检索结果-内蒙古大学图书馆

电子设计工程 2025年第4期33卷 119-122,127页

作者：吕湛倪利沈嘉璐郭勤慧马宁国网浙江省电力有限公司嵊州市供电公司浙江嵊州312400

电容器蓄电池在储能特性、充放电速度和功率密度等方面存在差异,使得电力信号的单位存储量较低,导致电量传输稳定性较差。为此,提出基于能量转换模型的电容器蓄电池混合储能方法。按照能量转换模型,求解电容器能量输出特性方程,联合能... 详细信息

电容器蓄电池在储能特性、充放电速度和功率密度等方面存在差异,使得电力信号的单位存储量较低,导致电量传输稳定性较差。为此,提出基于能量转换模型的电容器蓄电池混合储能方法。按照能量转换模型,求解电容器能量输出特性方程,联合能量转换参数,跟踪电容器功率。分析电容器蓄电池储能特性,通过双向DC/DC变换器建模,确定单位储能量,完成基于能量转换模型的电容器蓄电池混合储能方法的设计。实验结果表明,该方法可将电能信号的输出功率控制在3.5~4.8 kW的数值范围之内,不会因电量信号的非平稳传输而造成电容器设备实时储能能力下降,能够提升电容器蓄电池中电力信号的单位存储量。

关键词：能量转换模型电容器蓄电池混合储能 DC/DC变换器电量信号

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柔性波浪能装置能量转换数学模型及求解方法研究

柔性波浪能装置能量转换数学模型及求解方法研究

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作者：马新蕾哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

漂浮式波浪能发电装置是开发利用波浪能的重要装置类型。传统波浪能发电装置一般采用刚性结构,该类装置结构复杂,可靠性较差。柔性波浪能装置一般结构比较简单,可靠性较好,逐渐成为研究热点。目前关于这类装置的理论研究中,主要将装置... 详细信息

漂浮式波浪能发电装置是开发利用波浪能的重要装置类型。传统波浪能发电装置一般采用刚性结构,该类装置结构复杂,可靠性较差。柔性波浪能装置一般结构比较简单,可靠性较好,逐渐成为研究热点。目前关于这类装置的理论研究中,主要将装置的能量转换问题和水动力计算问题分别进行研究,无法准确模拟系统的动力特性。为了解决这一问题,本文针对一种柔性板式波浪能发电装置进行系统性研究,建立其波浪-机电系统耦合数学模型模拟装置的响应情况。论文的主要工作如下:首先,基于薄板受力弯曲时的运动方程和压电材料由压电效应引起的压电方程,建立柔性板式波浪能发电装置的机电系统模型,并用波浪力表示柔性板所受载荷,建立波浪-机电系统耦合数学模型和能量转换模型。其次,针对柔性板式波浪能发电装置的水动力计算问题,基于二维线性势流理论对流域进行划分,利用速度势的连续性条件建立速度势方程满足的边值模型,再基于分离变量法和特征函数展开法推导出所建立模型的半解析解。最后,针对所建立模型采用数值方法进行求解,利用牛顿迭代法将变量逐一展开进行实际计算,得到特定水深、波浪周期、入射波波幅与装置基本参数条件下耦合模型的根。从而求得对柔性板产生作用的波浪振幅系数,得到计算装置能量输出功率所需要的全部未知量,并利用遗传算法和粒子群算法对影响装置发电效率的耗散项进行优化,分析不同参数对能量转换效率的影响,确定最优参数组合。

关键词：波浪能能量转换模型水动力漂浮式柔性装置

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燃烧室结构对微热光电系统能量转换的影响分析

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兵工学报 2011年第7期32卷 866-871页

作者：唐爱坤潘剑锋薛宏李晓春邵霞李德桃江苏大学能源与动力工程学院江苏镇江212013 江苏省流体机械工程技术研究中心江苏镇江212013 美国加州工业大学机械工程系加州洛杉矶ca91768

针对微热光电系统,设计了4种结构的平行板燃烧室,在考虑辐射表面温度分布的不均匀性和空间辐射角系数的前提下,构建了系统能量转换模型并编制了相应的计算程序。通过计算得出不同结构的平行板燃烧室对系统能量转换的影响,重点分析了喷... 详细信息

针对微热光电系统,设计了4种结构的平行板燃烧室,在考虑辐射表面温度分布的不均匀性和空间辐射角系数的前提下,构建了系统能量转换模型并编制了相应的计算程序。通过计算得出不同结构的平行板燃烧室对系统能量转换的影响,重点分析了喷口形状、多孔介质、催化剂的使用等条件改变时辐射外壁面的温度分布、辐射能光谱分布、各子环节效率和系统整体电能输出。结果表明:在微燃烧室中,多孔介质的填充、扩展型喷口的开设、催化剂的使用均能提高其外壁面的平均温度,同时也能改变温度分布特别是最高温度区域的位置,这也导致单色辐射力和有效辐射能均依次增加;基于3种改进结构燃烧室的系统在能量转换的各方面均优于采用圆形喷口直通道燃烧室的系统,其中扩展型喷口内部催化结构的燃烧室在相同燃料输入时能使系统整体效率提高56.6%,功率密度达到0.87W/cm3.

