网络首发｜《电工技术学报》2023年6月30日更新（10篇）

《电工技术学报》是中国电工技术学会主办的电气工程领域综合性学术期刊，报道基础理论研究、工程应用等方面具有国际和国内领先水平的学术及科研成果。中国工程院院士马伟明任《学报》编委会主任，兼《学报》主编。

说明：经编委会审查通过的录用文章, 这些文章尚未确定具体刊出日期, 其个别内容可能与最后的发表版本稍有差异, 以最后发表为准。

作者：王党树, 邓翾, 刘树林, 仪家安, 王新霞

摘要：研究爆炸性环境下微间隙放电过程及特性对本质安全电路的研究具有指导性意义,但目前爆炸性环境下的微间隙放电特性尚不明晰,且大多从宏观角度进行研究,缺少微观层面的理论分析,该文根据程控微间隙放电实验装置的电极结构,基于流体动力学理论模拟研究了甲烷—空气混合气体在低电压微间隙放电动态过程。通过改变极距、甲烷空气混合气体浓度的变化来分析对电子密度、各正离子数密度、电场强度和平均电子能量的影响,从微观层面分析了微间隙放电机理,并通过试验验证了仿真结果的真实性和可靠性。经研究发现：阴极板附近的正离子鞘层区使得阴极板场强发射发生畸变,畸变为原来的3~5 倍,电场强度大于场致发射所需临界电场强度,放电过程中存在场致发射;甲烷体积分数在3.5%~13.5%范围变化时,体积分数每增加5%,CH4+数密度增加约2×101 5 m-3;当针板距离小于10 μm 时,电场畸变较大,满足场致发射条件,汤森放电和场致发射共同存在,平均电子能量上升两次;大于或等于10 μm 时,电场强度畸变程度变弱,低于场致发射电场强度临界值,放电机制为汤森放电,平均电子能量只上升一次。

作者：贾焦心, 彭维锋, 颜湘武, 邵晨, 李铁成

摘要：旋转潮流控制器（RPFC）作为一种新型电磁型装置,具有控制方式灵活、调节精度高和可靠性强等优势,可有效解决有源配电网线路潮流不均衡以及配电网区间联络线的潮流越限问题,具有较好的应用前景。该文首先根据RPFC 的拓扑结构建立数学模型。其次,针对RPFC 接入后存在其输出有功与无功功率耦合的问题,提出了功率解耦控制方法,即基于余弦定理得到多个电气相量幅值与相位参数,根据线路有功与无功功率目标值分别计算RPFC 输出电压的dq 轴分量设定值,形成线路功率的闭环解耦控制;接着将输出电压设定值合成并转换为两个旋转角的参考值,对定转子角进行闭环协调控制。最后研制了一台容量为40 kV·A 的RPFC 装置样机,分别在设定值变动与负载扰动情况下进行控制实验,验证了RPFC 对线路有功和无功功率解耦控制的可行性和有效性。

作者：于周, 舒立春, 胡琴, 蒋兴良, 李汉湘

摘要：随着低碳型电力系统建设的发展,风力发电系统的发展速度进一步提升。山地风能资源丰富,然而建设于此的风力发电机在冬季极易覆冰。为减少覆冰造成的风机出力损失,保证风电场电力调度稳定,对风力发电机应用防/除冰技术十分重要。该文提出一种适用于风机叶片的气动脉冲除冰结构,并基于此结构建立相关脱冰计算模型。为了验证该结构的除冰效果和脱冰计算模型的准确性,在人工气候试验室开展了不同温度和冰层厚度下的覆冰与除冰试验。结果表明：随着冰层厚度的增加和覆冰温度的降低,平均除冰气压呈现增加趋势,脱冰面积比出现减小趋势;经验证,该文建立的脱冰计算模型可信度高,基于该模型可知,适当提高变形层的弹性模量和厚度可以增加脱冰面积比。

