《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。
摘要：该文介绍了电磁发射的技术特点和技术分支，归纳了电磁发射系统包含的脉冲储能、脉冲电能变换、脉冲直线电机、检测与控制、高速高过载制导五项共性技术，综述了电磁发射在军事平台和武器领域、民用及航天领域的发展现状及应用情况，指出了目前面临的挑战及对策，提出了电力电子系统无缆化、高性能材料复合化、全系统感知控制智能化的发展的新趋势，旨在为电磁发射技术的后续研究提供参考。
摘要：由气液等离子体放电产生的活化水富含活性氧和活性氮（NO2-、NO3-、H2O2、O3等），在环境治理、材料合成和医疗卫生等领域存在广泛的应用前景。该文提出了一种“多微孔-同轴式”的微气泡等离子体放电结构，微孔和微气泡的引入降低了在液相中的击穿场强，并且微气泡增加了气液界面的化学反应和活性物质的溶解。以空气为放电气体，主要探究了正、负极性脉冲参数对活化水固氮特性的影响。此外，还考察了气体流速、温度等因素对活化水中的氮特性的影响，并诊断了电学特性。根据结果得出，正极性放电下NO2-产量和NO3-产量分别为7.2 mg、28.8 mg，相比负极性放电分别高出0.43 mg、3 mg，经计算正极性放电能量效率高达15.02 g/(kW·h)。同时研究之后发现，当气流流速为2 L/min时，固氮性能最佳；水温越高，氮含量会随着液相分解动力学温度的降低而减弱。
摘要：大气压低温等离子体可在温和条件下进行CO2重整CH4反应，对环境保护和能源供应具有双重意义。介质阻挡放电（DBD）是进行该反应最常用的放电等离子体形式之一，但其工艺过程和反应性能受到反应器结构的显著影响。前期研究之后发现，分段电极DBD能调节CO2重整CH4反应过程的反应物转化率、产物分布及能量效率，但是分段电极数量和相邻电极间距对上述性能参数的影响机理尚不清晰。因此，该文设计了具有不一样电极数量和不同相邻电极间距的分段电极DBD反应器，并用于CO2重整CH4反应，从电学特性和温度特性的角度研究了不同实验条件下的放电特性，比较分析了对应条件下的CO2重整CH4反应性能。根据结果得出，分段电极的引入能增加放电边缘数量以增强边缘效应，且增加分段电极数量和增加相邻电极间距均可延长反应物的有效停留时间，上述因素均有助于提高等离子体CO2重整CH4的反应性能。在施加电压11.0kV条件下采用4段外电极时可获得最高的CO2转化率（17.7%）和CH4转化率（29.5%），以及最大的CO选择性（36.0%）。而在2段电极结构中，当相邻电极间距为3cm时，可获得最高的总反应物转化能量效率（0.334mmol/kJ）。
摘要：高压直流气体绝缘输电线路中的环氧树脂盆式绝缘子一直处在单极性电场作用下，表面电荷在气固界面处发生积聚，会造成局部电场畸变，进而诱发闪络。利用等离子体对环氧树脂表明上进行改性处理，能够调控表面电荷分布，提高闪络电压。该文将仿真计算与实验验证相结合，构建气固复合绝缘瞬态场仿真模型，利用离子输运方法构建非线性气体电导，综合考虑材料本征传导、表面传导和气体传导三种电荷积聚途径，探究了不同表面电导率参数设置下气固界面的电荷积聚情况与绝缘性能。仿真根据结果得出：随着表面电导率升高，三结合处积聚的电荷数量先增加后减少；三结合处的最大电场强度随着表面电导率的升高而不断下降，电场均匀程度先升高后降低；损耗功率随着表面电导率的增加而增加。利用等离子体表面处理平台对环氧树脂进行表面改性处理，并测试了改性后材料的电荷积聚特性和闪络电压，实验结果与仿真结果保持一致。利用等离子体对绝缘材料来表面改性处理能有效调控气固界面电荷分布，抑制电场畸变，提高闪络电压，有望在直流气体绝缘输电线路中得到普遍应用。
