《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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电工理论

作者：史凯萌；张殿海；许雪峰；赵轩哲；任自艳

摘要：软磁复合材料因其独特的分布式气隙结构和高饱和磁通密度特性，在电力电子变换器的直流电感等关键磁性元件中具有重要应用价值。准确评估此类材料在复杂励磁状态下的损耗对器件的设计与优化至关重要。该文采用损耗分离法，磁滞损耗部分采用磁滞模型计算，涡流损耗部分采用解析公式计算。极限磁滞回线法Preisach模型使用单一磁滞回线数据建模，方便易用，但其在建模精度上仍存在一定局限性。该文提出多磁滞回线修正方法，将原模型修改为使用多组实测磁滞回线共同建模，提升了模型精度，同时对直流偏置条件下的磁滞损耗计算也表现出优越性能。基于软磁复合材料的微观结构特征，该文将涡流损耗分解为颗粒间与颗粒内涡流损耗两个分量，并提出了一种适用于软磁复合材料涡流损耗计算的特征参数。最后以搭建的Boost变换器和LLC谐振变换器为例，预测了不同励磁方式下的磁心损耗，计算结果与实测结果相吻合，验证了该文所提方法的有效性。

作者：刘旭菲；伏吉庆；彭丽莎；黄松岭

摘要：针对海洋磁力仪现场校准中高均匀磁场装置体积庞大、仪器串扰严重等问题，该文采用异区高阶均匀磁场线圈结构，提出一种基于混合整数规划与内点法的协同优化策略。该系统通过多线圈对称布局与参数优化设计，在满足装置尺寸和异区间距等约束条件的同时，实现两个独立的高均匀磁场区域。为提升磁场均匀性，该文基于磁场的泰勒展开构建目标函数，建立非线性规划模型，采用混合整数规划与内点法协同优化策略，实现了线圈位置系数与匝数的多参数耦合优化。所设计的七段异区线圈系统在长度0.2R区间内的磁场均匀度理论计算值达到10-6量级，实测线圈装置在6 cm均匀区内的磁场均匀度小于1×10-5，验证了优化设计的有效性。相较于传统的单区均匀线圈，该设计通过调整异区间距，有效地降低了仪器间串扰，突破了传统单区均匀线圈尺寸对均匀区域长度的限制，为磁力仪现场校准提供了小型化解决方案，并具有良好的通用性。

作者：熊奇；路凯；程辉；魏钰颖；阎诺

摘要：当前空心板件制造工艺多采用机械力与热作用相结合的方式实现，在钛合金等硬脆且电导率较低的材料加工中展现出较好的工艺适配性，但对于具有高延展性和高电导率的铝合金材料而言，现有工艺难以实现良好的适配性。因此，该文首先提出一种铝合金空心板件复合式电磁成形方案，详细介绍了该技术的成形原理，将整个过程分为两个关键阶段：空心腔体胀形和板件两端电磁脉冲焊接。然后，通过建立有限元模型，对其动态过程和成形效果进行了分析，并深入探讨了系统参数对成形效果的影响。结果表明：本方案成功实现了空心腔体高度为20.1 mm的铝合金空心板件成形，胀形最大速度达20.71 m/s；板件表面最大成形差值为0.15 mm，均匀性良好；板件两端可形成有效焊接接头，总时长小于3 ms。改变放电电压、放电电容、板件厚度及绝缘板厚度，可以有效控制空心腔体成形高度，而成形空心板件的均匀性仅受板件厚度影响。

