储能逆变器预测控制误差形成机理及其抑制策略
摘要：在大功率储能系统中，由于储能逆变器开关频率低，采样、计算等引入的延时将恶化输出电能质量甚至引起系统的不稳定。采用预测控制可消除储能逆变器控制中延时的影响，但预测值受模型精确程度和输入扰动的影响与实际值存在差异。在储能逆变器数字化预测控制策略的基础上，推导预测误差与直流电压、负载电流和模型参数误差之间的传递函数，然后分析预测误差对逆变器数字化控制的影响，从而提出一种基于输出误差积分量和状态预测值的全维状态反馈控制策略，其外环采用输出电压误差积分以抑制预测误差，控制器采用后向差分形式的积分环节消除输出电压反馈引入的延时影响。该控制策略可有效消除逆变器控制中的延时，并且抑制了预测控制中的误差。最后设计一台30kW原理样机，输出稳态误差由9％降到1％，验证了所提控制策略的正确性。《中国电机工程学报》连续11年荣获“中国百种杰出学术期刊”称号
摘要：近日，科技部中国科学技术信息研究所在北京国际会议中心召开了中国科技论文统计结果会，了2012年度中国科技论文统计结果，包括《2012年版中国科技期刊引证报告（核心版）》、中国国内和国际科技论文产出状况、总体趋势分析以及国际和国内影响等。 《中国电机工程学报》荣获“2012年中国百种杰出学术期刊”，是动力与电力领域内唯一入选该荣誉的学术期刊。《中国电机工程学报》自获得“2002年中国百种杰出学术期刊”称号以来，己连续11年获此殊荣。在32种动力与电力工程类核心期刊中，总被引频次、学科影响指标、综合评价总分均位列第一，《学报》己连续10年学科各项指标总排名第一。一种新颖的单电源级联型多电平逆变器
摘要：从经济性和功率集成角度提出一种单电源级联型多电平逆变器。该拓扑在保留了传统级联型多电平逆变器中单管耐压低、所需器件少、易于模块化的优点上，其直流侧仅有一个独立电源，其它电源可用电容代替。通过引入充电开关管组，电源可为电容频繁地充电，使电容电压在一定程度上保持恒定。独立电源和电容有效组合使得多电平逆变器稳定运行。详细地介绍单电源级联型七电平逆变器的工作原理及采用的载波移相调制策略；通过数学推导得到电容电压稳定性的影响因素，结果用于电容参数设计；充电损耗也进行了计算；控制系统通过TMs320LF2407A DSP和XC3S400FPGA数字化实现。搭建一台1kW逆变器样机，验证了提出拓扑的可行性。一种采用相位超前校正技术的电压源逆变器单环控制策略
摘要：电压源型逆变器（voltage source inverters，vsi）通常使用电压电流双闭环控制，也有新型的单电压环控制被提出；同时为了抑制低次谐波，一般引入并联的谐振控制器结构。首先从传递函数的角度，详细对比双环和单环控制，得出开关频率较低时，两种控制策略的动态性能差别不大的结论；然后在频域内深入分析现有的并联谐振控制器设计中参数难以整定的原因。在此基础上，提出一种基于相位超前校正技术的单环控制策略，通过改变被控对象的幅相特性，简化了控制器参数的设计过程，并且使得VSI的性能得到提高。理论分析和实验结果证明，新型的单环控制策略在有效抑制低次谐波的同时，也具有较快的响应速度。基于线电压坐标系的ANPC-5L逆变器SVPWM算法的研究
