【CAA期刊】《电气传动》2024年第11期

摘要：弱磁控制技术能够有效地拓宽永磁同步电机运行速度范围，因此对永磁同步电机弱磁控制的研究具有重要意义。大多弱磁控制通过单一的PI环节修正弱磁电流指令，其响应速度较慢，难以满足高性能的控制需求，且由于弱磁环的高耦合、非线性，PI参数整定困难。针对以上不足提出一种折算查表的方法作为前馈加入到控制系统中，加快了弱磁调节的速度；同时采用增益线性化的方法，通过分析不同工作点处小信号模型的变化，解决了通过经验整定的弱磁环控制器的固定PI参数无法应对工作点变化的问题，从而提高了系统的稳定性和准确性。最后根据仿真和实验验证了改进的方法，能够有效提升弱磁控制的性能。

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摘要：随着新能源和电力电子设备渗透率增加，电力系统的惯性和阻尼减小，稳定性降低。构网控制技术通过变流器构建起支撑大电网稳定运行的电压源，以起到快速调频调压、增加惯量和短路容量支撑、抑制宽频振荡等作用，因此逐渐受到重视。首先，通过跟网型变流器和构网型变流器的对比，说明构网控制技术更适合新型电力系统；其次，根据构网型变流器4类不同的控制策略，从原理上对这些策略的控制机理进行了分析；最后，通过采用同样的初始参数，仿真电网受到常见的扰动后不同构网控制策略对电网频率影响，验证了VSG控制策略的优越性，然后探讨VSG虚拟转动惯量和阻尼系数对系统输出频率响应的影响，为进一步深入研究提供参考。

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摘要：永磁直驱风力发电系统运行过程中，机侧的参数变化可能引起控制精度降低、稳定性变差等问题，进而影响变换器的直流母线电压，导致网侧功率波动，对电力系统的稳定性产生危害。机侧采用传统单矢量无模型预测控制时，尽管有效提升了系统鲁棒性，但仍存在控制效果差的问题。为此，提出了一种适用于永磁直驱风力发电系统的改进无模型预测控制，可以保持系统鲁棒性的同时改善稳态控制性能。首先，对系统联合运行时的机侧和网侧模型进行了分析；其次，通过拓展电压矢量的方法对传统有限控制集进行优化，结合传统电流差分无模型预测控制的思想，改善了原有控制方法的预测精度，进一步降低了电流和功率纹波；最后，通过实验对所提方法的有效性和优异性进行了验证。

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摘要：高频脉振电压注入（PSVI）法由于动态性能更快、转矩脉动更小等优势，被广泛应用于永磁同步电机（PMSM）低速范围的无位置传感器控制中。低开关频率下，由于系统延时更大，特殊的控制架构造成的高频相位更新滞后以及滤波器截止频率较低带来的相位延时增大等，传统高频脉振电压注入法的动稳态性能受到严重影响。针对上述问题，在详细分析滤波器相位延迟和低开关频率下高频脉振电压相位更新不及时对转子位置估算的影响的基础上，分别提出了对不同非理想因素的补偿方案。最后对上述非理想因素的影响及补偿方案进行了仿真验证，仿真结果表明，所提解决方案能有效减小转子位置估算误差。

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摘要：大规模风电、光伏等新能源机组接入电力系统，将极大地改变系统的电源特性，使系统转动惯量水平下降，威胁系统的暂态频率稳定安全。虚拟同步发电机技术能够增强新能源机组对系统的惯量支撑能力，促进系统频率稳定。为了定量描述虚拟同步发电机的暂态特性，增强对VSG的控制能力，虚拟同步发电机的暂态频率建模亟需研究。基于新能源机组虚拟同步发电机控制策略，考虑新能源机组惯性响应、一次调频等特性，建立了虚拟同步发电机的暂态频率响应模型，搭建了Matlab/Simulink仿真模型，验证了所建立的解析模型的正确性。最后，分析了不同控制参数对虚拟同步发电机暂态频率响应的影响，明确了控制参数对虚拟同步发电机暂态频率响应的作用规律，为控制新型电力系统频率稳定指明了方向。

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摘要：针对三相交错并联型DC-DC变换器在输出侧负载和输入侧母线电压数值改变以及其他扰动影响下而出现的输出电压波动现象，提出一种滑模线性自抗扰控制策略。首先，建立三相交错并联DC-DC变换器在s域下的数学模型，并分析能量传输不平衡原理；然后，根据系统模型，设计合适的观测器和线性自抗扰控制器；进一步，为提高系统对输出电压波动的抑制能力，引入滑模控制，形成滑模线性自抗扰控制，提高系统的抗扰性和快速性；最后，设计多种工况对新型控制策略进行仿真验证和半实物仿真实验验证。结果表明：与传统控制策略相比，滑模线性自抗扰控制不仅具备优异的电压波动抑制能力，而且具有优越的稳态运行能力和暂态穿越能力，保证了系统能量传输间的平衡。