作者：辛纪威；李琳；刘刚

摘要：油浸式电力变压器绕组温升研究对于保障电力系统的安全运行具有重要意义。针对经典Galerkin有限元法在求解对流扩散方程时存在的非物理振荡，以及基于结构化交错网格的有限体积法在处理流固耦合分界面时计算复杂度高的问题，该文提出了一种将二阶迎风有限体积法（SOUFVM）与流线迎风有限元法（SUFEM）结合的流热耦合计算方法。为了避免交错网格中的额外插值操作，采用基于结构化同位网格的二阶迎风有限体积法求解流场控制方程，以获得油流速度分布。同时，为了有效避免传统有限体积法中因确保热流密度在流固耦合界面的连续性而需单独处理分界面的问题，采用流线迎风有限元法求解油流与绕组耦合传热的统一温度场方程，以获得温升分布。以一台额定容量为321.1 MV·A，额定电压为530/ kV的油浸式电力变压器为研究对象，建立二维单分区不分匝绕组仿真模型，并采用所提方法对其油流与温升分布进行计算。将计算结果与一阶迎风有限体积法和伽辽金有限元法相结合（FOUFVM-GFEM）的方法及Fluent软件计算结果进行对比验证。结果表明，该方法在数值精度上优于FOUFVM-GFEM方法；与Fluent结果相比，油流速度峰值的绝对误差为0.0008 m/s，相对误差为1.38%；热点温度的绝对误差为2.06 K，相对误差为0.6%。总体而言，该方法的相对误差均控制在2%以内，充分验证了其在油流与温升计算中的有效性，具有较高的工程应用价值。

作者：张岩；都义彬；臧朝辉；张玉旺；张献

摘要：无线电能传输（WPT）系统的传输效率与功率容量在很大程度上易受负载和互感参数变化的影响。通过引入参数辨识技术对两者进行估计，将有助于WPT系统的状态监测和控制算法优化，从而提高系统性能。该文基于双边电感-电容-电容补偿（DLCC）拓扑的WPT系统，提出一种仅通过采集发射端并联补偿电容两端电压信息，便能实时对互感和负载参数联合辨识的方法。首先，基于WPT系统的稳态特性，利用自定义的传输阻抗表达式，初步得到负载、互感与采集量之间的耦合方程组。其次，为对辨识算法进一步优化，在保证辨识算法精度的同时，利用定义系数进一步化简方程组，实现负载和互感的解耦，最终将求解复杂耦合方程组问题转化为仅包含负载参数的三次方程求解问题。然后，根据负载辨识结果，推导系统采集量与互感之间的量化关系表达式，并阐述具体的辨识流程与步骤。最后，搭建WPT系统样机进行实验验证，结果表明，该方法在变互感和变负载工况下，两者最大辨识误差分别为5.3%和6.9%，具有较高的辨识精度。

作者：贲彤；单智超；陈龙；谭龙；游畅

摘要：为了实现感应电能传输系统的可调控抗偏移恒流输出，论文提出一种基于LCC-LCC和LCC-S并联混合拓扑的感应电能传输系统及参数优化方法。首先，基于正交绕组自解耦理论设计双十字磁耦合结构，有效消除线圈交叉耦合效应，再利用两个拓扑输出独立性构建并联叠加补偿电路以实现恒流输出。为优化输出抗偏移特性，提出了多目标优化策略：通过引入反比系数ka实现对LCC-S补偿电路的输出增益控制，同步优化LCC-LCC补偿电路的电感参数Lf2实现增益校准，并建立基于k和Lf2的输出电流调控机制，再基于输出电流波动比构建以ka和Lf2为变量的多目标优化方法，实现在预设输出电流下兼顾强抗偏移特性。最后，实验结果表明，当线圈在X轴方向偏移57.14%时，输出电流最大波动在7%以内。

电机及其系统

作者：宋承林；吴志鹏；黎明；邓文哲

摘要：随着电磁负荷和功重比的增加，永磁同步电机的电磁振动和噪声问题日益突出，限制了其在电力推进系统中的进一步应用。因此，电磁振动和噪声特性已成为永磁同步电机重要的性能评价指标。该文详细回顾了近年来国内外有关永磁同步电机电磁振动和噪声的研究进展，并从电磁激励、声振机理、预测方法、影响因素和控制方法几大方面进行了归纳分析。在此基础上，对永磁同步电机电磁振动和噪声研究的发展趋势进行了展望。该文可为低振动噪声永磁同步电机的设计提供参考。

