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《电工电气》杂志为国内外发行的科学技术类期刊(月刊),全年12期,每期10元,全年订费120元。欢迎读者在各地邮政局订阅,国内邮发代号:28-184。

《电工电气》征稿启事

《电工电气》杂志是经国家新闻出版总署批准,由《江苏电器》杂志更名而来。《电工电气》的办刊宗旨及业务范围为:追踪行业热点,报道前沿技术,传递市场信息,搭建行业技术交流和推广应用平台,推动电工电气技术发展,为电工电气行业服务。

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基于永磁直驱用电磁制动器的设计与研究

针对永磁直驱用电磁制动器制动力大、体积大、发热严重等问题,通过场路结合的方法,简化求解电磁吸力,运用Ansys有限元软件对电磁制动器进行场域求解分析,研究电磁制动器结构尺寸、气隙、绕组匝数、高压吸合时间、低压保持电压等参数对其性能的影响,并设计了一台220 kN的电磁制动器,通过样机的试验验证了计算和分析的正确性。

弱电网下基于超螺旋滑模的LCL并网逆变器控制研究

针对LCL型滤波器的固有谐振、滤波器参数及弱电网下电网阻抗的波动会严重破坏并网系统稳定性的问题,提出了弱电网下基于超螺旋滑模的LCL并网逆变器控制策略。根据并网系统模型构建超螺旋滑模观测器,对滤波电容电压及逆变器侧输出电流进行估计,消除额外传感器需要,降低成本。采用具有非奇异快速终端滑模面控制(NFTSMC)的超螺旋滑模控制器来快速地跟踪参考给定电流及降低并网系统动稳态误差,且提高并网系统对外界干扰和参数不确定性的全局鲁棒性。仿真结果表明,当滤波参数摄动和电网阻抗变化时,系统表现出较强的鲁棒性,且并网电流的THD值保持在0.5%左右。

基于改进型QPR的并网逆变器复合控制策略

针对准比例谐振(QPR)控制对高次谐波和直流抑制能力差等问题,提出了一种改进型QPR控制与直流前馈补偿的复合控制策略。该策略在QPR控制的基础上加入了高次谐波补偿,并在控制基波电流的电流外环上加入含积分控制器的直流分量补偿环节。在对并网电流所含3、5、7次谐波进行抑制的同时,降低了并网电流中所含直流分量。仿真结果表明,与QPR控制相比,所提控制策略直流含量从0.05降为0.01,总谐波畸变率下降了1.48%,具有较好的抑制效果。

考虑负荷不确定性的微电网多时间尺度调度策略

随着分布式能源渗透率增高,微电网内负荷的不确定性及能源响应负荷波动的时间尺度不同为系统灵活调度带来了挑战。电动汽车(EV)因其快速响应能力,合理安排其充放电行为可以有效缓解微电网的供电压力,平滑负荷曲线。在以经济运行最优为目标下,提出一种考虑负荷不确定性及电动汽车资源的微电网多时间尺度调度优化模型。在日前调度阶段,结合需求响应技术以风光消纳最优为目标,优化电动汽车资源的充放电行为,确定各种资源调度安排;在实时调度阶段,负荷预测出现偏差时,将储能电池、电动汽车资源作为灵活性资源,实时滚动,对日前调度计划做出修正。以某一微电网进行仿真验证,结果表明所提模型能实现风光全部消纳,有效减少负荷曲线的峰谷差,提高其应对负荷不确定性的能力。

基于准Z源变换的无线充电系统电磁屏蔽研究

在无线电能传输系统中,线圈结构参数对系统的传输效率以及漏磁影响很大,且对于传统桥式逆变电路,其提供的电压只能是母线电压以下,极大限制了输出功率能力以及调压能力。以有源磁屏蔽结构为基础,提出了一种基于准Z源逆变的有源屏蔽线圈结构,通过多目标粒子群算法分析了在低漏磁和高传输效率的双目标下的线圈结构参数;根据得到的线圈参数,研制了一套基于准Z源逆变的有源屏蔽线圈结构的无线充电系统。经MATLAB/Simulink仿真表明,在输出功率恒定为3.7 kW时,系统传输效率能够达到98.5%,优化后的漏磁相比于优化前下降了55.1%。

基于分布式滑模控制的微电网二级电压控制策略

微电网是由分布式电源(DG)、负荷、储能和控制装置等构成的可控系统,能够充分高效地利用分布式能源资源。提出了一种基于分布式滑模控制的微电网二级电压滑模控制方法,基于图论和多智能体系统原理设计了分布式滑模控制器,该滑模控制器通过通信网络获取与其相邻分布式电源的电压信息,并利用Pade近似方法对通信网络中所产生的时间延迟进行补偿。在MATLAB/Simulink平台中对该控制方法进行仿真,验证了所提出二级电压控制策略的有效性。

