检索结果-内蒙古大学图书馆

电工技术学报 2023年第24期38卷 6744-6759页

作者：任洲洋王皓李文沅姜云鹏输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学电气工程学院) 重庆400044

针对现有电氢区域综合能源系统(EH-RIESs)可靠性评估方法未能充分考虑氢能设备故障机理及其多状态运行特性、缺乏供氢可靠性水平量化评估指标及方法等问题,该文提出基于氢能设备多状态模型的EH-RIESs可靠性评估方法。首先,剖析了氢能设... 详细信息

针对现有电氢区域综合能源系统(EH-RIESs)可靠性评估方法未能充分考虑氢能设备故障机理及其多状态运行特性、缺乏供氢可靠性水平量化评估指标及方法等问题,该文提出基于氢能设备多状态模型的EH-RIESs可靠性评估方法。首先,剖析了氢能设备运行特性与故障机理,建立了考虑降额运行状态的碱性电解槽多状态可靠性评估模型、计及热电联产模式的燃料电池多状态可靠性评估模型及加氢机组的多状态可靠性评估模型,为准确模拟EH-RIESs运行状态奠定了坚实基础;其次,以弃风光成本和异质能源负荷削减成本之和最小为目标,建立考虑电氢异质能量系统耦合的最优负荷削减模型;然后,从供氢可靠性水平、设备对氢负荷缺供能量的贡献程度及系统经济损失等方面,构建了供氢可靠性评估指标体系;最后,结合氢能设备多状态模型和马尔科夫链蒙特卡洛法,建立了EH-RIESs可靠性评估方法,实现了对EH-RIESs内氢能等异质能源供给可靠性水平的准确量化。采用两个不同规模的EH-RIESs进行仿真分析,验证了该文所提模型及评估方法的有效性和适应性。

关键词：电氢区域综合能源系统电解槽燃料电池马尔科夫链蒙特卡洛供氢可靠性

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考虑风电主动参与频率控制的电力系统运行可靠性评估

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电网技术 2023年第1期47卷 41-50页

作者：谢开贵赵宇生胡博邵常政林铖嵘孙铠彬输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 重庆市沙坪坝区400044

近年来,通过采用合理的控制策略,双馈感应式风力发电机组已广泛参与系统的频率调节过程。因此,风电作为一种日益重要的能源,有望在现代电力系统中兼具重要的发电和频率调节任务。考虑到风力资源的多变性,风力发电具有固有的不确定性,大... 详细信息

近年来,通过采用合理的控制策略,双馈感应式风力发电机组已广泛参与系统的频率调节过程。因此,风电作为一种日益重要的能源,有望在现代电力系统中兼具重要的发电和频率调节任务。考虑到风力资源的多变性,风力发电具有固有的不确定性,大规模风电并网会给电力系统可靠性和频率安全带来冲击。研究了高比例风电电力系统可靠性和频率的综合评估问题,首先,对计及双馈风机虚拟惯性响应的系统频率调节过程建模,求解系统在供需波动和设备故障下频率偏差的解析表达式;其次建立了发电机频率敏感的可靠性模型,旨在分析系统可靠性和频率偏差间的耦合关系;最后提出了多时间尺度分析框架用于计算系统可靠性和频率综合指标。结果显示,提出的框架在可靠性评估中综合考虑了频率调节过程及频率变化对可靠性参数的影响,可为高比例风电电力系统运行可靠性研究提供一定指导。

关键词：可靠性评估频率控制双馈感应式发电机高比例风电电力系统

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基于人工约束生成的电力市场非凸定价

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中国电机工程学报 2023年第20期43卷 7868-7880页

作者：王怡杨知方余娟输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 重庆市沙坪坝区400044

在电力市场中,若不考虑机组的非凸成本特性,节点边际电价可为市场成员提供良好的激励信号。反之,若计及机组的启停、空载成本,以节点边际电价为代表的线性定价机制无法满足市场成员的激励相容性,即无法支撑市场竞争均衡。针对非凸市场... 详细信息

