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多端柔性直流电网故障恢复过/欠电压机理及抑制方法

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中国电机工程学报 2024年

作者：李再男贾科毕天姝孙均磊刘昊霖新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学)

多端柔性直流电网在切除故障线路后，各换流站恢复运行模式变化下潮流转移易导致直流过/欠压，危及系统安全运行。针对该问题，基于电网恢复期间直流过/欠电压机理提出对应的抑制控制方法。在电网开环模式恢复下，建立计及潮流方向的线... 详细信息

多端柔性直流电网在切除故障线路后，各换流站恢复运行模式变化下潮流转移易导致直流过/欠压，危及系统安全运行。针对该问题，基于电网恢复期间直流过/欠电压机理提出对应的抑制控制方法。在电网开环模式恢复下，建立计及潮流方向的线路电压分析模型，探明潮流转移的附加压降是导致过/欠电压本质因素，提出调整电压参考值和降功率相结合的过/欠电压抑制控制方法，有效解决直流过/欠电压问题。测试结果表明，所提方法与传统方法相比，过压峰值降低39.92%、欠压谷值抬升30.46%。

关键词：多端直流电网过/欠压机理过/欠压抑制参考值调整降低有功功率

基于故障分量时频突变特征的海上风电直流升压送出线路纵联保护

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电力系统保护与控制 2024年第18期52卷 1-11页

作者：孙均磊贾科李再男张旸刘昊霖毕天姝新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京102206

直流汇集送出系统具有效率高、体积小和无需无功补偿等优点,是未来远海风电场汇集送出的发展趋势。然而,相较于陆上架空线,送出海缆分布电容明显,区外故障时,长海缆分布电容电流使得线路两侧电流具有较大的差异,从而易导致基于暂态量的... 详细信息

直流汇集送出系统具有效率高、体积小和无需无功补偿等优点,是未来远海风电场汇集送出的发展趋势。然而,相较于陆上架空线,送出海缆分布电容明显,区外故障时,长海缆分布电容电流使得线路两侧电流具有较大的差异,从而易导致基于暂态量的传统纵联保护误动作。针对该问题,提出基于故障分量时频突变特征的纵联保护原理。通过分析直流送出线路、换流器的暂态电流频率特征,考虑区内外故障时两侧暂态故障电流的频段差异,选择合适的保护应用频段。利用小波变换对故障电流进行时频变换,通过Wasserstein距离构造区内外故障识别判据,解决了区外金属或低阻故障时基于暂态时域量的纵联保护误动作问题。在半实物仿真平台(real-time digital simulation, RTDS)中搭建海上风电直流汇集送出系统模型,对所提保护方案进行仿真验证。仿真结果表明,所提保护方法能够可靠识别区内外故障,保护动作时间小于5 ms,耐受过渡电阻达300Ω,抗噪声能力达20 dB。

关键词：时频特征 Wasserstein距离直流送出系统纵联保护

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基于负荷解耦追踪的配电网可变成本计算

基于负荷解耦追踪的配电网可变成本计算

作者：孙均磊华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

一直以来,在研究输配电损耗对电价的影响时,将损耗产生的费用直接用负荷承担,最终以负荷有功电价的形式得以体现。由于输配电过程中有功和无功传输均会产生损耗,而且负荷的有功和无功定价机理不同,将两种功率的传输损耗混为一谈,做法有... 详细信息

一直以来,在研究输配电损耗对电价的影响时,将损耗产生的费用直接用负荷承担,最终以负荷有功电价的形式得以体现。由于输配电过程中有功和无功传输均会产生损耗,而且负荷的有功和无功定价机理不同,将两种功率的传输损耗混为一谈,做法有悖于公平。为此,提出对负荷有功和无功分别进行追踪的思想,在电源与每个负荷间,建立两条功率供给路径,一条为负荷有功供电,另一条为负荷无功供电。每条供电路径作为独立的经济核算单元。为了确保追踪结果满足能量守恒原则和电路的基本定律,提出采用逆流追踪方法对配电网潮流进行分解,以获得与负荷数量相同的单电源向单负荷供电网络。对于含有分布式电源的配电网,需要进行两次潮流追踪,即先采用顺流追踪方法将电网拆分为与电源数量相同的单电源供电网络,再采用逆流追踪方法将单电源供电网络拆分为与负荷数量相同的单电源向单负荷供电网络。这类网络中,网络损耗因负荷从电源汲取能量而产生,自然地将输配电损耗按负荷归属进行了划分。它从物理层面上体现了谁使用谁支付的原则。为了获得负荷有功和无功独立的供电网络,提出对单电源向单负荷供电网络分别以负荷有功电流和无功电流进行逆流追踪,建立电源与指定负荷有功或无功的供电网络。该方法细致地刻画了电源与指定负荷有功或无功间功率传输关系,并将输配电损耗按负荷的有功或无功进行了划分,为输配电价的定价提供了物理基础利用费用守恒原理,形成一种有功成本、无功成本系统定价方式。以往的观念普遍认为并联电容器会向其它负荷供电,为此,在进行电网成本核算时,都回避了并联电容器对负荷电价影响的问题。论文从潮流试验角度证实,并联电容器与投入节点负荷无功具有相反的潮流调节能力,说明并联电容器不会向电网中其它负荷供电,它只是一个容性负荷。并且进行了相应的推导证明,具有严谨性。根据这个结论,在进行功率追踪和经济核算时,只需将并联电容器视为负荷即可。以简单6节点单电源和多电源配电网系统以及IEEE33节点系统网络为例进行了验证分析,本文提出的一种基于负荷解耦追踪的配电网成本定价方法,能更清晰地表示出有功无功传输路径上的功率关系,避免有功无功传输时两者之间的有功网损,都按传输有功产生,为配电网经济核算新的理论依据。并考虑到负荷有功电流无功电流两者之间是否交互作用进行简单证明。本文提出的方法并不只适用于单电源辐射网配电网网络,多电源的配电网中依然适用。

