低压微网逆变器的“虚拟负阻抗”控制策略
摘要：提出基于“虚拟负阻抗”的控制策略对低压微网中的并联逆变器进行控制，该策略包含“虚拟负电阻”和虚拟电感两部分。“虚拟负电阻”用以降低由阻性线路引起的功率耦合，并减小并联系统输出电压降落；虚拟电感使逆变器本身的输出阻抗呈感性，调节系统感抗匹配程度以提高无功分配精度；分析非基频暂态稳定性对“虚拟负电阻”取值范围的限制，提出增大该取值范围的改进方案。改进方案使并联逆变器能稳定运行于基波系统阻抗角位于第二象限的新区域，可提高线路参数漂移和估算不准确时的系统性能。此外，给出用波德图对并联逆变器功率环路进行稳定性分析的方法。仿真和实验结果验证了上述控制策略和方法的有效性。多领域协同仿真的高密度永磁电机温升计算
摘要：为了有效解决电机温升不易准确计算的难题，该文首先提出基于多领域协同仿真的高密度永磁电机温升计算理念，详细论述温升计算的流程。基于热传导理论，论文导出槽内绕组等效导热系数的计算方法，有效地考虑了漆包线绝缘层、浸渍漆和微孔对电机温升的影响。以一台48槽／8极高密度永磁电机样机为例，基于多领域协同仿真的计算方法，精确计算样机的铁耗、计及集肤效应的交流绕组铜耗，以及永磁体的涡流损耗和电机内的温度场。最后，进行样机的温升试验，温度场计算值与试验结果基本吻合，验证了基于多领域协同仿真的高密度永磁电机温升计算方法的准确性和有效性。考虑一拍滞后的PMSM电流环改进PI调节器
摘要：数字控制方式通常存在一拍滞后延时。这种延时容易引起PI调节器出现超调和振荡，给永磁同步电机电流环带宽的提高带来不利影响。理论分析基础上，提出一种简易的改进方法，在调节器输出环节考虑一拍滞后的影响，达到提升电流环动态性能的目的；提出一种PI参数设计规则，实现对电流无超调的快速控制。仿真和实验结果表明，所提改进方案可使电流在两个周期内无超调地跟踪上电流指令，并且可使PI参数的稳定域拓宽近一倍。所提改进方案可显著提高电流环动态性能，而且需要增加的计算量少，实用性强。四开关三相无刷直流电机两有效矢量调制电流控制策略
摘要：该文提出了一种用于四开关三相（four-switch threephase，FSTP）无刷直流（brushless DC，BLDC）电机的两有效矢量调制（two-effective—vector modulation，TEVM）电流控制策略。FSTP逆变器具有开关数量少、开关损耗小、成本低等优点。但是由于电机C相绕组端点直接与直流母线中点相连，如果采用传统的双极开关调制方法，在模式Ⅰ和Ⅳ下，C相反电动势会使C相绕组与其他两相绕组之间产生环流，从而导致三相电流畸变。为了抑制反电动势对电流的影响，在传统双极开关调制方法的基础上，TEVM电流控制策略通过在每一个开关周期中插入一个调节矢量，控制C相电流平均值收敛于0。该文通过构造李雅普诺夫（Lyapunov）函数证明了TEVM电流控制策略的稳定性，进一步利用2种不同的方法计算得到调节矢量的占空比。实验结果表明，TEVM电流控制策略能够抑制电流畸变现象，控制三相电流为方波，使输出电流具有较好的动态响应和稳态性能，因此该策略能够实现低成本、高性能的BLDC电机控制。小电感无刷直流电动机三相H桥无位置传感器控制方法
