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新能源电解水制氢技术发展研究综述

电源学报 2024年

作者：孙浩吴维宁陈丽杰邢作霞沈阳工业大学电气工程学院中集海洋工程有限公司南瑞集团有限公司(国网电力科学研究院有限公司)

本文首先简要介绍氢能相关产业总体发展现状和趋势，详细比较了不同类型电解水制氢技术；然后总结光伏制氢、风能制氢、风光互补制氢技术的发展现状，研判未来发展趋势。最后，针对大规模新能源制氢系统，构建了“绿氢工厂”研究框架体... 详细信息

本文首先简要介绍氢能相关产业总体发展现状和趋势，详细比较了不同类型电解水制氢技术；然后总结光伏制氢、风能制氢、风光互补制氢技术的发展现状，研判未来发展趋势。最后，针对大规模新能源制氢系统，构建了“绿氢工厂”研究框架体系，针对新能源制氢涉及的关键技术提供研发思路，针对相关工程需要的产品及解决方案进行需求分析，为“风-光-氢-储”能源综合利用的未来研究方向提出建议。

关键词：氢能风力发电光伏发电电解水制氢绿氢

基于STD-ST-Former的现货电价长步时空预测

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中国电机工程学报 2024年

作者：张鹏飞胡博胡展硕罗桓桓刘桁宇邢作霞沈阳工业大学电气工程学院国网大连供电公司沈阳工程学院国际教育学院辽宁电力交易中心有限公司国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院

精准的现货电价预测能够为市场参与者的交易策略提供有利的指导，为提高区域现货电价的长步时空预测精度，提出一种基于季节趋势分解-双通道ST-Former的区域现货电价预测框架。该预测框架采用了分解的思想，通过解开区域现货电价中纠缠... 详细信息

精准的现货电价预测能够为市场参与者的交易策略提供有利的指导，为提高区域现货电价的长步时空预测精度，提出一种基于季节趋势分解-双通道ST-Former的区域现货电价预测框架。该预测框架采用了分解的思想，通过解开区域现货电价中纠缠的时间模式，从而获得更可预测的稳定的趋势部分和波动的季节部分，在此基础上，提出一种基于可变Patch时间注意力和空间自注意力相结合的ST-Former模型，以挖掘区域现货电价的长步时空特征，然后，通过ST-Former模型分别对趋势部分和季节部分进行建模构成双通道模型框架，最后，将双通道模型框架的输出结果进行聚合得到最终预测结果，实现区域现货电价的长步时空预测。以澳大利亚电力市场的区域现货电价数据为例，与十二种预测方法进行对比，验证了所提预测框架的有效性和优越性。

关键词：电力市场区域现货电价预测季节趋势分解注意力机制时空相关性长步时空预测

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基于MPC的光电热联合系统建模与控制优化

综合智慧能源 2024年

作者：王哲程钢邢作霞付启桐付长涛辽宁航天凌河汽车有限公司沈阳工业大学

为解决我国北方地区因冬季采暖所产生的能源消耗与环境污染问题，改善光资源丰富、较丰富地区光能利用率不足的现状，充分利用谷电和日照优势，针对太阳能利用与建筑采暖相结合的分布式能源系统性问题，提出一种基于TRNSYS动态建模与数... 详细信息

为解决我国北方地区因冬季采暖所产生的能源消耗与环境污染问题，改善光资源丰富、较丰富地区光能利用率不足的现状，充分利用谷电和日照优势，针对太阳能利用与建筑采暖相结合的分布式能源系统性问题，提出一种基于TRNSYS动态建模与数值建模相结合的光电热联合供暖系统。综合考虑小范围内供暖温度的时滞性以及系统各设备的出力情况，联合Matlab搭建模型预测控制器(MPC)，提出一种基于MPC的误差实时校正优化控制策略。分析表明：采用MPC的控制优化，在热负荷跟踪方面，最大误差降低4.16%，平均误差降低2.79%；在室内温度控制方面，最大偏差降低1.2℃，平均偏差降低0.2℃；在太阳能利用占比方面，太阳辐射强度趋近于800 W/m2时，太阳能利用占比差距达到最大，为8.9%。说明该系统可以更快速、更准确地跟踪建筑热负荷波动，并且有效抑制室内温度的波动，提高清洁能源的利用率。