关键词：成本定价配电网解耦潮流追踪损耗

半桥型MMC直流侧故障恢复过程过流机理及抑制方法

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电力系统自动化 2023年第23期47卷 180-188页

作者：李再男贾科刘子奕孙均磊刘昊霖毕天姝新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京市102206

直流侧发生短路故障后,半桥型模块化多电平换流器(MMC)易闭锁,故障恢复期间不当解锁导致桥臂过流,MMC存在连续闭锁风险,引发系统性安全问题。针对该问题,文中理论分析了故障恢复期间绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的解锁过流机理,并提出了一... 详细信息

直流侧发生短路故障后,半桥型模块化多电平换流器(MMC)易闭锁,故障恢复期间不当解锁导致桥臂过流,MMC存在连续闭锁风险,引发系统性安全问题。针对该问题,文中理论分析了故障恢复期间绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的解锁过流机理,并提出了一种新的故障恢复控制。首先,指出欠阻尼状态的故障回路必然导致IGBT闭锁。其次,揭示了故障恢复期间IGBT解锁过流的根源是直流侧和交流侧的压差。进一步,提出了故障恢复控制,在闭锁期间切除功率外环,抬高交流侧调制波以减少压差,抑制桥臂电流。计及闭锁期间子模块电容电压和重合闸时序,构建了自适应外环参考值曲线,解决功率盈余造成的过压问题。结果表明,和现有串联交流侧启动电阻方法相比,在不同工况下所提故障恢复控制最低可将桥臂电流峰值由1.57 p.u.降至0.79 p.u.,解锁后调控功率侧MMC直流电压为额定值,有助于加快故障恢复。

关键词：绝缘栅双极型晶体管(IGBT) 闭锁解锁过流故障恢复

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纳米材料表面化学作用之电子结构原理

化学进展 2024年第6期36卷 851-866页

作者：相国磊北京化工大学化学学院北京100029

在电子结构层面揭示纳米材料表面化学作用的物理与化学机制、共性规律与普适原理是纳米材料相关领域基础研究的科学目标,然而由于缺乏成熟的研究策略和系统性理论认知框架,相关概念与原理体系长期不完善,导致纳米化学领域的理论认识远... 详细信息

在电子结构层面揭示纳米材料表面化学作用的物理与化学机制、共性规律与普适原理是纳米材料相关领域基础研究的科学目标,然而由于缺乏成熟的研究策略和系统性理论认知框架,相关概念与原理体系长期不完善,导致纳米化学领域的理论认识远落后于实验探索。本文基于作者近年研究成果,介绍基于表面价轨道竞争重构机制的纳米材料表面化学作用在电子结构层面的概念与理论认知体系;基于表面化学吸附电子态与纳米材料能带态间的竞争作用与相互影响模型,对纳米材料表面化学领域中的一些基本共性科学问题给出自洽解答。其一,阐明了纳米材料表面活性与稳定性的对立统一辩证关系的物理根源在于波函数的归一化原理。其二,揭示出尺寸减小普遍增强纳米材料表面化学活性的物理根源有两种机制:一是削弱对表面价原子轨道的束缚强度,二是放大缺陷等其他结构参数的影响效果。其三、建立纳米尺度协同化学吸附(NCC)模型,揭示出配体覆盖度调控纳米材料能带电子态及物理与化学性质的电子结构层面机制与共性规律。其四、揭示纳米材料尺寸(r)、比表面积(S/V)、表面配体及覆盖度(θ)在纳米表面化学作用中电子结构状态变化角度发挥作用的物理意义。

关键词：纳米表面化学轨道重构尺寸效应表面效应电子结构原理纳米尺度协同化学吸附

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微通道萃取技术的研究进展

材料导报 2024年第5期38卷 143-150页

作者：齐亚兵贾宏磊西安建筑科技大学化学与化工学院西安710055 浙江先锋科技股份有限公司质保部浙江台州317000

与传统的萃取器相比,微通道萃取器的表、界面效应更加明显,过程可控性更强;两相接触的相界面积更大,萃取过程达到相平衡所需的时间更短,萃取效率更高;设备高度集成,放大效应小,安全性更高。鉴于微通道反应器的诸多优点,近年来其在萃取... 详细信息