摘要：传统无刷直流电动机的六拍控制采用Y型绕组连接方式，将三相绕组中的两个导通相串联进行供电；其无传感器控制所需的位置信息通过检测未导通相的反电动势过零点得到。绕组串联连接使每一相仅利用母线电压的一半产生电流；同时Y型绕组结构使未导通相受到中性点电压的影响造成位置信号检测精度降低。该文将三相H桥结构应用于无刷直流电动机的无位置传感器控制，使三相绕组中参与导通的两相并联进行供电，同时使未导通相切出电路以进行反电动势过零点检测。绕组并联连接使每一相利用全部母线电压产生电流，电压利用率得到提高；同时未导通相完全切出电路使位置信号检测精度提高。对三相H桥无刷直流电动机无位置传感器控制方法进行了数学推导和分析，并在一台小电感样机上进行了实验，实验结果显示，该4对极样机可以在20000r／min的转速下实现无位置传感器控制。双凸极永磁双转子电机优化设计与电磁特性分析
摘要：混合动力汽车（hybrid electric vehicles，HEVs）用新型双凸极永磁双转子电机（double—salientpermanent．magnetdouble．rotormotor，DSPM-DRM）具有两个转子和两层气隙的特殊结构。针对该复杂电机结构，为获得低输出转矩波动和高转矩密度，提出了DSPM-DRM的一种优化设计方法，推导DSPM—DRM的电机尺寸公式，得到初始设计尺寸，建立了DSPM—DRM的参数化模型。以减小输出转矩波动和提高转矩密度为目标，选择气隙和永磁体充磁宽度、极弧等关键尺寸参数作为优化变量，采用遗传控制算法fgenetic algorithm，GA）优化调整电机尺寸，设计并制造了一台额定功率为2kW的实验样机。基于二维有限元法对DSPM-DRM的反电动势、永磁磁链、气隙磁密、定位力矩等电磁特性进行了计算和分析，样机实验结果验证了设计方法和理论分析的正确性，所得结论可以为该电机在HEVs动力混合装置中的应用提供参考。风机电动变桨系统状态特征参量挖掘及异常识别
摘要：为了提高风电机组电动变桨系统运行状态评估的准确性，提出电动变桨系统状态重要参量挖掘及其异常识别方法的研究。论文在阐述风电机组电动变桨系统的结构及控制原理和监测参数特点的基础上，基于特征参数选择的Relief方法，建立变桨系统特征参量挖掘的数学模型，获取了叶片桨距角、发电机转速及变桨电机驱动电流及其IGBT温度的特征参量，并对其故障状态的漏检率指标进行分析。提出基于多特征参量距离的变桨系统运行状态异常识别方法，建立基于风速输入的变桨系统特征参量的支持向量机回归模型，并对距离阈值进行探讨。最后，对实际变桨系统故障状态的异常识别进行实例验证。实验证明，建立的电动变桨系统状态特征参量挖掘模型的有效性，相比单参数绝对阈值评估方法，基于多特征参量距离的电动变桨系统异常识别方法更能及时、准确地识别其异常状态。气压与湿度对绝缘介质表面流注发展特性影响的试验研究
摘要：目前，正在建设和规划的特高压线路大多将经过高海拔地区，沿线复杂的气象条件（气压、湿度）将使输电线路及电力设备的绝缘状况面临严峻的考验。因此，有必要重点研究气压、湿度变化对绝缘介质沿面闪络特性的影响，为特高压输电线路的绝缘设计提供理论依据。通过研究流注放电特性，从放电机制上探讨环境因素（气压、湿度）对沿面闪络特性的影响。在“三电极”结构中，利用光电倍增管测量了不同气压、湿度条件下绝缘介质表面流注传播特性。试验结果表明：流注稳定传播场强分别与气压、湿度成正比例关系；在相同的电场强度下，流注平均传播速度、流注头部发光强度都分别与气压、湿度成反比例关系。因此，流注在低气压、低湿度情况下容易发展，流注稳定传播场强较小，相同电场强度下，流注平均传播速度、流注头部发光强度较大。CF3l／CO2与CF3l／N2两种混合气体局部放电绝缘特性的试验研究
