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基于第一性原理高价元素Mo稳定层状富锂锰基材料的氧框架机制

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高等学校化学学报 2024年第5期45卷 110-119页

作者：张硕赵刘洋黄昊吴爱民李爱魁大连理工大学材料科学与工程学院大连116024 大连理工大学电气工程学院大连116024

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算探究了高价元素Mo取代Mn稳定层状富锂锰基材料氧离子框架机制.Mo掺杂将体积变化率从‒2.95%降至‒0.53%,改善了锂化前后的晶格畸变.空位形成能及巴德电荷分析结果表明,7种氧空位形成能均明显提升,且... 详细信息

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算探究了高价元素Mo取代Mn稳定层状富锂锰基材料氧离子框架机制.Mo掺杂将体积变化率从‒2.95%降至‒0.53%,改善了锂化前后的晶格畸变.空位形成能及巴德电荷分析结果表明,7种氧空位形成能均明显提升,且第一配位氧平均巴德电荷从1.13 e升至1.18 e,抑制了不稳定氧析出;锂化前后氧原子巴德电荷改变量从0.51 e降至0.11 e,表明循环前后的体系均具有良好的氧框架稳定性.通过差分电荷密度计算,发现Mo能够在Li去除后提供电荷补偿,而且Mo掺杂后锂离子迁移速率得到了提升,最低势垒从0.55 eV降至0.42 eV.为高价元素掺杂锂离子电池正极材料奠定了坚实的理论依据.

关键词：锂离子电池富锂正极材料电子性质晶格氧密度泛函理论

基于Surrogate的预装式储能电站布局优化

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高电压技术 2021年第4期47卷 1314-1322页

作者：袁铁江杨南张昱车勇李爱魁大连理工大学电气工程学院大连116024 国网新疆电力有限公司经济技术研究院乌鲁木齐830002

为解决预装式储能电站内部布局优化的问题,同时兼顾集装箱内部通风散热效果最好与储能容量最大,提出一种基于Surrogate的预装式储能电站布局优化方案,以进、出风口半径、通风道宽度为决策变量,利用拉丁超立方抽样法生成样本,设计箱体内... 详细信息

为解决预装式储能电站内部布局优化的问题,同时兼顾集装箱内部通风散热效果最好与储能容量最大,提出一种基于Surrogate的预装式储能电站布局优化方案,以进、出风口半径、通风道宽度为决策变量,利用拉丁超立方抽样法生成样本,设计箱体内部设备排布方案及通风口方案,利用有限元软件ANSYSWorkbench仿真计算箱体内温度分布情况;基于热分析结果,使用Surrogate建模方法构建优化模型,采用粒子群算法求解优化模型,得到最佳布局及散热方案。最后,算例验证了方法的适用性。此方法的提出,解决了当前预装式储能电站优化方案中存在的主观性偏强或求解不优的问题,有利于推动预装式储能电站设计的进一步发展。

关键词： Surrogate 预装式储能电站 ANSYS Workbench 粒子群算法布局优化

考虑能量效率和SOC均衡的电池储能电站双层功率分配策略

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中国电机工程学报 2024年第13期44卷 5185-5195,I0014页

作者：叶晖李爱魁田刚领谢佳李占军大连理工大学电气工程学院辽宁省大连市116024 华中科技大学电气与电子工程学院湖北省武汉市430074 平高集团储能科技有限公司天津市东丽区300399

电化学储能电站在应用于调频、调压等功率波动性工况时,存在能量效率较低、荷电状态(state of charge,SOC)不均衡等问题。该文提出考虑能量效率和SOC均衡的电池储能电站双层功率分配策略,其主要包括单元优化层和子系统优化层:单元优化... 详细信息

