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新能源海岛灵活供能系统一体化布局及优化调度研究

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新能源海岛灵活供能系统一体化布局及优化调度研究

作者：李飞宇华中科技大学

学位级别：硕士

海岛作为海洋安全的前沿哨点和海洋开发的战略基地,是国家海洋开发战略中最为重要的一环。海岛开发,能源先行。从地理位置上看,海岛由于存在天然的地理屏障,除了少数大型海岛已经与大陆沟通互联外,大部分的海岛能源供给主要依赖于海洋运... 详细信息

海岛作为海洋安全的前沿哨点和海洋开发的战略基地,是国家海洋开发战略中最为重要的一环。海岛开发,能源先行。从地理位置上看,海岛由于存在天然的地理屏障,除了少数大型海岛已经与大陆沟通互联外,大部分的海岛能源供给主要依赖于海洋运输,不仅可靠性不高而且价格不菲。实际上,海岛及其附近的海域蕴藏着丰富的太阳能、风能及海洋能等资源,若能得到合理开发和应用,对于建设资源自给型海岛大有裨益。然而,风光等可再生能源出力具有间歇性和不确定性,随着海岛电网可生能源渗透率的提升,海岛的安全稳定和电能质量受到了较大的考验。与之不同的是,波浪能作为海洋中分布最广、品性最高的可再生能源,在长时间尺度上出力较为恒稳,在海岛供能方面将扮演举足轻重的角色。所以,亟需提出一种兼顾经济性和供电可靠性的海岛供电网络一体化布局策略,计及海岛的资源禀赋特征,因地制宜开发利用海岛资源,保证海岛供电系统安全经济运行。为此,本文从海岛供能系统入手,总结了现有海岛供能模式开发存在的问题,在此基础上,建立了考虑风、光以及波浪能等分布式能源接入下的海岛供能系统一体化布局和优化调度模型,从海岛供能系统优化配置、波浪能发电开发以及海岛供能系统协调调度控制等三个方面展开了研究,其具体研究内容如下:在海岛灵活供能系统一体化布局方面,提出包含储电船舶能量链路的海岛灵活供能网络架构;在此基础上,建立计及洋流、风速以及光照强度的环境影响模型,量化分析其对海岛供能系统源-荷-储系统出力的影响,并以规划期内海岛供能系统综合成本最小为目标函数,建立连续-离散能量流混合供能系统优化配置模型,求得兼顾经济性和供电可靠性的海岛供能系统一体化布局及优化配置策略。在面向绿电提升的波浪能发电开发方面,提出一种基于换电船舶的离岸波浪能发电系统两阶段灵活功率外送策略。第一阶段,首先,针对离岸波浪能发电系统年发电转移计划,提出一种基于虚拟泊位的离岸波浪能发电系统转移建模方法。其次,基于海岛周围海域的历史波浪能资源分布特征与逐月变化趋势,以年发电量最大为目标,制定离岸波浪能发电系统年转移策略。在此基础上,第二阶段,针对四季典型运行日下波功率外送问题,基于换电船舶时空转移模型,构建以集装箱电池组为载体的能量外送通道,并以海岛群典型日下用能成本最低为目标,制定换电船舶最优功率外送方案。在计及波浪能精细化控制的海岛供能系统调度方面,首先深度分析波浪能液压发电系统组成和能量转化原理,搭建计及波浪能液压发电系统精细化模型;再者,总结了现有控制策略存在的问题,提出了适合海岛供能系统的波浪能最优功率跟踪(Optimal Efficiency Tracking,OET)策略;最后,以调度周期内的海岛供能系统成本最小为目标函数,量化分析储能的容量损耗成本,建立考虑波浪能装置接入的海岛供能系统调度模型,求得经济性更优的海岛供能系统优化调度策略。

关键词：海岛供能系统储电船舶换电船舶离岸式波浪能装置精细化控制两阶段功率外送策略

水泥-钨尾矿稳定再生集料混合料路用性能研究

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水泥-钨尾矿稳定再生集料混合料路用性能研究

作者：李飞宇湖南大学

学位级别：硕士

我国是全球最大的钨资源大国,如何处理钨尾矿一直是个难题,传统的堆存方式不但会污染周围环境而且无法有效利用尾矿资源。同时,随着城市化进程的加速,建筑垃圾等城市废弃物的产生也在不断增加。如何有效并且大量地利用这些无机固体废物... 详细信息

