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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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    基于能量信息协同调控的LED智能调光技术

    尚文洋王睿驰林征宇吴建德...
    196-205页
    查看更多>>摘要：针对当前 LED 照明系统对智能化的迫切需求和对成本的高度敏感,而现有智能化调控方案在成本和可靠性等方面存在不足等问题,提出一种基于电力电子变换器能量信息协同调控的 LED 智能调光技术.该技术基于电力电子变换器驱动的LED线性调光照明系统,采用四进制差分相移键控(Quaternary differential phase shift keying,QDPSK)对公共直流母线上的开关纹波进行信息调制,从而在不额外增加硬件成本的条件下,实现四进制数字信号的调制、耦合与传输.从通信视角解构了DC/DC变换器的基本工作原理,揭示了LED调光系统中能量信息协同调控的实现方法,并以隧道LED照明系统的智能调光为例,围绕系统结构、通信协议、噪声干扰、通信速率等方面展开了具体分析.最后,搭建试验平台验证了所提方法的可行性.

    LED智能调光能量信息复合调制QDPSK调制DC/DC变换器

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    基于模型预测VSFPWM的串联绕组逆变器电磁干扰抑制研究

    黄霁蓝张家华刘自程汪志远...
    206-215页
    查看更多>>摘要：脉宽调制(Pulse width modulation,PWM)逆变器开关过程产生的共模电磁干扰(Electromagnetic interference,EMI)会对系统产生显著的负面影响.以新型的串联绕组逆变拓扑结构为研究对象,采用基于电流纹波预测模型的变开关频率脉宽调制技术(Variable switching frequency PWM,VSFPWM),同时考虑实际逆变系统中电感饱和效应的影响,实现对电流纹波的精确控制,完成共模电磁干扰的抑制和开关损耗的降低.提出串绕组拓扑下考虑电感饱和的模型预测变开关频率策略,通过仿真和试验对比分析不同变频开关频率调制策略下的电磁干扰抑制效果、输出电流质量及开关损耗等性能.仿真和试验表明该策略能够有效抑制共模电磁干扰、降低开关损耗,并确保输出电流的波形质量.

    串联绕组逆变拓扑模型预测控制变开关频率电磁干扰抑制

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    面向电流源型PWM整流器的双矢量模型预测直接功率控制

    王森杨奕郭强马雯...
    216-225页
    查看更多>>摘要：电流源型脉宽调制(Pulse width modulation,PWM)整流器因其网侧存在LC滤波器,系统的控制难度增加.传统直接功率控制策略下的整流器功率波形存在脉动,因模型预测控制具有卓越的动态特性以及直观的控制规律,采用模型预测直接功率控制(Model predictive direct power control,MPDPC)对传统控制策略进行改进.首先建立了三相PWM整流器的数学模型,给出了每个采样周期内的功率变化率,并推导出相邻采样周期之间的功率关系,然后给出基于单矢量的模型预测直接功率控制策略,提出了基于双矢量的模型预测直接功率控制策略,并优选出两个电流矢量,计算在一个采样周期内的作用时间,并对其进行修正.最后,在Matlab/Simulink仿真软件验证了所提控制策略的可行性和有效性.

    电流源型整流器模型预测控制双矢量功率控制

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    数字电源浪涌抑制方法研究

    胡经纬王久和曲秋莳
    226-234页
    查看更多>>摘要：对于通过前端浪涌防护模块对数字电源浪涌冲击进行抑制的方法,当浪涌能量过高时,存在浪涌防护模块通常无法有效抑制全部浪涌能量的问题.针对该问题,分析了浪涌的产生原因及特性,研究了浪涌在数字电源中的传递路径及在不同观测点的浪涌波形,进而提出了印刷电路板(Printed circuit board,PCB)布局优化、电路优化及磁屏蔽等数字电源浪涌抑制新方法.所提新方法原理简单、可靠性高,能使数字电源获得良好的浪涌抑制能力.研制了 1.2 kW 试验样机并进行浪涌测试试验,试验结果表明所提出的浪涌抑制新方法可抗4级浪涌试验,能够保障数字电源正常工作.

    数字电源浪涌抑制PCB布局优化电路优化

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    一种无电压尖峰的改进型分裂Δ源逆变器

    房绪鹏孙翔飞张胜男赵冰冰...
    235-242页
    查看更多>>摘要：针对传统Δ源逆变器(Δ-source inverter,DSI)存在着开关管有较大的电压尖峰、高增益下输出电能质量差的问题,在分裂Δ源逆变器(Split Δ-source inverter,SDSI)的基础上,加入电压箝位单元,提出了一种改进型分裂Δ源逆变器(Improved split Δ-source inverter,ISDSI),研究了它的拓扑结构与工作状态,重点分析了其稳态升压特性与消除电压尖峰过程,并计算了各开关器件的电压应力.新提出的拓扑保留了 SDSI 升压占空比和调制因数同向调整的优点,这有助于改善高增益下输出电能质量.此外,新拓扑消除了开关管电压尖峰,降低了开关管和二极管的电压应力.Matlab/Simulink软件仿真和样机试验的结果验证了变换器的性能,证明了所提逆变器能够有效解决Δ源逆变器存在的突出问题.