关键词：光电热联合系统动态建模数值建模模型预测控制误差校正优化

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变速抽水蓄能机组调速系统的自适应反步控制

实验技术与管理 2024年第5期41卷 121-126页

作者：韩璋马润姜福超丁号月赵庆杞张越邢作霞沈阳工业大学电气工程学院辽宁沈阳110870 中国大唐集团新能源股份有限公司北京100052 国网辽宁省电力有限公司技能培训中心辽宁锦州121001

针对变速抽水蓄能机组最优目标转速时常随目标功率的改变而变化的特点,设计了一种带指令滤波的自适应反步控制器。构造了变速机组调速系统的数学模型,根据转速寻优方法建立最优转速模块,并以此为基础设计了对电磁功率进行自适应估计的... 详细信息

针对变速抽水蓄能机组最优目标转速时常随目标功率的改变而变化的特点,设计了一种带指令滤波的自适应反步控制器。构造了变速机组调速系统的数学模型,根据转速寻优方法建立最优转速模块,并以此为基础设计了对电磁功率进行自适应估计的自适应反步控制器。为了克服反步控制中存在的计算膨胀问题,引入了指令滤波,通过仿真模拟实验来检验反步控制在不同负荷工况下的控制效果。仿真结果表明,在各种负荷工况下,所设计的调速控制器能够使系统实际转速很好地跟踪所需的最优转速,证明了所设计的调速控制器的有效性。学生可通过替换最优转速模块,分析自主设计的控制器的稳定性,更加直观地学习控制理论与调速系统的联系。

关键词：变速抽水蓄能反步法指令滤波

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基于SSA-GPR模型的风电机组运行状态监测

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电器与能效管理技术 2024年第4期 65-73,89页

作者：张杰任康马天王伟璐邢作霞韩广明沈阳工业大学电气工程学院辽宁沈阳110870 中国大唐集团新能源股份有限公司北京100000 辽宁省风力发电技术重点实验室辽宁沈阳110870

为提高风电机组发电效率,增加经济收益,实现风电机组运行状态的在线监测,提出一种基于麻雀搜索算法优化高斯过程回归(SSA-GPR)模型的风电机组状态监测新方法。首先对数据采集与监视控制(SCADA)系统采集到的数据进行预处理分析,利用相关... 详细信息

为提高风电机组发电效率,增加经济收益,实现风电机组运行状态的在线监测,提出一种基于麻雀搜索算法优化高斯过程回归(SSA-GPR)模型的风电机组状态监测新方法。首先对数据采集与监视控制(SCADA)系统采集到的数据进行预处理分析,利用相关性分析完成模型的输入量选择;然后利用机组正常运行状态下的参数建立常态回归模型,实时计算重构误差,通过实时监测功率残差值是否超过动态故障阈值来判断机组状态。实例结果表明,所提方法的预测误差更小,并可以提前120 min实现机组异常运行状态预警。

关键词： SCADA数据麻雀搜索算法高斯过程回归状态监测风电机组

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基于随机组合赋权模糊评价的风电机组健康状态评估

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太阳能学报 2022年第8期43卷 340-351页

作者：李进友李媛冯冰邢作霞许增金沈阳工业大学理学院沈阳110870 国网天津市电力公司检修公司天津300000 沈阳工业大学电气工程学院沈阳110870 沈阳工业大学化工装备学院辽阳111003

由于健康指标权重随机性会导致风电机组状态评估灵敏度降低,提出一种评估风电机组健康状态的随机组合赋权模糊评价方法。首先,通过相关性、方差、偏度等多角度分析风电场采集与监视控制系统(SCADA)数据,结合IEC61400-1标准建立机组健康... 详细信息

由于健康指标权重随机性会导致风电机组状态评估灵敏度降低,提出一种评估风电机组健康状态的随机组合赋权模糊评价方法。首先,通过相关性、方差、偏度等多角度分析风电场采集与监视控制系统(SCADA)数据,结合IEC61400-1标准建立机组健康状态评估指标架构,并基于随机因子优化组合权重得到赋权公式,提高评估指标层权重的准确性。其次,为充分覆盖评估指标数据劣化度,基于岭型分布函数建立健康指标劣化隶属度计算函数。结合随机组合权重和隶属度函数,构建风电机组健康状态模糊综合评价数学模型。通过分层评估风电机组健康状态指标架构,得到机组健康等级并实现故障预警。最后,对大连驼山风电场多台机组进行评估试验,结果表明:该文方法能准确评估出风电机组健康状态等级,相比组合赋权云模型方法,灵敏度提高了1.85%。