摘要：在6～10kV的高压变频领域，与传统拓扑结构相比，有源中点箝位型五电平（active neutral-point-clampedfive-1evel，ANPC-5L）逆变器具有很高的实用价值。针对传统五电平逆变器空间矢量脉宽调制（spac evector pulse width modulation，SVPWM）控制算法复杂、计算量大等缺点，研究一种基于线电压坐标系的SVPWM控制算法，通过进行坐标变换，减少对基本矢量的确定步骤，简化基本矢量对应作用时间的求解过程，并将其应用到ANPC-5L逆变器中，通过实验波形和电流谐波分析证明控制算法的正确性。结合ANPC-5L逆变器和新控制算法的特点，提出一种高效的中点电压平衡的控制算法，通过对中点电位的检测和判断计算出所需的开关序列及复用矢量的作用时间比值，实现中点电流流入与流出的平衡，进而达到控制中点电压平衡的目的。实验结果证明了该中点控制算法有效性。交错降压式全桥有源电力滤波器
摘要：传统全桥有源电力滤波器（active power filter，APF）正常工作时开关管驱动信号中要加入死区时间，这样就会产生死区效应，降低APF的补偿性能。为了解决这个问题，提出一种交错降压式全桥APF，其最大的特点是没有直通隐患，可靠性高，无需设置死区，补偿性能好。针对新型APF电感数目较多的缺陷，采用半波倍频正弦脉宽调制（sinusoidal pulse width modulation，SPWM），有效地减小了单个电感的感值，从而减弱电感数量增加而带来的体积重量影响。仿真和实验验证了理论分析的正确性和新型APF的可行性。基于器件的结温变化评估风机中参数差异对网侧变流器可靠性的影响
摘要：风电变流器的可靠运行是风能转换系统中的重要关注对象。然而现有文献评估器件结温对变流器可靠性的影响时，却没有重视结温波动的影响，以致往往高估了风电变流器的可靠性。该文基于永磁同步风力发电机工作的恶劣环境，分别从切入运行风速、额定风速、切除停机风速、开关频率及功率因数的变化，造成变流器中器件结温幅值及其波动差别的角度出发，利用Coffin．Manson器件可靠性评估模型，评估网侧变流器可靠性的差异。以1Mw风机结合实际风速数据为例进行分析论证，结果验证了理论分析的正确性。统计数据结果表明，额定风速及开关频率的变化对变流器可靠性的影响比较大。为了实现变流器的高可靠运行，风机宜在低风速切入运行，尽可能高的风速切除停机。兆瓦级脉冲供电用间歇整流装置技术研究（一）：新型晶闸管触发策略设计
摘要：脉冲间歇整流装置负载功率变化迅速、交流供电频率变化范围大、交流电压／电流畸变严重，对其晶闸管触发策略的研究鲜见报道。以输出侧为直流电容的兆瓦级脉冲间歇整流装置为研究对象，提出并实现一种适用于此种应用的新型晶闸管触发策略。所提出的触发策略根据晶闸管阳极一阴极端电压的变化来实时调整晶闸管的触发脉冲，较好地克服了现有触发策略在脉冲间歇整流应用中的不足。策略结构简单、可靠，实用性强。设计中同时集成一种实时的晶闸管触发状态诊断机制，完了触发策略的执行构架。试验结果表明：在提出的触发策略下，装置运行正常，在负载突变的情况下，所提出的触发策略仍表现出色；脉冲运行中，触发状态实时诊断结果与理论分析一致，可为控制提供实时可靠的信息。静止无功补偿器（SVC）的一种新型非线性鲁棒自适应控制设计方法
摘要：为提高提高多机电力系统的暂态稳定性，该文首先建立了静止无功补偿器（static var compensator，SVC）系统的一个含有时变参数不确定性的二阶非线性动态模型，然后在SVC动态模型的基础上，利用自适应控制技术和鲁棒控制技术设计了SVC系统的控制器。为了验证所设计的控制器的有效性，以一个经典的三机九母线电力系统作为测试系统，对鲁棒白适应SVC控制器与PIDSVC控制器和反馈线性化SVC控制器分别进行了比较研究。仿真结果表明，与PIDSVC控制器和反馈线性化SVC控制器相比，所提出的鲁棒自适应SVC控制器具有良好的性能。基于精确子域模型的游标永磁电机解析磁场计算
