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生光风储多能互补系统电能调控策略研究

生光风储多能互补系统电能调控策略研究

作者：段贵超东北电力大学

学位级别：硕士

生光风储多能互补系统由光伏电池、风力发电机、蓄电池组和分布式燃气发电机组成,能够实现多能输入-多能互补的多维度能源利用,得到了广泛关注。由于系统包含多种能源且运行工况复杂,如不设计合理的控制策略会导致电能调控严重失衡。因... 详细信息

生光风储多能互补系统由光伏电池、风力发电机、蓄电池组和分布式燃气发电机组成,能够实现多能输入-多能互补的多维度能源利用,得到了广泛关注。由于系统包含多种能源且运行工况复杂,如不设计合理的控制策略会导致电能调控严重失衡。因此,本文以分布式可再生能源系统为研究对象,开展生光风储多能互补系统电能调控研究,主要内容如下:首先,对光伏发电单元、风力发电单元、燃气发电单元及蓄电池储能单元的结构及原理进行分析。以供能单元和储能单元为基础,结合储热单元及产气供气单元,对系统结构进行设计。以功率失衡程度对系统工况进行划分,建立各供能单元基础出力模型并定义了系统差余值,结合差余值、蓄电池荷电状态(State of Charge,SOC)、储热器温度及反应装置温度制定了系统运行模式。其次,开展单元级电能控制策略研究。针对光伏电池和风力发电机两种发电单元,采用基于扰动观察法的最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)控制以提高二者发电效率。针对蓄电池提出了一种基于SOC的自适应调节因子,防止出现过充/过放现象的同时保证蓄电池组内各蓄电池单元的自主出力分配。为解决分布式燃气发电单元的控制问题,将其简化为分布式发电单元(distributed generator,DG),针对下垂控制引起的频率、电压偏差问题以及有功功率分配问题,提出了基于一致性算法的有限时间分布式二级控制方法,通过Lyapunov法对其稳定性进行了证明。利用MATLAB/Simulink平台搭建仿真模型并对控制效果进行验证,结果表明本文的控制策略可使系统的供电可靠性达到99.5%,并在毫秒级的有限时间内使频率恢复到50Hz,电压恢复到380V,有功功率按照下垂系数实现了分配,通过对线路参数设置随机扰动验证了二次控制方法对系统参数不确定性具有良好的鲁棒性。最后,开展系统级电能控制策略研究。提出了基于多智能体的中心协调-分布式分层控制框架。对单一静态系统运行控制进行介绍及分析,进而提出多种控制模式相结合的动态运行控制概念。以满足系统供能需求为目标,针对不同工况分别开展控制策略研究,在低功率缺额及功率过盈工况下采用以蓄电池为主控单元的V/f控制,利用MATLAB/Simulink平台搭建了系统模型,通过仿真实验得到系统低功率缺额工况下的供电可靠性达到了99.63%,功率过盈工况下的供电可靠性达到了99.62%。高功率缺额工况采用以分布式发电单元为主控单元结合直流母线电压控制的控制策略,通过仿真实验得到供电可靠性达到98%,直流母线电压维持在750V,DG单元的输出频率和电压保持在标称值,有功功率按照下垂系数得到了有效分配。将各工况下的控制策略进行融合,设计了多模式切换的动态运行控制策略并对其运行原理进行了详细阐述。

关键词：多能互补电能调控分层控制多智能体系统有限时间控制

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双面下陷蒙皮壁板快速定位及变形控制技术

金属加工:冷加工 2023年第10期 29-31页

作者：张金玉段贵超李俊文王杨杨昊姚亚超天津航天长征火箭制造有限公司天津300462

针对双面下陷蒙皮壁板铣削的切削参数、快速定位和变形控制等难点问题进行系统分析和技术革新,研究出一种新型有效的工艺方案,通过制定合理的工艺流程及规范的加工方法,成功解决了双面两次加工中定位精度差、找正效率低和壁厚公差难以... 详细信息