在电力市场中,若不考虑机组的非凸成本特性,节点边际电价可为市场成员提供良好的激励信号。反之,若计及机组的启停、空载成本,以节点边际电价为代表的线性定价机制无法满足市场成员的激励相容性,即无法支撑市场竞争均衡。针对非凸市场环境下的定价难题,首先,该文分析节点边际定价、整数规划定价、凸包定价等几种典型的定价方法,归纳总结出一种基于人工约束生成的一般性非凸定价思路;然后,提出了一种支撑非凸市场竞争均衡的通用性定价方法,展示了市场均衡价格的统一推导方式及制定规则;并且,基于对偶理论,证明了所提方法的有效性和充分性;最后,针对具体的市场出清模型,添加特定的人工约束构建定价模型,并在算例分析中进一步验证了所提定价方法的实际应用价值。

关键词：电力市场非凸定价定价机制激励相容对偶理论

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网侧电压跌落下计及无功支撑效能的直流微电网多目标优化策略

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中国电机工程学报 2023年第15期43卷 5759-5771页

作者：曹善康魏繁荣林湘宁李正天肖澍昱汪涛徐昂强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学) 湖北省武汉市430074

当直流微网的并网点电压由于网侧故障等因素发生短时跌落时,并网换流站通常采取最低限度的无功输出策略,以尽量保留直流微网安全运行所需的有功调节裕度。然而,大量案例表明,上述策略过于偏重换流站有功调节裕度对直流微网自身安稳的影... 详细信息

当直流微网的并网点电压由于网侧故障等因素发生短时跌落时,并网换流站通常采取最低限度的无功输出策略,以尽量保留直流微网安全运行所需的有功调节裕度。然而,大量案例表明,上述策略过于偏重换流站有功调节裕度对直流微网自身安稳的影响,而忽视了主动无功支撑对交流电网安稳的积极意义。为了获得更为合理的换流站有功-无功分配方式及对应微网控制策略,首先,构建网侧电压跌落期间换流站有功安全裕度-无功支撑效能的量化评估模型。随后,通过分析系统层面的有功平衡与直流电压波动转换关系,以及元件层面的微网内部各元件短时工作限制,获得直流微网在有功调节和无功支撑过程中的动态约束条件。在此基础上,基于INSGA2-DS算法以统筹优化换流站的无功支撑效能与有功安全裕度。考虑到在线应用场景下INSGA2-DS算法的求解时间较长,难以适配电压跌落的时间尺度,提出了“准同步计算,实时匹配”的时序优化策略。针对分布式电源的波动性对准同步计算时效性的负面影响,同步设计一种帕累托曲线映射规则以修正前沿曲线偏差。最后,大量算例仿真验证了所提模型和策略能够获得的有效性。

关键词：直流微网低电压穿越多目标算法无功补偿多源协调控制

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柔性直流输电系统三维度控制

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电网技术 2023年第8期47卷 3385-3395页

作者：向往文劲宇张浩博贺永杰强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学) 湖北省武汉市430074

现有柔性直流输电工程均采用双闭环矢量控制,通过交流调制比生成桥臂电压调制信号。此种方式下,子模块电容电压与直流输出电压耦合,控制灵活性差。该文基于混合型模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)交直流对偶控制框... 详细信息

现有柔性直流输电工程均采用双闭环矢量控制,通过交流调制比生成桥臂电压调制信号。此种方式下,子模块电容电压与直流输出电压耦合,控制灵活性差。该文基于混合型模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)交直流对偶控制框架,提出了一种适用于半桥型MMC-HVDC系统的三维度控制架构,包含交直流对偶控制、子模块电容能量控制与可变最近电平调制,使得MMC子模块电容电压与直流输出电压解耦,极大提高了控制灵活性。文章首先分析了柔直常规控制的设计特点,给出了三维度控制的设计思路;然后基于三维度控制,分析了MMC的直流电压运行域、主动能量利用与直流故障限流等能力,建立了包含三维度控制的MMC小信号模型分析了其稳定性。最后,通过PSCAD/EMTDC仿真验证了所提控制方法的有效性。

关键词：柔性直流输电模块化多电平换流器三维度控制主动能量利用故障限流小信号模型

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计及需求响应的数据中心联盟共享储能规划

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电力系统自动化 2023年第7期47卷 42-50页

作者：吴云芸方家琨艾小猛崔世常薛熙臻文劲宇强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学) 湖北省武汉市430074

为避免数据中心单独配置储能出现储能利用率低、经济效益差等问题,提出一种计及需求响应的数据中心联盟共享储能规划方法,能够考虑不同场景下各数据中心对储能需求的差异性和互补性,在降低储能投资成本的同时发挥储能最大效能。首先,提... 详细信息