与传统的萃取器相比,微通道萃取器的表、界面效应更加明显,过程可控性更强;两相接触的相界面积更大,萃取过程达到相平衡所需的时间更短,萃取效率更高;设备高度集成,放大效应小,安全性更高。鉴于微通道反应器的诸多优点,近年来其在萃取领域引起了学者的广泛关注。本文介绍了微通道反应器的微混合构件类型及微通道内流体流型,综述了微通道萃取技术的研究进展,分析了微通道萃取技术存在的问题,展望了微通道萃取技术的发展方向,以期为相关学者的后续研究工作提供方向和指引。

关键词：微通道多相流微混合微流动微萃取

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耐高温吸波陶瓷及其涂层的研究进展

材料工程 2024年第4期52卷 24-33页

作者：高基磊刘俐武汉理工大学材料科学与工程学院武汉430070

随着近现代科技的发展,高速飞行器对生存能力需求不断提高,其鼻锥、机翼、尾喷管等高温部件极易暴露。传统吸波材料普遍不能应用于高温环境,为了能够隐藏高速飞行器的高温部件,吸波材料的高温应用引起了研究人员的重视,耐高温吸波陶瓷... 详细信息

随着近现代科技的发展,高速飞行器对生存能力需求不断提高,其鼻锥、机翼、尾喷管等高温部件极易暴露。传统吸波材料普遍不能应用于高温环境,为了能够隐藏高速飞行器的高温部件,吸波材料的高温应用引起了研究人员的重视,耐高温吸波陶瓷材料可以实现上述背景下的应用。为提供分析和改善陶瓷吸波材料高温程度有限和吸收带宽较窄问题的依据,对引入温度影响后,耐高温吸波陶瓷材料的吸波机理进行了阐述。耐高温吸波陶瓷材料与涂层可以分为碳化物陶瓷、氮化物陶瓷、氧化物陶瓷和聚合物转化陶瓷。本文在此分类的基础上,对陶瓷吸波材料和涂层损耗电磁波机理及其高温条件下的吸波性能进行了归纳总结,并指出未来耐高温吸波陶瓷材料应改善现有材料耐高温程度不足以及有效吸收带宽较窄的问题,进而加强其在高温条件下的服役能力。

关键词：陶瓷复合材料介电损耗高温吸波涂层

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基于模糊逻辑的飞机电推进系统能量管理策略研究

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推进技术 2024年第3期45卷 232-242页

作者：何燎磊陈方上海交通大学航空航天学院上海200240

为了提升飞机电推进动力系统的关键性能,需要设计和优化内部能量管理控制策略并实现功率合理分配。本文基于MATLAB/Simulink平台,建立了电推进动力系统仿真模型,并在能量管理系统模块中提出了基于模糊逻辑的能量管理策略(EMS),其用于动... 详细信息

为了提升飞机电推进动力系统的关键性能,需要设计和优化内部能量管理控制策略并实现功率合理分配。本文基于MATLAB/Simulink平台,建立了电推进动力系统仿真模型,并在能量管理系统模块中提出了基于模糊逻辑的能量管理策略(EMS),其用于动力系统内部的功率分配和控制。针对从滑跑直到巡航稳定点的飞行任务段,对电推进动力系统进行了时段级仿真实验,研究了氢气消耗量等量化指标的表现。在此基础之上,基于遗传算法的优化方法,对模糊控制系统的隶属度函数参数进行了寻优。计算结果表明,在本文基于模糊逻辑的EMS作用下电推进动力系统的氢气消耗量减少9.27%,而且氢燃料电池功率波动剧烈程度减少25.11%;优化后,主指标氢气消耗量进一步减少6.5%,同时次要指标的变化被约束。

关键词：电推进能量管理策略氢燃料电池模糊逻辑设计优化方法

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人类世地图:绘制人类世的地图

武汉大学学报（信息科学版） 2024年第4期49卷 624-630页

作者：任桂磊高俊郑州大学历史学院河南郑州450001 郑州大学地球科学与技术学院河南郑州450001

近年来,人类世成为学术热点,人类世地图随之出现。人类世地图作为一种宏观的“人-环境”关系地图,主题新颖,内容丰富,类型多样,值得关注和研究。首先,介绍人类世的概念,并据此辨析人类世地图的内涵与特征;然后,以列表和举例的形式,对部... 详细信息

近年来,人类世成为学术热点,人类世地图随之出现。人类世地图作为一种宏观的“人-环境”关系地图,主题新颖,内容丰富,类型多样,值得关注和研究。首先,介绍人类世的概念,并据此辨析人类世地图的内涵与特征;然后,以列表和举例的形式,对部分典型人类世地图的表绘内容、表示方法和表现手段进行介绍与探讨,分析其优劣;最后,阐述地图对于人类世研究的重要作用,以及目前人类世地图的局限,提出从技术运用、艺术设计等方面提高其信息承载力、地图表现力和多元共情力。

关键词：人类世人类圈人类世地图