升、谐波及其组合扰动对所提方法进行验证。数字仿真结果证实了其正确性和有效性。

含大型风电场的电力系统多时段动态优化潮流31-35

摘要：大型风电场的并网对电力系统的优化运行提出了新的挑战。该文对含风电场的电力系统优化潮流问题进行了研究，建立了多时段动态优化潮流模型，为了考虑风速随机变化的特点，提出了分时段策略，将风机在每个时段输出功率的期望值用于优化潮流的计算。文中对现有含风电场的潮流计算方法进行了分析，推导了异步风力发电机的无功一电压特性方程，在此基础上提出了含风电场的潮流计算新方法，并将其应用于提出的动态优化潮流模型中。算例表明该方法是有效的，具有一定的实用性。

电流互感器铁心饱和引起二次电流畸变的补偿研究36-42

摘要：电流互感器（TA）铁心饱和将引起二次电流发生畸变，对此，该文提出一种新的补偿方法。新方法采用TA二次绕组感应电压和二次电流波形的奇异性特征检测饱和的开始和结束，并通过适当延时检测结果来确定铁心不饱和时段。在铁心不饱和时段，通过定义新的目标函数并引入实时最小二乘算法来估计一次电流参数；在铁心饱和时段和铁心饱和状态发生变化的过渡时段，则以参数估计结果求取二次电流的补偿值。该方法具有补偿精度高、便于实时实现等特点。仿真分析表明，该方法适用范围广，能够在含有噪声的环境下正常工作。实验结果进一步验证了该方法的实用性。

系统边际价格概率分布的实证分析43-47

摘要：该文针对系统边际价格的概率分布模型问题，展开实证分析，验证了系统边际价格概率分布的超高斯性，并提出了适合的电价超高斯型概率分布模型。首先，该文对多个典型电力市场中的日前现货电能量市场的系统边际价格的概率分布特性进行了市场行为分析、频率分布直方图和高阶统计量等多角度的实证剖析，揭示出系统边际价格实际上并不满足传统的高斯分布假设，而是服从超高斯型概率分布的规律。在此基础上，针对各典型市场的系统边际价格的实际概率分布规律，该文提出了适用于系统边际价格的超高斯型概率密度新模型。典型电力市场的实例数据验证了该文所建模型的有效性。

半桥变流器的软开关控制策略研究48-52

摘要：在中小功率场合，半桥拓扑因为其简单性而受到广泛应用。软开关技术可以降低开关损耗，提高效率和功率密度。该文总结和归纳了软开关半桥电路的4种控制策略，提出了其中的一种新型的控制策略。对4种控制策略进行了综合比较，为具体应用场合选择提供了依据。研制了一台48V输入、1V／30A输出、开关频率为230kHz的DC／DC变流器样机用来验证提出的新型软开关半桥控制策略，其满载效率在80％以上。实验结果表明，提出的新型软开关控制策略具有较高的工程应用价值。

复合式全桥三电平LLC谐振变换器53-58

摘要：该文提出了一种适合于燃料电池供电系统新颖的复合式全桥三电平LLC谐振变换器。它是在复合式全桥三电平变换器的基础上加入了LLC谐振网路以实现开关管ZVS和整流二极管ZCS。该变换器集合了复合式全桥三电平变换器和LLC谐振变换器的优点：适合于在宽输入电压范围的应用场合；三点平桥臂的开关管电压应力只有输入电压的一半；整流二极管实现ZCS，其电压应力仅为输出电压；可以在全负载范围内实现ZVS。该文通过一个200--400V输入，360V／4A输出的原理样机验证了它的工作原理，并给出实验结果。

滑模控制逆变器的分析与实验研究59-63

摘要：对全桥型逆变器的滑模控制方案进行了分析，包括建立系统的变结构模型、选择滑模切换线和确定控制作用，给出可到达条件及滑模存在区域等。着重讨论了在实际电路设计中选择开关面系数和开关频率的原则，并且给出相应的设计程序。在此基础上进行了仿真研究并设计制作了实验样机，仿真及实验结果表明滑模控制全桥型逆变器的输出电压能够快速跟踪参考信号，在负载突变的情况下，输出电压表现出对扰动的不敏感性和较强的鲁棒性以及良好的动态特性。

一种新颖的应用于PFC电路中电流控制的方法64-68

摘要：该文针对数字滞环控制PFC电路中存在电流脉动较大的问题，提出了一种电流脉动最小化的算法。通过计算出电流上升、下降的斜率，并结合电流采样值，实时的计算出每个开关周期的占空比。另外，该文针对数字系统离散采样的特点，根据每个开关周期的占空比调整相应的电流采样点，以保证电流采样的精度。实验结果表明，该文提出的电流脉动最小化算法可以减小开关周期内的电流脉动，同时保证系统的快速响应性。