作者：雷芳菲, 褚继峰, 刘洋, 杨爱军, 袁欢, 王小华, 荣命哲

摘要：中低压电缆过载运行严重、工作环境恶劣、过热故障频发,往往是电气火灾的高发源头所在,但目前仍缺乏经济可靠的过热故障诊断方法。火灾早期阶段气体挥发物一般先于烟雾颗粒出现,因此该文开展基于气体传感阵列的电缆过热故障诊断研究。首先,以中低压电缆常用的绝缘材料聚氯乙烯（PVC）为研究对象,探索电缆绝缘材料过热生成气体组分,指导用于检测电缆过热分解气体的半导体气体传感器选型。然后,基于分解气体类型,构建气体传感器阵列,采用真实电缆模拟过热故障,测试气体传感器阵列对电缆过热分解气体的响应。最后,对传感器阵列的响应信号提取4 维时域特征、6 维频域特征和10 维曲线拟合特征,根据卡方检验选择前10个最高分数的特征组成特征矩阵,采用支持向量机进行分类,可以将过热程度分为正常、预警、报警三类温度区间,模型的准确率可达95%。整个实验过程中,烟雾报警器都没有发出报警蜂鸣。

作者:庄凯勋, 孙建军, 丁理杰, 栾一航, 张远志

摘要：采用双馈电机（DFIM）的可变速抽水蓄能机组具备出色的全工况调速性能和综合效率,是未来电网调峰调频的一种重要手段。然而,传统的频率控制方法通常将电网频率偏差整定为有功功率修正量,导致该环节与电机固有转速控制环节的控制目标相异,进而使得变速抽蓄机组无法充分发挥其动态调频特性。鉴于此,本文提出了一种基于附加转速修正量的频率响应特性优化控制策略。首先,采用转速优先控制作为基本控制策略,以发挥机组可快速调速的优势。随后,引入频率响应环节,通过电网频率偏差及其变化率得到转速修正量,并限制机组转速的修正范围。同时,为更加合理地调控转子动能,本文结合电网频率波动过程中的特点,对频率响应环节的参数进行动态调整。通过与同容量同步电机的对比研究,结果表明,在本文控制策略下,DFIM转子动能具有更大的调整范围。在系统投切负载仿真中,该策略与现有频率-有功控制策略相比,不仅减小了频率的变化幅度及稳态误差,而且抑制了过渡过程中的频率波动。

作者：王晓卫, 康乾坤, 梁振锋, 郭亮, 张帆

摘要：5G的快速发展使得基站储能容量大幅增加,如何充分发挥时常处于休眠状态的基站储能资源,使其参与配电网供电恢复,降低配网失电量亟待研究。本文通过协调基站储能参与配电网供电恢复,以发挥其储能价值：首先建立风光联合出力场景集,通过赤池信息准则和平方欧式距离确定各时段最优Copula函数,进而对其进行抽样聚类获得风光典型出力场景集;其次建立基站备用储能模型,通过正弦函数叠加建立不同区域的通信量模型,利用泰尔熵和修正基尼系数建立综合脆弱度模型确定各基站储能备用时间及备用储能模型,进而获得不同基站储能的可调度容量;最后以失负荷量损失最小为目标,建立考虑基站储能参与及风光出力波动的含可调参数的两阶段鲁棒优化模型。以改进的IEEE-33节点模型为例进行仿真验证,分别对比了定基站备用时间与本文方法确定备用时间、鲁棒优化与确定性优化等方案对比下系统失负荷量的变化情况,仿真结果表明,5G基站储能可降低失负荷量损失成本,提高风光消纳率。