为避免数据中心单独配置储能出现储能利用率低、经济效益差等问题,提出一种计及需求响应的数据中心联盟共享储能规划方法,能够考虑不同场景下各数据中心对储能需求的差异性和互补性,在降低储能投资成本的同时发挥储能最大效能。首先,提出了数据中心联盟共享储能运营模式,包括不同场景间共享储能使用容量分配、成本分摊和基于纳什议价的利益分配方法,保障联盟内各个体的利益。其次,考虑批处理负荷、机房空调参与需求响应,建立数据中心房间级能量管理模型,结合共享储能配置约束,以联盟集体利益最大化为目标,构建计及需求响应的数据中心联盟共享储能规划模型。为使得规划结果能够应对多种运行场景,提出共享储能规划场景集选取方法。最后,设置了4个对比算例验证所提方法的有效性。

关键词：共享储能容量配置需求响应数据中心联盟场景分析法

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公共阻抗突变及变流器本地负载接入下储能单元荷电状态均衡研究

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中国电机工程学报 2023年第8期43卷 2891-2905页

作者：曹善康吴宇奇黎钊江毅陈岑林湘宁李正天魏繁荣强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学) 湖北省武汉市430074

孤岛直流微电网常配备储能系统以消除分布式能源随机出力和负荷波动带来的不平衡功率。在线路阻抗不匹配场景下,公共负载阻抗的突变以及储能变流器本地负载的接入都会影响储能单元暂态均流精度,进而降低荷电状态(state of charge,SOC)... 详细信息

孤岛直流微电网常配备储能系统以消除分布式能源随机出力和负荷波动带来的不平衡功率。在线路阻抗不匹配场景下,公共负载阻抗的突变以及储能变流器本地负载的接入都会影响储能单元暂态均流精度,进而降低荷电状态(state of charge,SOC)均衡水平。该文通过关联储能单元输出电流与荷电状态信息,根据系统运行状态自适应分配二者在下垂系数中的权重。基于上述策略,储能单元在稳态运行与暂态突变期间,其下垂系数分别跟随荷电状态差值及电流差值,从而迅速调节自身外特性阻抗,保证均流效果及荷电状态均衡。同时,采用电压恢复策略消除下垂控制带来的电压偏移。考虑到下垂控制对系统的稳定性有影响,文中给出系统控制结构图和用于分析系统稳定性的特征方程,结合劳斯稳定判据验证了系统的稳定性。最后通过Matlab/simulink仿真对比验证所提策略的正确性和有效性。

关键词：直流微电网下垂控制荷电状态本地负载电流负荷分配

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基于可见光的无线传能系统仿真与设计

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激光与光电子学进展 2023年第15期60卷 169-174页

作者：朱学贵周阳张淮清余文超重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室重庆400044

针对火箭点火、无线传感等中距离、强电磁干扰环境下的供电问题,设计了一种可见光无线传能系统,利用可见光实现数米距离的无线能量供给。通过光学仿真软件建立了可见光无线传能系统的光学模型,分析了光源轴向离焦量、平凸透镜位移对光... 详细信息

针对火箭点火、无线传感等中距离、强电磁干扰环境下的供电问题,设计了一种可见光无线传能系统,利用可见光实现数米距离的无线能量供给。通过光学仿真软件建立了可见光无线传能系统的光学模型,分析了光源轴向离焦量、平凸透镜位移对光能利用率、光斑均匀性、光电转换效率的影响,并确定了系统的实验参数,为实现更大功率、更远距离、更高效率的可见光无线传能和变距离传输自动装置提供了依据。实验测试结果表明,使用反光和聚光透镜组合,大幅减少了光束散射,有效提高了可见光无线传能系统的能量传输效率。该系统有助于解决当前无线供电米级以上的中距离盲区,以低成本解决部分极端环境下更换电池不便、电磁干扰严重情况时的小功率装置供电问题。

关键词：光学设计无线能量传输可见光光伏效应

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六氯锡酸铵促进钙钛矿太阳能电池界面电子转移及其飞秒瞬态吸收光谱研究

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物理化学学报 2024年第11期40卷 25-26页

作者：刘纪舟艾陈斌胡晨睿程蓓张建军武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室武汉430070 中国地质大学(武汉) 材料与化学学院太阳燃料实验室武汉430078

