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电力电子变换器并联系统的稳定控制策略及参数设计

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电力自动化设备 2025年

作者：汤建邹志翔薛明军杨黎明陈琦袁帅姚屹洋东南大学电气工程学院国网江苏省电力有限公司常州供电分公司国电南京自动化股份有限公司南京国电南自电网自动化有限公司

在构网型变换器和跟网型变换器组成的并联系统中，变换器之间的相互作用会导致该系统存在中低频振荡问题。以一台构网型变换器和一台跟网型变换器组成的并联系统为研究目标，建立两变换器的多输入多输出阻抗模型并分析并联系统的稳定性... 详细信息

在构网型变换器和跟网型变换器组成的并联系统中，变换器之间的相互作用会导致该系统存在中低频振荡问题。以一台构网型变换器和一台跟网型变换器组成的并联系统为研究目标，建立两变换器的多输入多输出阻抗模型并分析并联系统的稳定性，结果表明锁相环带宽或线路阻抗过大会导致系统失稳。为提升稳定性，提出一种基于双二阶滤波器的稳定控制策略，并从构网型变换器输出阻抗零极点的角度研究双二阶滤波器参数和系统特性根的关系，提出通用的参数设计准则，保证稳定控制策略在多工况运行的设计通用性和有效性。仿真和实验结果验证了所提稳定控制策略和参数设计准则的有效性。

关键词：构网型变换器跟网型变换器并联系统稳定性分析双二阶滤波器稳定控制策略

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刃宽对硬岩掘进影响的仿真及试验研究

工程科学学报 2025年第1期47卷 13-24页

作者：尚勇孙靖东姜海峰许顺海段红磊孙朝阳北京科技大学机械工程学院北京100083 中铁工程装备集团隧道设备制造有限公司河南453000

滚刀在硬岩掘进中极易发生崩刃、偏磨等异常失效,研究硬岩掘进条件下刃型参数对滚刀破岩载荷和破岩效率的影响十分重要.本文采用滚刀破岩试验和仿真分析相结合的方法,从载荷曲线、破岩体积、破岩比能等方面分析了刃宽对滚刀破岩的影响.... 详细信息

滚刀在硬岩掘进中极易发生崩刃、偏磨等异常失效,研究硬岩掘进条件下刃型参数对滚刀破岩载荷和破岩效率的影响十分重要.本文采用滚刀破岩试验和仿真分析相结合的方法,从载荷曲线、破岩体积、破岩比能等方面分析了刃宽对滚刀破岩的影响.基于双线性本构模型及Benzeggagh–Kenane损伤断裂准则建立了岩石材料的内聚力本构模型,通过单轴抗压试验及巴西劈裂试验对内聚力本构模型的微观参数进行了校准,并进一步建立了滚刀破岩的内聚力仿真模型.结果表明:内聚力本构模型可以准确的模拟破岩过程中岩石裂纹的萌生和扩展过程.依据裂纹的萌生和扩展情况,滚刀破岩过程主要分为三个阶段:弹性阶段、裂纹萌生–扩展阶段及岩石破坏卸载阶段.滚刀破岩载荷和破岩体积随着贯入度、刀间距和刃宽的增加而增加;破岩比能随刃宽的增加呈先减小后增大的趋势.对于所选取的硬岩,采用13 mm刃宽滚刀破岩时比能最小,破岩效率最高;7 mm刃宽滚刀破岩时无法形成贯通岩片,相邻滚刀之间仍存在岩脊,破岩效率较低.

关键词：滚刀刃宽 Cohesive模型线切割试验破岩载荷破岩效率

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考虑磁饱和的永磁电磁混合悬浮系统磁力计算方法

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交通运输工程学报 2025年

作者：申璐张立伟修三木张孟磊刘涛北京交通大学电气工程学院深圳市长龙铁路电子工程有限公司

为了提高永磁电磁混合悬浮系统磁力计算的准确性和效率，综合考虑解析法计算速度快和有限元法计算精度高的优势，基于等效面电流法，将系统中的永磁体等效为电磁线圈，进而建立了永磁电磁混合悬浮系统的纯电磁线圈等效模型；基于电磁线... 详细信息

为了提高永磁电磁混合悬浮系统磁力计算的准确性和效率，综合考虑解析法计算速度快和有限元法计算精度高的优势，基于等效面电流法，将系统中的永磁体等效为电磁线圈，进而建立了永磁电磁混合悬浮系统的纯电磁线圈等效模型；基于电磁线圈电感的电流-磁链表达式，即非线性磁饱和模型和虚位移能量平衡法，推导适用于永磁电磁混合悬浮系统的磁力解析表达式；基于有限元仿真结果拟合各参数变量-气隙方程，确定了考虑磁饱和的永磁电磁混合悬浮系统磁力计算方法。分析结果表明：电磁线圈电感的非线性磁饱和模型可以有效表示磁饱和对于磁力计算的影响；流过永磁电磁混合悬浮系统电磁线圈电流分别为0、2.0、8.5和17.0A时，永磁电磁混合悬浮系统利用传统解析计算公式得到的磁力计算结果与传统有限元仿真结果的平均偏差分别为32.87%、20.02%、29.05%和25.67%，考虑磁饱和的磁力计算方法与传统有限元仿真结果的平均偏差分别为1.68%、1.64%、1.58%和1.37%，与试验测量的平均偏差为1.66%、1.77%、0.91%和1.35%，相比于传统解析计算公式，本文所述方法极大提高了磁力计算的准确性，与传统有限元仿真法相比，计算任务量成倍减少，计算效率极大提升，可通过较少任务的有限元仿真得到远高于传统解析公式准确性的磁力计算结果。

