2020年度《中国电机工程学报》“领跑者5000”论文

来源：中国电机工程学报

领跑者5000(简称F5000),是中国科学技术信息研究所自2000年开始立项开发的国家级研究课题，旨在将中国精品科技期刊上发表的部分优秀论文推向国内外的高端平台，在更大范围内向世界展示和推广我国最重要的科研成果，以扩大期刊和作者的学术影响力，引领我国高水平科技期刊事业的发展和成长。

行业视野: F5000
类别; 87个
关键词; 88位
专家; 17篇
论文; 4848IP
点击量; 2557次
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自适应最大相关峭度解卷积方法及其在轴承早期故障诊断中的应用

作者(Author)：唐贵基, 王晓龙

摘要：滚动轴承处于早期故障阶段时，特征信号微弱，并且受环境噪声影响严重，因此故障特征提取困难。针对这一问题，提出了基于自适应最大相关峭度解卷积的滚动轴承早期故障诊断方法。利用粒子群算法优良的寻优特性，并行搜寻最大相关峭度解卷积算法的影响参数，自适应地实现最佳的卷积算法处理后，冲击特性会得到增强，对解卷积信号做进一步包络解调分析，通过分析包络谱中幅值突出的频率成分可最终判定故障类型。仿真和实测信号分析结果表明，该方法可有效提取滚动轴承早期故障微弱特征频率信息。

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虚拟同步发电机功率环的建模与参数设计

作者(Author)：吴恒 , 阮新波 , 杨东升 , 陈欣然 , 钟庆昌 , 吕志鹏

摘要：随着分布式电源在电力系统中所占容量越来越大，亟需一种新的控制方式使得分布式电源能够主动参与到电网的功率调节中去，而虚拟同步发电机(virtual synchronous generator，VSG)技术作为一种可能的解决方案，得到了广泛关注。建立 VSG 的工频小信号模型，并证明在一定条件下，其有功环和无功环是近似解耦的，因此在设计闭环参数时，有功环和无功环可以分别独立设计。基于建立的模型，给出一种 VSG 控制参数的设计方法，该方法能够快速准确地计算出相应的控制参数，并兼顾系统的稳定性、动态性能与对功率脉动的抑制能力。最后进行实验验证，实验结果证明了文中理论分析的正确性与设计方法的有效性。

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无线电能传输技术的研究现状与应用

作者(Author)：范兴明 , 莫小勇 , 张鑫

摘要：无线电能传输技术是一种通过电磁效应或者能量交换作用实现从电源到负载无电气接触地进行电能传输的新型输电方式，相比传统导线输电方式，其具有安全可靠等优点，尤其适用于一些特殊的应用场合，因此受到了越来越广泛的关注。在目前已有的无线电能传输技术中，研究较多的主要有磁场耦合式和电磁辐射式，其中磁场耦合式以磁感应耦合式和磁耦合谐振式为主，电磁辐射式以微波辐射式和激光方式为主。该文首先叙述了这4种主流无线电能传输技术的基本结构和工作原理，并对它们进行对比分析。然后，分别对4种主流无线电能传输技术的研究现状和待研究的关键问题进行分析，并总结了这些技术在一些重要领域的应用研究，如交通运输、医疗电子、消费电子和空间太阳能等领域。最后讨论无线电能传输技术的应用前景与发展趋势。

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提高西北新甘青750 KV送端电网安全稳定水平的无功补偿措施研究

作者(Author)：刘振亚 , 张启平 , 王雅婷 , 董存 , 周勤勇

摘要：针对西北 750k V 送端大环网输电距离长、稳定水平低、无法满足清洁能源快速发展和外送要求的问题，研究论证了联网通道上加装串联和并联无功补偿装置的优化措施。首先从提高西北 750k V 送端电网输电能力和稳定水平的角度，提出在新疆与西北主网联网第二通道上加装串联无功补偿装置的优化方案，以满足 2020 年规划开发的光伏和风电外送需求。然后在此基础上，针对静止无功补偿器(static var compensator，SVC)、静止同步补偿器和调相机 3 类并联无功补偿装置，从装置特性及模型、提升系统电压稳定性和电网输电能力、技术经济性等不同角度进行选点和选型研究，提出在柴达木站加装 SVC 作为推荐的配置措施。所提出的串联和并联无功补偿措施已纳入电网建设前期工作，对于保障西北电网及青藏直流安全稳定运行具有工程意义。

