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平抑风电波动的飞轮-电化学混合储能容量优化配置研究

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动力工程学报 2024年第3期44卷 439-446页

作者：王晋君苟凯杰陈衡陈宏刚徐钢张国强华北电力大学能源动力与机械工程学院北京102206

为实现可再生能源的有效集成,减小风电的瞬时功率波动,利用锂电池类能量型储能与飞轮类功率型储能相结合的混合储能系统(HESS)对风电波动进行平抑。首先采用改进k-means算法得到典型日数据,利用经验模态分解(EMD)将其拆解得到HESS平抑任... 详细信息

为实现可再生能源的有效集成,减小风电的瞬时功率波动,利用锂电池类能量型储能与飞轮类功率型储能相结合的混合储能系统(HESS)对风电波动进行平抑。首先采用改进k-means算法得到典型日数据,利用经验模态分解(EMD)将其拆解得到HESS平抑任务;在综合考虑多种储能系统功率容量和充放电效率约束的基础上,构建相互协调运行的HESS能量管理系统。此外,以混合储能系统成本与风电功率机会补偿成本最低为目标函数,引入基准线变量和波动惩罚系数进行修正,构建平抑风电波动的HESS容量配置模型。最后结合实际并网数据,得到平滑效果和经济最优的配置方案。结果表明:所提配置方案风电累计欠补偿量共减少了91.8%,经济性提高了49.99%,最佳风储配比为1∶0.16,其中飞轮和锂电池比例为1∶4.65。

关键词：功率波动经验模态分解混合储能系统能量管理系统容量配置

风-光-储和需求响应协同的虚拟电厂日前经济调度优化

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广东电力 2024年第2期37卷 18-24页

作者：苟凯杰吕鸣阳高悦陈衡张国强雷兢华北电力大学能源动力与机械工程学院北京102206

目前可再生能源直接并入电网仍然面临稳定性和经济性问题,经过虚拟电厂整合可以缓解对电网的影响。以系统整合后最终运行成本达到最小作为目标,进行新能源出力和负荷在未来24 h的预测,计及电网侧在不同时间内的电价变化情况,采用反向学... 详细信息

目前可再生能源直接并入电网仍然面临稳定性和经济性问题,经过虚拟电厂整合可以缓解对电网的影响。以系统整合后最终运行成本达到最小作为目标,进行新能源出力和负荷在未来24 h的预测,计及电网侧在不同时间内的电价变化情况,采用反向学习的混沌映射自适应粒子群算法对风-光-储能和需求响应不同组合搭配的5种调度方案进行探讨,与原始粒子群算法相比,所提算法可以跳出局部最优解而找到全局最优解。计算结果表明,风-光-储和需求响应都参与供电相比风-光-储供电可以将运行成本降低4.47%,用户舒适度提高3.51%。

关键词：虚拟电厂风-光-储需求响应经济调度反向学习的混沌映射自适应粒子群算法

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复合材料曲面结构件成型工艺对性能影响研究

复合材料科学与工程 2024年

作者：孔娜王希杰李英志苟凯王增加高性能碳纤维制造及应用国家地方联合工程研究中心材料西安康本材料有限公司

通过对无人机翼肋和隔框两种曲面结构件的研制及试验验证，研究成型工艺对复合材料曲面结构件的性能影响。为实现无人机轻量化需求，翼肋采用复合材料泡沫夹芯结构，其外轮廓为曲面，翼肋腹板有减重孔及连接孔，根据翼肋结构在复合材料... 详细信息

通过对无人机翼肋和隔框两种曲面结构件的研制及试验验证，研究成型工艺对复合材料曲面结构件的性能影响。为实现无人机轻量化需求，翼肋采用复合材料泡沫夹芯结构，其外轮廓为曲面，翼肋腹板有减重孔及连接孔，根据翼肋结构在复合材料泡沫夹芯面板上加工预制体，对于预制体边缘泡沫裸露区域，分别采用无封边、碳布封边、胶膜封边三种成型工艺制得翼肋。翼肋分别在气动力载荷与蒙皮张紧力载荷的作用下进行试验，并通过ABAQUS有限元分析软件平台进行位移数值分析，获得三种成型工艺的翼肋在两种载荷作用下的变形对比。结果表明，碳布与胶膜可以对复合材料曲面结构件的泡沫芯材起到保护作用，其中碳布封边的翼肋，即整体包覆式复合材料泡沫夹芯结构翼肋的强度和刚度最高。通过机身隔框结构件的研制，进一步验证整体包覆式复合材料泡沫夹芯结构件的的技术可行性。