关键词：轨道交通磁饱和有限元法永磁电磁混合悬浮系统方程拟合

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特高压柔性直流双阀组功率自循环策略

高电压技术 2025年

作者：邹强姜崇学徐莹陆立文樊林禛南京南瑞继保电气有限公司国网经济技术研究院有限公司

特高压柔性直流系统包含高压端阀组和低压端阀组，其拓扑采用常规特高压直流的技术方案。为了实现单换流站内不经直流线路的阀组间有功功率和无功功率的平衡传输，采用双阀组功率自循环策略并进行试验验证。以特高压柔性直流双阀组背靠... 详细信息

特高压柔性直流系统包含高压端阀组和低压端阀组，其拓扑采用常规特高压直流的技术方案。为了实现单换流站内不经直流线路的阀组间有功功率和无功功率的平衡传输，采用双阀组功率自循环策略并进行试验验证。以特高压柔性直流双阀组背靠背运行方式的技术方案为基础，在主回路设计方面，使双阀组的高低压端母线相互连接；在运行策略方面，通过改变以往输电工程的单端单一控制模式，使一个阀组采用定直流电压控制，另一个阀组定有功功率控制，从而实现有功功率自循环，同时调节双阀组的无功功率实现自主可控，进而在单站双阀组间形成功率闭环。基于实时数字仿真平台的研究结果表明，该策略可以在特高压柔性直流双阀组功率传送期间，有效验证设备大功率耐受，并减少对交流电网的扰动，在特高压柔性直流工程中具有一定的应用前景。

关键词：特高压柔性直流双阀组背靠背接线功率自循环控制策略电网稳定

面向能源安全的省级平衡主体多资源统一调度框架

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电力自动化设备 2025年第1期 184-191+216页

作者：胥鹏张志朱竞昌力王蓓蓓东南大学电气工程学院清华大学电机工程与应用电子技术系国电南瑞科技股份有限公司

针对新形势下省级平衡主体面临的能源安全挑战，提出一种多资源、多时间尺度、多颗粒度的统一调度框架。该框架以日前短期调度为基础，通过预测性调度考虑远期能源预测和市场交易总量，兼顾长周期计划的统筹配置作用与短周期计划的精准... 详细信息

针对新形势下省级平衡主体面临的能源安全挑战，提出一种多资源、多时间尺度、多颗粒度的统一调度框架。该框架以日前短期调度为基础，通过预测性调度考虑远期能源预测和市场交易总量，兼顾长周期计划的统筹配置作用与短周期计划的精准调度能力。在模型中考虑天然气、跨省区购电以及本地需求响应等多种资源，充分挖掘多方资源的调节能力，实现多方资源的互济与补充。算例仿真结果表明，所提框架实现了全周期调度的高效日前求解，相较于传统固化的调度机制，所提框架对负荷的随机性具有更高的适应能力。

关键词：能源安全统一调度框架灵活性资源全周期调度资源互济

一种适用于混合三端直流输电线路的故障定位方法

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西安交通大学学报 2025年第1期59卷 37-46页

作者：高淑萍杨莉莉武心宇周晋宇宋国兵西安科技大学电气与控制工程学院西安710054 西安市电气设备状态监测与供电安全重点实验室西安710054 西安交通大学电气工程学院西安710049

针对因结构复杂导致的混合三端直流输电线路故障定位困难的问题,提出了一种结合变分模态分解算法与改进卷积神经网络(CNN)的故障定位方法(VMD-CNN)。首先,利用PSCAD/EMTDC软件构建混合三端直流输电系统模型,获得故障电流数据,应用克拉... 详细信息

针对因结构复杂导致的混合三端直流输电线路故障定位困难的问题,提出了一种结合变分模态分解算法与改进卷积神经网络(CNN)的故障定位方法(VMD-CNN)。首先,利用PSCAD/EMTDC软件构建混合三端直流输电系统模型,获得故障电流数据,应用克拉克变换对其解耦,获取故障电流的线模分量;其次,对得到的线模分量进行变分模态分解(VMD),得到多个本征模态函数(IMF)分量,选取特征信息最丰富的IMF分量作为VMD-CNN模型的输入;然后,利用高效的分类模型支持向量机(SVM)判别故障发生的区域,将提取到的IMF分量作为SVM输入进行训练学习,可以准确判断出故障发生区域;最后,搭建VMD-CNN模型进行故障定位,挖掘出行波信号中蕴藏的故障信息,同时通过麻雀搜索算法优化CNN中的超参数,实现混合三端直流输电线路的精确定位。仿真结果表明:过渡电阻为100Ω,不同故障位置情况下的定位相对误差均在0.17%以内;故障位置为460 km,不同过渡电阻情况下的定位相对误差均在0.25%以内;过渡电阻为50Ω,不同故障类型情况下的相对误差均在0.3%以内。所提方法能够提升不同故障位置、过渡电阻和故障类型下的定位准确性。

