《電工技術學報》是中國電工技術學會主辦的電氣工程領域綜合性學術期刊，報道基礎理論研究、工程應用等方面具有國際和國內領先水平的學術及科研成果。中國工程院院士馬偉明任《學報》編委會主任，兼《學報》主編。

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電工理論

作者：楊慶新，王奉獻，張獻，章鵬程

摘要：隨著無線電能傳輸（WPT）技術的發展與成熟，在人工智能、物聯網等技術的推動下，其應用場景已從單一的能量供給，向滿足智能無人系統、車網互動等新興需求的智慧交互方向轉變。該轉變對能源系統提出了超越傳統能量供給的智慧化與網絡化要求。然而，以供電為中心的傳統WPT系統（WPT 1.0），因其感知盲目、交互缺失等固有局限，已難以支撐新一代智慧能源協同的需求。為此，該文提出并系統地定義了“智慧交互式無線電能傳輸（I2WPT）”的核心概念框架，以探索WPT技術范式從以供電為中心向以交互為核心的演進路徑。I2WPT將傳統的單向能量供給系統，升級為具備“感知-通信-計算-控制”全鏈路閉環能力的新一代信息物理系統。該文將從概念內涵與價值、系統構建的關鍵挑戰、分步實現的技術路徑以及廣闊應用前景四個維度，對I2WPT進行系統性闡述。

作者：金銀錫，李立毅，陳晨，潘東華，林生鑫

摘要：磁測傳感器的定位精度直接影響電磁設備的磁特性反演精度。基于非線性最小二乘優化算法的磁傳感器定位方法相對復雜、計算量大，并有可能獲得局部優化解。而傳統的解析式定位算法由于測試數據的不足，易受隨機磁干擾的影響，實測定位精度較低。針對上述問題，該文提出基于磁信標的磁傳感器空間位置新型解析式定位方法。首先，以五個永磁體組合作為待測設備，采用球諧函數法建立其等效模型，并通過該模型定量分析磁傳感器的定位誤差對其建模精度的影響。然后，為實現磁傳感器的高精度定位，通過旋轉測試法獲得磁信標產生的磁場分布并計算相應的傅里葉系數；對傅里葉系數的表達式進行簡化和計算，推導出磁傳感器的空間坐標的顯式表達式。最后，分別通過有限元法和實驗測試驗證了所提出的基于磁信標的磁傳感器定位算法的準確性，從而支撐電磁設備磁特性反演精度的進一步提高。

作者：梁帥，邱立，汪仲弘，方春華，江進波

摘要：為了解決傳統管件電磁脹形軸向變形區域小、變形均勻性差的問題，該文提出一種基于渦流吸引效應加載管件的電磁脹形方法。該方法在驅動線圈與管件之間同軸放置導體，利用感應渦流產生的吸引力優化管件上的電磁力分布，從而改善管件的變形行為；采用COMSOL Multiphysics軟件建立電磁-固體力學耦合有限元模型，研究了渦流吸引效應對電磁力分布和管件變形的影響，并分析了導體材料和外徑等參數對成形效果的影響。結果表明，該導體介入方法顯著擴大了管件軸向均勻變形區域。此外，導體材料和外徑等參數對成形效果也有顯著影響。在最優條件下，外徑32 mm的鈦導體可將軸向均勻變形區域長度從19.61 mm增加至32.74 mm（提升約67%）。該方法有效地提高了管件電磁脹形的軸向變形均勻性，并為電磁脹形工藝的優化提供了創新的技術途徑。

作者：李成祥，陳丹，吳趙驍，舒一航，周言

摘要：電磁脈沖焊接通過金屬工件感應產生的電磁力驅動其高速變形、碰撞以實現冶金結合。針對弱導電性難變形金屬工件，該文提出一種基于雙線圈雙驅動的電磁脈沖焊接方法，并以核電用鋯合金與不銹鋼作為研究對象開展仿真與實驗研究，驗證其可行性。首先，選擇導電性強、易變形的銅板作為驅動板，在COMSOL軟件中構建雙線圈雙驅動電磁脈沖焊接仿真模型，對比分析雙驅動與單驅動方式作用下的電磁參數時空分布規律與板件運動行為。結果表明，與單驅動方式相比，雙驅動方式能夠提高碰撞速度、增大碰撞角度，有利于實現金屬冶金結合。然后，在放電電壓分別為11、12、13、14 kV條件下開展鋯合金-不銹鋼板電磁脈沖單驅動與雙驅動焊接實驗，單驅動時鋯合金與不銹鋼僅發生變形，雙驅動時鋯合金與不銹鋼實現了結合，并且兩者的結合界面出現電磁脈沖焊接典型的波紋結構，存在元素擴散行為，但無明顯金屬間化合物產生。隨著放電電壓的提高，接頭抗拉性能逐漸增大甚至優于鋯合金母材。該文可為擴展電磁脈沖焊接技術的應用范圍提供有力參考。

