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多晶硅I-V曲线的Bezier控制点拟合规律

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中国电机工程学报 2022年第6期42卷 2200-2207页

作者：师楠徐明忠朱显辉胡旭黑龙江科技大学工程训练与基础实验中心黑龙江省哈尔滨市150022 中国电力科学研究院有限公司湖北省武汉市430074

不同类型光伏电池的工作机理和输出特性存在一定差异。为给出一种简单、准确的多晶硅光伏电池I-V曲线拟合方法,探讨Bezier函数拟合多晶硅光伏电池输出特性的可行性。建立基于Bezier函数的12种多晶硅电池I-V曲线拟合模型,利用统计规律研... 详细信息

不同类型光伏电池的工作机理和输出特性存在一定差异。为给出一种简单、准确的多晶硅光伏电池I-V曲线拟合方法,探讨Bezier函数拟合多晶硅光伏电池输出特性的可行性。建立基于Bezier函数的12种多晶硅电池I-V曲线拟合模型,利用统计规律研究了拟合效果最佳时Bezier曲线控制点的位置。找出Bezier曲线控制点分布与多晶硅光伏电池填充因子FF之间的线性规律,给出一种仅利用厂商数据手册给定数据即可实现简单的多晶硅光伏I-V曲线拟合方法。最后,以6种新多晶硅电池与现有方法进行了验证和对比,结果表明,所提拟合方法的平均相对误差仅为现有方法的0.354倍,其最大相对误差仅为现有方法的0.132倍,证明了所提方法的简单性,准确性和普适性。

关键词：太阳能电池输出特性多晶硅 Bezier函数控制点线性规律

考虑氢储动态效率的电氢耦合微网长期容量优化

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高电压技术 2023年第3期49卷 1128-1139页

作者：朱显辉胡旭师楠张尧钟敬文黑龙江科技大学电气与控制工程学院哈尔滨150022 黑龙江科技大学工程训练与基础实验中心哈尔滨150022

双碳目标下风光氢联系日益密切,合理的容量优化是保证电氢耦合系统稳定运行的有效途径。针对风–光–氢储–超级电容联合运行的独立微网,提出了一种长期容量优化方法。通过考量氢储系统的动态效率,优化产氢和耗氢设备的工作区间,制定了... 详细信息

双碳目标下风光氢联系日益密切,合理的容量优化是保证电氢耦合系统稳定运行的有效途径。针对风–光–氢储–超级电容联合运行的独立微网,提出了一种长期容量优化方法。通过考量氢储系统的动态效率,优化产氢和耗氢设备的工作区间,制定了合理的微网运行控制策略。为反映真实的风光气象因素长期变化趋势,基于皮尔森相关系数和灰色滚动预测法进行典型日长期预测,得到了模型输入样本。以微网的经济性、可靠性和低碳性综合最优为目标构建了容量优化模型,并采用非线性动态权重的多目标粒子群算法求解出Pareto集,同时引入隶属度分析法给出了最佳规划方案。仿真结果表明:相比于当前研究成果,所提方法得益于对氢储单元动态特性的分析和输入样本的改进,能够给出更优越的配置结果。

关键词：电氢耦合长期预测氢储动态效率容量优化典型日选取

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中间相炭微球乳化-聚合法制备及电化学性能

化工进展 2022年第5期41卷 2379-2388页

作者：龚鑫刘小冬温福山师楠刘东中国石油大学(华东)重质油国家重点实验室山东青岛266580

以石油基各向同性沥青为原料,采用乳化-聚合法制备出一种球形规整、粒径分布较窄的中间相沥青基微球(MPMB-et)。经过预氧化、炭化得到中间相炭微球熟球(MCMB-et),采用扫描电镜(SEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)、X射线衍射(XRD)和Raman光谱... 详细信息

以石油基各向同性沥青为原料,采用乳化-聚合法制备出一种球形规整、粒径分布较窄的中间相沥青基微球(MPMB-et)。经过预氧化、炭化得到中间相炭微球熟球(MCMB-et),采用扫描电镜(SEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)、X射线衍射(XRD)和Raman光谱等分析手段表征了MCMB-et的外部形貌和微观结构,并对微球的储锂性能进行测试,结果表明:MCMB-et具有较大的比表面积(13.35m2/g)、较宽的层间距(0.352nm)和一定的结构无序度(内部类石墨片层堆积结构排列无序),加快了锂离子在类石墨片层间及活性位点的嵌入和脱出。与直接热缩聚法(MCMB-t)和直接乳化法(MCMB-e)制备的微球相比,MCMB-et在循环性能和倍率性能方面均具有明显的优势,MCMB-et在500mA/g的电流密度下循环100圈仍能保持325.3mAh/g的比容量,并在2A/g的高电流密度下仍能保持240.0mAh/g的比容量。