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特高压直流分层接入交流电网方式下直流控制系统设计

作者(Author)：李少华 , 王秀丽 , 张望 , 胡永昌

摘要：多馈入直流集中落点负荷中心将是我国未来电网发展面临的重大问题，在电网结构方面特高压直流分层接入交流电网方式是亟待研究的课题，该方式下的直流控制系统缺乏深入研究。文中首先对特高压直流分层接入方式下的直流控制系统整体结构进行了详细分析，发现在所提的分层接入方式下，整流站直流控制系统与普通特高压直流的控制系统区别不大，但逆变站存在较大差异。分层接入的逆变站与两交流系统相联系，直流电流、电压及熄弧角控制器应该配置在阀组层，并建议在串联双阀组的中间配置直流电压测点。其次，通过对受端系统的等效分析，证明了两交流系统的无功耦合程度较弱，无功功率可以独立平衡，交流滤波器需分开配置。由于高、低端串联阀组分别接入不同的交流电网，换流变分接头也需独立控制。最后应用 PSCAD/EMTDC 仿真验证了整个直流控制系统的合理性和有效性。

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时空大数据环境下的大电网稳定态势量化评估与自适应防控体系构建

作者(Author)：刘道伟, 张东霞, 孙华东, 马世英, 李柏青, 朱朝阳, 易俊, 郑超, 秦晓辉, 许鹏飞, 杨学涛

摘要：广域测量系统实测信息及故障集仿真结果构成了电网时空大数据，如何采用大数据技术对它们进行快速、高效地挖掘，实现大电网在线安全评估与防御是智能电网核心目标之一。从电网广域时空量测信息角度，解释了电网时空大数据的内涵，提出大电网在线稳定态势评估与自适应防御体系(stability situation assessment and adaptive defense control system ST-SADC)的整体架构及关键技术。ST-SADC 以大数据分析与处理为底层技术支撑，基于广域时空量测信息实现大电网稳定态势量化评估及主导环节的反映射虚拟建模，进而实现轨迹型自适应防御控制。针对当前技术现状，讨论了 ST-SADC 循环递进式研究路线。该体系可进一步提高广域时空量测信息的挖掘深度和广度，最终提升大电网轨迹型智能化预警和防控能力。

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考虑间歇性电源与负荷不确定性情况下基于多场景技术的主动配电系统两步优化调度

作者(Author)：高亚静 , 李瑞环 , 梁海峰 , 张建成 , 冉进文 , 张锋明

摘要：针对主动配电系统(active distribution system，ADS)中间歇性电源和负荷的不确定性问题，基于多场景技术提出一种两步优化调度模型。首先分析了 ADS 中各单元的概率模型，其次采用拉丁超立方抽样及样本缩减技术得到各单元的样本，进而构建了研究场景。在此基础上兼顾供电公司利益、污染物排放等目标，引入可中断负荷等相关约束，提出一种包含日前调度和实时调度的主动配电系统两步优化调度模型，并分别利用基于动态交换和密度距离的混沌粒子群算法和二进制粒子群算法求解日前调度和实时调度模型，算例结果表明所提模型和算法的有效性和正确性。

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融合集对分析和关联规则的变压器故障诊断方法

作者(Author)：谢龙君 , 李黎 , 程勇 , 卢明 , 姜立秋 , 腾云

摘要：随着电网经济性与安全性的要求越来越高，对电力变压器实行不停电的在线状态检修是设备检修方式发展的必然趋势。要实现变压器状态检修，基于运行检测或监测数据分析的状态评估工作是不可或缺的。近十年来，研究者已经相继提出了多种应用智能信息处理技术的变压器故障状态诊断算法，如贝叶斯法、证据推理法、灰靶理论法、支持向量机法、人工神经网络法、可拓理论法等，它们在工程实践中也取得了较好的效果。但这些算法对变压器运行的各状态量之间的关联性分析不足，对各种信息之间的内在联系重视不够。电力变压器发生故障时，往往不仅仅只引起一个状态量的变化，因此需要对变压器的各状态量变化情况进行综合分析来判断变压器的运行状态和潜在故障。出于这种考虑，一些学者提出了基于关联规则考虑所有检测状态量之间相互联系的电力变压器状态评估方法。但是，关联规则方法本质上是一种基于概率推理的方法，概率推理主要描述的是在一定条件下(如试验次数无穷多)研究对象的随机不确定性，而电力变压器运行状态的评估问题并不仅仅与随机不确定因素相关，还涉及模糊不确定、中介不确定以及信息不完全所导致的不确定等种种因素，所以，关联规则并不能全面地考虑变压器状态评估中的各种不确定因素。

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