作者：朱婷，王榕斌，王海東

摘要：隨著輸電線路電壓等級的不斷升高以及極端氣候條件下強風天氣的頻發，輸電線路運行條件下的電磁環境問題日益復雜嚴峻。為揭示強風對特高壓直流輸電線路離子流場的影響，該文引入多松弛時間格子玻耳茲曼方法（MRT-LBM），結合基于計算統一設備架構（CUDA）的并行技術，構建離子流場數值計算模型。相較于單松弛時間格子玻耳茲曼方法（SRT-LBM），該方法在提升數值穩定性方面具有明顯優勢，有利于滿足高電壓等級和強風場景下電流連續性方程的收斂性要求。首先，將離子流場宏觀控制方程轉換為對應的介觀多松弛時間格子玻耳茲曼方程（MRT-LBE），將離子電流等效為電荷粒子團在電場作用下的遷移行為，在介觀層面計算離子流場分布；其次，通過同軸圓柱模型驗證該方法的準確性和可靠性；最后，將模型應用于±1100 kV輸電線路的仿真研究。仿真結果揭示了強風作用下離子流場的演化規律，并分析了中國氣象局四個風力預警等級條件下地面附近電場與離子電流密度的分布特征。研究結果可為特高壓直流輸電線路在極端氣候條件下的優化設計與安全運行提供理論依據。

電力系統與綜合能源

作者：全相軍，徐炎，徐天洋，吳在軍，顧偉 等

摘要：近年來，國內外學者提出了復頻率的概念，其實部和虛部可分別表示電壓幅值和相角的變化速率，從而實現了電壓變化率（RoCoV）與角頻率的統一，為并網逆變器控制提供了新的視角。然而傳統電網同步技術僅針對角頻率觀測，幅值通常以開環方式計算，且RoCoV未能得到有效的閉環觀測?；诖?，該文首先提出一種基于復相角的廣義dq變換，進而設計了同步坐標系下的復頻率鎖頻環（SRF-CFLL），實現了RoCoV與頻率的對稱統一閉環觀測；其次，推導出了小信號模型，給出了參數設計方法，并設計了鎖頻環內濾波器，用以消除諧波對復頻率觀測的影響；最后，通過Matlab/Simulink仿真及實驗，驗證了所提SRF-CFLL的有效性與準確性。

作者：黃子洋，張曉楠，李庚銀，李菁竹，田鑫

摘要：作為新型電力系統的重要組成部分，電網側分布式部署的電池儲能系統（BESS）具有巨大的暫態調頻潛力?，F有研究多集中在利用BESS通過慣性或阻尼控制模擬同步機調頻特性，難以充分發揮BESS能量對暫態頻率響應的改善效果，限制了其主動支撐能力。為此，該文突破常規控制結構，提出一種適用于多BESS的新型暫態調頻策略。首先，構建含BESS能量動力學的系統暫態頻率響應模型。其次，提出針對其他電源調頻特性延遲的補償策略，旨在獲得過阻尼暫態頻率響應，并設計用于運行狀態切換的參考功率生成環節。然后，理論分析所提策略的調頻效果和BESS能量利用情況。最后，在不同擾動下通過包含3個BESS的IEEE 39節點修正系統驗證了所提策略在改善暫態頻率響應和優化BESS能量利用方面的優越性。