作者：朱利伟；邓智泉；王澳华；高志国

摘要：覆铜实心转子感应电机的转子磁场分布复杂，采用传统集总参数磁路分析法无法展示电机内的磁场分布，也难以考虑转差率对等效电路参数的影响。对此，该文以求解覆铜实心转子内电磁场为目标，使用柱坐标下的子域解析法，充分考虑定子开槽、槽口形状对电磁场的影响，对气隙、转子铜层和转子铁心电磁场进行解析计算，并通过二维涡流场有限元进行验证。相比有限元法，解析法选择适当的谐波次数能够大幅缩短计算时间。针对覆铜实心转子感应电机，对比分析了子域解析法与传统波阻抗法的等效电路模型及其输入阻抗参数与输出特性。结果表明，相较于传统波阻抗法，子域解析法在不同转差率条件下均与有限元计算结果具有更高的一致性。

作者：张志恒；花为；李祥林；朱新凯；王玉彬 等

摘要：面向静态密封型定子励磁无刷超导电机应用，该文研制了一种短端部高紧凑超导磁体。首先，完成超导线圈的短端部设计，总结其与常规跑道型超导线圈的选用规则。然后，将长边直线修改为微曲线，实现超导线圈与线圈骨架的紧密贴合；给出超导磁体整体结构，较常规跑道型超导磁体，所研制的超导磁体轴向长度缩短22.3%，超导带材成本节省11.4%。讨论超导带材三种跨接方式，并给出了模块化超导磁体详细的制造过程；发现超导线圈边角处、端部段和微曲直线段表面平整且光滑，没有局部凸起或参差现象；超导带材与骨架间的间隙被完全消除，超导带材紧贴线圈骨架。最后，搭建了模块化超导磁体临界电流测试平台，分别对焊接冷却杜瓦系统前后的超导线圈进行测试。结果表明，所研制的12组模块化超导磁体具有较好的一致性，测试数据也与仿真结果相吻合，满足超导磁体的各项设计指标，为该类超导电机中超导磁体的研制提供了参考。

作者：郑彦喜；朱进权；葛琼璇；赵牧天；高瑞

摘要：针对高速磁浮列车双端供电模式中亟待解决的环流与馈电网络损耗问题，该文提出一种基于动态电流分配与牵引变电站布局的双维度协同优化策略。首先，通过建立环流抑制与馈电网络损耗的协同优化模型，提出基于电缆长度反比原则的动态电流分配策略，旨在同步达成消除环流与降低损耗的双重目标；其次，面向高速实验与常态运营两种典型工况，从系统顶层设计维度分别构建牵引变电站空间布局的差异化优化方案，以实现馈电网络损耗的二次优化；最后，通过硬件在环实验结果表明，动态电流分配策略可有效消除并联逆变器环流，并将馈电网络损耗降低达50.3%；牵引变电站优化布局策略有效解决了电流优化分配可能引发的逆变器功率不均衡问题，在高速实验工况下最高可提升牵引效率11.3%，在常态运营工况下最高可提升3.2%。该文研究内容可为高速磁浮牵引供电系统的能效优化提供理论支撑。

作者：黄彰浩；陈万庆；史丹；王云冲；沈建新

摘要：挠性系统的无振动伺服定位对于提升高端工程装备的精度具有重要工程价值。传统输入整形器技术主要针对伺服过程中产生的残余振动，难以有效应对系统运行初期已存在的非零初始振动。为将这一时变状态量纳入整形器设计，亟须实现对系统振动特征参数的在线辨识。因此，该文研究针对永磁同步电机直驱挠性梁系统的非零初始振动抑制问题，设计了一种“特征辨识-参数整定-振动抑制-伺服定位”一体化的控制方案。该方案采用基于电机状态量的自传感技术实现了挠性梁的振动频率与相位的在线辨识，从而在不安装振动传感器的情况下实现了初始条件整形器参数自整定和在线主动抑振，避免了振动参数的离线获取和输入整形器的离线再设计。实验结果表明，相较于传统频谱分析方法，该文所提控制策略在保证振动特征在线辨识精度的同时，显著缩短了参数获取时间，并实现了辨识过程与振动抑制的快速衔接，大幅提升了辨识速度。在应对突发扰动激励的非零初始振动时，改进设计的初始条件整形器展现出优越的抑振性能，有效增强了系统对辨识误差的控制鲁棒性。