一种新型零电压零电流开关三电平DC/DC变换器的研究69-74

摘要：该文介绍了一种新型的带有简单辅助电路的零电压零电流开关（ZVZCS）三电平DC／DC变换器，它的辅助电路不含耗能元件和有源开关，可实现超前管的零电压开通和滞后管的零电流关断。耦合电感取代了常规滤波电感，它所感应出的电压由功率变压器反射到初级，使得变换器在零状态时的循环电流减小到零。通过改变耦合线圈的匝数比，可以任意设置用于电流回零的电压幅值的大小，调节电流回零的时间。文中介绍了该变换器的工作原理，讨论了设计参数。通过实验验证，该电路具有辅助电路简单、效率高、整流二极管承受的电压低和环流自动调节等优点，适用于高电压、大功率的应用场合。

中国电机工程学报杂志电工电机

地闪回击辐射场的局地等效Hoelder指数特征75-78

摘要：利用2002年夏季青海的慢天线电场变化仪野外观测资料，应用基于小波变换的局地等效H61der指数计算方法，对122例负地闪首次回击辐射场波形及精细结构的标度特征进行了检测统计分析，结果表明，回击处标度指数具有突降性，初始峰值处最低，平均值约为-0．1，而后相对缓慢上升，上升时间基本上与回击脉冲持续时间对应，平均值约为117μs；标度指数标准差在回击前达最大，呈现明显的尖峰，峰值位置与回击的间歇平均约为23μs；分析表明，标度指数方法可以有效地应用于地闪回击各种特征的自动检测和分析。

交联聚乙烯电缆绝缘中的双结构电树枝特性及其形态发展规律79-85

摘要：根据从电树枝动态生长过程中所拍摄的大量实验照片和生长特性数据，探讨了在XLPE电缆绝缘中的电树枝发展特征与材料聚集态结构的关系。研究表明，由于半结晶高聚物不均匀聚集态、不均匀结晶和残存应力的影响，会在XLPE电缆绝缘中生成枝状、丛林状、藤枝状、松枝状和混合结构电树枝。并且在电树枝发展过程会呈现非常清晰的三个基本阶段，即引发阶段、滞长阶段和迅速发展阶段。引发阶段猛烈时生成迅速生长的纯枝状电树枝，引发阶段较弱或材料均匀时易导致丛林树状电树枝产生，发展于极不均匀区的电树枝多为鲜明的双结构；另外，引入一种新的参数，电树枝扩展系数来描述电树枝生长特性，并综合电树枝生长过程分形维数的变化规律和速度关系对产生这种实验现象的机理进行了分析。

合成绝缘子端部金具的缝隙腐蚀研究86-90

摘要：用模拟合成绝缘子端部金具的缝隙腐蚀装置，在氯离子含量195mg／L的溶液中，研究了镀锌板在自腐蚀状态和极化状态下，其缝内溶液pH值随时间的变化。结果表明，自腐蚀状态下，缝内溶液DH值最低达5．35，在-0＋557V阳极极化状态下，缝内溶液DH值最低达2.9。通过模拟缝隙腐蚀溶液中浸泡实验研究，发现芯棒中的玻纤呈现明显的断裂特征。这表明合成绝缘子连接面密封失效而造成金具的缝隙腐蚀能导致局部环境介质pH值下降，可能是导致芯棒酸蚀脆断的原因之一。

气体放电对金属平板强化传热作用的研究91-95

摘要：文中对比研究了电晕、介质阻挡以及辉光放电对空气-金属之间对流传热系数的影响作用。通过对加热器功率以及铜板电极温度测量，计算获得在自然对流以及电极间发生放电两种情况下对流传热系数。在气体放电强化传热的作用下对流传热系数获得数倍的增加。在直流电晕放电实验中，当均匀的直流辉光放电产生时，空气-金属之间传热速率获得最大幅度的提高。采用介质阻挡放电在提高空气-金属之间传热速率的同时，放电间隙击穿电压发生显著提高，也使放电在实际应用中更易于控制。

基于辐射电磁波检测的电力变压器局部放电定位研究96-101

摘要：在局部放电特高频检测技术基础上，提出一种基于天线阵列技术和时间差算法的电力变压器局放定位新方法。研究了电磁波法的定位精度与检测频率的关系，提出1-5GHz的局放定位检测频带；对铁心、线圈模型对电磁波传播的影响进行了试验探讨；提出基于4阵元天线阵列检测的方式；设计了基于多样本互相关-移位-叠加-互相关的时延测量算法；最后开发了融合遗传算法的时间差法定位技术，试验验证了该技术的定位效果。结果表明，提出的检测频带、传感器阵列技术及时延算法有效地解决了铁心对定位的不利影响。实现了时延的自动测量并将时延测量精度提高到数十皮秒；通过把遗传算法与时间差算法有机结合成功实现了对单一局放源的定位，实验中定位精度可达数厘米。