作者：曹傳旭，郝全睿，齊琛，王淑穎，郭猛

摘要：混合型模塊化多電平換流器（MMC）的阻抗模型是分析其系統穩定性的基礎。然而，現有阻抗模型將半橋和全橋子模塊動態視為一致，未考慮調制時兩者電容電壓存在的差異，可能導致系統穩定性判定失準。為此，該文首先基于混合型MMC的改進橋臂平均值模型，考慮子模塊電容電壓動態差異和內部電氣量高次諧波的影響，采用多諧波線性化和分段諧波求解方法分別推導了電氣部分、控制部分和非線性分配環節的頻域諧波方程，進而建立混合型MMC整體序阻抗模型，并分析了子模塊電容電壓差異對混合型MMC寬頻阻抗的影響；其次，基于單維等效阻抗模型分析電容電壓外環系數等參量對混合型MMC自身阻抗影響的規律和主要頻段；然后，定義基于模態幅值裕度的參數靈敏度，量化各參數對混合型MMC并網系統整體穩定性的影響，確定參數優化策略；最后，通過仿真驗證所建模型在系統穩定性分析時的正確性。

作者：劉昕宇，單永鵬，辛煥海，鄭迪

摘要：傳統電力系統中的暫態電壓穩定問題主要聚焦于受端電網中感應電動機的暫態穩定。然而，隨著新能源大規模地接入送端電網，系統故障恢復期間同樣面臨嚴重的暫態電壓失穩問題。目前的研究多采用數值仿真手段分析新能源接入對系統故障期間電壓跌落程度的影響，并基于工程經驗判據分析系統的電壓穩定性，對新能源控制作用下系統暫態電壓失穩的機理尚不清晰。為此，該文首先在揭示直流電壓控制下新能源暫態電壓失穩機理的基礎上，進一步對比分析了傳統電力系統中感應電動機與新能源并網系統暫態電壓失穩機理的異同；其次，在量化分析新能源暫態同步穩定邊界與暫態電壓穩定邊界的基礎上提出暫態穩定主導因子指標，論證了弱電網中暫態電壓穩定主導系統的暫態穩定邊界的合理性；最后，基于電磁暫態仿真開展測試，驗證了所提失穩機理和分析方法的有效性。

作者：趙正奎，韓民曉，陳來軍

摘要：主動支撐型儲能系統多機并聯運行可共同支撐并網點電壓。然而在電網電壓跌落等運行環境快速變化情況下，多臺機組并聯運行的儲能變流器（VSC）受參數差異影響，暫態失穩風險會明顯增加。該文首先基于儲能VSC多機并聯模型，采用相量法分析電網電壓跌落故障下儲能系統動態響應機理；其次，結合暫態分析理論構建功角曲線解析儲能VSC并聯系統暫態交互影響，并通過相平面法確定關鍵參數對并聯系統暫態穩定和電壓支撐能力的影響，以及二者之間的耦合關系；然后，在此基礎上提出基于改進功率環聯合調節的儲能VSC多機并聯暫態電壓支撐提升優化控制，通過調節暫態過程中儲能VSC的無功調壓系數改善電壓支撐能力；最后，通過仿真和實驗驗證了理論分析的正確性及聯合調節方法的有效性。

作者：陳艷波，田昊欣，強涂奔，張智

摘要：隨著大規模分布式光伏和電動汽車的接入，有源配電網面臨的電壓越限、網損增加及三相不平衡等多重運行挑戰日益凸顯。傳統數學規劃方法因計算復雜度高難以支持在線決策，而深度強化學習算法在多時間尺度主動管理設備調節方面存在局限性。為此，該文提出一種內嵌數據驅動的三相不平衡有源配電網“日前-日內”兩階段動態最優潮流調度方法，通過結合物理機理建模與數據驅動學習的優勢，實現對多類型調節資源的精細化協調控制。首先，綜合考慮主動管理與需求響應約束，以調壓降損為目標，建立了三相不平衡有源配電網動態最優潮流模型；其次，在日前調度的h級長時間尺度下，通過采用lift-and-project松弛方式的混合整數二階錐規劃，確定慢速離散調節設備的擋位，在日內調度的min級短時間尺度下，將動態最優潮流問題轉換為馬爾可夫決策過程，提出基于專家知識和層次化獎勵重塑機制的改進近端策略優化算法，對快速連續調節設備進行在線調控；最后，以IEEE 33節點與123節點三相輻射狀配電網為算例進行仿真分析，結果驗證了所提方法的有效性和優越性。