电化学储能电站在应用于调频、调压等功率波动性工况时,存在能量效率较低、荷电状态(state of charge,SOC)不均衡等问题。该文提出考虑能量效率和SOC均衡的电池储能电站双层功率分配策略,其主要包括单元优化层和子系统优化层:单元优化层通过充电/放电优先级分区计算实际运行单元数量及其编号,建立以储能单元能耗最小为目标的优化模型,并采用遗传算法求解最优解集;子系统优化层引入基于电化学阻抗的电池能耗模型,以储能子系统能耗最低和SOC均衡为目标建立多目标优化模型,并采用非支配快速排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithms-II,NSGA-II)进行求解。通过某地区锂电池储能电站实际参数验证所提策略的有效性,结果表明,与SOC比例分配策略和单层功率分配策略相比,所提功率分配策略在降低电站能耗的同时能最大程度实现SOC均衡,保障电站双向调节能力,提高储能电站经济性。

关键词：储能电站功率分配策略能量效率荷电状态均衡非支配快速排序遗传算法

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基于储能的无功补偿技术综述

储能科学与技术 2021年第6期10卷 2209-2217页

作者：叶晖李爱魁张忠大连理工大学辽宁大连116000

基于无功补偿的无功功率实时平衡是电力系统安全稳定运行的重要保障。储能变流器具有四象限运行功能,可同时输出或吸收无功及有功功率,具有调频调压功能。基于储能的无功补偿技术具有响应速度快,连续可调、规模可控等优点,适用于高比例... 详细信息

基于无功补偿的无功功率实时平衡是电力系统安全稳定运行的重要保障。储能变流器具有四象限运行功能,可同时输出或吸收无功及有功功率,具有调频调压功能。基于储能的无功补偿技术具有响应速度快,连续可调、规模可控等优点,适用于高比例新能源和高电力电子化的新型电力系统。本文基于储能无功补偿原理,介绍了多种拓扑结构储能变流器的无功控制策略、串并联模块化放大以及中高压级联技术等研究进展。按照储能类型和应用场景,综述了储能以及储能混合无功补偿技术的发展进程及趋势,早期储能无功补偿主要采用超导储能、超级电容器及飞轮储能等短时间尺度的储能技术,电池储能技术的发展使其在电网调压、黑启动等无功补偿领域具有应用前景。基于经济性考虑,储能与STATCOM、新能源机组协同运行实现有功无功联合调压,保障系统电压水平,改善电能质量。新能源为主的新型电力系统给予储能无功补偿技术更重要的角色。储能、新能源机组及无功补偿装置的暂态稳态协同控制是未来新能源场站无功补偿主要形态。储能与其他无功源之间的协调控制策略以及联合规划问题的求解与优化都将是储能无功补偿技术的研究重点。

关键词：储能无功补偿电压控制混合变流器

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动力电池SOC预估方法研究进展

电源技术 2015年第4期39卷 844-845,848页

作者：杜涛李爱魁马军刘飞国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司湖北武汉430074

SOC估计是电动汽车电池管理系统的重要功能。动力电池在使用过程中,对荷电状态准确地进行估算可以有效提高电池的使用效率,提高电池的使用寿命。电池SOC不能直接测量,需要通过其它参数和方法间接获得。研究人员为了提高电动汽车电池SOC... 详细信息

SOC估计是电动汽车电池管理系统的重要功能。动力电池在使用过程中,对荷电状态准确地进行估算可以有效提高电池的使用效率,提高电池的使用寿命。电池SOC不能直接测量,需要通过其它参数和方法间接获得。研究人员为了提高电动汽车电池SOC估计的准确性做了大量研究工作,采用的主要方法有:安时积分法、开路电压法、神经网络法和卡尔曼滤波法及其改进的方法等。主要介绍了各种SOC估计方法的原理及应用中存在的优缺点,评价了各种SOC估计方法。

关键词：锂离子电池 SOC 预估

低铬钢上缓蚀剂的缓蚀行为及其与腐蚀产物膜的协同作用

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材料保护 2003年第5期36卷 11-13页

作者：李爱魁李国敏郭兴蓬华中科技大学化学系湖北武汉430074

缓蚀剂被广泛应用于防止油气生产工业中CO_2的腐蚀。利用极化曲线和交流阻抗技术对3种缓蚀剂在低铬钢光洁表面和预腐蚀产物膜上的缓蚀行为进行了初步研究。结果表明,含S缓蚀剂在低铬钢基体表面和预腐蚀产物膜上都有较好的缓蚀性能;小分... 详细信息