摘要：有机硅凝胶内气泡缺陷是高压IGBT器件封装的绝缘薄弱环节。该文针对有机硅凝胶内气泡缺陷对放电特性的影响，制备了指定位置含有气泡的有机硅凝胶实验样品，提出了有机硅凝胶内部气泡含量的量化方法，面向器件运行条件下所承受的正极性重复方波电压工况，建立了基于局部放电电流脉冲测量方法的有机硅凝胶局部放电特性实验平台，提出了方波电压下放电电流脉冲的准确测量与提取的方法，通过实验获得了有机硅凝胶内气泡含量对局部放电分布特性及电流脉冲波形参数的影响规律，并给出了气泡对有机硅凝胶局部放电特性的影响机理的定性解释。根据结果得出：正极性重复方波电压下，有机硅凝胶的局部放电起始电压与熄灭电压均随气泡含量的增加而显著下降，反向放电比例随气泡含量的增加而增加，脉冲上升时间、下降时间随气泡含量的增加而减小。该文成果可为IGBT器件有机硅凝胶灌封工艺的改进提供指导，并为有机硅凝胶气泡含量检测奠定基础。
摘要：非线性模式下高密度丝状电流的热效应往往引发砷化镓光电导开关（GaAs PCSS）内部温度急剧上升，因此导致可靠性下降甚至热击穿，限制了器件的进一步应用。针对重复频率条件下光电导开关内部的热积累问题，基于理论分析构建二维模型，对高功率砷化镓光电导开关内部丝状电流温度分布进行模拟，获得了开关内部温度的时空变化规律。根据结果得出，由于材料自身的负微分迁移率（NDM）和导热系数等物理参数的影响，重复频率越高，热积累效应越明显。当重复频率为10kHz时，温度最高升至1262.73K；在1kHz重复频率触发下，丝状电流的直径较小（≤10µm）时，开关内部热积累效应不显著，当直径较大（＞10µm）时，温度随着丝状电流直径的增加呈指数升高，温度最高可至871.43K。该研究可为重复频率工作条件下大电流非线性GaAs PCSS的工作稳定性研究提供理论指导。
摘要：传统环氧树脂因其优异的综合性能和可设计性被普遍的应用于复合绝缘子芯棒和干式变压器等领域，但其不溶不熔的特点导致退役电力装备的回收利用存在难题。该文以乙酰丙酮锌作为催化剂制备合成了基于酯交换的酸酐固化环氧树脂类玻璃高分子（Vitrimer）材料，系统地研究了催化剂和固化剂配比对树脂结构、热学、力学及电气性能的影响，并采用物理热压法和醇类溶剂热溶解法探索了其降解、回收性能。研究根据结果得出，当环氧基团、戊二酸酐及乙酰丙酮锌的摩尔配比为1:1:0.05时，树脂体系表现出较好的综合性能。采用物理热压法回收树脂，其力学强度保持率为76%左右，电气绝缘强度保持率高达90%；化学降解回收速率随催化剂乙酰丙酮锌含量的增加而加快。Vitrimer树脂体系有望为环保型电工装备材料提供新的选择方向。
摘要：基于Davidson-Cole模型提取极化响应的弛豫强度、弛豫时间及电导损耗等特征量，分析热氧老化过程中核级低压电缆绝缘各特征量的变化规律，阐明老化过程中微观与宏观性能直线下降的一致性。首先在165℃下对试样进行人工加速老化实验，获得不同劣化程度的试样，测试老化过程中试样理化特性、力学特性与介电响应的变化规律，发现老化过程中试样发生再交联反应，老化后期氧化反应加速进行；然后利用Davidson-Cole介电模型提取弛豫与电导特征参数，发现分子链段运动弛豫强度Δεα、热离子弛豫强度Δεδ与直流电导率σdc随老化时间增加呈逐渐下降趋势，老化504 h后，氧化反应的加速进行减缓了Δεα与σdc的下降，再交联反应对特征参数的变化起主导作用；最后对介电模型特征参数Δεα、Δεδ、σdc与断裂伸长率进行初步拟合，结果显示Δεα、Δεδ和σdc与断裂伸长率呈正相关，可见频域介电谱的定量分析可应用于低压电缆老化状态评估。
摘要：针对传统单性能退化量的油浸式电力变压器油纸绝缘剩余寿命预测方法难以全面反映油纸绝缘退化行为，且缺乏对多性能退化量间相关性的考虑，该文最大限度地考虑退化过程的随机性和非线性，提出了一种基于二元非线性Wiener随机过程的变压器油纸绝缘剩余寿命预测方法。首先，基于非线性Wiener随机过程建立单性能退化量的油纸绝缘退化模型，刻画油纸绝缘退化过程的随机性和非线性；然后，基于Copula函数建立两性能相关的退化模型，更加全面地分析两性能退化量所反映的变压器油纸绝缘联合退化行为；最后，采用MCMC-Gibbs抽样算法估计模型未知参数，实现变压器油纸绝缘剩余寿命预测。该文以糠醛和甲醇含量作为性能退化量，依托加速热老化实验数据来进行实例验证，对比单性能、两性能独立、两性能相关三种情况下的可靠度曲线及剩余寿命预测结果，根据结果得出，该文所提方法能更合理全面地描述退化过程，可靠度曲线更贴近真实结果。