我国是全球最大的钨资源大国,如何处理钨尾矿一直是个难题,传统的堆存方式不但会污染周围环境而且无法有效利用尾矿资源。同时,随着城市化进程的加速,建筑垃圾等城市废弃物的产生也在不断增加。如何有效并且大量地利用这些无机固体废物成为当下环境治理的主要研究内容之一。公路的建设与改造需要消耗大量的水泥与碎石,将钨尾矿与建筑垃圾再生集料作为原材料用于道路基层中,不仅能大量消耗两种固体废物,缓解尾矿与建筑垃圾堆积造成的环境问题,还能减少水泥和天然砂石资源消耗,节约工程建设成本。本文旨在研发钨尾矿和再生集料作为基层材料的制备技术,通过对不同配合比下的水稳试件进行路用性能测试,探究两种固体废物取代率对于基层材料性能的影响规律。同时,采用离散元软件模拟分析路面结构层在车辆静载下的变形与受力情况。本研究的结果可以为钨尾矿和再生集料在水稳层中的应用提供数据支撑和技术基础,主要研究内容和结论如下:(1)钨尾矿活化试验研究。对钨尾矿分别进行化学活化与复合热(化学-热)活化,结果显示氧化钙的活化效果比硫酸钙强,掺量为3%的氧化钙可将钨尾矿活性从55.4%提升至61.0%;复合热活化可将尾矿活性从55.4%提升至74.7%,最佳煅烧温度为600℃,煅烧时间为90min。(2)配合比设计与击实试验。对粒径不同的两档再生集料进行不同组合下的级配设计,对结合料配合比进行分组设计,通过击实试验确定各组混合料的最大干密度与最佳含水率,并确定了最佳级配组成。(3)含钨尾矿再生水稳混合料(以下简称再生水稳混合料)路用性能试验研究。以钨尾矿取代率和再生集料取代率为变量,探究两者取代率的变化对于混合料各项性能的影响,结果表明再生集料对混合料的影响较大,而钨尾矿主要影响抗压和抗拉强度,对耐久性无明显影响。综合考虑路用性能、经济与环境效益,钨尾矿最佳取代率为30%,再生集料最佳取代率为50%。(4)颗粒流程序(particle flow code,简称PFC)离散元二维数值模拟。根据T30R50组混合料级配特征与材料粘结特性进行内部接触分析,模拟劈裂抗拉试验来验证参数与模型的准确性,并在此基础上建立路面结构层模型,对其进行车辆静载作用下的力学状态分析,结果显示路表与路基顶面沉降分别为0.154mm和0.161mm,均满足规范中的要求。

关键词：钨尾矿水泥稳定碎石再生集料路用性能 PFC离散元法

波浪能液压发电系统灵活接入下的孤岛微电网细粒化调度

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电工技术学报 2023年第13期38卷 3499-3511页

作者：李飞宇顾延勋魏繁荣欧仲曦林湘宁强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学) 武汉430074 广东电网有限责任公司珠海供电局珠海519000

当前,波浪能液压发电系统一般采用最大效率转化的控制策略,然而由于波浪能装置的间歇式出力特性,直接通过电池消纳会导致电池容量损耗进一步增大。在这种背景下,是否追求波浪能的最大效率转化值得商榷。为此,该文针对波浪能灵活接入的... 详细信息

当前,波浪能液压发电系统一般采用最大效率转化的控制策略,然而由于波浪能装置的间歇式出力特性,直接通过电池消纳会导致电池容量损耗进一步增大。在这种背景下,是否追求波浪能的最大效率转化值得商榷。为此,该文针对波浪能灵活接入的孤岛微电网系统,深入分析波浪能装置的工作原理,搭建波浪能液压系统的数学模型;在此基础上,以调度周期内的经济性最优为目标,综合考虑电池容量损耗和寿命损耗的影响,建立波浪能灵活接入下的孤岛微电网细粒化调度模型。仿真结果表明,相对于常规的孤岛微电网调度策略而言,在不同的波浪能出力场景下,该文所提的方案具有更优的经济性,为含波浪能的孤岛微电网经济运行策略提供了一个新的思路。