缓蚀剂被广泛应用于防止油气生产工业中CO_2的腐蚀。利用极化曲线和交流阻抗技术对3种缓蚀剂在低铬钢光洁表面和预腐蚀产物膜上的缓蚀行为进行了初步研究。结果表明,含S缓蚀剂在低铬钢基体表面和预腐蚀产物膜上都有较好的缓蚀性能;小分子缓蚀剂和预腐蚀产物膜之间具有较好的协同作用。

关键词：缓蚀剂 CO2腐蚀低铬钢电化学阻抗协同作用

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5kW全钒液流电堆系统性能研究

电源技术 2013年第11期37卷 1972-1973,1977页

作者：廖小东李爱魁国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司湖北武汉430074

考察了不同电流下对电堆库仑效率、能量效率的影响:充放电电流越大,库仑效率、能量效率呈先增大后减小的趋势;考察了电堆充放电过程中单电池的特性,结果显示电堆中单电池的一致性较差;考察了5 kW系统的效率特性,由于双向变流器功率与电... 详细信息

考察了不同电流下对电堆库仑效率、能量效率的影响:充放电电流越大,库仑效率、能量效率呈先增大后减小的趋势;考察了电堆充放电过程中单电池的特性,结果显示电堆中单电池的一致性较差;考察了5 kW系统的效率特性,由于双向变流器功率与电堆功率不匹配,导致整个系统的效率不高。电堆自放电结果显示:电池自放电17 h,电压已降低到平台以下,Nafion117的阻钒特性有待提高。

关键词：全钒液流电池系统性能效率

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油气田开发中的CO_2腐蚀及防护技术

材料保护 2003年第6期36卷 1-5页

作者：李国敏李爱魁郭兴蓬郑家燊华中科技大学化学系湖北武汉430074

　综述了二氧化碳均匀腐蚀和局部腐蚀的机理,分析了二氧化碳腐蚀的各种影响因素,并对二氧化碳腐蚀的防护技术进行了概括,着重介绍了缓蚀剂防护技术研究进展,并提出了研究CO2腐蚀及其缓蚀剂应注意的几个问题。

关键词：腐蚀机理局部腐蚀缓蚀剂二氧化碳碳酸亚铁

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基于灵活性调节资源动态演变的储能容量预测

太阳能学报 2024年第8期45卷 17-26页

作者：徐君威李爱魁李武峰李相俊全慧大连理工大学电气工程学院大连116000 中国电机工程学会北京100761 中国电力科学研究院有限公司北京100192

基于储能的灵活性调节能力是新型电力系统稳定运行的重要增量,其容量预测与配置受多种因素制约。针对能源结构转型背景下面临的因储能容量需求动态变化而难以预测,进而影响源网荷储协调规划建设的问题,该文分析电力系统灵活性调节能力... 详细信息

基于储能的灵活性调节能力是新型电力系统稳定运行的重要增量,其容量预测与配置受多种因素制约。针对能源结构转型背景下面临的因储能容量需求动态变化而难以预测,进而影响源网荷储协调规划建设的问题,该文分析电力系统灵活性调节能力的影响因素,研究包括火电、水电、储能等各灵活性调节资源的装机容量以及调节成本的发展趋势,并对火电机组深度调峰成本进行分段线性化处理,降低计算的复杂度,以获得灵活性调节容量的成本最低为优化目标,综合考虑各调节资源的能量、功率约束,建立储能容量预测模型,并将其转换为混合整数线性规划的形式,调用商业优化求解器CPLEX进行求解。该模型基于系统中现有调节资源的调节能力,在目前新能源发电量占比不断增大的情况下,对储能的容量进行预测。算例分析表明所提模型能在保证系统经济运行的前提下,对储能的容量进行动态预测,所配置的储能有效促进了风电和光伏的消纳。

关键词：电池储能电力系统规划约束优化混合整数线性规划线性化新型电力系统

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