有机-无机卤化物钙钛矿太阳能电池(PSCs)因其优异的光伏性能(PCE)和简单的制备工艺而受到广泛关注。然而,界面处的电荷复合是制约PSCs光电转换效率进一步提高的关键因素。本文基于旋涂镀膜法利用室温合成的六氯锡酸铵(AH)晶体对钙钛矿薄... 详细信息

有机-无机卤化物钙钛矿太阳能电池(PSCs)因其优异的光伏性能(PCE)和简单的制备工艺而受到广泛关注。然而,界面处的电荷复合是制约PSCs光电转换效率进一步提高的关键因素。本文基于旋涂镀膜法利用室温合成的六氯锡酸铵(AH)晶体对钙钛矿薄膜(PSK)和电子传输层之间的界面进行修饰。AH是一种无机锡基钙钛矿材料,可以钝化PSK中的缺陷,建立更好的晶格匹配,从而提高PSK的质量和结晶度。开尔文探针力显微镜结果证实,AH促进了光生电子的定向迁移。飞秒瞬态吸收光谱结果验证了AH有效缩短了电子抽取寿命,促进了界面电子转移。基于AH改性的优点,AH基PSCs具有更高的PCE和更小的迟滞效应。

关键词：界面修饰晶格匹配飞秒瞬态吸收光谱电子转移动力学电子动力学

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WO_(3)/Zn_(0.5)Cd_(0.5)S S型异质结光催化产氢耦合有机物转化机理研究

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物理化学学报 2024年第5期40卷 50-54页

作者：曹爽钟博别传彪程蓓徐飞燕武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室武汉430070 中国地质大学(武汉) 材料与化学学院太阳燃料实验室武汉430078

开发新型纳米材料实现光催化产氢耦合有机物转化、提高太阳能到化学能的转换效率,在解决能源和环境危机方面具有巨大潜力。三元金属硫化物具有可调控的带隙和优异的可见光响应,在光催化分解水产氢方面引起了广泛关注。其中,Zn_(0.5)Cd_(... 详细信息

开发新型纳米材料实现光催化产氢耦合有机物转化、提高太阳能到化学能的转换效率,在解决能源和环境危机方面具有巨大潜力。三元金属硫化物具有可调控的带隙和优异的可见光响应,在光催化分解水产氢方面引起了广泛关注。其中,Zn_(0.5)Cd_(0.5)S是一种带隙较窄、导带位置较高、耐光腐蚀的还原型光催化剂;然而,单一Zn_(0.5)Cd_(0.5)S中光生电子和空穴的复合率较高,只有少部分光生载流子参与光催化反应,导致量子效率较低而无法达到实际需求。WO_(3)是一种典型的氧化型光催化剂,具有较低的价带位置和较强的氧化能力,是与Zn_(0.5)Cd_(0.5)S耦合构建S型异质结的理想半导体。基于此,本文通过静电纺丝和水热方法将Zn_(0.5)Cd_(0.5)S纳米片垂直生长在WO_(3)纳米纤维上,制备了具有核壳结构的WO_(3)/Zn_(0.5)Cd_(0.5)S异质结。功函数的差异驱动Zn_(0.5)Cd_(0.5)S的电子转移到WO_(3)上,在界面处形成内建电场并使能带弯曲。通过原位光照X射线光电子能谱、电子顺磁共振和时间分辨荧光光谱分析,发现在内建电场、弯曲能带和库仑吸引力的作用下,WO_(3)导带上的光生电子迁移到Zn_(0.5)Cd_(0.5)S价带上并与其光生空穴复合,表明WO_(3)和Zn_(0.5)Cd_(0.5)S之间形成了S型异质结,实现了具有强氧化还原能力的载流子的高效分离。得益于独特的S型光催化机制以及反应物在催化剂表面的有效吸附与活化,没有贵金属助催化剂的情况下,WO_(3)/Zn_(0.5)Cd_(0.5)S异质结在产氢(715 μmol·g^(-1)·h^(-1))和乳酸转化为丙酮酸方面表现出增强的光催化活性,实现了光生电子和空穴的高效利用。原位漫反射傅里叶变换红外光谱和密度泛函理论计算揭示了光催化产氢和有机物转化的反应机理。本工作为设计和研究新型S型异质结光催化剂、实现高效产氢耦合有机物转化提供了新的见解。

关键词：三氧化钨 S型异质结产氢有机物转化化学吸附与活化

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