关键词：波浪能液压发电系统储能快充容量损耗细粒化调度换电模式最优功率跟踪策略

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基于神经网络技术的风力机叶片覆冰预测方法

复合材料科学与工程 2022年第11期 96-101页

作者：马飞宇张春芝李飞宇北京工业职业技术学院电气安全技术研究所北京100000 内蒙古农业大学机电工程学院呼和浩特010018

安装在寒冷地区的风力机叶片不可避免地会发生覆冰现象,影响风电机组的正常工作。叶片的不同覆冰位置和覆冰质量,使得叶片固有频率发生不同改变。文章对2 MW风力机叶片进行有限元模态分析,构建了覆冰叶片的固有频率变化率和不同位置覆... 详细信息

安装在寒冷地区的风力机叶片不可避免地会发生覆冰现象,影响风电机组的正常工作。叶片的不同覆冰位置和覆冰质量,使得叶片固有频率发生不同改变。文章对2 MW风力机叶片进行有限元模态分析,构建了覆冰叶片的固有频率变化率和不同位置覆冰质量之间的关系,利用该数据集训练BP人工神经网络并对预测能力进行分析。研究表明,使用考虑叶片不同位置覆冰对全覆冰叶片的固有频率的影响程度构建的关系式训练人工神经网络,预测叶片全部覆冰平均相对误差率为13.21%,比Gantasala等人的预测精度提高1.56%。训练好的人工神经网络模型可实现叶片覆冰位置和质量的检测,可为后续加热除冰、超声波除冰等提供数据支撑,提高除冰效率,降低能源消耗。

关键词：风力机叶片神经网络固有频率覆冰

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铅锌尾矿地聚物混凝土基本力学性能试验研究

混凝土 2023年第9期 61-65,71页

作者：刘晓艳邓鹏李飞宇湖南大学土木工程学院湖南长沙410082

以铅锌尾矿、再生粗骨料取代率为变量设计9组地聚物混凝土配合比,测试了地聚物混凝土的抗压、劈裂抗拉和抗折性能;设计5个批次共14组钢筋-地聚物混凝土拉拔试验,评价钢筋与地聚物混凝土的黏结强度。试验结果表明:铅锌尾矿取代率增加,劈... 详细信息

以铅锌尾矿、再生粗骨料取代率为变量设计9组地聚物混凝土配合比,测试了地聚物混凝土的抗压、劈裂抗拉和抗折性能;设计5个批次共14组钢筋-地聚物混凝土拉拔试验,评价钢筋与地聚物混凝土的黏结强度。试验结果表明:铅锌尾矿取代率增加,劈裂抗拉强度先上升后下降,抗压强度和抗折强度降低;再生粗骨料取代率增加对3种力学性能均产生不利影响。28 d龄期时抗折强度为立方体抗压强度的8.2%~9.6%,劈裂抗拉强度为立方体抗压强度的6.6%~7.8%。钢筋-地聚物混凝土的黏结强度与地聚物混凝土的立方体抗压强度、劈裂抗拉强度的线性相关系数分别为0.876和0.975,近似成正比关系。

关键词：地聚物混凝土力学性能钢筋黏结性能黏结强度

考虑储电船舶参与的近海海岛灵活供能网络规划

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中国电力 2022年第11期55卷 10-20页

作者：李飞宇随权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) 湖北武汉430074

能源供给是近海海岛开发的先决条件,纯粹的独立微网供能方式往往面临着一定的可靠性问题,而海底电缆高昂的建设及维护成本,较大程度上限制了近海海岛的开发和利用。为此,提出一种考虑储电船舶(electric vessel,EV)参与的近海海岛灵活供... 详细信息

