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电气工程学报
电气工程学报

张丰收

月刊

2095-9524

emanu@126.com

010-88379056

100037

北京市西城区百万庄大街22号

电气工程学报/Journal Journal of Electrical EngineeringCSTPCDCSCD北大核心
查看更多>>涉及的企业有开关控制设备制造业、电气设备元件制造业、变压器制造业、电力设备制造业、自动化产品制造业、其他输配电及控制设备制造业，仪器仪表及计量器具制造业、电机制造业等。读者为电气制造业企业的中高层管理、开发、设计、生产、技术人员、采购供应、质量保证人员、制造设备供应商，以及电气制造专业相关的院校和科研院所的专业人士。
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    考虑冷热电多能流的混合储能系统三阶段能量优化调度策略

    马振祺任浩栋张凯朱亮...
    106-116页
    查看更多>>摘要：针对综合能源系统(Integrated energy system,IES)中可再生能源(Renewable energy,RE)能量耦合的复杂性和能量波动问题,提出了一种改进的混合储能系统(Hybrid energy storage system,HESS)三阶段能量优化调度.分析了IES中各种器件在不同时间尺度下的功率响应特性,表明三阶段能量优化调度方法可以与包括HESS在内的IES很好地耦合.比较分析了HESS在稳定功率波动和延长储能寿命方面优于单一储能系统的优点,提出了三阶段能量优化调度下超级电容的控制方法.根据日前预测数据,一次能源消耗、运营成本、二氧化碳排放被视为日前滚动优化阶段的优化目标.在日内滚动调整阶段,该方法可以减少RE日前预测误差的影响,实现日内能源调度平衡,确保IES设备的安全运行.考虑到IES中可再生能源比例较高的背景,创新性地利用HESS的优势来改善系统的功率响应特性.仿真结果表明,所提方法在提升系统功率响应速度、延长储能电池(Lithium-ion battery,LiB)寿命和减少碳排量上具有显著提升.

    综合能源系统混合储能系统三阶段能量优化调度策略

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    基于多参量的动力电池剩余使用价值定义与评价方法

    龚奕畅朱昱豪顾鑫汪腾...
    117-123页
    查看更多>>摘要：锂离子电池广泛应用于电动汽车和储能等领域,准确的价值评估对于电动汽车及储能系统的长期稳定运行至关重要.传统基于单参量的价值评估方法未考虑参数间复杂的耦合关系,既不准确也不客观.为此,提出了一种基于多参量的动力电池剩余使用价值(Remaining useful value,RUV)定义与评价方法.所提方法考虑了影响电池性能的关键指标,如健康状态(State of health,SOH)、剩余寿命(Remaining useful life,RUL)、容量衰减率等,采用熵权法对各指标进行客观赋权.通过最大最小法计算各评价指标得分,从而综合定义并评估电池的剩余使用价值.通过在MIT数据集验证可知,所提方法能够合理有效地评估电池价值,计算方法简单,鲁棒性强.所提方法能够为电池剩余使用价值的综合评估提供新思路,有助于电池管理及合理回收利用.

    动力电池剩余价值熵权法综合评价

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    基于双模态分解的发电站母线短期负荷预测

    刘昕明吉建光李玮石光磁...
    124-132页
    查看更多>>摘要：母线负荷预测是电力系统运营和规划中至关重要的一项任务,针对电力负荷数据的非线性强以及影响因素多等问题,提出了一种基于双模态分解、深度学习和注意力机制的负荷预测模型.首先,对输入数据进行经验模态分解(Empirical mode decomposition,EMD),通过 K-means 聚类分析对复杂度相似的分量进行集合得到三个组合分量.其次,使用变分模态分解(Variational mode decomposition,VMD)对组合分量再次进行分解得到不同分量,使用麻雀搜索算法(Sparrow search algorithm,SSA)对变分模态分解的参数进行优化.再次,将变分模态分解得到的分量与影响因素连接并输入长短期记忆网络(Long short-term memory network,LSTM),通过注意力机制挖掘数据内部的相关性,并使用SSA对LSTM网络的参数进行优化.最后,采用宁夏某电站一年的负荷数据进行验证,经过与不同模型的对比分析,所提模型有更高的预测精度.

    负荷预测经验模态分解麻雀搜索算法变分模态分解长短期记忆网络注意力机制

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    感应电机模型预测直接速度控制

    张昊男张永昌布佳龙王兴...
    133-140页
    查看更多>>摘要：传统的模型预测转矩控制具有原理简单、动态响应快和控制灵活等优点,在感应电机高性能控制中得到了广泛研究.但是,现有方法一般通过转速外环来得到转矩参考指令,而转矩和磁链跟踪则通过内环的模型预测控制来实现.这种双闭环级联结构虽然保证了系统的稳定性,但存在内外环互相影响、调试参数较多等缺点.针对上述问题,舍去了传统控制方案中的双闭环串联结构,提出一种仅包括单个控制回路的模型预测直接速度控制方法.通过在价值函数中引入定子磁链误差和转子转速误差,实现了对不同时间尺度的转速和磁链的同时控制,具有结构简单、调试参数少等优点.另外,通过引入负载转矩观测器,提高了转速控制的稳态性能.相比传统模型预测转矩控制,提出的模型预测直接速度控制转矩和转速脉动显著减小,另外在全速范围具有更小的电流谐波,其有效性通过试验进行了验证.

    感应电机直接速度控制单环控制稳态性能

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    充水式潜水电机温度场仿真分析

    李佳欣鲍晓华狄冲燕靖文...
    141-149页
    查看更多>>摘要：为了避免充水式潜水电机在运行过程中局部过热导致绝缘失效,造成匝间短路故障的问题,提高电机运行的可靠性,以一台500 kW充水式潜水电机为例,搭建了充水式潜水电机包括冷却器、外部水道、吸水罩在内的三维全域温度场仿真模型.模型对定子槽内部分进行了简化的同时考虑了定子槽内冷却水的流通,进一步提高了温度场仿真的精度.最后,对充水式潜水电机内外循环散热过程进行了仿真分析,并通过搭建充水式潜水电机试验平台对温度场仿真结果进行了验证.