关键词：石油乳化-聚合法中间相炭微球显微结构电化学锂离子电池

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基于Bezier曲线的薄膜太阳电池参数逆最小二乘辨识

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太阳能学报 2023年第6期44卷 204-212页

作者：朱显辉高彬师楠朱晓强钟敬文黑龙江科技大学电气与控制工程学院哈尔滨150022 黑龙江科技大学工程训练与基础实验中心哈尔滨150022 哈尔滨理工大学电气与电子工程学院哈尔滨150080

针对光伏参数求解繁琐、准确度不高、需要实验测试的弊端,提出一种利用两条二阶Bezier曲线和逆最小二乘法相结合的薄膜太阳电池参数辨识方法。首先,构造过最大功率点且平行于开路电压点和短路电流点连线的平行线,并在该平行线上寻找两... 详细信息

针对光伏参数求解繁琐、准确度不高、需要实验测试的弊端,提出一种利用两条二阶Bezier曲线和逆最小二乘法相结合的薄膜太阳电池参数辨识方法。首先,构造过最大功率点且平行于开路电压点和短路电流点连线的平行线,并在该平行线上寻找两条二阶Bezier函数的最佳控制点,进而给出控制位置与薄膜太阳电池填充因子的线性规律,实现对I-V曲线简单、准确地刻画;然后,利用等效变换简化薄膜太阳电池输出特性超越方程,引入5个新的变量将超越方程改造为代数方程,随机选取Bezier曲线上的5个点,通过代数计算和欧几里得范数的(伪)解给出5个变量的值,并基于所得的变量结果,利用逆最小二乘法反向求解出超越方程的5个参数。最后,以5种不同型号薄膜太阳电池为例,对不同条件下的参数和求解时间进行对比和分析,验证该方法具备快速性、准确性和适用性。

关键词：太阳电池参数辨识薄膜太阳电池 Bezier函数逆最小二乘法

BP神经网络的分层优化研究及其在风电功率预测中的应用

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高压电器 2022年第2期58卷 158-163,170页

作者：朱显辉于越师楠胥良简有为黑龙江科技大学电气与控制工程学院哈尔滨150022 国网中兴有限公司绿源分公司北京100761

为改善BP神经网络算法需要大量训练数据和预测精度有限等问题,提出了以输入层、隐含层和输出层为目标的分层优化思路。首先,利用灰色模型良好的小数据趋势辨别能力对输入层数据进行处理,以更好地提炼数据内部蕴含的数学规律,压缩神经网... 详细信息

为改善BP神经网络算法需要大量训练数据和预测精度有限等问题,提出了以输入层、隐含层和输出层为目标的分层优化思路。首先,利用灰色模型良好的小数据趋势辨别能力对输入层数据进行处理,以更好地提炼数据内部蕴含的数学规律,压缩神经网络所需训练数据样本数量;然后,利用遗传算法优越的全局寻优能力确定隐含层的初始权值和阈值,抑制神经网络隐含层参数无法准确获取所导致的误差较大和泛化能力弱的问题;最后,采用蚁群优化算法对输出层数据进行优化,以进一步改善神经网络模型的计算精度。以波动性较强的风电功率进行算例验证,结果表明,所提基于分层优化思想的神经网络算法,能在减小预测误差的同时,降低神经网络所需样本量并增强其泛化能力。

关键词：神经网络分层优化灰色模型遗传算法蚁群算法风电功率预测

考虑价格和激励/补偿耦合机制的微网容量多层内嵌优化

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中国电力 2023年第3期56卷 173-186页

作者：朱显辉胡旭师楠张尧钟敬文黑龙江科技大学电气与控制工程学院黑龙江哈尔滨150022 哈尔滨理工大学电气与电子工程学院黑龙江哈尔滨150080

为充分挖掘供需侧双向交互平抑微网源荷差异的能力,根据价格型和激励补偿型响应的优劣势互补关系,提出了一种结合不同响应机制的源荷协同优化思路。首先,在内层荷端构建了需求侧响应上、下双层优化模型,上层根据净负荷曲线划分峰、平、... 详细信息

为充分挖掘供需侧双向交互平抑微网源荷差异的能力,根据价格型和激励补偿型响应的优劣势互补关系,提出了一种结合不同响应机制的源荷协同优化思路。首先,在内层荷端构建了需求侧响应上、下双层优化模型,上层根据净负荷曲线划分峰、平、谷时段,以微网各时段净负荷绝对值之和最小为目标优化分时电价,下层计及柔性负荷参与调度的积极性,以电舒适度和经济性构成满意度指标优化激励/补偿系数。然后,在外层搭建了综合考量经济性和可靠性的源端容量优化模型。最后,基于多层内嵌机理耦合源荷两端优化模型,构建了结合多目标粒子群算法(MOPSO)和粒子群-帝国竞争算法(PSO-ICA)的求解模型。仿真结果表明,得益于需求侧综合响应机制和求解模型结构的优越性,所提方法能够在满足用户需求的基础上提升微网的经济性和可靠性。

