抢鲜看｜《电气技术》2022年第5期目次及摘要

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中国电工技术学会主办的电气工程行业品牌技术期刊，关注实用工程技术、聚焦前沿发展。中国科学研究院电工研究所王秋良院士任《电气技术》主编，武汉大学电气工程学院唐炬院长任《电气技术》执行主编。

研究与开发

多端柔性直流输电系统的自适应下垂控制策略研究

作者：白国岩；李春宝；孟繁丞；李沐书；马文忠

摘要：直流电压稳定是多端柔性直流输电（VSC-MTDC）系统控制的关键问题之一。针对传统下垂控制策略参数不易整定、控制精度低、难以应对多种工况等缺点,本文提出一种自适应下垂控制策略,首先结合系统潮流分析结果和换流站功率分配设计下垂系数稳态值,并依据换流站本地电气量引入自适应改变下垂参数的控制律,使下垂系数可根据不同工况进行调节优化,并有效降低暂态过程中的功率振荡。在PSCAD/EMTDC中搭建四端VSC-MTDC模型进行算例验证,仿真结果证明,本文所提改进自适应下垂控制策略能有效提升换流站在不同工况下的性能,提升系统的灵活性和可靠性。

基于改进希尔伯特-黄变换的电力系统谐波检测系统设计

作者：杨逸帆；赵兵兵；康迪；甄景龙；张维华

摘要：随着电力系统规模的不断扩大及电力电子设备的广泛应用,电力系统中谐波污染问题愈发严重。为实现对电力系统谐波的有效检测,本文提出基于改进希尔伯特-黄变换的谐波检测方法。首先提出基于改进镜像延拓的端点效应抑制方法,该方法将波形匹配方法与镜像延拓方法相结合,解决传统镜像延拓方法需对信号有一定程度截断而造成误差较大的问题;同时,引入自适应噪声完全经验模态分解方法,有效解决经验模态分解易产生模态混叠效应、集合经验模态分解结果受噪声影响较大且易产生虚假模态分量的问题。为验证本文所提方法的有效性,设计谐波检测仿真实验及实测信号谐波检测实验。结果表明,本文所提方法可对具有间断点的谐波信号、含高次谐波衰减、突变谐波信号进行有效跟踪与检测。基于本文所提方法在LabVIEW平台中开发谐波检测系统,验证了本文所提方法的准确性及有效性。

采用交流耗能的新能源孤岛柔直送出方案及仿真研究

作者：卢宇；汪楠楠；刘鹏；王柯

摘要：柔性直流输电（VSC-HVDC）为大规模可再生能源的开发和利用提供了一种有效的解决方案。本文介绍了新能源孤岛方式接入柔性直流电网存在故障范围扩大的问题,比较了多种功率盈余控制方案,选择采用交流耗能装置的方案实现故障穿越,通过快速投退交流耗能装置解决新能源孤岛方式下的功率盈余问题,通过仿真分析,证明了采用交流耗能装置实现新能源孤岛方式下柔直系统故障穿越的可行性。

基于前馈解耦的交直流混合微电网双向AC-DC变换器控制策略研究

作者：姚卫波；徐晔；黄克峰；周美权；崔灏然

摘要：作为交直流混合微电网的重要器件,双向AC-DC变换器能够实现能量的双向流动,满足混合微电网中负载波动对电能的需求,可平衡交直流母线电压。但双向AC-DC变换器的控制系统具有时变性,且非线性和耦合性较强,控制复杂,需要解决控制量间的耦合问题。本文针对这一问题展开研究,首先介绍混合微电网系统的结构,并建立双向AC-DC变换器数学模型;然后针对双向AC-DC变换器,采用交流侧电压前馈解耦方案,设计控制器并分析比例积分（PI）控制策略的稳定性;最后基于Matlab/Simulink建立系统仿真模型,以验证所提控制策略的可行性。仿真结果表明,前馈解耦控制策略下的双向AC-DC变换器具有快速的动态响应和良好的抗负载扰动性能。

基于现场可编程门阵列的智能配电站安防巡检系统设计与实现

作者：陈标发；陈传东；魏榕山；罗海波

摘要：在我国电力系统中,配电站属于电力网络边缘节点,是电力系统中的重要环节。然而,人工巡检或一些传统硬件设备的数据采集手段,由于成本及效率等问题,已经无法匹配当下的安防巡检需求。针对此问题,本文提出一种基于现场可编程门阵列（FPGA）的智能配电站安防巡检解决方案。首先利用YOLOv4-tiny网络实现安全帽佩戴检测、工作服着装检测、越界预警识别等功能,其准确率可达93.5%;其次针对配电站的应用场景,本文利用FPGA在边缘设备上实现实时检测的效果,并从并行展开及流水线等方面进行加速优化。实验结果表明,该系统可在ZCU102平台上实现每秒传输帧数为68的检测速度,整体平均性能达到228十亿次运算/秒。