作者：徐飞；姜新宇；范满义；史黎明；李子欣

摘要：针对直线电机在地面超声速（约340 m/s）运行时激波非定常气动力扰动导致速度传感器失效、速度易失控问题，该文提出一种基于多元电压特征提取的直线感应电机速度观测方法。首先，通过构建分段函数融合相邻定子段的dq轴电压，消除单个定子段电压的直流偏置，重构直线电机动子连续速度特征；其次，利用定子段切换时刻的电压变化特性，动态提取速度观测器参数，降低对电机参数准确性的依赖；最后，设计dq轴观测速度加权融合算法，通过动态调整权重系数提升直线电机速度观测精度。提出的速度观测方法适用于高速且高加/减速工况，在惰行和低速时具有一定的局限性，但不影响超声速时速度观测。在Matlab/Simulink和超高速实验平台对提出速度观测方法的有效性、精度和局限性进行了验证，在高速且高加速/减速工况下，仿真中速度观测平均误差小于0.8%，实验中速度观测与传感器测量值的平均误差小于1.1%，实现了直线感应电机超声速下速度的准确观测。所提方法可有效解决超声速激波不确定扰动对速度测量的影响，为直线电机更高速度运行提供速度观测基础。

作者：许伯强；熊鹏；孙丽玲；尹彦博

摘要：针对电机各类序列数据中的故障特征难以直接辨识和依赖人工经验的问题，该文提出了一种残差内积驱动的序列故障检测模型（RID-FDM），可在仅使用健康数据训练的条件下，实现轴承局部损伤、定子匝间短路及转子断条三类典型故障的高灵敏度检测。该模型通过序列窗口化将长时序数据分割为局部片段，利用片段残差生成器提取输入与输出间的残差特征，并设计全局残差内积损失迫使健康数据的残差内积序列趋近于零。故障发生时，残差内积序列的均值、方差等统计指标因输入分布偏移而显著偏离，触发阈值报警机制。实验表明，RID-FDM对三类电机故障的检测准确率均超过90%，优于传统主成分分析、自编码器等方法。该研究完全由数据驱动，为少样本、高实时性要求的工业故障检测提供了新的解决方案。

作者：武玉才；张广翔；岳建锋；杨光勇；刀亚娟

摘要：定子不圆度会造成水轮发电机气隙磁场的不规则分布，使定子同相支路感应电动势产生差值并引起环流。该文首先依据网孔电流法与基尔霍夫第二定律推导了发电机同相多支路环流表达式，得出同相各支路所在区域定子不圆度磁导谐波差异将使支路电动势幅值与相位出现差异，得到环流特征谐波与定子不圆度故障程度的关联规律；然后以一台334 MV·A水轮发电机为例搭建了有限元电磁仿真模型，提取到与预测频率一致的奇数次特征谐波环流，分析了环流时/频域特征与定子变形范围、径向位移、凹凸极点之间的联系规律，得到环流与支路所在区域定子铁心形变间的关系；最后基于一台凸极同步发电机实验平台，模拟了定子外凸不圆度故障，通过比较各相的支路环流，确定了支路所在区域的相对形变大小，检测了定子整体的不圆度状况。