摘要：采用柔性内置特高频（UHF）天线传感器是解决气体绝缘组合电器（GIS）内部潜伏性局部放电（PD）绝缘缺陷微弱高频电磁波信号感知的有效方法，而柔性UHF天线及其故障分解气体之间的相容是实现柔性UHF天线传感器内置于GIS的关键。基于此，该文通过搭建SF6及其故障分解气体与PD柔性UHF天线传感器基底相容性实验平台，结合GIS实际运行环境和温度，开展了多种常用PD柔性UHF天线及其故障分解气体相容性实验研究，利用傅里叶变换红外光谱仪、气相色谱质谱联用仪、扫描电镜、X射线光电子能谱仪分别从SF6气体成分侧、柔性基底表面形貌及元素变动情况侧来测试分析。实验发现，聚酰亚胺（PI）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）和聚二甲基硅氧烷（PDMS）三种常用PD柔性UHF天线传感器基底材料均不会对SF6气体成分造成影响；常用的PI柔性UHF天线故障分解气体中的SOF2发生反应，导致SOF2含量明显减少；PET在纯SF6最高允许运行温度110℃条件下会发生轻微氧化；PI、PET两种PD柔性UHF天线传感器基底表面均会生成较多的含氟化合物；在研制柔性UHF天线传感器时宜选用PDMS基底。研究成果对GIS柔性内置UHF天线传感器的设计和应用具备极其重大的参考价值。
摘要：铁磁材料磁滞建模是电气工程领域的基础性理论研究之一。该文基于深度置信网络（DBN）算法结合磁滞算子空间理论提出一种矢量磁滞模型。在模型结构中，引入郎之万函数作为映射函数对磁滞数据来进行输入转换计算。利用多个磁滞算子构建算子空间生成高维算子数据，算子空间的数据输出作为DBN模型的输入，结合DBN算法表征算子数据与模型输出的非线性关系。利用样本的磁感应强度数据和生成的算子数据训练模型，获得模型参数。通过仿真表明构建的模型可以轻松又有效地描述铁磁材料在旋转磁化情况下的非线性特性和各项异性。同时，结合磁损分离理论改进磁损模型中相应的损耗系数，构建动态磁损计算模型，并将磁滞模型获得的数据应用于动态损耗计算。仿真表明，构建的磁滞模型可以轻松又有效地表征铁磁材料的实际磁化特性和损耗情况。
摘要：磁致伸缩材料具备应变大、响应速度快、稳定性高、频带宽的特点，是制作振动能量收集器的理想材料。当前磁致伸缩振动能量收集器建模主要利用线性压磁方程，此模型未能从材料自身耦合和磁路结构可以进行输出分析，导致输出预测误差较大。该文首先搭建了磁致伸缩材料磁特性测试装置，测试分析了磁致伸缩材料Galfenol合金在不同压应力尤其是大幅值应力下的磁特性；然后基于Gibbs自由能推导了Galfenol材料的全耦合非线性本构方程，进而构建了考虑漏磁、非线性、机磁耦合及饱和效应的振动能量收集器的等效电路模型，并对等效电路模型进行了非线性数学表征和参数识别；最后基于Galfenol材料设计了一个能承受大幅值振动力的双棒型振动能量收集器样机，通过实验研究了收集器输出电压在不同力幅值、力频率、负载阻值等工况下的变化规律。实验结果与模型的计算结果对比分析表明，所建立的全耦合非线性等效电路模型可以准确预测振动能量收集器的输出电压特性。