摘要：游标永磁电机是一种基于磁场调制原理的新型电磁传动装置，适用于船舶推进、风力发电等低速大转矩的应用场合。准确计算游标永磁电机的磁场分布是设计、优化电磁性能的关键。关于电机解析磁场计算，该文讨论和比较了一极一槽模型和精确子域模型。以表贴式游标永磁电机为研究对象，在气隙子域建立拉普拉斯方程，在槽子域和永磁体子域建立泊松方程，根据分离变量法直接求解。模型建立在二维极坐标下，考虑了径向／平行／Halbach充磁，单层／双层绕组分布，内／外永磁转子结构，可计算电机空载磁场、电枢磁场和负载磁场分布。在解析模型的基础上，求解了气隙磁密分布、空载反电势和绕组电感，相关有限元结果验证了解析结果的准确性。改进的感应电机静态补偿电压模型及低速性能分析
摘要：针对静态补偿电压模型磁链观测器存在的低速运行时磁链估计不准确、低速性能不佳等问题，提出了一种改进的感应电机静态补偿磁链估计电压模型。该模型在高速运行时采用静态补偿电压模型进行磁链估计，低速时采用d-q电流模型进行补偿。该模型能在全速范围内实现平滑切换，有效提高了电机低速运行磁链估计性能。结合感应电机数学模型，通过理论推导建立了基于改进静态补偿电压模型的矢量控制非线性磁链动态模型，并利用李雅普诺夫线性化理论分析了该非线性动态模型在低速运行时的稳定性。同时，对电机参数不准确情况下的改进静态补偿电压模型磁链估计参数敏感性进行了分析。仿真研究和实验结果验证了理论分析的正确性。风力发电机电刷滑环系统三维温度场分析与计算
摘要：电刷和滑环系统是风力发电机励磁系统的重要组成部分，但运行中时常出现过热现象，危害发电机安全运行，准确的热分析是电刷滑环系统结构优化、防止过热的前提。该文基于热电耦合方法对电刷滑环系统进行三维温度场分析。根据电刷滑环系统的运行特性，建立了同时考虑旋转摩擦生热、励磁电流生热和系统对流散热的热电耦合三维模型。在给出基本假设和边界条件的基础上，采用有限元法对三维热电场控制方程进行耦合计算，分析了电刷滑环系统的传热性能及各部件的温升分布，同时给出系统的电流密度矢量分布。然后，根据热电类比法，从“路”的角度建立了热分析模型，提出了运用基于复频域的拉普拉斯变换法求解热路方程组，并与仿真值进行对比分析，验证了热路法分析电刷滑环系统温度场的准确性和可行性。最后，给出相关结论，对电刷滑环系统结构优化和安全运行具有指导意义。屏蔽电机定子齿压板局部温升过高分析
摘要：主泵屏蔽电机是化工厂以及核电站的重要组成部分，主要用来运送高温、高压、毒性、腐蚀性、放射性的液体，其安全稳定的运行对化工厂及核电站回路系统非常重要。针对主泵屏蔽电机内发热与冷却的复杂性以及工作在密封高温条件下的特点，以一台5000kW主泵屏蔽电机为例，采用温度场基本理论，用有限体积法对其端部齿压板和锥形环的温升进行数值计算，找到了工厂实验过程中电机端部温升过高的原因。结合电磁场分析结果，通过改进齿压板结构，给出了新型齿压板与锥形环的连接方案，从而解决了电机端部温升过高的问题，为更大容量主泵屏蔽电机温度场的准确计算提供理论和实践依据。电磁轴承系统中组合型磁通观测器自适应切换方法