针对双面下陷蒙皮壁板铣削的切削参数、快速定位和变形控制等难点问题进行系统分析和技术革新,研究出一种新型有效的工艺方案,通过制定合理的工艺流程及规范的加工方法,成功解决了双面两次加工中定位精度差、找正效率低和壁厚公差难以保证的难题,实现了大型航天贮箱壁板的高效率加工。

关键词：双面下陷蒙皮壁板加工难点切削参数快速定位变形控制

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水培大麦苗代替粗饲料对湖羊饲用价值的研究

水培大麦苗代替粗饲料对湖羊饲用价值的研究

作者：段继超塔里木大学

学位级别：硕士

肉羊产业是新疆现代畜牧业发展的主导产业,加快高质量肉羊产业发展,是优化农业产业结构、保障市场供给的现实需要,干旱和冬季低温导致青绿饲料供应不足,严重影响我区现代畜牧业发展。本研究通过在湖羊饲粮中添加不同比例水培大麦苗,研... 详细信息

肉羊产业是新疆现代畜牧业发展的主导产业,加快高质量肉羊产业发展,是优化农业产业结构、保障市场供给的现实需要,干旱和冬季低温导致青绿饲料供应不足,严重影响我区现代畜牧业发展。本研究通过在湖羊饲粮中添加不同比例水培大麦苗,研究其对湖羊生产性能、血清指标、瘤胃发酵功能及瘤胃微生物区系的影响,并对水培大麦苗营养价值评价及与油葵不同比例组合水培,筛选最适组合比例,旨在为水培大麦苗的高效栽培与利用提供理论支撑。取得的主要研究结果如下:(1)大麦的芽长极显著高于油葵和黑麦(P超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、过氧化氢酶(CAT)活性极显著提高(P<0.01),各项指标均在添加比例为15%时最好。(4)湖羊瘤胃pH随水培大麦苗比例增加呈递减趋势,添加比例在15%以上达到显著水平(P<0.05),添加比例达到20%极显著提高湖羊瘤胃氨态氮、乙酸、丙酸及丁酸浓度(P<0.01)。饲喂5%水培大麦苗显著提高湖羊瘤胃细菌多样性,门水平上,水培大麦苗添加15%以上Fibrobacterota相对丰度显著增加(P<0.05),水培大麦苗添加比例为15%时Patescibacteria相对丰度显著下降(P<0.05);属水平上,添加水培大麦苗10%以上UCG＿002和Prevotellaceae＿UCG＿003相对丰度显著增加(P<0.05),添加10%水培大麦苗可显著降低Candidatus＿Saccharimonas菌属相对丰度(P<0.05)。

关键词：水培大麦苗湖羊饲用价值瘤胃代谢瘤胃微生物

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一种深腔薄壁开放性零件的动态铣削方法

机械工程师 2023年第7期 154-156页

作者：段贵超王元军张金玉杨昊赵怡姚亚超天津航天长征火箭制造有限公司天津300000

针对某深腔薄壁整体铝锻零件的金属去除量大、残余应力大、易变形、加工效率低、刀具磨损严重的问题,引入动态铣削方法,设计了装夹方案,应力被释放,得到最优铣削参数,节省了刀具成本,有效地控制了加工后零件的变形,极大提高了加工效率,... 详细信息

针对某深腔薄壁整体铝锻零件的金属去除量大、残余应力大、易变形、加工效率低、刀具磨损严重的问题,引入动态铣削方法,设计了装夹方案,应力被释放,得到最优铣削参数,节省了刀具成本,有效地控制了加工后零件的变形,极大提高了加工效率,解决了该工件的加工难题。

关键词：深腔薄壁动态铣削应力释放铣削参数加工效率

起爆顺序对台阶岩石破碎块度及爆破振动影响研究

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中国安全科学学报 2024年第2期34卷 192-199页