关键词：混合三端直流输电故障定位变分模态分解卷积神经网络麻雀搜索算法

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自具微孔聚酰亚胺材料及其气体分离膜研究进展

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石油化工 2025年

作者：张宇魏昕刘轶群中石化(北京)化工研究院有限公司

聚酰亚胺是一类具有良好机械性能、高耐热稳定性及优异电气性能的特种高分子材料。通过在聚酰亚胺分子主链中引入三蝶烯/朝格尔碱基等“刚性扭曲”基团，或引入螺双芴/乙醇蒽等结构增加链段刚性，可设计合成新型的自具微孔聚酰亚胺。这... 详细信息

聚酰亚胺是一类具有良好机械性能、高耐热稳定性及优异电气性能的特种高分子材料。通过在聚酰亚胺分子主链中引入三蝶烯/朝格尔碱基等“刚性扭曲”基团，或引入螺双芴/乙醇蒽等结构增加链段刚性，可设计合成新型的自具微孔聚酰亚胺。这类材料表现出明显的微孔结构特性，具有大的比表面积和自由体积，保持了良好的溶解加工性能和高的耐热稳定性，制备的气体分离膜拥有较高的气体渗透性能和适宜的理想气体选择性。介绍了目前可用于制备自具微孔聚酰亚胺材料的方法、所需的新型二胺和二酐单体，以及此类材料用于气体分离膜方面的性能。并针对自具微孔聚酰亚胺的规模化制备、结构特征与性能的构效关系及其气体分离膜性能的优化提出了展望。

关键词：聚酰亚胺自具微孔气体分离膜

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基于滑模观测器的永磁伺服系统机械参数辨识

电子科技 2025年

作者：汪健鲁文其陈伟杰王炜康董小艳方狄永浙江理工大学机械工程学院浙江中车尚驰电气有限公司浙江镨美科智能刺绣设备有限公司

针对传统滑模观测器无法满足机器人和数控机床等对伺服系统提出的高响应、高精度定位需求等问题，文中提出了一种基于滑模观测器的负载力矩辨识方法。在对滤波器进行改进的同时加入了反馈增益自适应控制，以增强抗扰动能力和辨识精度。... 详细信息

针对传统滑模观测器无法满足机器人和数控机床等对伺服系统提出的高响应、高精度定位需求等问题，文中提出了一种基于滑模观测器的负载力矩辨识方法。在对滤波器进行改进的同时加入了反馈增益自适应控制，以增强抗扰动能力和辨识精度。针对惯量未知情况下负载力矩辨识不准问题，提出了一种基于负载力矩辨识误差自校正的转动惯量辨识算法，将辨识出的转动惯量值反馈到负载力矩滑模观测器中来减少负载力矩辨识误差。进行实验测试来验证所提方法的有效性。实验结果表明，当惯量设定值与实际值相同时，负载力矩辨识精度在0.33%以内，响应时间在0.45 s以内。当惯量设定值与实际值不同时，转动惯量辨识精度在0.35%以为，响应时间在0.80 s以内。将辨识出的转动惯量值反馈到负载力矩滑模观测器后，负载力矩辨识误差从8.33%降低至0.25%。

关键词：滑模观测器伺服系统高响应高精度自适应负载力矩转动惯量辨识误差

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分布式电源接入配电网的保护适应性评估方法

电气工程学报 2025年

作者：宗瑾梁伟宸赵祎薇吴梦宇刘博罗国敏国网冀北电力有限公司国网冀北电力有限公司电力科学研究院北京交通大学电气工程学院

分布式电源(Distributed generator，DG)接入配电网后在发挥其优势的同时对传统基于单端电流信息的保护原理带来了挑战，而量化DG接入的影响可以通过调整适宜的DG容量提升保护性能，同时为DG接入后保护方案的完善提供参考。因此，为系... 详细信息

分布式电源(Distributed generator，DG)接入配电网后在发挥其优势的同时对传统基于单端电流信息的保护原理带来了挑战，而量化DG接入的影响可以通过调整适宜的DG容量提升保护性能，同时为DG接入后保护方案的完善提供参考。因此，为系统分析DG并网对保护的影响，量化评估保护原理的适应性，提出一种考虑DG接入的配电网保护适应性量化评估方法。首先，提出了反映继电保护“四性”的量化指标体系；其次，采用层次分析法(Analytic hierarchy process，AHP)和客观赋权法(Criteria importance through intercriteria correlation，CRITIC)相结合的方法对各指标进行权重赋值，结合分值量化得到了保护原理的适应性边界；最后，通过典型配电网算例进行分析计算，验证了评估方法的有效性。算例结果表明，所提方法能够量化评估保护的适应性，为DG接入后配电网保护的薄弱环节辨识和DG适宜容量设计提供理论依据。

关键词：分布式电源保护适应性评价组合赋权配电网