能源供给是近海海岛开发的先决条件,纯粹的独立微网供能方式往往面临着一定的可靠性问题,而海底电缆高昂的建设及维护成本,较大程度上限制了近海海岛的开发和利用。为此,提出一种考虑储电船舶(electric vessel,EV)参与的近海海岛灵活供能网络规划策略。首先,针对典型近海人居岛和资源岛相对位置及其可再生能源出力特点,提出包含EV能量链路、沟通人居岛、资源岛和大电网并网点的灵活供能网络架构,以充分利用无人岛上的可再生资源以及大电网的稳定支撑能力;进而,量化分析不同场景对EV交通转移的时延特性影响,搭建EV时空转移模型;以规划期内的海岛电网收益最大为目标函数,建立连续-离散能量流混合网络规划模型。此外,提出了一种两阶段求解算法,第一阶段预估EV数量,第二阶段确定规划模型的最优解。仿真结果表明:所提规划方案具有优越性,为海岛负荷供电及可再生能源开发利用提供了一种新的思路。

关键词：储电船舶近海海岛灵活供能网络电网规划两阶段求解算法

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小学英语趣味性教学策略初探

新课程教学（电子版） 2022年第18期 38-40页

作者：李飞宇山东省济宁市邹城市孟子小学

英语是一门语言课程,也是小学阶段的基础课程。随着教育改革的深化,趣味化教学方法获得广泛应用,它符合新课改要求,强调学生的主体性,注重其身心健康发展和学科素养培养,可优化课程教学质量。因此,小学英语趣味教学可行且有效。本文阐... 详细信息

英语是一门语言课程,也是小学阶段的基础课程。随着教育改革的深化,趣味化教学方法获得广泛应用,它符合新课改要求,强调学生的主体性,注重其身心健康发展和学科素养培养,可优化课程教学质量。因此,小学英语趣味教学可行且有效。本文阐述了趣味性教学的重要意义,分析了当前小学英语教学中存在的问题,重点总结了小学英语趣味性教学策略,例如,优化课堂导入设计,体现趣味元素;开展趣味游戏教学,满足学生需求;合理应用教学媒体,构建趣味课堂;积极组织英语活动,开展趣味体验;创设趣味性的教学情境等。

关键词：小学英语教学策略趣味性

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光纤通信技术在计算机网络中的应用和发展

光源与照明 2022年第12期 76-78页

作者：李飞宇太原学院山西太原030032

随着互联网技术的不断发展,互联网在人们的生活和工作中愈发重要,成为生产和生活不可或缺的一部分。光纤通信技术作为一种新型信息传输技术,对互联网技术的进步有着重要作用,可以完善互联网通信技术,提升通信距离和通信效率。文章阐述... 详细信息

随着互联网技术的不断发展,互联网在人们的生活和工作中愈发重要,成为生产和生活不可或缺的一部分。光纤通信技术作为一种新型信息传输技术,对互联网技术的进步有着重要作用,可以完善互联网通信技术,提升通信距离和通信效率。文章阐述了光纤通信技术的特点,指出其应用意义和种类,介绍了该技术在计算机网络中的应用,并分析了光纤通信技术未来的发展趋势。

关键词：光纤通信技术计算机网络互联网

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配网工程设计在配网工程建设与改造中的应用

现代工业经济和信息化 2022年第10期12卷 80-81页

作者：李飞宇江苏丰县供电公司江苏丰县221700

传统电力设备使用时间过长、设备老化以及电能供给质量差等问题的不断涌现,使得供电企业需要对配网工程进行设计和改造,保证在电能的供给过程中比较安全、稳定地供电。对配网工程设计在配网工程建设和改造中的应用进行详细研究,提出了... 详细信息

传统电力设备使用时间过长、设备老化以及电能供给质量差等问题的不断涌现,使得供电企业需要对配网工程进行设计和改造,保证在电能的供给过程中比较安全、稳定地供电。对配网工程设计在配网工程建设和改造中的应用进行详细研究,提出了提升配网工程设计和质量的相应措施,有助于加快配网工程建设与改造的进度,提升工程建设和改造的质量。

关键词：电力工程配网工程设计建设与改造措施