基于高频变压器漏抗理论的脉冲电源多模块并联充电误差机理研究

作者：朱博峰；鲁军勇；张晓；戴宇峰；马涛

摘要：基于高频变压器的串联谐振充电设备是当前电容型脉冲功率电源系统先进的充电方式之一。现有文献针对其充电原理已进行过大量研究,主要致力于充电过程的数学建模及其与其他充电方式的性能对比。本文针对此种充电设备在实际使用过程中的充电误差与并联电源模块个数相关联的特殊现象,首先根据实际电路拓扑分析充电误差的产生机理,并推导充电误差与负载大小的定量关系,进而结合有限元和电路仿真证明理论分析的正确性,最后提出消除误差的控制方案并完成实验验证。相关研究结论对优化电磁发射装置用电容型脉冲功率电源系统具有一定的实际意义。

变电站不同类型电缆终端在谐波频率作用下的电-热耦合场仿真分析

作者：赵庆杰；史磊；柴斌

摘要：为研究电缆终端在高频谐波作用下出现热故障,甚至热击穿、电击穿等一系列问题,并进一步理清高频谐波对电缆终端表面热点形成的影响,本文对两种不同类型的电缆终端进行建模,并利用COMSOL仿真软件对电缆终端表面热点现象进行电-热耦合场有限元仿真。研究结果表明,对于非线性应力控制型电缆,高频谐波会导致电缆半导电层截断位置处的局部电场强度增大、总功率损耗密度增加,从而在电缆终端表面形成过热点;对于应力锥型电缆终端,由于材料的电导率受谐波频率变化的影响不大,总功率损耗密度也很小,因而其发热并不严重,没有热点出现。

相间距对干式空心电抗器参数的影响分析

作者：葛计彬；张宁；卞震洪；郝文光；郑刚

摘要：干式空心电抗器安装的相间距通常为1.7倍电抗器外径（1.7D）,当安装距离缩小时,电抗器周围磁场强度会发生变化从而影响其电气参数。本文以小型串联电抗器为例,采用仿真计算与实测相结合的方法,研究水平布置电抗器相间距与性能参数之间的关系。结果表明,相间距在1.3D~1.7D范围内时,虽对小型电抗器的技术参数有影响,但未使其超出标准允许范围。

贫乏信息下基于深度迁移学习的智慧建筑负荷预测方法

作者：江晶晶；窦真兰；杨海涛；赵敏

摘要：精确的负荷预测可以显著优化建筑设备运行策略,释放建筑节能潜力,其中基于数据驱动的负荷预测模型得到了广泛关注。然而,一些具有新建数据平台的建筑能够为模型提供的数据非常有限。为了提高在贫乏信息状态下的预测性能,本文建立一种基于因果卷积神经网络结构的深度迁移学习负荷预测模型。首先,引入迁移学习机制,将与目标建筑类型一致的建筑作为源域建筑为模型提供数据;其次,引入全卷积神经网络和因果逻辑约束增强时间序列特征表达,以增加输出神经元的接受域并提升预测精度;最后,以实际工程中的办公建筑为例,对所提出的方法和所建模型进行验证,并将预测结果与长短期记忆网络模型的预测结果相比。结果显示,本文所建模型将预测值与实际值的平均绝对百分比误差和方均根误差系数分别平均降低了22.88%和0.3720。

永磁有刷直流电动机齿槽转矩与电磁噪声研究

作者：冯志宇；王博；袁野

摘要：针对电动升降桌用永磁有刷直流电动机（PMDCM）的齿槽转矩与电磁噪声问题,对永磁体采用不同偏心结构的电动机展开研究。首先,对PMDCM的齿槽转矩与电磁激振力进行理论分析;其次,对永磁体采用不同偏心距离的PMDCM进行电磁仿真分析;然后,对永磁体采用不同偏心距离的PMDCM进行振动噪声（NVH）仿真分析;最后,研制了一台70W、4100r/min的样机对仿真结果进行验证。研究结果表明,通过加大永磁体的偏心距离可以削弱齿槽转矩与电磁激振力,但会降低电动机的转矩输出能力,故在PMDCM的设计阶段应合理选择永磁体的偏心距离。本文可为有噪声要求的小功率PMDCM设计提供参考。

轨道交通电气化新技术

智能模块化终端配电系统设计

作者：琚永刚；徐德勤；侯红磊；彭君；张兴庆

摘要：为解决当前轨道交通行业中的终端配电设备在设计、制造、维护环节标准化程度不高的问题,提出一种智能模块化终端配电系统。系统采用标准化、模块化、可移式设计,在产品设计、制造、交付各阶段,都可灵活调整系统一次方案,适应设计方案的各种变化,使系统的灵活性、可维护性大幅度提高。系统的智能化模块提供系统状态监控功能,大大提高了系统运行的可靠性。