基于ATP-EMTP的海上风电送出海缆工频过电压仿真分析

海底长电缆线路的充电电容较高,在不同的运行工况下会产生较严重的过电压,而在高抗退出运行情况下,陆上架空送出线路故障产生的过电压会传送至海底电缆。结合工程实际,基于ATPEMTP软件对某海上风电场220 kV送出海缆及架空线路进行建模,对不同运行工况下送出海缆工频过电压、送出架空线路短路故障及断线故障时的海缆工频过电压进行仿真计算,结果表明,合理的高抗配置方案可有效降低海上风电送出海缆的工频过电压水平。

基于二阶锥规划的配电网源-网-荷-储联合规划方法设计

随着高比例分布式光伏接入配电网,如何对线路进行规划与源-储定址定容成为无法避免的问题。提出了配电网源-网-荷-储双层联合扩展规划策略,上层以配电网系统网络年投资费用最小和网损惩罚费用最小为目标建立线路规划模型,实现对配电网线路走向的改进;下层针对源、荷的不确定性以配电网运行收益最大为目标建立配电网源-储定址定容模型,同时引入不确定性参数对源-荷不确定性集的范围进行约束。针对所建双层规划模型非线性、难求解问题,基于二阶锥松弛算法将上述非凸、非线性优化规划模型转换为二阶锥优化模型,进而获得全局最优解,以此得到分布式光伏以及储能的最佳接入位置和容量。仿真结果表明,该方法可有效降低配电网的规划成本,促进分布式电源的消纳。

一二次深融柱上开关断口绝缘试验方法研究

断口绝缘试验是一二次深融柱上开关(柱开)的基础试验项目之一。根据试品电容和杂散电容分布拓扑获取机构箱壳体理论电位,开展了机构箱壳体电位和绝缘垫闪络电压测试,并采用改进措施进行断口绝缘测试。结果表明:进线侧加压时,机构箱壳体电位大于出线侧加压工况,印证了断口试验击穿现象;机构箱壳体电位实测值和理论值相近;绝缘垫在点脏污时绝缘性能最差,闪络电压为干净状态的37%;根据绝缘垫厚度和脏污程度调整机构箱放置位置,断口绝缘试验通过。一二次深融柱开断口绝缘试验时,需关注机构箱壳体电位,防止壳体对地放电干扰试验结果。

仿生流场质子交换膜燃料电池特性研究

为了研究不同流场结构对质子交换膜燃料电池(PEMFC)性能的影响,基于人类肺部毛细结构改进设计了一种新型仿生流场。利用计算流体力学软件Fluent分别对仿生流场、平行流场、单蛇形流场的PEMFC进行数值模拟,对比了三种PEMFC的极化曲线、压降、气体浓度分布以及电流密度分布,并探究了阴阳极相对加湿度对新型仿生流场PEMFC性能的影响。结果表明:仿生流场内氢气、氧气、水分布最均匀,阴极流道压降值最小,阴极催化层上电流密度最大;高电压下,电流密度随着阴阳极湿度增大而增大,电池性能随之提升,并且阳极气体加湿度对电池性能的影响比阴极气体加湿度对电池性能的影响大;低电压下,电流密度随着阴阳极湿度增大而减小,电池性能随之降低,并且阴极气体加湿度对电池性能的影响比阳极气体加湿度对电池性能的影响大。

自主可控SFC控制器设计与研发

静止变频器(SFC)是大型同步电机变频启动的核心设备。基于自主可控的软硬件平台,研制了基于国产芯片的自主可控SFC控制器,介绍了该控制器的硬件和软件设计流程,并在实时数字仿真(RTDS)系统中建立同步电机、励磁、电力网络模型,搭建半实物仿真试验平台,测试并验证控制系统功能。测试结果表明:自主可控SFC控制器能够实现同步电机的启动功能,具备工程实施条件。

用于高幅值陡脉冲测量的电容分压器特性研究

雷电冲击试验是电力设备电气绝缘材料测试的重要试验项目,具有上升时间快、幅值高的特点,对于高幅值陡脉冲电压的测量是其核心的技术。建立了400 kV雷电脉冲的试验平台,对脉冲电容分压器及其冲击响应特性进行研究,分析了电容器介质材料对其频率响应特性的影响。试验结果表明:脉冲电容分压器对雷电脉冲电压具有不同的频率响应,具体表现为测得的雷电电压波形波尾处发生不同程度的畸变,同时不同介质的脉冲电容分压器的刻度因数与理论计算值之间存在较大偏差。从介质理论出发,对试验现象进行了分析,研究结果为脉冲电容分压器的深入研究提供了理论和工程应用基础。