电力电子

作者：袁天舒；贾立新；马定坤；孙培元；王来利

摘要：针对10 kV及以上电压等级碳化硅金属氧化物场效应晶体管（SiC MOSFET）器件封装的高电场应力、高寄生参数和新材料新结构带来的热可靠性问题，该文提出一种15 kV/10 A双面碳化硅功率模块的封装设计方案，解决了芯片终端邻域电场集中与寄生电感过高的技术难题。通过半导体仿真软件（TCAD）建立电场仿真模型，提出采用热膨胀系数匹配的自研高分子粘结剂固定聚酰亚胺绝缘框架，覆盖高电场强度区域，并通过温度循环测试验证其热机械可靠性。实验表明，模块在12 kV直流电压下无局部放电现象，动态测试显示其几乎无电压过冲，在10 kV母线电压下的动态测试中，开关速度达217 kV/s（开通）与58 kV/s（关断），总开关损耗仅为9.29 mJ，支持50 kHz高频工况。该研究为高压碳化硅功率模块提供了低寄生参数、高绝缘可靠性的封装方案，可以应用于脉冲功率与高频电能转换领域。

作者：马辉；杨晨；向昆；范李萍；席磊

摘要：针对传统多电平拓扑推演方法需要使用较多的全控器件才能满足多电平输出的不足问题，提出一种基于分裂倍增式的多电平拓扑构造方法。该方法以三电平拓扑中交流侧全桥或半桥作为根节点，采用新型双向开关管作为构造单元，以分裂倍增原则进行搭建可得到多电平输出的效果。所得多电平拓扑采用较少的全控器件即可实现多电平功能，整体采用模块化构造，易于电平数扩展。为便于理解，该文以构造三种新型多电平拓扑电路为例，对所提多电平拓扑构造方法进行详细说明。另外对所推导的多电平拓扑电路进行工作原理及建模分析，同时对拓扑器件数量、损耗进行对比分析，进而说明该拓扑构造方法的优越性。为更好地推广该拓扑电路的应用，设计统一多电平调制方法和直流侧电容平衡控制器，通过搭建1 kW/400 V实验样机，验证分裂倍增式多电平拓扑构造方法的有效性以及所得电路的应用价值。

作者：冯楷文；郑浩阳；秦玉文；杨祺铭；刘进军

摘要：针对现有线性周期时变（LTP）模型不适用于跟网型逆变器同步方法（GFI-SM）精确稳定性与频率响应分析的问题，该文提出一种基于多重广义积分器锁频环（MGI-FLL）的单/三相跟网型逆变器广义LTP模型。首先，基于多重降阶广义积分锁频环（MROGI-FLL）的结构，建立单相及三相系统下不同类型GFI-SM的统一分析模型；其次，采用模块化建模方法构建了MGI-FLL的LTP模型，通过简化输入端口配置，实现对任意频率扰动的兼容性；再次，推导考虑频率耦合现象的频域谐波传递函数（HTF）模型，可实现精确的频率响应分析；最后，通过仿真和实验验证了所提模型的有效性。研究结果表明，所提广义LTP模型能够克服现有模型的局限性，为GFI-SM的分析和设计提供了一种更精确、更通用的工具。

作者：李昊恒；刘洋；武艳秋；陈金聪

摘要：随着高比例可再生能源装机容量的增加，构网型换流器的同步稳定能力对电力系统的同步稳定性影响日益显著。当系统发生如电压重度跌落、大容量负荷投入和接地故障等大扰动时，故障电流会急剧增大，进而对电力电子设备和系统稳定性造成威胁。因此对故障电流的有效限制是保证电力系统稳定运行的关键措施之一。然而，传统的电流限幅控制策略减少了故障期间的功角减速面积，削弱了构网型换流器的同步稳定能力。针对此问题，该文创新性地提出了一种基于改进漏斗控制的换流器故障电流限制策略。与传统的漏斗控制不同，该文通过合理设计漏斗边界，能够使系统在对称故障和不对称故障期间，有效地维持故障电流的三相对称性。同时，故障电流幅值能够限制在0.8～1.1(pu)，使得构网型换流器具备良好的同步稳定能力。通过理论分析证明了所提限流策略的有界性，基于实时数字仿真系统的硬件在环实验验证了所提策略的有效性。