作者：胡俊杰，陳泉希，潘羿

摘要：儲能系統具備高效快速的響應能力，是緩解高滲透率可再生能源電力系統功率不平衡問題的重要資源。然而，現階段針對突發事件的儲能系統實時調度往往忽略了不同類型儲能響應速率的影響，且缺乏對響應后儲能系統可調能力恢復的再調度過程的深入探索。為此，該文首先構建了儲能系統實時調度-再調度框架，精細刻畫了實時階段快速響應與可調能力恢復運行全流程；其次，分別從調度中心與儲能電站視角，構建了計及多類型儲能資源功率響應速率與基于狀態轉移機制的實時功率決策方法，實現了功率波動的快速平抑；再次，考慮功率計劃失效風險，建立了儲能系統能量軟邊界，兼顧在線計算與離線訓練優勢，提出融合在線信息與不確定性因素的綜合近似未來成本函數，支撐可調能力恢復過程實時決策；最后，通過算例驗證了所提方法的有效性，能夠充分激發儲能系統快速響應能力，實現其可調節能力的穩定恢復，有效支撐電力系統安全穩定運行。

作者：師瑞峰，藺泳琪，張凌志，馬凱，賈利民

摘要：針對虛擬電廠多能耦合利用與碳減排問題，該文提出了一種含絕熱壓縮空氣和兩階段電轉氣-碳捕集（P2G-CCS）協同運行的虛擬電廠優化調度模型。在分析絕熱壓縮空氣儲能熱電聯供原理基礎上，將其與燃氣機組共同接入含氫虛擬電廠，實現電熱雙能的靈活輸出；針對系統碳排放量高、能源利用率低的問題，構建了電轉氣與燃氣機組摻氫燃燒的兩階段氫能利用方式，并定量評估不同摻氫比例對系統經濟性與碳減排效益的影響。在此基礎上，引入差分進化策略以改進傳統蛾焰優化算法進行求解，并通過算例驗證了該文所提模型的有效性。研究結果表明，絕熱壓縮空氣儲能設備與兩階段P2G-CCS協同運行，可以顯著降低虛擬電廠的能源成本與碳排放水平。

作者：程嵩晴，滕云，盧國強，陳哲

摘要：針對智慧綜合能源園區信息化進程的開展，目前難以在信息統一處理的基礎上實現園區內部低碳運行的問題，該文提出一種基于云-邊協同求解的智慧園區多能協調碳排放優化方法。首先，結合碳排放流理論建立智慧園區云-邊協同動態碳減排模型，并且考慮到系統中的設備響應不確定性，通過設置噪聲元將不確定性進行量化并嵌入目標函數；其次，為實現智慧園區碳減排計劃動態求解，基于聯邦遷移學習理論，結合卷積注意力模塊（CBAM）、粒子群優化（PSO）算法與雙向長短期記憶（BiLSTM）網絡，建立能夠同時實現源荷功率預測與云-邊協同碳排放優化的CBAM -BiLSTM-PSO網絡；最后，以實際運行中的綜合能源系統（IES）作為算例對所提出的方法進行有效性驗證，結果表明，該文提出的方法能夠充分利用智慧園區內的云-邊計算資源，實現園區內部源-荷間的協調優化，降低園區的碳排放量，為智慧綜合能源園區的信息化低碳經濟運行提供了一種可行方案。

作者：劉佳昕，秦文萍，邢亞虹，王鵬，王鈺琨

摘要：極端災害極易導致配電網線路出現嚴重故障，進而解列成多個孤島微電網運行，因此，迫切需要更為安全、高效、快速的策略來合理調度配電網中有限的分布式資源，確保災后關鍵負荷的恢復。對此，計及故障線路修復過程中孤島微電網的動態劃分及不同設備響應速度的差異，提出一種在極端災害下提升配電網韌性的兩階段策略，通過兩個階段配合對有功和無功設備進行協同優化。第一階段基于下一時窗可再生能源發電與負荷需求預測，構建魯棒優化模型，在長時間尺度上優化遠程遙控開關、電容器組及儲能充放電的控制策略；第二階段，根據最新精確預測信息和第一階段決策，在短時間尺度上優化分布式資源和靜態無功補償器的輸出，以彌補第一階段決策中不確定性帶來的偏差。在改進的IEEE 33節點系統中進行仿真測試，驗證了所提策略的有效性。