摘要：为了解决组合型磁通观测器中的切换点设置对观测器及磁通型功率放大器性能的影响，提高组合型磁通观测器的观测性能，分析了组合型磁通观测器的切换点与系统参数及观测器性能之间的关系，给出了切换点最优化设计的方法。针对组合型磁通观测器的最优切换点随着系统参数的变化而改变从而造成观测器性能的下降的问题，基于模糊控制理论提出了一种切换点自适应调整方法，结合切换点最优化设计方法，对组合型磁通观测器的切换点进行实时在线的调整，提高了组合型磁通观测器的性能和磁通观测的准确度。改进型三相V／v牵引变压器及其综合补偿方法
摘要：三相V／v变压器在高速铁路中广泛使用。高速电力机车作为单相PWM负载，在电网产生严重的负序、3次谐波和频带较宽的高次谐波电流。该文提出由三相三绕组V／v变压器、无源滤波器和三相电压源逆变器（voltage source inverter，VSC）组成的综合补偿系统。三相V／v变压器带补偿绕组，补偿绕组采用零等值阻抗设计，直接匹配为VSC电压等级，省去两台降压变压器；无源滤波器采用感应滤波技术设计，包括3次单调谐滤波器和高通滤波器；VSC仅补偿负序电流，降低了开关频率。详细阐述了系统方案，利用等效电路分析基于感应滤波技术的谐波抑制原理，得出滤波器设计方法，推导负序电流补偿原理，并提出一种新的参考电流检测算法。该算法避免了检测网侧相电压而三相V／v变压器无网侧中性点的矛盾，采用准比例谐振VSC控制方法，在电网频率波动时仍有良好的电流跟踪效果。仿真与实验结果验证了所提方案和控制方法的正确性。PWM电源激励下取向硅钢片磁特性测量与动态磁滞模拟方法
摘要：提出一种脉宽调制（pulse width modulation，PWM）电源激励下取向硅钢片磁特性测量方法。利用单片测量器，采用基波磁通密度与谐波磁通密度同时控制的方法，得到PWM励磁的硅钢磁特性。提出一种动态磁滞模型，该模型考虑逆变器输出的高次谐波、脉冲电压引起的局部磁滞回环、磁化历史和高次谐波引起的涡流等因素对硅钢片磁特性的影响。利用实验测量的B-H曲线确定模型中的矫顽力、磁阻系数和动态参数，使模型能够准确预测动态磁滞回线。通过计算与实验结果对比，证明该计算模型能够准确地模拟PWM电源激励下硅钢片的复杂磁特性并计算比损耗。“主动配电网和微网技术研究”专题征稿启事
摘要：随着社会对电力系统能源效率和电能质量的要求进一步提高，分布式能源（distributed energy resources，DER）的大量接入，未来输配电网之间将产生双向功率流，负荷和电源将具有双重不确定性，客户将具有消费者和生产者的双重身份，传统配电网的规划设计方法和运行控制模式已无法适应新的发展需求。主动配电网（active distribution network，ADN）以及微电网的应用是国际上较为清晰的技术发展方向，前者多应用于公共配电网，后者多应用于其他客户电网。近年来国内外在这两个领域有许多课题研究和成果。为了共享这些研究成果，《中国电机工程学报》编辑部邀请中国电力科学研究院范明天教授作为特约主编，主持“主动配电网和微网技术研究”专题，拟以专栏形式于2014年内开始分期出版（正刊）。“电力需求响应理论方法与技术”专题征稿启事
摘要：需求响应是智能电网的重要组成部分，是输电系统和电能批发市场可靠、经济运行的重要因素。我国电力系统峰谷差持续居高不下，突破起源于市场经济的需求响应理论方法及运行机制，降低电力系统峰谷差，提高电力系统的可靠性和运行效率，具有重要意义。随着输配电网及用户间的功率、能量流的双向流动，以及大规模可再生能源发电和分布式发电接入电网，需求响应可增强电力负荷响应的灵活性及电网与用户间的互动性，作为一种资源需要进一步研究和开发。