作者：李俊豪, 涂春鸣, 王鑫, 郭祺, 肖凡

摘要：构建“网-源-储-车”协同供电架构以实现电气化铁路的实时、可靠、高效能量管控,对推进“双碳”目标的发展具有重要意义。然而,既有规则管控策略主要针对“网-储-车”架构、管控效果有限;优化管控策略往往关注于经济性等单一指标、可靠性较低。为此,本文首先补充了适用于“网-源-储-车”架构的规则管控策略,并构建了计及经济性与电压不平衡度的多目标管控优化模型。在此基础上,本文提出一种基于“规则+优化”的电气化铁路站点实时能量管控策略,采用优化管控为主、规则管控为辅的形式,以实时管控时间阈值为导向有序切换输出指令,在保证站点能量管控可靠性与实时性的同时,实现整体运行效果的优化提升。最后,基于刘家沟牵引变电所实测数据对所提策略进行验证,结果表明,本文所提策略在实现新能源与再生制动能量高效利用的同时,可改善牵引网电压水平与公共电网电能质量。

作者：陈司懿, 胡海涛, 肖冬华, 潘鹏宇, 宋依桐

摘要：精确获取牵引供电系统的宽频带阻抗特性,是分析车-网耦合系统的宽频带振荡问题的关键途径,对保障电气化铁路的安全稳定运行具有重要意义。目前的阻抗测量技术大多难以兼顾大功率与频带可控的测量要求,因此,本文提出了一种基于多电平滞环电流控制的牵引供电系统可控宽频带阻抗测量技术,测量频带为10Hz~5kHz,可通过一次谐波扰动注入快速获取目标频带的系统阻抗,相比于传统的滞环电流控制方法,具有更低的开关频率,并且能有效避免死区效应,改善输出电流的波形,更适用于宽频信号的跟踪控制。最后,通过仿真和硬件在环实验验证了该方案的有效性。

作者：吴宇奇, 李正天, 林湘宁, 黄梓欣, 黎钊

摘要：受启发于母线并联电容器对于线模行波的高频滤波作用,本文跳脱基于零模行波设计选线方法的视角,提出了利用变电站边界特性的配电网线模选线方法。首先,研究证实了电子式电压互感器、金属氧化物避雷器与母线其余设备杂散电容共同组成的智能变电站线路边界具备强健的高频滤波特性,其对于线模行波的折射衰减作用为后续选线方法的设计奠定了基础;继而,基于健全线路与故障线路上线模行波高频瞬时能量的差异构造了选线新判据,其在高阻故障与小相角接地故障等工况下具备较高的灵敏度;最后,基于PSCAD/EMTDC仿真平台验证了所提选线方法的有效性、灵敏性与可靠性,该方法以线模行波作为所选模量,为故障选线问题的解决提供了全新的思路。

作者：李军徽, 赵寒杰, 朱星旭, 郭琦, 李翠萍

摘要：针对配电网随机潮流算法中需要对节点功率注入进行大量模拟所引起的计算效率低的问题,提出了一种基于区域间场景等值的配电网随机潮流加速算法。首先,从配电网的拓扑连接规律出发,将各区域内节点功率注入对其他区域潮流的影响转化为对边界量的影响,并由此建立了基于边界量的多区域潮流模型。其次,提出了一种区域间场景等值方法,快速等值引起其他区域相同潮流变化的功率注入场景。随后,设计了一种随机潮流的分布式求解算法,在求解过程中各区域通过交换边界等值场景集并结合局部功率注入信息重新构造潮流方程,分布式的求解各区域内的随机潮流。最后,通过IEEE118节点测试系统进行算例分析,验证了所提方法的准确性,并能够显著提高计算效率。

中国电工技术学会

新媒体平台

学会官方微信

电工技术学报

CES电气

学会官方B站

CES TEMS

今日头条号

学会科普微信

抖音号

☎️ 《电工技术学报》：010-63256949/6981；邮箱：dgjsxb@vip.126.com ☎️ 《电气技术》：010-63256943；邮箱：dianqijishu@126.com ☎️ 《中国电工技术学会电机与系统学报（CES TEMS）》：电话：010-63256823；邮箱：cestems@126.com ☎️ 编务：010-63256994 ☎️ 订阅：010-63256817 ☎️ 商务合作：010-63256867/6838