《电工技术学报》是中国电工技术学会主办的电气工程领域综合性学术期刊，报道基础理论研究、工程应用等方面具有国际和国内领先水平的学术及科研成果。中国工程院院士马伟明任《学报》编委会主任，兼《学报》主编。
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《电工技术学报》是中国电工技术学会主办的电气工程领域综合性学术期刊，报道基础理论研究、工程应用等方面具有国际和国内领先水平的学术及科研成果。中国工程院院士马伟明任《学报》编委会主任，兼《学报》主编。
结合数据驱动与物理模型的主动配电网双时间尺度电压协调优化控制作者：张剑， 崔明建， 何怡刚 摘要： 高比例电动汽车、分布式风电、光伏接入配电网,导致电压频繁、快速、剧烈波动。传统调压设备与逆变器动作速度差异巨大,如何协调是难点问题。本文结合数据驱动与物理建模方法,提出了一种配电网双时间尺度电压协调优化控制策略。针对短时间尺度（分钟级）电压波动,以静止无功补偿器、分布式电源无功为决策变量,以电压平方偏差最小为目标函数,针对平衡与不平衡配电网,基于支路潮流方程,计及物理约束构建了二次规划模型。针对长时间尺度（小时级）电压波动,以电压调节器变比、可投切电容电抗器档位、储能系统充放电功率为动作,当前时段配电网节点功率为状态,节点电压平方偏差为代价,构建了马尔可夫决策过程。为克服连续-离散动作空间维数灾, 提出了一种基于松弛-预报-校正的深度确定性策略梯度强化学习求解算法。最后，采用IEEE 33节点平衡与123节点不平衡配电网验证了所提出方法的性能。 基于比例谐振内模扩张状态观测器的PMLSM推力波动抑制策略作者：张国强, 赵新茹, 张恒, 王高林, 徐殿国 摘要：定位力是永磁同步直线电机（PMLSM）产生推力波动的主要原因，导致振动和噪声，恶化驱动系统运行性能。针对这一问题，本文提出一种基于比例谐振内模扩张状态观测器（PR-IMESO）的PMLSM推力波动抑制策略以提高系统控制精度和运行性能。首先，对PMLSM推力波动进行建模与分析，针对推力波动中占比较大的定位力分量，根据内模原理研究考虑定位力模型的内模扩张状态观测器（IMESO），并在观测器中引入谐振项以加强对二次脉动定位力的抑制。所提出抑制策略对PMLSM定位力具有良好的观测及补偿能力,还可对其余未建模的复杂动子推力波动进行抑制,具有较好的推力波动整体抑制效果。最后，在一台750W的PMLSM实验平台上验证所提出抑制策略的有效性。 一种高速直线电机定位测速系统硬件在环仿真作者：范满义， 史黎明， 李子欣， 徐飞， 周世炯 摘要：高精度高实时性的定位测速系统对高速直线电机的稳定运行至关重要。为验证基于激光阵列的定位测速系统对高速直线电机控制系统的适用性,本文首先分析了激光阵列式编码器的工作原理,推导了定位测速系统参数设计的约束条件。其次建立了编码器及激光传感器阵列的数学模型,根据给定的位置信息产生脉冲信号驱动激光器,以模拟传感器在不同速度下产生的光脉冲信号,根据检测的光脉冲信号来计算动子位置和速度。最后,基于所研制采集器、脉冲发生器、多通道模拟器及控制器,构建了一套定位测速硬件在环仿真系统。通过对比给定的位置/速度与检测到的位置/速度的数据结果,量化测量误差。通过与电机控制系统的硬件在环闭环系统联合仿真,验证了该方法的有效性,且能够为位置与速度检测算法的改进与仿真验证提供良好的测试平台。 基于反推控制的永磁同步电机稳定性单矢量控制策略作者：余洋， 张千慧， 余宗哲， 米增强 摘要：针对永磁同步电机传统单矢量控制需遍历所有基本矢量且忽略控制稳定性的问题,本文提出基于反推控制的永磁同步电机稳定性单矢量控制策略。