作者：楊凱杰，湯迪霏，宋禧，張明瀟，王鵬

摘要：極端事件下，綠色港口電-氫-物流耦合網絡中單一網絡的故障可能導致網絡間的級聯故障，該文提出一種考慮級聯故障的氫基綠港脆弱性評估方法，以協助設計港口電-氫-物流耦合方式。首先，基于復雜網絡構建港口電-氫-物流網絡拓撲模型；進而提出擴展的混合傳輸分布因子與矩陣譜范數方法，開展耦合網絡脆弱性評估。其次，建立級聯故障傳播模型模擬關鍵節點失效過程，揭示電力中斷引發的氫能供應-物流運輸跨網級聯傳播機理。最后，建立以耦合網絡脆弱性最小化和物流流量最優及耦合成本最低的多目標優化模型，求解電-氫-物流網絡最優耦合方案。仿真結果表明，相比于傳統電力-物流耦合方式，電-氫-物流耦合能更有效地提升港口在極端事件下的物流量并降低脆弱性。

作者：李振興，安喆，朱益，孔祥平，翁漢琍

摘要：嵌入式同塔三回直流系統是未來提升區域電網傳輸和消納能力的有效方案。針對其耦合特性復雜和故障選線困難問題，首先，該文分析了嵌入式同塔三回直流系統的耦合特性，考慮層高和線路對稱排布的影響構建阻抗矩陣，提出一種基于多重相模變換的解耦方法，該方案兼備故障回路準確識別與故障線路有效解耦，進一步瞄準故障電壓突變特征，提取更為清晰、易于辨識且差異顯著的極性特征；其次，提出基于模量極性組合的故障極識別方案，并考慮極性組合重疊、幅值瞬變特征進一步優化選極判據；最后，在PSCAD中搭建嵌入式同塔三回直流系統模型驗證所提保護方案的性能。仿真結果表明，所提方案能夠準確地識別該系統的全部故障類型，即使在高阻故障條件下仍有優良效果。

電氣設備及智能化

作者：張逸，劉詩琦，徐云聰，孫守銓，歐杰宇

摘要：電弧爐的實際工藝操作在時序上呈現階段性特征，但其引發的電氣參數波動始終貫穿冶煉全過程。現有研究主要聚焦熔化期產生的電能質量問題，未能實現多階段物理參數變化與全過程電氣特性建模的有效關聯。為此，該文提出了計及物理參數變化的交流電弧爐全過程模型。首先，考慮電弧爐冶煉過程中工藝操作對爐內氣體的影響，通過電子連續性方程揭示氣體濃度時序變化對電弧內部微觀粒子運動的調控機制；其次，采用磁壓縮力平衡方程分析電弧電流對電弧半徑的作用效果，依據不同時期階段性操作對弧長的影響構造全過程弧長變化函數，闡明電弧外部形態演化對電弧特性的作用機制；然后，通過機理-數據相結合的方法確定電弧爐冶煉過程中氣體濃度變化曲線和各時期弧長變化函數；最后，以55 t煉鋼交流電弧爐為研究對象，在Matlab/ Simulink平臺上搭建模型以驗證其準確性。仿真結果表明，所提模型能準確地表征交流電弧爐不同冶煉階段的電能質量特性，符合交流電弧爐冶煉的實際物理過程。

作者：劉浩，閆晨光，桑凡雅，陳一悰，梁棟

摘要：近年來，因內部電弧故障引發的充油設備燃爆事故接連發生，傳統壓力泄放裝置越發難以滿足大容量高電壓等級充油設備的泄壓需求。鑒于缺乏理論指導與試驗數據，壓力泄放技術的改進主要依賴工程經驗與迭代試錯。為此，該文提出了一種基于物理信息神經網絡（PINN）的壓力泄放優化方法。首先，建立了能夠準確描述充油設備電弧故障油壓特征的氣-液-固多物理場耦合模型，為構建PINN模型提供訓練數據集。其次，將油壓與關鍵輸入變量之間的單調性關系嵌入PINN，使模型在準確預測油壓峰值的同時嚴格遵循物理規律約束，以提高模型的可解釋性和泛化能力。然后，利用粒子群優化算法求解最低油壓峰值目標下壓力泄放裝置結構參數的全局最優解。結果表明，優化方案充分增加了泄壓面積并形成流線形導流通道，顯著改善了壓力泄放裝置的泄壓能力，降低了故障油壓幅值。最后，通過搭建現場試驗平臺，開展了充油設備高能電弧故障現場試驗，證實了優化后的高性能壓力泄放裝置的有效性。該優化方法在降低計算成本的同時，實現了壓力泄放裝置結構參數全局最優解的高效求解，將以往依賴經驗的組部件結構設計方式提升至高效定量設計的新階段。