    逆变器电压尖峰高电压增益电压箝位单元

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    基于波形复杂特性的励磁涌流快速识别算法研究

    沈春城严柏平黄大卓郑国超...
    243-253页
    查看更多>>摘要：针对电力变压器空载合闸于CT饱和、轻微匝间故障等扰动因素下励磁涌流快速识别困难的应用需求,提出一种基于电流波形复杂特性的励磁涌流快速识别算法;通过研究空载合闸、CT 饱和、匝间故障等扰动因素下的励磁涌流波形复杂特性,提出采用改进变分模态分解算法,以实现固有模态分量的快速准确分解,同时,研究励磁涌流波形复杂特性的数值表征,提出波形复杂特性的数值表征策略,并选定样本熵和值作为励磁涌流快速识别的判据;模拟建立多场景扰动下的励磁涌流特性仿真模型,验证了所提出算法在空载合闸、合闸于CT饱和、合闸于匝间故障、变压器运行时发生内部及区内故障等工程场景下应用的快速性和可靠性.其中,该算法能够实现首个周波电流采集下的快速模态分解,并具有抗40 dB噪声干扰的抗噪性能,易于复杂扰动下励磁涌流信号快速、可靠辨识的工程应用.

    励磁涌流CT饱和波形复杂特性变分模态分解

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    计及新能源虚拟惯量的电力系统最低惯量评估

    王毅陈中周涛刘勃...
    254-260页
    查看更多>>摘要：电网频率安全和稳定性是电力系统的重要性能指标,而电力系统的惯量水平是影响频率响应能力的关键因素.由于我国实施双碳战略,新能源发电比例持续提高,导致电力系统的惯量水平不断下降,使得电网在遭受有功扰动时的频率波动加剧,系统运行边界收缩.为了提高电力系统在高新能源渗透场景下的惯量态势感知能力,增强电力系统对有功扰动的频率适应性、量化系统运行边界,基于电力系统频率响应模型,分析了电网在受到有功扰动后不同时间尺度下的频率响应过程,构建了系统频率响应数学关系.基于频率响应全过程,构建计及新能源虚拟惯量的电力系统最低惯量评估模型及其求解算法.最后,基于IEEE-39节点模型,通过仿真试验验证了所提方法的有效性和准确性.

    低惯量电力系统虚拟惯量最低惯量评估频率稳定性

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    适应风电场宽频振荡研究的模糊度量层次聚类法

    宋锐甘嘉田王泽嘉许德操...
    261-271页
    查看更多>>摘要：为助力"双碳"目标实现,推动风电产业发展,研究并治理风电场并网宽频振荡问题迫在眉睫.为建立适用于风电场振荡研究且能准确高效反映实际风电场输出特性的仿真模型,提出基于模糊度量的层次聚类法,改善传统综合层次聚类算法使用距离度量造成的聚类结果偏移.利用F检验法定量评价聚类效果,横向比较F评分确定最优聚类方案,纵向比较确定最优聚类分群数.评价结果表明,模糊度量层次聚类法的聚类效果良好.最后采用PSCAD结合青海省海南新能源基地风电场实例进行了仿真分析,验证了模糊度量层次聚类法对风电场聚类的适用性.

    风电场宽频振荡模糊度量层次聚类F检验聚类评价

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    基于改进和声搜索的配电网WSNs多路径QoS路由算法

    杨佳季泽宇王佳豪彭瑞召...
    272-280页
    查看更多>>摘要：针对智能配电网(Smart distribution network,SDN)中无线通信数据传输不可靠且网络寿命低等问题,提出一种基于改进和声搜索的无线传感器网络(Wireless sensor networks,WSNs)多路径 QoS 路由算法(Multipath QoS routing algorithm,MQRA).首先,分析配电网的通信需求并建立数据传输模型;然后,针对无线传感器路由问题的特点对和声搜索算法(Harmony search,HS)做出改进;再将其自适应参数公式进行改进以避免算法陷入局部最优;通过在源节点与目的节点之间构建前传区域来优化转发节点集以避免数据回传,提升算法的运行效率;最后,在初始和声库生成阶段,综合考虑距离、丢包率以及节点剩余能量来改进轮盘法中的概率公式.仿真结果表明 MQRA 算法能有效降低数据传输的时延,提升数据可靠性并均衡节点能耗延长网络使用寿命.

    无线传感器网络智能配电网和声搜索路由算法服务质量

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    基于自主认知深度时间聚类表示的隔离开关故障诊断方法

    解骞徐浩岚王彤赵发寿...
    281-289页
    查看更多>>摘要：为准确识别隔离开关发生的故障,并确定故障类型,保证电网的稳定运行,提出一种基于自主认知的深度时序聚类表示模型(Autonomous-cognition deep temporal clustering representation model,AC-DTCR)对隔离开关的故障进行诊断.在数据量少且类别标签信息不可用的情况下,时间序列聚类是非常好的无监督学习技术,而AC-DTCR模型集成了时间重建和K-means目标,为提高编码器的能力,提出一种假样本生成策略和辅助分类任务,改进集群结构,获得特定于集群的时间表示.根据高压隔离开关故障模拟试验得到的电机电流数据,使用 AC-DTCR 模型分成四个部分对试验数据进行训练.结果表明,该模型具有良好的分类性能,与传统的分类模型和时间序列聚类模型相比,有更高的准确率,可应用于电力设备故障诊断领域中.

    深度时序聚类表示自注意力机制自主认知故障诊断K-means

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