关键词：工程热物理燃烧室结构微热光电系统能量转换模型电能输出

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MTPV系统中热光电能量转换的数值分析

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机械工程学报 2010年第20期46卷 134-138页

作者：唐爱坤潘剑锋薛宏杨文明李晓春段炼江苏大学能源与动力工程学院镇江212013 美国加州工业大学机械工程系洛杉矶CA91768美国新加坡国立大学机械工程系新加坡119260新加坡

为研究微热光电系统中辐射表面和光电池表面间的能量传输特性,构建了能量转换的物理数学模型。模型中辐射表面采用矩形结构的碳化硅片,光电池选择锑化镓,并考虑辐射表面温度分布的不均匀性和空间辐射角系数。通过改变辐射器表面温度分... 详细信息

为研究微热光电系统中辐射表面和光电池表面间的能量传输特性,构建了能量转换的物理数学模型。模型中辐射表面采用矩形结构的碳化硅片,光电池选择锑化镓,并考虑辐射表面温度分布的不均匀性和空间辐射角系数。通过改变辐射器表面温度分布、光电池温度以及两者之间的距离等参数,计算各种情况下的电池效率和功率密度,分析这些参数对它们的影响规律,得出如下结论:间距增大,可显著降低功率输出,但对电池效率影响不大,距离每增加1mm,电池效率仅减小0.24%;电池温度升高,电池效率和功率密度均呈现出线性关系逐渐递减;混合气流量从600mL/min提高至1800mL/min,功率密度可提高216.7mW/cm2。

关键词：微热光电系统光电池能量转换模型效率功率密度

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超级电容器蓄电池混合储能的研究

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控制工程 2016年第10期23卷 1486-1491页

作者：黄松柏湖北理工学院电气与电子信息工程学院湖北黄石435003

混合储能系统(HESS)将能量型储能和功率型储能结合,充分利用不同储能设备的特性取长补短,可以适应微电网各种场合的需求。首先,建立了混合储能系统的数学模型,提出了一种基于能量转换(PCS)模型的超级电容器蓄电池混合储能系统,文中采用... 详细信息

混合储能系统(HESS)将能量型储能和功率型储能结合,充分利用不同储能设备的特性取长补短,可以适应微电网各种场合的需求。首先,建立了混合储能系统的数学模型,提出了一种基于能量转换(PCS)模型的超级电容器蓄电池混合储能系统,文中采用蓄电池与超级电容分别经过双向DC/DC变换器接入直流母线并联,再经同一采用PQ控制算法的DC/AC功率变换器接入交流电网的接入方式,该结构可减少DC/AC变换器数目,最后进行仿真研究,仿真结果表明,该储能系统一方面满足超级电容在短时间大功率吞吐过程中的组串电压范围要求,另一方面可维持直流母线电压恒定,减小锂电池在充放电过程中的电流纹波,控制灵活性高,具有所需超级电容和电池电压等级较低,利用率高的优点。

关键词：混合储能系统能量转换模型微电网超级电容蓄电池

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平板式微热光电系统能量转换过程的研究

平板式微热光电系统能量转换过程的研究

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作者：唐爱坤江苏大学

学位级别：博士

在微加工技术强有力的推动下,微型机械和机电产品的研发获得持续的突破,但其动力供给部分却未能获得大的进展,致使完整微机电系统过大过重或者不能长时间工作,这也成为MEMS发展的瓶颈。近年来,一些基于燃烧的微型动力装置由于具有能量... 详细信息