电气设备及智能化

作者：黄镭；马慧；许文迪；耿英三；刘志远

摘要：高压真空断路器温升和热流的快速预测方法对其设计阶段的结构优化和应用阶段的监测预警具有重要的研究意义。该文提出一种具有参数自校正能力的热网络模型，结合热源、热阻的理论公式与遗传算法，能够实现热网络中热源和热阻参数的自校正功能，从而基于负载电流快速预测高压交流真空断路器的温升和热流。通过多物理场数值仿真获取不同负载条件下的温度基准数据，并在此基础上设计了集总参数热网络架构。基于热源与热阻的理论公式，该文建立了相应的修正函数，并结合岭回归与遗传算法优化修正部分，从而实现了参数在迭代计算过程中的自校正，解决了热网络中元件参数随温度和负载电流变化的问题。为了验证模型的准确性，选择了1575 A和3000 A两种工况进行测试，预测了关键节点的温升和关键散热路径的热流。结果表明，热网络模型单工况求解时间从传统数值仿真的8 h缩短至1 min；温升的平均误差为3.7%（3.7 K）；热流的平均误差为5.5%（4.3 W）。经过验证，所提快速预测方法能够快速、准确地预测不同负载电流下真空断路器的温升和关键散热路径的热流，对真空断路器的温升设计、预测和评估意义显著。

作者：赵陈琛；张国钢；刘洁；柳玲娜；林川淇

摘要：高压断路器操动机构的机械状态是保障设备和电网安全稳定运行的重要因素，利用人工智能手段实现关键机械参数的精准辨识有利于高压断路器的机械故障诊断，是实现缺陷溯源的基础。该文提出了以一维卷积神经网络和多头注意力机制为基础的新型迁移网络，实现了操动机构合闸弹簧、分闸弹簧、缓冲器、拐臂轴孔磨损程度及机构卡涩状态的机械参数辨识。针对操动机构机械状态受多部件相互作用影响的特点，该迁移网络由共有特征学习网络和特有特征学习网络构成，分别提取机械特征与机械参数间的公共知识，以及与特定机械参数间的特有知识。此外，基于操动机构的动力学特性，构建融合物理信息的损失函数并引入样本加权策略，增强了机械参数间的物理一致性，提升了模型的机械参数辨识能力。测试结果表明，该文所提网络对于操动机构机械参数辨识的平均相对误差低于4%，能够为操动机构的故障诊断和关键部件的状态评价提供数据支撑。

作者：赵洪山；钱亚楠；李西备；林诗雨

摘要：为实现真空断路器振动信号时序特征的有效融合和在小样本条件下的机械性能退化动态评估，该文通过提取振动信号中表征不同机械结构动作特性的特征量，提出一种基于多时序特征预测与张量融合的真空断路器机械性能退化动态评估方法。首先，通过短时能量算法从振动信号中分别提取反映真空断路器操动机构电磁触发单元、传动机构及弹簧机构的状态特征量；其次，采用函数主元分析方法构建性能退化模型，并结合贝叶斯推理动态更新模型参数，实现振动信号多特征量的性能退化预估；最后，基于三个特征量的退化预测结果，采用张量融合方法构建振动融合退化指标，实现真空断路器机械性能退化的动态表征。实验结果表明，与传统加权融合、主成分分析融合及深度融合方法对比，该文所构建的融合指标与离线测量的完全合闸时间指标的R2达到0.973 2，具有最高相似度，同时随着操作次数的增加，动态预测精度逐渐提升。该研究为真空断路器的在线性能退化评估提供了可靠的决策支持。