关键词：复合材料曲面结构翼肋隔框成型工艺

虚拟电厂内多台小规模火电机组与储能聚合分析及出力优化

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河北电力技术 2023年第3期42卷 20-25,32页

作者：吕鸣阳陈衡马瑞苟凯杰雷兢华北电力大学北京102206 国网河北省电力有限公司电力科学研究院河北石家庄050021

虚拟电厂是一种将先进的通信技术和软件系统相结合,将分布式的发电机组、储能设备系统和用户负荷等分布式设备聚合优化统一调配,参与电力市场运行的新一代控制技术,被认为是统筹协调区域能源供给、实现双碳政策的重要路径。针对当下小... 详细信息

虚拟电厂是一种将先进的通信技术和软件系统相结合,将分布式的发电机组、储能设备系统和用户负荷等分布式设备聚合优化统一调配,参与电力市场运行的新一代控制技术,被认为是统筹协调区域能源供给、实现双碳政策的重要路径。针对当下小型火电机组并网比较困难等问题,基于虚拟电厂能够聚合优化的特性,提出一种考虑供给与负荷转移的虚拟电厂调度策略,以发电系统整体利润最优为目标,从供给侧增强虚拟电厂的调度弹性。在供给侧充分利用火电机组灵活调峰的优势,并通过储能系统实现负荷转移,发挥储能优势。仿真结果表明:储能设备参与虚拟电厂调度,显著提高了虚拟电厂运行的经济性,增强了能源的消纳水平,实现“削峰填谷”的效果。同时,该系统对于外电网的依赖程度大大降低,提高了运行的稳定性与自主性。

关键词：虚拟电厂小型火电聚合储能设备能源消纳

设计稳定的钌基析氢和析氧反应催化剂的基本原理

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Chinese Journal of Catalysis 2024年第5期60卷 68-106页

作者：苟王燕王译晨张铭凯谈晓荷马媛媛瞿永泉西北工业大学深圳研究院广东深圳518057 西北工业大学化学与化工学院陕西西安710072 西安理工大学理学院陕西西安710048

清洁和可再生能源具有地域性和间歇性,需要能量转换和存储技术来解决这些问题.氢气(H_(2))具有无毒、易得、经济、储量丰富和零碳排放的优势,作为能源媒介展现出巨大的潜力.而电分解水技术,因其高效性和便利性,成为了一种极具吸引力、... 详细信息