作者：段继超宗琦汪海波王浩安徽理工大学土木建筑学院安徽淮南232001

为探究起爆顺序对露天台阶岩石破碎效果以及周围环境的影响,利用LS-DYNA仿真软件分别计算不同起爆顺序下的台阶爆破模型。分析不同起爆顺序下模型的物理力学特征;开展现场试验验证模拟结果,并分析起爆顺序对爆破振动强度及岩石破碎块度... 详细信息

为探究起爆顺序对露天台阶岩石破碎效果以及周围环境的影响,利用LS-DYNA仿真软件分别计算不同起爆顺序下的台阶爆破模型。分析不同起爆顺序下模型的物理力学特征;开展现场试验验证模拟结果,并分析起爆顺序对爆破振动强度及岩石破碎块度的影响特征。研究结果表明:起爆顺序对爆破过程中自由面空间分布产生影响,从而改变应力波的叠加效应,不同起爆顺序下台阶破碎效果及爆破振动强度表现出明显差异。逐孔起爆技术能够有效降低爆破振动,从而减轻对周围环境的不良影响,但其岩石破碎效果并不理想,岩石通过率为81.52%。与逐孔起爆相比,波浪式顺序起爆碎石通过率提高11.68%,增大孔网参数至3 m×7 m时单孔崩落矿量提高16.8%,这可以有效减少炸药消耗量,降低综合成本。然而,其产生的爆破振动强度较大,需要注意对周围环境的影响。

关键词：起爆顺序台阶爆破破碎块度爆破振动数值模拟

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摆线铣在大型整体框环加工中的应用

机械工程师 2021年第10期 155-157,160页

作者：姚亚超李洋王元军冀亚东段贵超张金玉天津航天长征火箭制造有限公司天津300462

摆线铣是一种新型加工方法,具有利于排屑与延长刀具寿命、适用于易变形及难加工材料、材料去除率高等优点,文中将摆线铣引入大型框环类零件的加工,阐明了摆线铣与传统加工的不同,并对其编程方法、在框环加工中的工艺及其效果进行了介绍... 详细信息

摆线铣是一种新型加工方法,具有利于排屑与延长刀具寿命、适用于易变形及难加工材料、材料去除率高等优点,文中将摆线铣引入大型框环类零件的加工,阐明了摆线铣与传统加工的不同,并对其编程方法、在框环加工中的工艺及其效果进行了介绍。该研究为通过摆线铣削方式解决航天大型框环类零件的变形及效率低下的难题,为大型难加工框环高质、高效加工提供了一种有效的解决方法。

关键词：摆线铣大型框环变形控制高效切削

基于新型耗能板提升钢框架节点抗震和抗连续倒塌能力

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工程力学 2024年第2期41卷 83-97页

作者：孟宝杜强强钟炜辉段仕超李亮德西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055 西安建筑科技大学结构工程与抗震教育部重点实验室陕西西安710055

针对全焊节点在地震和连续倒塌条件下有限的抗倒塌能力,该文基于新型耗能板对其进行改进提升。首先通过试验、数值模拟和理论分析相结合的方法揭示了新型耗能板在单调荷载和循环荷载作用下的力学性能;进而通过新型耗能板与节点在地震作... 详细信息

针对全焊节点在地震和连续倒塌条件下有限的抗倒塌能力,该文基于新型耗能板对其进行改进提升。首先通过试验、数值模拟和理论分析相结合的方法揭示了新型耗能板在单调荷载和循环荷载作用下的力学性能;进而通过新型耗能板与节点在地震作用和连续倒塌条件下的协同作用,给出了新型耗能板节点的设计方法。结果表明:新型耗能板在单调和循环荷载作用下的力学性能不同,在单调荷载作用下表现为受拉破坏,在循环荷载作用下表现为剪切破坏;通过算例分析表明,新型耗能板节点的抗震与抗连续倒塌设计方法是合理的;新型耗能板全焊节点在地震和连续倒塌条件下主要经历双塑性区域形成阶段和硬化阶段,其中新型耗能板全焊节点的抗震和抗连续倒塌性能的差异主要体现在硬化阶段;新型耗能板的增加可同时有效提高全焊节点在地震和连续倒塌条件下的承载力、变形和耗能能力。