首先,在建立dq0坐标系下永磁同步电机数学模型的基础上,推导设计常规反推控制器;其次,根据反推控制器获取的控制电压确定最优电压矢量所在扇区,并通过数学推导证明每个扇区内必有一个稳定的基本电压矢量可供选择,提出通过基本电压矢量对应Lyapunov函数导数值两两比较的最优基本电压矢量选取方法;接着,对选取包括最优基本电压矢量在内的不同基本电压矢量时的控制性能进行了对比分析;最后,对提出的控制策略进行了仿真和实验验证,结果表明,在驱动恒转矩、恒惯量负载和变转矩、变惯量涡簧负载的多个场景下,本文提出的控制策略均能有效追踪参考转速,并且与传统模型预测电流控制相比,本文控制策略的稳定性更强,输出量波动更小。 航拍电力杆塔图像中销钉唯一性识别研究作者: 阎光伟, 马颐琳, 焦润海, 何慧 摘要：近年来,基于深度学习的缺陷销钉检测技术在电力杆塔巡检领域得到广泛应用。但是该技术只能在图像空间对缺陷销钉进行定位,无法准确给出缺陷销钉在实际电力杆塔中对应销钉的唯一编号。针对该问题,该文提出一种融合深度学习与三维重投影的销钉唯一性识别方法。首先通过构建巡检电力杆塔系统的三维模型,进行电力杆塔系统中部件模型的编号获取以及部件模型三维空间包围盒顶点和中心点坐标的计算。然后利用YOLOv5模型在图像空间对销钉及上下文相关目标进行检测。再通过该文提出的融合结构约束的相机位姿估计算法对航拍图像的相机位姿进行估计。最后将三维电力杆塔系统中的销钉包围盒按相机位姿进行重投影与销钉检测框进行匹配度计算,在图像空间中输出带有具体编号的销钉检测框。在YOLOv5模型输出的销钉检测框基础上进行销钉唯一性识别,利用仿真数据进行实验得到的唯一性识别正确率为100%,利用实拍数据进行实验得到的唯一性识别正确率为93.1%,验证了该文提出的销钉唯一性识别方法的有效性。通过对缺陷销钉进行唯一性识别,可以减少人工对故障图像的二次审核工作量,准确统计缺陷销钉的数量及具体位置信息,为后续故障维修及故障相关性分析等精细化管理提供支持。 电缆终端应力锥错位缺陷时界面温度及应力分布仿真研究作者：祝贺, 何峻旭, 郑亚松, 曹煜锋, 郭维 摘要：电缆终端内部缺陷会造成终端内部电场分布不均、局部温度升高与应力分布变化,可能引发局部放电造成绝缘击穿,为研究终端应力锥错位缺陷对电缆界面温度及应力分布的影响,分别建立了应力锥安装不足与安装过盈情况下的电缆终端错位缺陷模型,并进行电-热-力多物理场耦合仿真分析。结果表明：电缆终端绝缘屏蔽层截断处是电缆终端的薄弱部位,终端界面温度和界面压力都会在绝缘屏蔽层截断处发生突变。当电缆终端存在安装不足缺陷时,终端屏蔽层截断处与应力锥根部之间会出现电场升高区域,在安装位置为-7.5 mm时界面温度最高,绝缘界面压力值升高且安装位置为-2.5 mm时绝缘承受的压力值最大。当电缆终端存在安装过盈缺陷时,绝缘屏蔽层截断处会发生电场畸变,电场突变量随着偏移量的增加而增大,在安装位置为+5.0 mm时绝缘界面压力值最大,且界面压力突变量增加发生畸变。因此,在电缆终端实际设计安装与运行维护中,额外注意应力锥错位缺陷对终端内部应力分布的影响十分必要。 基于转子永磁分段优化的轴向磁通永磁电机涡流损耗分析与试验研究作者：刘细平， 朱治国， 陈栋， 史梓豪， 孙国建 摘要：轴向磁通永磁电机永磁体中的涡流损耗将使转子温度升高,致使永磁体产生不可逆退磁风险,影响电机的正常运行。