在微加工技术强有力的推动下,微型机械和机电产品的研发获得持续的突破,但其动力供给部分却未能获得大的进展,致使完整微机电系统过大过重或者不能长时间工作,这也成为MEMS发展的瓶颈。近年来,一些基于燃烧的微型动力装置由于具有能量密度高、工作时间长、体积小等优点,有望很好地解决这一问题,其能量密度被认为能够突破100kW/kg,因而受到世界范围内的普遍关注,并成为了各国科研竞争的焦点之一。微热光电系统是一种典型的微动力装置,它利用碳氢燃料在微燃烧器内燃烧产生的热能对燃烧室壁面进行加热,高温壁面辐射出的能量足够高的光子撞击低频带隙光电池产生电能。同其它的微动力装置相比,该系统最大的优点在于无运动部件、制造装配相对容易。本文对圆柱结构微热光电系统进行了结构改进,给出了新型平行板结构的模块化微热光电系统的设计方案,并通过数值分析的方法,开展了较系统的研究工作,取得了一些具有学术意义和实用价值的研究成果： (1)针对新型平行板结构的微热光电系统,分析了能量转换的各个环节,包括燃烧器中流动、传热以及燃烧的耦合过程、燃烧器壁面的辐射过程以及光电转换过程。在考虑辐射壁面温度分布不均匀性的前提下,结合Fluent和Matlab软件构建了一个从燃料化学能输入到电能输出的三维整体能量转换计算模型,并结合初步实验的测试结果对模型的正确性进行了验证。 (2)以采用圆形喷口微燃烧器、无过滤器的系统作为研究对象,通过改变系统中辐射壁面与电池的距离、电池种类、光电池以及辐射表面工作温度等关键参数对系统的工作表现进行了一系列的计算,得出这些参数对系统性能的影响规律,从而为平板式系统的进一步优化设计提供出合理的参考依据。 (3)鉴于辐射壁面温度分布对系统工作性能的重要影响,针对平行板微通道内的燃烧过程进行了大量模拟计算,提出了将圆形喷口改进成细长的方形喷口、适当减小燃烧通道的宽度等改善微尺度燃烧过程的措施,并通过燃烧过程的影响因素分析和计算,得出了混合气流量1500mL/min、通道高度0.6mm等平板式燃烧器合理的运行参数；随后,设计了内部带有多孔介质、内壁面催化以及入口设置稳流凸台等三种优化的燃烧器结构形式以及新型带有预热通道的平板式微燃烧器,分析了采用这些优化结构后的燃烧性能和壁面温度分布特征,并对比了它们对于提高系统工作性能所带来的积极作用,其中入口稳流凸台的设置可使系统在1500mL/min的混合气流量下获得了1.12%的整体效率,这可在一般矩形喷口燃烧器基础上提高33.9%。 (4)为进一步提高装置的能量转化效率,在系统中设置了一维Si/SiO2光子晶体滤波器,以实现对不可用辐射能的回收利用。根据光学薄膜的设计理论以及传输矩阵的方法,获取了该类型滤波器的基本设计结构及对应的光学特性,并针对基本结构第一反射带宽度过窄的缺点,作出了相应的改进设计。系统整体计算的结果表明,过滤器的使用可在有效缓解电池冷却负荷的同时,通过提高辐射壁面的温度以达到提升系统输出性能的效果。在1500mL/min的混合气流量下,采用改进结构过滤器的系统功率输出达到了5.46W,其效率为2.6%,比采用基本结构过滤器时提高了5.7%。 (5)微动力系统并不仅仅是常规尺度原型的简单缩小,不同装置都应该有其尺度上的极限,但很少有学者针对整体装置的尺度极限展开相关研究。本文的最后,针对平板式的微热光电系统,在考虑部件强度以及制造难度的基础上,结合文献资料、前期的微燃烧实验以及光电池冷却计算分析等,确定出一个完整的能量转换单元的极限尺寸为10mm×8mm×2.5mm,在1500mL/min的混合气流量下单元的功率密度达到了17.55W/cm3,这个数据充分彰显出平板式微热光电系统充当MEMS动力源的优势所在。本文的工作为微热光电系统的合理开发以及工作性能的正确评价提供了一条可行的研究思路,论文中提出的研究方法和得出的结论对于其它微动力系统的开发也有一定的参考价值。

关键词：微热光电系统平板式微燃烧器能量转换模型数值分析系统工作性能光子晶体过滤器尺度极限

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基于PCS模型的超级电容器蓄电池混合储能研究

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电气应用 2017年第14期36卷 58-63页

作者：曾伟周细文孙旻徐在德国网江西省电力科学研究院江苏同芯电气科技有限公司

混合储能系统(HESS)将能量型储能和功率型储能结合,充分利用不同储能设备的特性取长补短,可以适应微电网各种场合的需求。建立了混合储能系统的数学模型,提出了一种基于能量转换(PCS)模型的超级电容器蓄电池混合储能系统。采用蓄电池与... 详细信息

混合储能系统(HESS)将能量型储能和功率型储能结合,充分利用不同储能设备的特性取长补短,可以适应微电网各种场合的需求。建立了混合储能系统的数学模型,提出了一种基于能量转换(PCS)模型的超级电容器蓄电池混合储能系统。采用蓄电池与超级电容分别经过双向DC-DC变换器接入直流母线并联,再经统一采用PQ控制算法的DC-AC功率变换器接入交流电网的接入方式,该结构可减少DC-AC变换器的数目。最后进行了仿真研究,仿真结果表明:该储能系统一方面满足超级电容在短时间大功率吞吐过程中的组串电压范围要求;另一方面可维持直流母线电压恒定,减小锂电池在充放电过程中的电流纹波,控制灵活性高,具有所需超级电容和电池电压等级较低、利用率高的优点。