摘要：近年来，寻找SF6替代气体的研究工作成为各国科学家和电力部门需要解决的迫切问题。从局部放电绝缘特性角度出发，对CF3I／CO2与CF3I／N2两种混合气体在不同气压、混合比和间距下的局部放电起始电压（工频负半周局放起始电压（negativepartialdischargeinceptionvoltage，PDIV-）和正半周局放起始电压（positivepartialdischargeinceptionvoltage，PDIV＋））进行测量和比较，同时对两种混合气体的PDIV-和PDIV＋值随混合比变化的协同效应进行计算和对比分析。试验结果表明：相同试验条件下CF3I／CO2混合气体的PDIV-值和PDIV＋值分别约为CF3I／N2混合气体的1．2倍和1．0～1．4倍，且CF3I／CO2混合气体PDIV-和PDIV＋值随混合比变化的协同效应也均明显优于CF3I／N2混合气体。故综合考虑温室效应潜在值（global warming potential，GWP）、液化温度以及局部放电绝缘特性等因素，在特定环境下，混合比为25～30％的CF3I／CO2混合气体较CF3I／N2混合气体更适合被考虑作为SF6气体的绝缘替代物用于低中压电气设备中。溶胶-凝胶法在聚酰亚胺表面沉积氧化铝薄膜及性能
摘要：采用溶胶凝胶法利用表面处理和离子交换技术，在纯聚酰亚胺（polyimide，PI）薄膜表面提拉制备了氧化铝（Al2O3）薄膜。利用扫描电子显微镜（scanningelectronmicroscopy，SEM），原子力显微镜（atomicforcemicroscopy，AFM），X射线衍射仪（x—raydiffractions，XRD）对薄膜进行了表征，并对表面覆盖Al2O3薄膜的PI薄膜（复合膜）的热稳定性（thermogravimentricanalyses，TGA）、击穿和耐电晕性能进行分析。结果显示Al2O3薄膜在PI基体表面呈连续分布、表观平整且致密。断面显示Al2O3薄膜和PI基体有非常清晰、明显的三层结构，Al2O3薄膜的厚度约为1μm；Al2O3薄膜主要由α-AlOOH，α’-AlOOH和D—AlOOH三种一水合氧化铝构成；热稳定性显示在初始升温阶段复合膜的热失重比纯膜快，后期趋向于持平；击穿测试结果表明由于复合膜中含有极性基团而比纯膜的击穿场强有所下降；耐电晕测试结果表明，复合膜的耐电晕时间由纯膜的4．4min提高到了104．6min，耐电晕寿命获得了极大的提升，比纯膜提高了23．8倍。绞线带电雨凇覆冰后的起晕电压下降趋势研究
摘要：雨凇会在导线表面生产出较长且尖锐的冰柱，从而影响导线的电晕起始特性：国内外研究机构已针对输电线路覆冰以及覆冰对导线电气特性的影响等问题做了大量且深入的研究，但大多忽略了运行导线发生带电覆冰的事实，且未针对带电覆冰后的起晕电压下降等问题进行深入研究；为研究不同电场带电覆冰形态对起晕电压的影响规律，在人工气候室针对四种绞线进行带电雨凇覆冰后的工频电晕试验，利用紫外光子数和拟合法测量了不同覆冰形态所对应的起晕电压值，并建立有限元电场分布模型以验证试验的正确性。结果表明：覆冰后的导线表面起晕电压会严重下降；不同场强覆冰后的起晕电压也不同；覆冰时间的增加会使起晕电压持续下降，但速度变慢且饱和；直径越粗的导线覆冰后的起晕电压越高：电导率不会改变雨凇覆冰形态，但较高的盐浓度会降低起晕电压值；雨凇冰棱越尖细则对电场的畸变作用越大，相应的起晕电压值也会越低。所得结论可为冰区的架空线路电晕放电特性研究提供一定的参考。集中质量法模拟覆冰在架空线脱冰动张力实验中的适用性研究