电能存储与应用

作者：赵靖英；崔宇杰；刘建猛

摘要：针对锂离子电池锂枝晶生长导致内阻及极化电容波动引发的荷电状态（SOC）估计精度不足问题，该文提出基于蚁狮算法（ALO）与自适应插值改进强跟踪扩展卡尔曼滤波（AISTAEKF）的SOC联合估计方法。首先，分析锂电池脉冲电流密度分布引起的锂枝晶生长特性，考虑锂电池内阻和极化电容变化差异，提出基于ALO算法的端电压与阻容参数的非线性特征分段映射方法；并基于SOC三段式Huber损失函数，衡量模型端电压预测值与实测值偏差，构建全局参数辨识模型。然后，基于锂枝晶生长影响的电压、电流波动，提出线性伪插值方法，补偿电压对电流方向变化的滞后响应；基于强跟踪算法的渐消因子，修正SOC估计误差协方差矩阵，提升容量状态突变跟踪能力；引入噪声自适应机制，利用遗忘因子动态调整过程与测量噪声协方差参数，增强算法鲁棒性。实验结果表明，所提的SOC估计方法在不同温度与工况下均具有较强的普适性与稳定性。

作者：陈志跃；陈家伟；敖文杰；杨磊

摘要：混合供电系统可充分利用不同供电源的特性，大幅提升电气化交通系统供电性能。然而，大负载投切极端情况极易引起供电系统失稳，采用小信号稳定分析法难以完整覆盖此类大扰动工况。为此，该文基于最大吸引域估计研究计及控制动态的混合供电系统大信号稳定性分析问题，深入剖析控制参数、负载功率变化等对系统大信号稳定性的影响，提出基于有源电容变换器吸收脉冲功率的混合供电系统大信号稳定性提升方案。研究表明，电阻下垂系数、电压电流环PI调节器比例增益和负载功率变化是混合供电系统的主导失稳特征，可通过优化控制参数增大系统的吸引域进而获得更大的稳定裕度。通过实验验证了所提大信号分析方法和稳定性提升策略的有效性。

作者：周娟；郭泽赟；杜世民；张永磊；庞宇凡

摘要：基于退役动力电池构建低成本、大规模电网储能系统对于保障国家资源安全、减少污染具有重要意义。然而，电池组的不一致性严重限制了退役动力电池剩余容量利用率。针对传统可重构拓扑开关数量多、依赖DC-DC转换器及闲置场景均衡能力不足等问题，该文提出一种新型可重构拓扑的电池分层均衡策略。该拓扑采用模块间串联/旁路、模块内拆分/并联的分层设计方法，相比于传统四开关拓扑，开关数量减少12.5%，且无需DC-DC变换器可将输出电压波动控制在3%以内。在此基础上，提出一种分层联动均衡策略，外层模块间采用非对称PWM的能量调度和内层模组通过拆分重组与单体旁路的方法，实现全电池组的电池均衡。同时，利用储能系统的闲置工作场景，设计RC电路与可重构拓扑的协同工作方式，加速闲置状态下电池组的能量转移，减少电池组整体均衡时间。最后，搭建可重构电池实验平台，实验结果表明，所提拓扑和均衡策略在均衡速度、提升电池组容量利用率方面具有显著优势。

作者：韩云飞；高锋阳；张建刚；陶彩霞；黄娇娇

摘要：耐久性问题是限制质子交换膜燃料电池（PEMFC）大规模商用化的关键问题之一，性能退化预测是当前的研究热点，同时可为PEMFC耐久性问题提供解决思路。针对PEMFC电压退化预测精度提升问题，首先提出一种变体粒子群优化算法在线优化卷积神经网络（CNN）、双向长短期记忆（BiLSTM）神经网络和注意力机制（Attention）混合模型参数的PEMFC电压退化预测方法。所提方法首先利用绝对中位数偏差法、高斯移动平均滤波器和最大-最小值算法对历史电压数据进行去噪、平滑和归一化处理；然后引入变体粒子群优化算法，通过模型预测在线优化模型参数，提升了模型预测精度和鲁棒性；最后使用稳态和动态电压老化数据集验证了所提方法的可行性和高精度。

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