关键词：电氢耦合需求侧响应多层内嵌容量优化

环烷基重油与低温煤焦油共碳化制备针状焦的结构相容性

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石油学报（石油加工） 2022年第6期38卷 1317-1324页

作者：张智琛温福山师楠赵宁刘东中国石油大学(华东)化学工程学院重质油国家重点实验室山东青岛266580 陕西煤业化工集团神木天元化工有限公司陕西神木719300

以环烷基重油(HO)和低温煤焦油(LCT)为原料,通过喹啉的萃取与改性得到不同喹啉不溶物(QI)含量的改性LCT,考察了HO和改性LCT共碳化制备针状焦的反应特性;研究了重油原料和煤焦油共碳化制备针状焦过程中的结构演化机理,并分析了出现结构... 详细信息

以环烷基重油(HO)和低温煤焦油(LCT)为原料,通过喹啉的萃取与改性得到不同喹啉不溶物(QI)含量的改性LCT,考察了HO和改性LCT共碳化制备针状焦的反应特性;研究了重油原料和煤焦油共碳化制备针状焦过程中的结构演化机理,并分析了出现结构不相容的原因。结果表明:LCT中的QI在碳化过程中易造成空间位阻,产生结构性缺陷结构,进而影响芳香片层间的有序堆叠;HO与改性LCT共碳化制备的针状焦结构中出现了明显的结构性分离界面;改性LCT中的QI在共碳化过程中逐渐聚集,并形成相分离界面,阻碍了各向异性大分子结构的渗透与扩散。改性LCT中QI的脱除有助于提高2种原料的结构相容性以及碳质结构的协同性演化。

关键词：环烷基重油低温煤焦油针状焦结构相容性喹啉不溶物

高分子改性对中间相沥青微观结构及碳纤维力学性能的影响

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石油炼制与化工 2022年第6期53卷 76-83页

作者：柴鲁宁师楠温福山刘东中国石油大学(华东)化学工程学院重质油国家重点实验室山东青岛266580

以富芳烃重馏分油(FCCDO)和聚乙二醇(PEG)为原料,在一定条件下进行共炭化反应得到可纺中间相沥青并制备力学性能优异的碳纤维。借助元素分析、X射线衍射、氢核磁共振等表征手段深入分析PEG添加量对中间相沥青结构组成及碳纤维性能的影... 详细信息

以富芳烃重馏分油(FCCDO)和聚乙二醇(PEG)为原料,在一定条件下进行共炭化反应得到可纺中间相沥青并制备力学性能优异的碳纤维。借助元素分析、X射线衍射、氢核磁共振等表征手段深入分析PEG添加量对中间相沥青结构组成及碳纤维性能的影响规律,并对共炭化机理进行推测。结果表明,随着PEG添加量增加,所得中间相沥青的软化点降低,收率增加,分子中烷烃结构数量明显增多,同时产物沥青的光学组织由中间相充分发展的广域流线型转化为小域流线型,最后转化为两相(中间相和各向同性相)共存的混合沥青。碳纤维的力学性能随着PEG添加量的增多而呈现先增大后减小的趋势。PEG添加量(w)为5%时可制备出直径为11.4μm、拉伸强度最高可达2.4 GPa的碳纤维。

关键词：共炭化反应中间相沥青碳纤维聚乙二醇富芳烃重油

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CdTe组件输出特性显式模型拟合规律

仪器仪表学报 2021年第7期42卷 208-215页

作者：师楠朱显辉黑龙江科技大学工程训练与基础实验中心哈尔滨150022 黑龙江科技大学电气与控制工程学院哈尔滨150022

为给出简单、准确的碲化镉(CdTe)光伏组件输出特性曲线显式模型,提出利用两条2阶Bezier函数轨迹分别拟合组件输出特性最大功率点左、右两侧曲线的思路,分析了控制点对Bezier函数的影响规律,明确了最优控制点的存在性,计算了7种不同厂家... 详细信息

为给出简单、准确的碲化镉(CdTe)光伏组件输出特性曲线显式模型,提出利用两条2阶Bezier函数轨迹分别拟合组件输出特性最大功率点左、右两侧曲线的思路,分析了控制点对Bezier函数的影响规律,明确了最优控制点的存在性,计算了7种不同厂家和型号CdTe组件最优控制点下的Bezier建模结果,利用相似三角形理论,找出了Bezier函数最优控制点位置与组件填充因子之间的拟合规律,建立了描述CdTe光伏组件输出特性的显式模型;最后,利用4种新CdTe组件对所提规律进行验证,并以迭代结果为基准和已有模型进行了对比分析。结果表明,基于Bezier函数的CdTe组件建模方法的平均相对误差在0.49%~1.5%之间,而现有模型的精度的平均相对误差在2.45%~9.19%之间,论证了所提模型的简单性和正确性。

关键词： CdTe组件特性曲线 Bezier函数控制点拟合规律