清洁和可再生能源具有地域性和间歇性,需要能量转换和存储技术来解决这些问题.氢气(H_(2))具有无毒、易得、经济、储量丰富和零碳排放的优势,作为能源媒介展现出巨大的潜力.而电分解水技术,因其高效性和便利性,成为了一种极具吸引力、应用前景广阔且可靠的能源技术.研究表明,在较宽的pH范围内,贵金属催化剂仍然是最优的析氢反应(HER)和析氧反应(OER)催化剂.其中,钌(Ru)作为一种相对便宜的铂族金属,显示出在HER中替代商业铂碳(Pt/C)催化剂以及在OER中替代铱(Ir)的潜力.然而,尽管在提高钌基催化剂的催化活性方面取得了很大进展,但其稳定性问题仍然是阻碍其实际应用的主要障碍.因此,迫切需要全面梳理和综述关于设计稳定钌基HER和OER催化剂的基本原理和最新进展,更好地理解钌基催化剂的催化机理,深入认识影响其稳定性的关键因素,以期为解决这一挑战提供有力的理论支持和实践指导.本文系统总结了钌基催化剂在电分解水反应中关于稳定性研究的最新进展.首先,简要介绍了钌基催化剂在HER/OER中的反应机理以及与之相关的理论计算、原位表征技术、稳定性测试手段和评价标准等方面的研究进展.接下来,详细探讨了钌基催化剂在HER/OER过程中的失活机制,包括载体腐蚀、奥斯特瓦尔德成熟、团聚、颗粒脱离、活性位点中毒、金属溶解、过度氧化和晶体结构坍塌等.基于以上对失活机制的认识,进一步归纳了提高钌基催化剂稳定性的设计策略和机制.在HER方面,从引入导电基底、构筑核壳结构、形成镶嵌结构、增强金属-载体相互作用、相转变工程以及调节中间体吸附和脱附行为等方面阐述了提高钌基催化剂稳定性的策略.对于OER过程,也总结了一系列提高钌基催化剂OER稳定性的策略,包括与铱杂化、构筑核壳结构、引入稳定的载体、化学掺杂、形成固溶体以及转变反应路径.在分析了各种策略的优缺点并提出改进方向后,还概述了钌基催化剂在全电解水以及器件中的研究现状.最后,指出了钌基催化剂稳定性研究所面临的挑战和未来的研究方向:(1)需要更贴近工业实际的稳定性测试策略和评价标准;(2)对失活机制的进一步研究;(3)原位技术的进一步发展和应用;(4)探索更多先进的改性策略,如非晶态载体、范德华异质结、自旋态调节以及微环境调节等;(5)关注实际应用中可能遇到的问题,如催化剂大规模制备、双功能催化剂的设计以及杂质的影响.综上,本文系统地总结了钌基催化剂的反应机制、稳定性测试方法与评价标准、失活机制、设计策略、研究进展、具体应用以及目前存在的挑战,希望能够进一步促进该领域深入水平研究.同时,本文对光催化、热催化、酶催化等催化领域的研究也提供一定的参考和借鉴.

关键词：电催化水分解失活机理钌基催化剂稳定性

基于纳米压痕的构造煤与原生煤结构面力学特性

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中国矿业大学学报 2024年第3期53卷 509-523页

作者：郭敬杰李伟韩祥凯花春雨邓东中国矿业大学煤矿灾害防控全国重点实验室江苏徐州221116 中国矿业大学煤矿瓦斯治理国家工程研究中心江苏徐州221116 中国矿业大学安全工程学院江苏徐州221116

煤与瓦斯突出等矿井动力灾害严重威胁矿井安全高效生产,不同煤体的微观强度、变形和流变特性的研究对矿井高效生产和灾害防治具有重要意义.本文采用纳米压痕技术对典型的构造煤和原生煤试样的结构面进行了测试,研究了构造煤与原生煤的... 详细信息

煤与瓦斯突出等矿井动力灾害严重威胁矿井安全高效生产,不同煤体的微观强度、变形和流变特性的研究对矿井高效生产和灾害防治具有重要意义.本文采用纳米压痕技术对典型的构造煤和原生煤试样的结构面进行了测试,研究了构造煤与原生煤的微观强度、变形、加卸载速率敏感性和蠕变特性.结果表明:相同载荷条件下构造煤变形能力比原生煤更强,弹性恢复能力更弱,构造煤的变形耗散能约为原生煤的2倍,二者结构面存在部分相似的特性.随加卸载速率降低弹性能占比升高,耗散能、弹性模量、刚度下降;载荷加卸载速率小于100μN/s时,强度特性存在较大的波动,载荷加卸载速率大于100μN/s时,强度特性随着速率变化波动变小,当载荷加载速率远大于卸载速率时会出现初始卸载时刻出现应力滞后现象.构造煤在不同载荷条件下蠕变变形能力均大于原生煤,伯格斯模型可以描述煤体纳米压痕条件下蠕变趋势,但不能很好地描述弹性恢复现象,分数阶麦克斯韦模型可以精确描述纳米压痕条件下煤体的蠕变过程.