本文推导了轴向磁通永磁电机永磁体涡流损耗的数学模型,分析得到永磁体表面涡流路径长度及永磁体表面积对涡流损耗的影响规律;结合理论分析,在永磁体完全分段的基础上,提出了三种永磁体部分分段的优化新方法;利用有限元软件建立了电机有限元分析模型,对永磁体的电流密度分布、涡流损耗、抗退磁能力、静力学强度等进行了仿真分析与比较,获得了较合适的永磁体部分分段数和永磁体保留尺寸。最后制作了样机,测试了电机效率、永磁体磁性能和永磁体温升情况,验证了所提优化方法的有效性及理论分析的准确性。 配电网用气体间隙开关触发腔性能劣化进程及剩余寿命预测方法作者：董冰冰, 陈子建 摘要：气体间隙开关重复触发动作致其触发腔机械、电气性能降低,在配电网快速控制与保护应用场景中的影响或将更加显著,亟须开展触发腔性能劣化及其寿命预测研究,为此搭建了气体间隙开关触发放电研究平台。结果表明,随着触发放电次数的累积,触发腔针电极处内径、喷口直径与内壁粗糙度均渐进增大,喷口内壁出现凹坑、凸起点,针电极处的烧蚀孔洞由"点—线—面"发展,引起气体开关触通过程中的等离子体喷射特性参数（喷射高度、喷射直径、喷射面积）渐进减小,触通时延、击穿时延均明显增大。在强绝缘、强电负性SF6触发环境中,计及放电烧蚀分解产物的电负性效应,致其喷射等离子体发展过程受到明显抑制,显著制约了触发寿命。选取喷射高度为预测因子,建立基于长短期记忆神经网络（LSTM）的气体开关剩余触发寿命预测模型,模型预测值与试验值间的方均根误差、平均绝对百分比误差分别低至0.063、0.055,剩余触发寿命预测误差在10%以内。研究结果可为气体开关运行稳定性及寿命预测提供参考。 基于业务性能偏差感知的电力通信网路由优化策略作者：陈亚鹏, 杨阳, 舒乙凌, 谢文正, 周振宇 摘要：针对新兴电力业务对时延、可靠性的严苛要求,提出了一种基于业务性能偏差感知的电力通信网路由优化策略。建立"能量-信息"耦合网络模型基础上,量化分析电力业务转发时延与可靠性约束,设置与能量层、信息层重要度相关的业务效用最大化问题,利用虚拟队列积压感知多跳长时路由优化中的业务性能偏差,基于引入记忆空间的改进SARSA(λ)算法,实现信息不确定场景下的电力通信网路由优化。仿真结果表明,所提算法可有效提升业务效用,在转发时延、丢包率方面性能更优,且可通过权重系数调节适应不同场景的差异化业务需求。 电压稳定剂接枝改性对500 kV直流XLPE电缆材料电气性能的影响作者：陈向荣， 黄小凡， 王启隆， 朱汉山， 洪泽林 摘要：为了研究4-乙酰氧基苯乙烯（AOS）电压稳定剂接枝改性对500 kV高压直流交联聚乙烯（XLPE）电缆材料在不同温度、电场强度和接枝含量下的电气性能影响，该文通过熔融接枝法制备了不同含量的AOS接枝XLPE（XLPE-g-AOS）试样，通过扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱和差示扫描量热实验分别表征试样的微观形貌、理化结构和结晶特性，对试样分别进行了直流电导电流、空间电荷、直流击穿、热刺激去极化电流测量，得到试样在不同温度和电场强度下的电气性能参数，结合量子化学计算分析了AOS接枝对XLPE复合材料陷阱特性和电荷输运的影响。结果表明：AOS接枝使试样断面形貌更加粗糙,而较高含量接枝会出现纳米球形分散相;XLPE-g-AOS的熔融温度和结晶度比纯XLPE更高;AOS质量分数为3%的XLPE-g-AOS具有最大的浅陷阱能级和密度，且其在高温高电场下具有最低的直流电导率、最少的空间电荷积聚量、最小的电场畸变率和最高的直流击穿强度。接枝AOS引入了更深且更多的浅陷阱,形成了均匀致密的浅陷阱点阵,阻碍了载流子迁移。 |
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