作者：耿江海，陳銘宏天，張育銘，周松松，王平

摘要：針對目前輸電線路零值絕緣子帶電檢測準確性差的問題，該文首先通過理論分析和試驗測試，研究外部因素及內在填料配比對ZnS:Cu電致發光涂料的發光亮度、臨界發光閾值電場強度等發光特性的影響規律，并制備出可滿足輸電線路零值瓷絕緣子自診斷需求的電致發光涂料；然后建立了110 kV瓷絕緣子串表面電場分布仿真模型，確定了電致發光涂料在絕緣子表面的最佳噴涂位置及噴涂面積；最后搭建帶電試驗平臺，分析了絕緣子串在不同工況下的發光效果，驗證了仿真結果的準確性，并提出了輸電線路零值絕緣子自診斷方案。研究結果表明：電致發光涂料的發光亮度隨涂層厚度、填料濃度和高介電常數顆粒質量分數的增加先上升后下降，調控后的電致發光涂料的臨界發光閾值電場強度可控制在約200 kV/m；絕緣子鋼腳部分水泥與瓷件交界處較為適宜作為噴涂電致發光涂料的特征區域，最佳涂層寬度約為10 mm；正常工況下，絕緣子串每片絕緣子的電致發光涂層均可以發光，當存在零值絕緣子時，零值絕緣子表面的電致發光涂層灰度值低于30，其余正常阻值絕緣子表面的電致發光涂層灰度值出現不同程度增加，可根據發光灰度值對零值絕緣子進行自診斷。該文為輸電線路零值絕緣子檢測提供了新的思路，可有效地提升輸電線路瓷質絕緣子零值檢測的準確性。

高電壓與放電

作者：韓鋪，潘成，葉宇涵，秦曉宇，何創偉

摘要：溫度梯度對直流氣體絕緣開關設備（GIS）和氣體絕緣輸電線路（GIL）內盆式絕緣子的表面電荷積聚行為有重要影響。該文搭建了溫度梯度下的表面電荷測量平臺，測試了不同溫度梯度下絕緣子的表面電荷積聚特性，并定量獲取了溫度梯度對表面電荷密度的影響。同時，建立了電-熱耦合的多物理場仿真模型來輔助分析實驗結果，揭示了溫度梯度影響表面電荷積聚的內在機制。實驗結果表明，在正極性直流電壓下，高壓導桿附近的絕緣子表面主要積聚正電荷，地電極附近主要分布負電荷。隨著高壓電極與地電極溫度差由0℃增加至63.4℃，絕對最大電荷密度由8.21 μC/m2增加至16.24 μC/m2。仿真得到的表面電荷分布與實驗結果高度一致。在溫度梯度增加過程中，正電荷的主導積聚途徑由表面傳導逐步轉變為體傳導，體電流和表面電流差值變小，導致正電荷密度有一定程度的減少。負電荷的主導積聚途徑始終為表面傳導，溫度梯度增加會造成地電極附近最大電場強度由1.05 kV/mm激增至2.78 kV/mm，這導致了地電極附近的表面電流顯著增大，負電荷密度顯著增加。該文研究結果可為直流GIS/GIL在溫度梯度工況下的絕緣設計提供一定參考。

作者：耿秋鈺，王健，李慶民，邊亞琳，傅中

摘要：快速斷路器作為新一代氣體絕緣開關設備（GIS），其小型化結構雖提升了開斷性能，但也使其內部金屬微粒在高電場下更易起舉并加速運動，在入陷前誘發放電。因此，該文首先提出一種適用于800 kV快速斷路器的曲面結構凸起型微粒陷阱設計方案，綜合考慮絕緣裕度、微粒捕獲與機械應力等因素，將結構參數優化為：厚度3 mm、圓周角40°、提上高度5 mm、槽孔尺寸30 mm× 5 mm，并布設于斷口下方與氣室端部等關鍵絕緣區域。仿真結果表明，該陷阱結構在滿足典型微粒尺寸捕獲需求的同時，也不影響設備原本的絕緣裕度。同時，基于設備的內部電場分布情況，提出微粒安全運動高度閾值為10 cm，并基于微粒入陷仿真構建階梯加壓老煉程序，該程序涵蓋6個電壓階梯（280～700?kV），耐壓時間1～5?min，升壓速率10 kV/s。然后，搭建800 kV快速斷路器真型試驗平臺，結合高速攝像與超聲檢測技術開展驗證試驗，結果表明微粒可穩定入陷，整個耐壓過程中未發生放電事件。與直接升壓方式相比，微粒運動信號強度降低38%。該研究成果可為快速斷路器絕緣設計及GIS微粒抑制提供理論與工程支持。