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摘要：双碳背景下，碳排放交易机制与多种能源互补发电机制是中国实现碳减排目标和可持续发展的重要机制，提出了一种计及碳交易的多能源系统优化模型，在缓解火电机组调峰压力的同时，减少二氧化碳的排放。首先，根据碳排放量构建碳交易成本模型，同时考虑煤耗成本、投油和损耗成本以及环境成本，形成最优目标函数，并将其分段线性化。其次，构建火风光蓄联合优化调度模型。第一阶段，以净负荷波动最小为目标，利用蛾群搜索算法计算出各梯级水电站的发电量，优化日负荷出力曲线；第二阶段，以综合成本最小为目标，并借助场景法描述风电随机性，构建考虑碳交易机制的火风光蓄联合优化调度模型。最后，在修改的IEEE 7机57节点系统中验证所提模型的有效性。

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摘要：随着可再生能源的不断发展，可再生能源在电网的占比越来越大，为了保证考虑可再生能源接入的电力系统的供电安全，检修工作的最佳协调变得越来越重要。目前检修计划制定工具受运行安全标准约束和电网复杂性的影响，具有可操作性低、模拟意外事故计算量大等问题，为了减轻人工计算负担，提出利用机器学习模型以快速可靠的方式预测应急情况的结果。该方法在兰州某地区设备中进行了测试，涵盖了10 kV和220 kV的电压等级。通过测试和比较朴素贝叶斯分类器、支持向量机和基于决策树的模型，可知基于决策树的随机森林算法在识别可安全检修时间段的准确率高于90%，始终优于其他算法。另外，通过实验表明，可再生能源发电的预期增长将影响未来电力系统的可检修性，部分地区非安全检修时间段将增加20%。

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摘要：随着“双碳”目标的提出，电动汽车（EV）的应用愈加广泛。为了进一步降低电动汽车充电成本、减小用户的充电负担，提出一种包含光伏（PV）、储能（ESS）以及交流电网的电动汽车充电直流微电网协调控制策略，该策略能够根据各个端口间的能量关系协调不同端口的输入、输出状态，针对电动汽车充电负荷的波动性削峰填谷以降低充电成本。首先介绍光伏和储能系统的控制策略，之后对电动汽车充电负荷使用蒙特卡洛算法进行预测，接着将微电网运行划分为6个模态以及4个电压带，提出各端口间的模态切换条件以及协调控制策略，随后在Matlab/Simulink以及远宽半实物平台验证了协调控制的可行性，最后通过计算5种典型天气场景下的电动汽车充电成本并与其他文献比较，得出所提策略最多降低充电成本28.1%的结论，证明了其在降低成本方面的显著效果。

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摘要：三相异步电机是各类电机中应用量最大的一种，匝间短路故障为三相异步电机发生概率较大的一类故障。如果能实时监测电机运行状况，对运行进行健康安全评估，将能及时止损，减少损失。提出了基于扩展Clarke变换和故障特征因子Q 的匝间故障诊断方法，分析了电机匝间故障的Clarke矢量的特点，对电机匝间故障的Clarke矢量取模，得到三相电流中对称分量的直流分量和2倍于基频的交流分量，以该分量的幅值与直流分量的比值作为故障特征因子Q 进行匝间故障诊断。通过特征因子Q 研究Clarke矢量频谱，从而判断电机故障，并且进行了理论仿真以及样机测试。

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摘要：输电线路杆塔作为电力系统正常运行的必要设备，其接地电阻的精准检测对整个电力系统的安全稳定运行尤为重要，尤其在防雷性能的判断等方面。因此，提出一种基于径向基函数拟合的多频杆塔接地电阻测量方法。该方法能够在不断开杆塔接地引线的前提下，采用多频电流作为激励，测量不同频率的输入电流得到接地电阻值，基于这些数据采用径向基函数神经网络拟合，实现杆塔接地电阻的准确测量。同时，通过多个杆塔接地电阻实测证明了该方法的准确性、可靠性，且所提方法操作简单，很大程度上方便了检测人员现场的测量，具有较强的实际意义。

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摘要：工业光纤通信由于晶振误差、码间干扰、基线漂移等原因，接收端会存在数据恢复错误率高的问题。长距离工业光纤通信中，接收端串行数据的电平前后抖动量会增大。针对该问题，提出了一种工业光纤通信的时钟数据恢复方法。方法采用6倍时钟进行过采样，判断串行数据跳变沿并归集到同一时钟下，并动态选择采样时钟。根据电平抖动容差，确认不同情况下所采样数据的有效性。经数据处理，将多路时钟采样的数据恢复为本地时钟下的串行数据，并最终将串行数据转换为并行数据。仿真和测试验证了所提方法的有效性。

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摘要：电力电缆在当今社会发展和城市运作中扮演着非常重要的角色。随着人们用电量增加，电缆的铺设量也在同步增加。为防止电缆遭到破坏，对电缆管廊周围环境振动信号进行监测，及时发现潜在威胁，保障电缆正常工作，提出一种基于Matlab小波降噪算法和EMD-AR谱分析的地下电缆防破坏振动监测系统。该系统由太阳能供电模块、六轴陀螺仪姿态感应模块、振动传感器模块、物联网通信模块组成，主控芯片使用STM32F4单片机。采用小波阈值降噪算法去除复杂高频噪声，提高信号的可识别度，随后将去噪后信号进行经验模态分解（EMD），并对前6个固有模态函数（IMF）分量进行AR谱分析，最后将前6个IMF分量的AR谱累加得到信号的能量对比图。研究表明，该方法的应用准确分析出振动类型，能够给电缆管廊附近振动的监测分析提供更加简单便捷的方法，有效保护电缆的安全稳定运行。

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