    充水式潜水电机温度场仿真全域等效模型循环冷却过程

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    基于D-H参数的磁阻式球形电机动力学建模

    李瑞英李国丽鞠鲁峰王群京...
    150-158页
    查看更多>>摘要：三自由度球形电机的动力学模型是对转子运动过程的数学描述,在球形电机的闭环控制中用于计算转子从当前位置运动到期望位置时所需要的驱动转矩.以计算磁阻式球形电机驱动转矩为目标,提出一种动力学方程的建模方法.针对磁阻式球形电机的运动特征,将球形转子等效为三个串联旋转关节,推导出磁阻式球形电机基于D-H参数的动力学方程,再对方程中的未知参数进行辨识,最终模型的预测结果与仿真结果有较高的拟合度,试验验证了该模型在设定运动工况下的可靠性,为磁阻式球形电机驱动控制提供了理论基础.

    磁阻式球形电机D-H参数动力学模型机器人参数辨识

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    非晶合金电机性能分析及铜耗优化

    宋祎轩吴旭升高嵬
    159-168页
    查看更多>>摘要：针对新型软磁材料非晶合金在电机中的应用对电机性能影响的问题,首先测试对比分析了新型软磁材料与普通硅钢材料损耗等性能,验证了其应用于高效电机的可行性,然后对同结构的非晶合金电机和传统硅钢电机进行了初步对比分析,研究表明非晶合金电机铁耗仅为传统硅钢的10%左右,但其铜耗升高28%左右,致使电机效率提升效果不明显.最后针对非晶合金电机铜耗产生机理进行了分析,根据电机铜耗增加的原因,对电机结构有针对性地进行调整优化.对优化前后电机铜耗、铁耗以及效率等电机性能参数进行对比分析,研究结果表明优化后电机本体效率可达到 98.14%,相对优化前提升 1.012%,比传统硅钢电机效率提高1.54%.

    新型软磁电机电机优化电机铜耗高效电机永磁电机

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    虚拟直流电机荷电状态均衡控制

    徐敏赵巧娥
    169-176页
    查看更多>>摘要：新型电力系统的惯性低,虚拟直流电机控制可以加强系统惯性和阻尼.多储能变换器应该考虑荷电状态(State of charge,SOC)均衡问题,提高系统稳定性.针对虚拟直流电机控制的多储能SOC均衡问题,利用直流电机机端电压和电枢电流的下垂特性,提出引入SOC离差及变均衡系数的变电枢电阻控制;针对下垂引起的电压偏移问题,采用虚拟直流电机转速补偿,用母线电容瞬时功率替代传统虚拟直流电机控制中电压PI控制,给定系统功率需求,减少比例积分环节个数.以两台蓄电池为例,在 Simulink 中进行仿真,并与参考文献的变电枢电阻函数对比可知,所提控制策略可抑制直流母线电压跌落,调节SOC均衡过程,提高其均衡速度和精度.

    虚拟直流电机控制多储能变电枢电阻转速补偿SOC均衡

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    基于ISTSMC和改进EKFSMO的PMSM无传感器矢量控制

    周立李京明刘一鸣
    177-186页
    查看更多>>摘要：在采用内环矢量控制(Field orientation control,FOC)和外环经典比例积分(Proportional integral,PI)控制的永磁同步电机(Permanent magnet synchronous motor,PMSM)驱动系统中,容易出现外部扰动检测精度低、抖振、速度环超调大等不确定性缺陷.为了解决PI控制的抖振缺点,提高系统抗干扰性,提出了一种积分超螺旋滑模控制(Integral super twisting sliding mode controller,ISTSMC).为了实现无位置传感器控制以及电机转速与位置的在线估计,采用基于扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman filter,EKF)的滑模观测器,并且设计了一种分段正弦型函数代替传统的基于sgn函数的滑模观测器降低抖振现象.在Matlab/Simulink仿真下,分析了该系统在各种故障扰动、反转运行和负载扰动下的速度响应和检测精度能力.结果证明了所提系统的可行性以及优越的动态性能.

    矢量控制永磁同步电机积分超螺旋滑模控制扩展卡尔曼滤波

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    基于收缩因子改进PSO算法的J-A磁滞模型参数辨识

    林希张浩民刘振祥
    187-195页
    查看更多>>摘要：变压器铁心磁滞特性的准确预测及其模型参数可靠辨识,一直是国内外学者们研究的难点问题.针对现有主流磁化(Jile-Atherton,J-A)模型存在的辨识参量多、计算时间长、容易陷入局部最优解等问题,提出一种基于收缩因子改进粒子群优化(Particle swarm optimization,PSO)算法的J-A磁滞模型参数辨识方法.研究建立以磁感应强度为输入变量的J-A静态磁滞逆模型,提出考虑包含涡流损耗、异常损耗因素下的动态磁滞模型;针对传统PSO算法计算精度低、不易于快速寻优的问题,提出基于收缩因子改进的PSO优化算法,可实现J-A磁滞模型关键参量的快速辨识.所提算法克服了传统粒子飞行速度的限制,兼具全局寻优和局部寻优的特点,易于实现J-A磁致模型的快速参数辨识.通过仿真算例分析,验证了所提改进PSO算法在不同磁密峰值工况下的应用可靠性,且迭代收敛速度和精度均优于传统PSO算法.

    Jile-Atherton模型参数辨识PSO算法磁滞回线

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