作者：宋劍虹，吳振宇，曾祥桓，呂澤鵬，吳鍇

摘要：電力電子設備的小型化與高功率密度化的發展趨勢，對其配套絕緣材料的性能要求日益提高。封裝材料與器件、鍵合線等結構之間存在大量界面，這些界面作為絕緣薄弱環節長期承受復雜電場作用，可能會引發局部放電、電樹枝等電損傷問題。而目前針對復雜電場下印制電路板（PCB）封裝絕緣的相關研究較少。該文通過對比分析交流和直流電壓下雙層PCB試樣的電樹枝特性，以及交/直流電壓下雙層PCB試樣的局部放電特性，結合能量色散譜儀（EDS）表征層間絕緣損傷成分，探究了交/直流電場下PCB層間絕緣劣化機理的差異。實驗結果表明，在交流電壓下雙層PCB試樣的電樹枝以枝狀電樹枝為主，局部放電是驅動交流下電樹枝損傷生長的關鍵因素；在直流30 kV正壓下雙層PCB試樣以枝狀電樹枝為主，當外施電壓為28 kV時試樣在V形電極附近生長銅須。交流下電樹枝中的放電由外施電壓的拉普拉斯場和電荷構建的泊松電場共同決定，在非導電電樹枝中可以通過放電序列的外施電壓差評估電樹枝的生長程度；直流下電樹枝的放電存在明顯的記憶效應，在電樹枝生長前期，平均放電時間間隔與放電幅值存在線性關系。雙層PCB試樣在交/直流下的電樹枝放電幅值均隨著電樹枝的生長而增長，交流下電樹枝的放電幅值與電樹枝長度、放電序列電壓差存在定量關系。較低的直流電壓下雙層PCB試樣層間損傷為以Cu、Cl元素為主的銅鹽，由于雙層試樣界面強度相對較弱，在強電場的作用下Cu離子在界面處遷移形成枝狀損傷，因此在PCB直流工程應用中，需要充分考慮放電引發的電樹枝和電化學遷移導致的銅須問題。

電能存儲與應用

作者：孫丙香；樊超；齊先杰；宋東林；趙海川

摘要：快速高效的低溫加熱方法對提升鋰離子電池在低溫環境下的性能和可靠性至關重要。該文以容量為8 A·h的軟包鋰離子電池為研究對象，搭建了由3塊單體電池和4張加熱片組成的三串電池模組加熱系統；構建了電池模組加熱系統的分布式熱學模型，并通過自適應粒子群算法（APSO）辨識模型參數。實驗與模型仿真溫度的最大方均根誤差均小于1.3℃；通過實驗探究了不同的占空比、荷電狀態（SOC）及環境溫度對加熱效果的影響。結果表明在-20℃時，采用頻率1 Hz、占空比50%的脈沖加熱方法，電池模組在不同SOC下的溫升速率均超過10℃/min，能量消耗率小于7.05%，最大溫差小于7.5℃。在-30℃、100%SOC時，電池模組溫升速率可達13.83℃/min，能量消耗率為10.98%，最大溫差為7.34℃。

作者：吳勝利；郭琪；邢文婷

摘要：為應對鋰離子電池剩余壽命預測中因非線性退化行為與容量再生效應耦合導致的傳統模型失效問題，該文構建了融合變分模態分解（VMD）、高斯過程回歸（GPR）和線性優化重采樣粒子濾波（LOPF）的混合預測框架（VGL）。該框架首先利用VMD算法對容量衰減序列進行自適應模態解耦，精準分離出反映短期容量波動的高頻再生分量（CR）和表征長期退化趨勢的低頻主體分量（BD）。針對再生分量，采用具備概率預測能力的高GPR模型進行動態建模；而對于退化分量，則引入LOPF算法，通過優化粒子分布提升狀態估計精度。最終通過多模態分量的同步重構與融合推理，實現對復雜退化模式的精細化表征。實驗表明，所提方法能有效克服傳統模型對復雜退化模式表征能力不足的缺陷，顯著提升預測精度和魯棒性。

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