关键词：钢框架节点新型耗能板抗震能力抗连续倒塌能力

计及交直流谐波传递的MMC-BTB系统阻抗特性分析及环流配合策略

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中国电机工程学报 2024年第15期44卷 5871-5885,I0003页

作者：罗永捷段修超黄鹏王强钢周念成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

基于模块化多电平换流器的背靠背系统(back-to-back system based on modular multilevel converter,MMC-BTB)中换流器间控制交互密切,导致振荡事故频发。现有研究中忽略谐波传递的单端模型无法准确刻画MMC-BTB阻抗特性,也较少从振荡抑... 详细信息

基于模块化多电平换流器的背靠背系统(back-to-back system based on modular multilevel converter,MMC-BTB)中换流器间控制交互密切,导致振荡事故频发。现有研究中忽略谐波传递的单端模型无法准确刻画MMC-BTB阻抗特性,也较少从振荡抑制层面考虑两换流器间的协同配合。为此,该文考虑MMC-BTB中换流器间谐波传递与衰减机理,依据多种环流控制方式的阻抗等价性提出一种基于环流协调控制的振荡抑制策略。首先,基于等效电路定性分析谐波的流通路径,并定量推导MMC-BTB的双端模型;然后,沿谐波路径对两侧环流控制的交互机理开展分析,证明其对改善MMC-BTB阻抗特性的关键作用,并提出环流控制的协调配合与参数优化策略;最终,通过Matlab/Simulink仿真验证理论分析与所提策略的正确性。

关键词：背靠背系统谐波传递阻抗特性环流控制协调配合

干湿循环石灰岩动态压缩能量演化及变形破坏特征研究

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煤炭科学技术 2024年

作者：段继超宗琦高朋飞汪海波吕闹王浩安徽理工大学土木建筑学院安徽江南爆破工程有限公司

为研究干湿循环石灰岩在动态压缩破坏过程中的能量耗散规律，采用直径50 mm分离式霍普金森压杆试验系统，对不同干湿循环等级的石灰岩试样进行动态压缩试验，结合超高速摄像机探究干湿循环作用及应变率对石灰岩样动力学参数、应变场演... 详细信息

为研究干湿循环石灰岩在动态压缩破坏过程中的能量耗散规律，采用直径50 mm分离式霍普金森压杆试验系统，对不同干湿循环等级的石灰岩试样进行动态压缩试验，结合超高速摄像机探究干湿循环作用及应变率对石灰岩样动力学参数、应变场演化规律、能量耗散特征以及破碎分形维数的影响，并借助扫描电子显微镜观测干湿循环过程中石灰岩微观结构的演变过程，揭示其宏观物理力学劣化行为的微观机制。结果表明：随着干湿循环次数的增加，石灰岩试样内部胶体溶解、颗粒受损，导致其结构骨架承载能力下降，进而表现为试样纵波波速、抗压强度和弹性模量的逐渐降低及孔隙率的增加；在冲击荷载的持续作用下，试样经历动态平衡后，其薄弱环节率先形成最大主应变集中域，应变集中域随加载时间延伸、聚集并伴随微裂纹产生、扩展、交错，最终形成破裂面，直至试件破坏；随着应力率的提升，试样内部微裂纹生成与活化显著增强，进而促进了抗压强度的提高，同时动态压缩破坏过程中试样最大主应变增大，耗散能增加，分形维数也相应提高；随着干湿循环次数的增加，试样内部孔隙和微裂隙等结构缺陷逐渐显著，进而在动载压缩破坏过程中引起试样最大主应变的上升，耗散能的减少，并伴随分形维数的增大。研究结果可为干湿循环岩体动力灾害控制提供重要的理论支撑和参考依据。

关键词：岩石动力学干湿循环数字图像相关法能量耗散分形维数劣化机制