摘要：电磁脉冲焊接技术在异种金属连接领域展现出广阔的应用前景，集磁器是电磁脉冲焊接系统中的重要组件，能加强焊接区域局部磁场，改善电磁力分布，提高电磁能量利用率。该文以与多匝线圈配合使用的平板集磁器为研究对象，探究平板集磁器结构与集磁效果的对应关系，分析集磁器缝隙面夹角 对涡流分布的影响规律，提出漏电流和有效电流，并基于电路-磁场耦合的仿真模型计算集磁器的电流幅值及其有效电流比例，采用不一样结构特征（锐角、直角和钝角）的集磁器开展铜板与铝板的电磁脉冲焊接实验。根据结果得出：集磁器缝隙面涡流流向存在分叉现象，根据电流作用于焊接与否，可将其分为有效电流和漏电流两部分，集磁器的上孔直径通过影响有效电流比例改变集磁效果。随着上孔直径增大，集磁器感应产生的总电流降低，但集磁器缝隙面夹角同时也下降，有效电流比例会提高，所以集磁效果先升后降；当α为锐角时，有利于提高集磁效果，且当α为45°时，集磁效果最佳。相同电压下，采用锐角集磁器所获得的焊接样品抗拉强度最高，直角集磁器次之，钝角集磁器最低。该文可为电磁脉冲焊接系统中集磁器的设计提供实验依据和科学支撑。
摘要：在舰船综合电力系统等复杂系统的电磁兼容设计验证中，迫切地需要通过对强电磁设备的阻抗进行物理等效以便开展半实物电磁兼容试验。工程上常用矢量匹配法实现强电磁设备阻抗的等效电路网络建模，但由于存在“端口无源性”和非正值元件导致的“元件无源性”问题，不能确保等效电路网络的物理可实现性。未解决这个问题，该文提出一种融合了矢量匹配法、留数摄动法和优化算法，并可物理实现的强电磁设备宽频段阻抗建模新方法。该方法首先通过矢量匹配法对强电磁设备的阻抗数据来进行有理函数拟合；然后利用留数摄动法对矢量匹配法的结果进行“端口无源性”修正，并将其转化为等效电路网络；随后利用粒子群算法和天牛须算法对非正值元件进行修正，实现“元件无源性”修正；最后，通过典型实际案例验证了该方法的可靠性和正确性。
摘要：该文研究孤岛交流微电网二次电压和频率的固定时间精确控制问题，基于多智能体一致性方法，提出考虑状态受限的自适应模糊固定时间二次电压控制器和基于控制障碍函数的二次频率控制器。在多智能体一致性控制中，将每一个分布式电源视为一个非线性智能体，智能体之间通过稀疏网络进行通信。在电压控制器设计中，采用反馈线性化后未知变量的自适应模糊估计提高控制器的自适应能力，并引入新的滑模面使电压控制器在固定时间内收敛。考虑到系统状态受限问题，分别采取了障碍Lyapunov函数和控制障碍函数设计电压与频率控制器，使系统状态在预设的约束范围内。频率控制器的设计还考虑了有功功率的精确分配问题，给出了严格的固定时间收敛及稳定性证明。在Matlab/Sim Power System环境下，对微电网负载变化及大干扰下的仿真验证了所提控制器的有效性。
摘要：针对现有的双馈风电机组转速恢复策略无法兼顾抑制频率二次跌落和转速恢复性能的问题，提出一种基于变系数PI控制的转速恢复策略。首先，揭示转速恢复策略启动时刻、有功减载量对频率二次跌落和转速恢复性能的影响机制；其次，提出基于定系数PI控制的双馈风电机组转速恢复策略，初步实现有功减载量以“先抑后扬”的输出方式来进行转速恢复；然后，针对基于定系数PI控制的转速恢复策略的不足，根据不同运行工况，将PI控制系数与风机转速建立耦合关系，提出基于变系数PI控制的自适应转速恢复策略，实现了在兼顾抑制频率二次跌落的同时，保障转速恢复性能；最后，通过EMTP-RV软件搭建不同扰动、风电渗透率的电力系统模型，验证了所提策略的有效性。
摘要：在分布式发电高渗透率的微电网中，虚拟同步发电机（VSG）因可提供必要的频率和电压支撑而被广泛关注，其并网稳定性研究已成为热点问题。该文首先在获得VSG输出序阻抗矩阵的基础上，通过建立单输入单输出（SISO）等效模型，并结合Nyquist准则对VSG进行并网稳定性分析；然后，针对正负序之间有的频率耦合现象，基于所建SISO等效序阻抗模型，对比分析了考虑频率耦合效应前后的VSG输出阻抗特性，揭示了频率耦合效应对VSG并网稳定性的影响机理，以及造成VSG并入强电网失稳的最终的原因；最后，在上述机理分析的基础上，提出一种用于提升系统稳定性的虚拟阻抗简化设计方法，该方法从提升系统的幅值裕度的方面出发，直接利用SISO等效输出阻抗与电网阻抗二者的交互关系实现虚拟阻抗的定量计算，简化了虚拟阻抗的设计过程。仿真结果验证了稳定性分析的正确性以及虚拟阻抗设计方法的有效性。