HXD2技术提升电力机车潜在电路分析及设计改进

作者：李斌；白晶

摘要：根据蓄电池上电、接地检测、机车照明等控制电路结构,对HXD2技术提升电力机车的潜在电路进行分析,找出控制电源接地故障的原因,并改进电路结构设计,消除潜在电路,解决接地故障误报问题。

牵引变电站供电线路带负荷测试分析

作者：罗通；刘伟豪

摘要：在我国,牵引变电站的变压器主要采用V/V型、V/X型和Scott型等联结方式。电源侧线路的功率和功角大小因牵引变不同的联结方式而存在差异,造成牵引供电线路新投产间隔带负荷测试存在一定的困难。鉴于此,本文对不同牵引变联结方式下的牵引供电线路带负荷测试方法进行分析,为判断电流互感器或电压互感器回路极性提供依据。应用本文的分析方法和结论对多条牵引供电线路进行带负荷测试,结果验证了本文分析结论的准确性。

基于SED文件的地铁供电系统工程配置应用方案

作者：谢金莲；曾彬华；招康杰；赖沛鑫

摘要：本文介绍了地铁供电系统的组网结构,并对地铁供电系统现有的工程配置方案进行分析。结合地铁供电系统的供电网络特点,提出一种基于系统交换描述（SED）文件的地铁供电系统工程配置应用方案,并通过测试验证了该方案的有效性。

技术与应用

基于附加直流的选择性低压漏电保护实现方法

作者：吴骞；周劭亮

摘要：选择性是低压漏电保护的基本要求之一,也是衡量低压漏电保护是否合格的标准之一。本文针对常规带附加直流部件的低压漏电保护的缺点,提出一种新型基于附加直流的选择性保护实现方法。利用安装在支路上的交直流采样元件采集并计算各支路交直流电流量,根据交流量和直流量的大小及方向,通过特定算法选择故障支路。这种判别方法解决了附加直流没有选择性的问题,具有结构简单、装置数量少、适用性强、易于扩展、可靠性高等优点,能满足低压漏电保护的选择性要求。

750kV串联电容补偿系统集中电子式互感器测量系统设计

作者：朱长银；常远；赵玉灿；吴健；王德昌

摘要：针对目前串联电容补偿系统测量存在的难点,本文通过分析串联电容补偿平台上电流互感器（TA）测量系统的干扰源和干扰路径,考虑串联电容补偿平台TA测量系统性能需求和工程实际,以及集中电子式TA测量系统相关功能模块的实现方式,设计一种集中电子式TA测量系统,采用冗余闭环控制的全激光供能技术及集中测量单元设计,提高了系统的可靠性,并在实际工程中得到应用。

500kV断路器防跳试验方法优化

作者：孙大根

摘要：断路器合闸回路一般都设计有防跳功能,防止断路器异常重复合闸。为保证防跳回路运行可靠,需要定期对防跳回路进行试验检查,常见的防跳试验方法都着重验证回路的正确性,忽视了验证防跳继电器动作时间是否满足要求的问题,容易导致误判。本文介绍一种新的试验方法,能够可靠检查防跳回路是否存在异常,为设备安全稳定运行提供保障。

一起未投产变压器故障的机理解析

作者：刘伟；王钟颖；徐浩；孙漪清；赵儆

摘要：我厂35kV变压器生产过程中发现一起未投产变压器油中氢气含量超标的案例。这种常见性故障一般并不严重,但仍然会降低变压器的性能和寿命。本文从变压器生产环节入手,对可能导致产氢的多种因素进行测试,最终确定主要因素是游离水分,并查明水分来源,根据分析结果优化生产工艺,成功排除了故障。

一起220kV隔离开关操动机构故障分析

作者：陈莉；张瑞明；马莉

摘要：针对一起发生在变电站送电过程中的220kV 气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）隔离开关操动机构传动轴断裂的典型故障,详细介绍故障排查过程,并用光谱分析、硬度试验、显微组织检验、断口扫描电子显微镜（SEM）形貌分析等方法深入分析故障的原因,提出加强设备验收、加强质量监督等措施以提高设备投运质量。

220kV断路器重合闸异常动作行为分析

作者：刘云

摘要：对某变电站220kV进线重合闸异常动作行为进行研究,分析异常动作原因。针对线路发生单相瞬时性故障时,断路器实际三跳三重的异常情况,在确定保护装置正确动作的前提下,从二次回路和保护之间的配合出发,确认二次回路接线错误和保护之间配合不当是造成本次异常动作的主要原因。最后,针对此类接线方式的重合闸提出相应的整改措施。

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2022年9月16-18日  重庆市

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