摘要：覆冰架空线的脱冰动张力会对输电线路造成严重的破坏，研究架空线脱冰动张力的规律对冰灾区线路设计具有指导意义。目前架空线脱冰振动实验研究，对覆冰的处理主要采用悬挂或附着等效集中质量法。该文研究了等效集中质量方法对架空线脱冰动张力的影响规律，以确定悬挂或附着集中质量的模拟方法的合理性和适应范围。在实验室分别采用架空线真实覆冰和集中质量法来模拟覆冰，对孤立档架空线的脱冰振动进行了实验分析，对比研究了具有真实覆冰和等效集中质量模拟覆冰的架空线的脱冰振动特性。结果表明：两种实验方法得到的架空线脱冰振动张力时程曲线形状，在脱冰后初期阶段基本吻合；由于真实覆冰使架空线的刚度增大、阻尼增大，因此与集中质量法相比，真实覆冰法的动态张力峰峰值大、振动频率高、衰减速度快。变压器中性点气水两相组合流体保护间隙的工频放电特性与机制研究
摘要：为克服变压器中性点传统空气保护间隙存在的缺陷，提出了“气水间隙”概念，并在武汉大学电气工程学院高电压与绝缘技术试验室进行了气水间隙工频放电特性试验。试验结果表明：当水流从低压电极喷射到高压电极时，问隙很难击穿；当间隙总长度固定，工频放电电压随喷射水流长度减小呈先减小后增大的变化趋势；当喷射水流长度略小于间隙总长度时，工频放电电压与间隙总长度呈线性递增关系；同等长度的气水间隙比空气间隙和全水间隙易击穿，等等。基于气泡击穿理论和空气与水不同的电特性，对试验观察到的放电现象、规律和机制进行分析，指出水流的击穿起因是其中的“气泡桥”的存在和发展，以及水中电离子作用的结果；在气水间隙中，空气段率先击穿形成的电弧高温加热水流促使水中气泡的产生和发展，最终导致水流段的击穿；气水问隙放电特性曲线具有先减小后增大的变化趋势特征是空气和水流不同的电特性相互作用的结果；将气水间隙应用于变压器中性点保护，具有较可观的研究价值和应用前景。±1100kV特高压直流换流阀外绝缘操作冲击放电试验及海拔校正研究
摘要：目前，±1100kV是世界上直流输电中最高的电压等级。±1100kV直流换流阀作为核心设备，确定其外绝缘在不同海拔高度所需要的室内最小空气间隙距离有重要意义。在北京特高压直流试验基地对中电普瑞A5000系列产品的±1100kV特高压直流换流阀外绝缘进行了对虚拟墙和虚拟地的操作冲击放电试验，得到相应操作冲击放电特性曲线。由于现有条件不能满足在高海拔地区进行换流阀外绝缘的操作冲击试验，需要根据已有对长空气间隙进行的高海拔操作冲击试验研究结果，结合以往对海拔校正因数的研究，探讨和提取适用于±1100kV特高压直流换流阀外绝缘的海拔校正因数。最后依据在北京试验得到的±1100kV换流阀外绝缘操作冲击放电特性曲线计算了其在不同海拔高度下所需要的最小空气间隙距离。脉冲电流激励下铁磁材料的局部磁滞特性分析
摘要：脉冲电流周期性变化时，测量得到不同脉冲电流激励下铁磁材料的局部磁滞曲线。通过2种方法建立能够描述局部磁滞曲线的数学模型，一种是基于Preisach模型的模拟方法，该方法根据铁磁材料的极限磁滞回线和转折点的值及修正系数，可以建立不同局部磁滞曲线的数学模型；另一种是曲线拟合方法，该方法通过脉冲电流峰值的变化和转折点的值可以建立不同局部磁滞曲线拟合函数间的数学关系，实现曲线的数学模拟。模拟结果表明，前者方法简便，应用范围宽、通用性强；后者方法繁琐，需建立曲线的拟合函数，模拟精度高。研究表明，两种方法都能够有效地模拟不同脉冲电流激励下铁磁材料的局部磁滞特性。“大数据与电力系统——理论、方法、技术与应用”专题征稿启事
摘要：大数据是“未来的新石油”，大数据是待挖掘的“金矿”。对于电力行业而言，电力大数据贯穿电力工业生产及管理等环节，将起到巨大的作用，是中国电力工业未来有效应对资源有限、环境压力等问题，实现厚积厚发、绿色可持续性发展的关键。在理论、方法、技术与应用等方面，研究大数据与电力系统的关系，具有重要意义。