摘要：该文研究了具有时变时滞和负荷扰动的负荷频率控制管理系统的稳定性问题。首先，构造新的增广向量和具有多重积分项的Lyapunov-Krasovskii泛函，建立不同变量间的耦合关系；其次，为了与所构造的泛函紧密配合，提出基于时滞相关矩阵和自由矩阵的积分不等式及基于时滞相关矩阵的反凸组合不等式，对泛函导数进行更精确的估计，从而得到具有较小保守性的负荷频率控制管理系统的稳定性判据；最后，通过对典型二阶时滞系统和单区域时滞负荷频率控制管理系统进行仿真分析，验证了所得的稳定性判据具有较小保守性，并分析了负荷扰动和控制器参数对系统时滞上界的影响。
摘要：针对风电出力预测误差对区域间可用输电能力（ATC）评估的影响，提出一种计及风电出力相关性和条件风险价值（CVaR）的电力系统区域间ATC概率评估方法。首先，通过基于历史风电出力数据的相关系数矩阵和Copula函数，构建计及风电场出力空间相关性的风电出力预测误差概率模型；接着，基于获得的计及风电出力空间相关性的风电出力预测误差修正风电场出力预测值；然后，提出一种计及风电出力相关性和CVaR的ATC概率评估双层优化模型，下层模型以基态下发电成本和风险费用最小为目标，上层模型以极大化区域间ATC为目标，通过基态下和极限状态下机组的出力作为上下层模型间的交互信息；在此基础上，利用Karush-Kuhn-Tucker（KKT）最优条件，对下层模型进行转换，将双层优化模型转换为均衡约束的数学规划（MPEC）模型；进一步，将MPEC模型转换为混合整数二阶锥规划问题，进而实现概率ATC的求解；最后，通过PJM-5节点测试系统和吉林西部电网进行算例分析，结果验证了所提方法的可行性和有效性。
摘要：为提高虚拟电厂（VPP）的调度运行效率和信息安全水平，该文对区块链技术进行改进，并将其运用到VPP的优化调度过程中。首先以VPP分布式运行环境为背景，提出基于区块链的分布式粒子群优化算法和优化计算工作量证明共识算法；然后根据该算法，对传统区块链系统来进行改进，形成了适用于VPP的优化计算型区块链系统；最后基于此系统建立了VPP结构模型，并提出对应的调度策略。仿真根据结果得出，优化计算型区块链系统能够较好地适应VPP运行环境，可以有效提升VPP调度效率，同时基于该系统建立的VPP模型和提出的调度策略，在降低系统运行成本、提高风/光消纳水平、减少二氧化碳排放量等方面相比传统VPP具有非常明显优势。
摘要：该文针对风-光-储-氢系统中风光的波动性、储氢的动态响应特性，实时在线优化匹配储-氢功率与风-光功率问题，提出基于权重调节模型预测控制（MPC）的风-光-储-氢耦合系统在线功率调控方法。文中构建了风-光-储-氢耦合能源系统拓扑结构，建立了耦合系统状态空间模型，以耦合系统功率平衡为目标，以制氢功率、燃料电池功率和电池功率为控制变量，根据氢储能和电池储能的特性及各约束条件将目标函数转换为二次规划问题进行求解，并在自定义s-函数建立的MPC控制器中依据复合储能系统的状态信息对权重因子进行调节，实现了控制器的参数自适应，最后完成了功率控制层与能量管理层的闭环仿真。通过仿真分析，对比三种调控方法，验证了该文所提基于变权重MPC功率调控方法的有效性与优越性。
摘要：交直流混合微电网因其高效的新能源消纳性能，成为未来电网的重要发展形式。然而交直流混合微电网的互联结构使其故障响应更复杂，严重影响微电网安全运行能力。该文基于双向功率变换器连接交流子网和直流子网的交直流混合微电网结构，针对故障引起的交互影响问题展开研究。首先选取交流子网和直流子网的典型故障情况，分析故障分量在子网间传播引起的谐波频次变化和故障回路的暂态过程；然后，分别推导交直流子网电气量在考虑系统互联结构下的表达式，得出非故障子网对故障的响应结果，揭示混合微电网故障传播机理；最后基于Matlab/Simulink平台搭建交直流混合微电网模型，并针对不一样故障类型进行仿真分析，以验证推导的正确性。
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