关键词：风电机组 SCADA系统模糊综合评价法状态评估随机因子随机组合赋权

基于运行曲线的机械式风力提水机组匹配性设计方法研究

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太阳能学报 2022年第2期43卷 465-470页

作者：陈雷邢作霞陈明阳徐健王湘明沈阳工业大学电气工程学院沈阳110870

为改善风力提水机组设计中的部件匹配性问题,提高提水机组运行效率,提出一种机泵分离式风力提水机组匹配性设计方法。通过各部件运行曲线之间的工作点追踪与交叉确定风轮、空气压缩机以及隔膜泵之间相匹配的最佳设计点。并依照该方法设... 详细信息

为改善风力提水机组设计中的部件匹配性问题,提高提水机组运行效率,提出一种机泵分离式风力提水机组匹配性设计方法。通过各部件运行曲线之间的工作点追踪与交叉确定风轮、空气压缩机以及隔膜泵之间相匹配的最佳设计点。并依照该方法设计试验样机,通过对样机的监测,各个运行参数之间的相关性与理论一致,样机运行稳定。该匹配性设计方法可普遍适用于机泵分离式风力提水机组,提高机组的寿命和运行效率。

关键词：风力机适配性设计曲线拟合风力提水空气压缩机隔膜泵机泵分离

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基于数据分析的风电机组偏航机构异常感知方法研究

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太阳能学报 2022年第1期43卷 108-115页

作者：赵丽军邢作霞刘洋赵春溢陈雷厉伟沈阳工业大学电气工程学院沈阳110870 中电投东北电力有限公司沈阳110100

针对风电机组偏航系统动作原理和故障产生原因进行分析,建立偏航机构跟随风向变化灵敏性函数模型;基于指数加权移动平均(EWMA)控制图法和K-S检验分析方法,甄别偏航机构中风向跟踪异常,并提高感知准确性;基于波动互相关分析方法,分析单... 详细信息

针对风电机组偏航系统动作原理和故障产生原因进行分析,建立偏航机构跟随风向变化灵敏性函数模型;基于指数加权移动平均(EWMA)控制图法和K-S检验分析方法,甄别偏航机构中风向跟踪异常,并提高感知准确性;基于波动互相关分析方法,分析单机风向标数据与场群平均风向的相关性;基于运行数据统计,分析偏航机构跟随性概率分布函数,在异常识别基础上进行故障分类。经过理论分析和实验验证,通过数据统计分析方法,可有效实现偏航机构的异常感知,避免机组亚健康运行,有利于实施预测性维护。

关键词：风电机组偏航系统数据统计异常感知相关性分析

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采用感应加热的固体电热储能装置多物理场研究

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储能科学与技术 2023年

作者：张鑫邢作霞付启桐张超姜立兵沈阳工业大学电气工程学院沈阳兰昊新能源科技有限公司

固体电热储能装置是新能源消纳的有效手段，目前固体电热储能装置大多数都采用电阻式加热，其加热时间长、加热温度不均匀、加热电阻丝使用寿命短、易老化等缺点仍无法解决。为了更有效地提高固体电热储能装置储热能力，本文搭建了一套... 详细信息

固体电热储能装置是新能源消纳的有效手段，目前固体电热储能装置大多数都采用电阻式加热，其加热时间长、加热温度不均匀、加热电阻丝使用寿命短、易老化等缺点仍无法解决。为了更有效地提高固体电热储能装置储热能力，本文搭建了一套采用感应加热的固体电热储能装置，利用感应加热加热速度快、无污染的特点，将感应加热技术应用在固体电热储能装置中，并利用COMSOL进行模拟计算，研究了不同电流频率对电磁场与温度场的影响以及流体流速对蓄热体温度均温性的影响。结果表明，固体电热储能装置利用铸铁作为储热材料并采用感应加热，具有良好的蓄热特性，同时加热速度以及蓄热体温度相较于电阻式固体电热储能装置具有较大提升，在加热初始阶段，其温升速率最高可以达到8.5 ℃·min-1，加热阶段结束时，蓄热体整体温度在900 ℃；当风速为0.05 m/s时，蓄热体内部温度分布均匀性最佳。在未来电力市场中具备灵活快速的响应能力。研究结果对感应加热技术研究以及固体电热储能装置开发具有一定参考价值。

关键词：感应加热电热储能装置多物理场耦合温度场均温性