关键词：混合储能系统能量转换模型微电网超级电容蓄电池

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节能减排背景下风光互补系统容量最优配置方法

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能源与节能 2022年第5期 71-73页

作者：袁雅琳武威职业学院甘肃武威733000

为了适应风光互补系统所处环境的实际能量转换需求,减少能源浪费,提出节能减排背景下风光互补系统容量最优配置方法。结合充电和放电时储能装置的特征,构建了风光互补系统能量转换模型,结合系统所处环境的产能特性和用能特征,利用遗传... 详细信息

为了适应风光互补系统所处环境的实际能量转换需求,减少能源浪费,提出节能减排背景下风光互补系统容量最优配置方法。结合充电和放电时储能装置的特征,构建了风光互补系统能量转换模型,结合系统所处环境的产能特性和用能特征,利用遗传算法实现对容量配置最优解的计算。测试结果表明,设计方法可以实现对储能空间的合理利用,在极大程度上缓解了极限状态下能源浪费的情况。

关键词：容量最优配置能量转换模型遗传算法储能空间

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综合能源系统能量模拟与优化调度方法、系统及设备

综合能源系统能量模拟与优化调度方法、系统及设备

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作者：李成仁罗永伟张泠高效连进步吴心弘 102209 北京市昌平区未来科技城滨河大道18号A栋三、四层

本发明公开了一种综合能源系统能量模拟与优化调度方法、系统及设备，所述方法包括：确定区域内建筑数据库，并根据所述区域内建筑数据库确定区域能源供应形式与能源设备类型，确定能源价格参数；根据所述区域内建筑数据库，计算区域内... 详细信息

标准号: CN112991087A

本发明公开了一种综合能源系统能量模拟与优化调度方法、系统及设备，所述方法包括：确定区域内建筑数据库，并根据所述区域内建筑数据库确定区域能源供应形式与能源设备类型，确定能源价格参数；根据所述区域内建筑数据库，计算区域内用户的冷、热、电全年逐时负荷需求，并根据区域地理位置及负荷特点，构建综合能源系统；根据用户负荷需求，建立各供能设备能量转换模型及其相对应的约束条件，建立综合能源系统的能量模拟模型；对系统进行设备全年运行工况优化、储能调度运行优化、以及放能调度运行优化；以运行费用、初投资与回收期为目标函数，基于粒子群算法进一步对所述能量模拟调度模型进行求解，最终获取最佳运行方式、初投资最短回收周期。

关键词：综合能源系统建筑数据库能量模拟运行优化能量转换模型区域地理位置最佳运行方式调度粒子群算法系统及设备调度模型负荷特点供能设备计算区域目标函数能源供应能源价格能源设备用户负荷优化调度约束条件运行费用运行工况逐时负荷求解储能放能构建回收投资优化

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考虑源-荷双侧不确定性的多能互补优化调度方法

考虑源-荷双侧不确定性的多能互补优化调度方法

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作者：侯健生沃建栋叶宏李振华王珂杨剑黄红辉季克勤李毓贺燕徐耀辉秦威南刘栋王赢聪张文杰徐敏 321013 浙江省金华市婺城区双溪西路420号

本发明公开了考虑源‑荷双侧不确定性的多能互补优化调度方法，根据目标区域设备的运行机理，建立对应的能量转换模型；构建考虑源‑荷双侧不确定性的三层模型；设置优化目标，构建目标函数与约束条件，结合能量转换模型建立多能互补优化... 详细信息

标准号: CN116780658B

本发明公开了考虑源‑荷双侧不确定性的多能互补优化调度方法，根据目标区域设备的运行机理，建立对应的能量转换模型；构建考虑源‑荷双侧不确定性的三层模型；设置优化目标，构建目标函数与约束条件，结合能量转换模型建立多能互补优化调度模型；利用优化求解器对多能互补优化调度模型进行求解，输出最优调度方案。本发明为避免使用历史数据导致的不确定性，实现更精确的能源调度，构建了三层模型，可以提高新能源消纳率，实现过剩新能源的经济消纳，对综合能源园区的复杂优化问题进行最优化决策，节约系统成本的同时满足工业园区的多种能源需求。

关键词：不确定性多能互补构建能量转换模型优化调度模型三层新能源使用历史数据优化求解器工业园区目标函数目标区域能源调度能源需求系统成本优化调度优化目标优化问题约束条件综合能源最优调度最优化求解园区输出节约决策

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