关键词：纳米压痕构造煤结构面率相关蠕变煤与瓦斯突出

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湖南省乡村旅游发展与生态文明建设耦合的时空特征分析

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科技广场 2021年第1期 86-96页

作者：苟凯歌苟凯杰吉首大学商学院燕山大学车辆与能源学院湖南吉首416000

乡村旅游与生态文明存在天然契合的互动关系,为推动社会可持续发展、建设美丽中国有着重要作用。本文以湖南14个市(州)为研究对象,运用熵值法、耦合协调模型等方法,研究了2010—2018年乡村旅游发展与农村生态文明建设的耦合协调的时空... 详细信息

乡村旅游与生态文明存在天然契合的互动关系,为推动社会可持续发展、建设美丽中国有着重要作用。本文以湖南14个市(州)为研究对象,运用熵值法、耦合协调模型等方法,研究了2010—2018年乡村旅游发展与农村生态文明建设的耦合协调的时空分布特征和相对滞后状况。计算结果表明:(1)乡村旅游发展与生态文明建设存在明显共生关系,虽然湖南省乡村旅游与生态文明建设的耦合协调度不高,但大致呈上升趋势,且湖南省14个市(州)均表现为耦合度大于耦合协调度;(2)就空间角度而言,湖南省乡村旅游发展与生态文明建设的耦合协调度呈现由中部向西北、东北部扩散的态势,张家界的耦合协调度最高;(3)从时间角度来看,2010—2018年,湖南省乡村旅游建设滞后程度与生态文明建设滞后程度不断改善,中部地区(衡阳、邵阳、株洲)改善程度最大。

关键词：乡村旅游生态文明建设耦合度耦合协调度时空耦合分析

小工具,大魅力——浅谈自制教具在小学数学课堂的运用

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试题与研究 2024年第8期 72-74页

作者：苟建杰共青团临洮县新添镇希望小学

数学是一门抽象的、枯燥的、逻辑性强且有一定难度的应用型学科，随着教育改革的深入，如何将小学数学课堂变得生动有趣，打造高效课堂，已经成为众多教师关注并深入思考的课题之一。分析小学数学本质及特点，可以发现教师在课堂教学中... 详细信息

数学是一门抽象的、枯燥的、逻辑性强且有一定难度的应用型学科，随着教育改革的深入，如何将小学数学课堂变得生动有趣，打造高效课堂，已经成为众多教师关注并深入思考的课题之一。分析小学数学本质及特点，可以发现教师在课堂教学中常需要使用一些教学工具辅助教学，通过自制教具并将其运用到数学课堂教学中，能够让教具的辅助教学优势和价值充分发挥，从而为高效课堂构建提供一些助力。本文从“小工具，大魅力”视角展开分析，探索自制教具在小学数学课堂中的具体运用策略。

关键词：自制教具小学数学课堂运用

餐厨废油制备二代生物柴油的加氢催化与水热催化工艺对比

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土木与环境工程学报(中英文) 2024年

作者：梁志杰林钰凯张静马军重庆大学环境与生态学院哈尔滨工业大学环境学院

中国餐厨废油年产量超过500万t，其主要成分为脂肪酸甘油酯，通过合适的化学转化可制备成以脂肪烃类为主要组分的二代生物柴油（烃基生物柴油）。与传统酯基生物柴油（主要成分为脂肪酸甲酯或脂肪酸乙酯）相比，二代生物柴油可与石化柴... 详细信息

中国餐厨废油年产量超过500万t，其主要成分为脂肪酸甘油酯，通过合适的化学转化可制备成以脂肪烃类为主要组分的二代生物柴油（烃基生物柴油）。与传统酯基生物柴油（主要成分为脂肪酸甲酯或脂肪酸乙酯）相比，二代生物柴油可与石化柴油以任何比例混合使用，燃烧性能更佳。目前，以餐厨废油为原料制备二代生物柴油的研究主要包括加氢催化工艺和水热催化工艺。综述了两类工艺的反应机理和反应参数，着重介绍催化剂及载体选择、温度、气体等反应条件的研究与开发，总结各工艺的适用范围，为选择合适的工艺提供依据，并对两项工艺未来的发展方向提出展望：加氢催化工艺在商用上较为成熟，未来研究的重点在于提升催化剂的稳定性和工艺经济性；水热催化工艺作为能够原位产氢的新兴技术，未来应对绿色高效的水热催化剂及连续流水热反应进行深入研究，推动水热催化工艺的工业应用。

关键词：餐厨废油二代生物柴油油脂加氢水热催化原位产氢