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动态机车工况下质子交换膜燃料电池电堆衰退性能分析

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电工技术学报 2022年第18期37卷 4798-4806页

作者：张雪霞黄平蒋宇陈维荣西南交通大学电气工程学院成都611756

为探究质子交换膜燃料电池(PEMFC)电堆在动态机车工况下的衰退性能,该文结合极化曲线、等效电路模型(ECM)方法和弛豫时间分布(DRT)方法对电池进行分析。针对5kW电堆,测量了机车工况下运行0h、110h、220h及330h后,第1、20和40片电池的极... 详细信息

为探究质子交换膜燃料电池(PEMFC)电堆在动态机车工况下的衰退性能,该文结合极化曲线、等效电路模型(ECM)方法和弛豫时间分布(DRT)方法对电池进行分析。针对5kW电堆,测量了机车工况下运行0h、110h、220h及330h后,第1、20和40片电池的极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)。建立PEMFC三阶等效电路模型,根据模型参数分析PEMFC内部变化。计算EIS相应的DRT,根据不同波峰解释PEMFC各极化过程的变化。结果表明:该电堆不同单片的主要损耗都发生在氧气还原反应过程和质量传输过程中,但动态工况下不同单片的衰退趋势不一致。电堆入口的电池1在110~220h期间衰退速率最快,电堆中间的电池20衰退速率随时间逐渐加快,电堆出口电池40在220~330h期间衰退速率最快。且由于电池40在0h未活化完全,导致其在0~110h期间出现性能提升。

关键词：动态机车工况质子交换膜燃料电池电堆衰退电化学阻抗谱不一致性

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基于EKF在线辨识的多堆燃料电池系统最大效率点跟踪控制方法

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中国电机工程学报 2022年第2期42卷 673-683页

作者：李奇刘强王天宏陈维荣西南交通大学电气工程学院四川省成都市610031

为保证多堆燃料电池系统(multi-stack fuel cell system,MFCS)在负载不断变化条件下仍能稳定运行在最大效率点,该文提出了一种基于扩展卡尔曼滤波(extended Kalman filter,EKF)在线辨识算法的MFCS最大效率点跟踪控制的方法。该方法利用... 详细信息

为保证多堆燃料电池系统(multi-stack fuel cell system,MFCS)在负载不断变化条件下仍能稳定运行在最大效率点,该文提出了一种基于扩展卡尔曼滤波(extended Kalman filter,EKF)在线辨识算法的MFCS最大效率点跟踪控制的方法。该方法利用EKF的实时在线拟合能力,快速实现对MFCS效率/功率曲线的辨识,做到实时估计系统最大效率点功率,并通过功率分配方法实现各个电堆间出力的合理分配,来达到维持系统在最大效率点处稳定运行的目的。最后,在搭建的RT-LAB半实物硬件在环测试平台上,与扰动观测(perturb and observe,P&O)算法进行了对比分析。实验结果证明,该文所提方法能够快速的实时估计MFCS最大效率点功率并且实现跟踪控制,减小燃料电池功率变化率等退化参数,提高燃料电池的耐久性。

关键词：多堆燃料电池系统实时最大效率点跟踪扩展卡尔曼滤波功率分配方法硬件在环

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电气化铁路接入下的电力系统概率潮流分析

中国电机工程学报 2019年第23期39卷 6899-6900,6901-6907页

作者：陈维荣姜天戴朝华袁爽西南交通大学电气工程学院

随着我国铁路爆发式发展,电气化铁路牵引供电系统以其三相变两相、单相独立运行,兼具随机性、冲击性的特有性质,给电力系统带来重大挑战。为了从电力系统侧考察电气化铁路牵引负荷对系统的影响,将基于蒙特卡罗法的单相概率潮流算法同基... 详细信息

随着我国铁路爆发式发展,电气化铁路牵引供电系统以其三相变两相、单相独立运行,兼具随机性、冲击性的特有性质,给电力系统带来重大挑战。为了从电力系统侧考察电气化铁路牵引负荷对系统的影响,将基于蒙特卡罗法的单相概率潮流算法同基于相序混合建模的三相潮流算法相结合,把分析对称系统的概率潮流算法推广到不对称系统。最终提出适合具有三相不对称性和随机性的电气化铁路接入的电力系统概率潮流算法。使用牵引变电所的有功和无功概率模型描述牵引负荷,并采用相序混合法对电力系统建模,既便于使用相模型表示牵引负荷,又便于使用序模型建立对称元件的概率模型。基于MATPOWER中的Case 30算例进行仿真,获取各节点的三相电压概率分布,以及各支路的三相潮流概率分布,分析牵引负荷接入对系统节点电压和支路潮流的影响,仿真结果不仅反映了牵引负荷随机性的影响,也体现了其不平衡性的影响。

关键词：电气化铁路三相概率潮流蒙特卡罗法相序混合建模

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车用燃料电池阴极系统特性

西南交通大学学报 2013年第6期48卷 1052-1058页

作者：郭爱李奇陈维荣刘志祥西南交通大学电气工程学院四川成都610031

为了提高车用燃料电池效率,利用物质守恒定律、理想气体方程以及二维插值法,建立了含有双螺杆压缩机的阴极系统模型,讨论了根据压缩机转速、压缩比计算其流量和功耗的方法,分析了环境因素对压缩机的影响以及阴极流体特性、过氧比特性.... 详细信息

为了提高车用燃料电池效率,利用物质守恒定律、理想气体方程以及二维插值法,建立了含有双螺杆压缩机的阴极系统模型,讨论了根据压缩机转速、压缩比计算其流量和功耗的方法,分析了环境因素对压缩机的影响以及阴极流体特性、过氧比特性.研究结果表明:在设定条件下,随过氧比变化,系统输出功率和效率的变化规律一致,最优过氧比为2.5,电能利用效率随过氧比增大呈单调下降趋势;工作温度升高能够提高系统输出功率,但会使系统电能利用效率有微弱降低,工作温度由60℃升到80℃时,系统输出功率增长5.03%,电能利用效率降低0.57%.

关键词：燃料电池电动车辆双螺杆压缩机过氧比阴极系统

考虑两阶段电转气的区域综合能源系统优化调度

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西南交通大学学报 2023年第6期58卷 1221-1230页

作者：陈维荣冉韵早韩莹李奇西南交通大学电气工程学院四川成都610031

针对区域综合能源系统的弃风弃光问题和经济成本最优问题,提出一种考虑电转气(P2G)两阶段模型的区域综合能源系统优化调度方法.首先,以电-气-热-储-氢耦合的区域综合能源系统作为研究对象,建立系统各设备模型及P2G两环节模型;接着,在相... 详细信息

针对区域综合能源系统的弃风弃光问题和经济成本最优问题,提出一种考虑电转气(P2G)两阶段模型的区域综合能源系统优化调度方法.首先,以电-气-热-储-氢耦合的区域综合能源系统作为研究对象,建立系统各设备模型及P2G两环节模型;接着,在相关功率约束条件下建立系统优化调度模型;在此基础上,引入激励型电力需求侧响应,采用混合整数规划YALMIP函数对其优化,得到优化后负荷曲线,通过改变可转移负荷的用电时间以提升系统的经济性;再次,以日运行成本最小为优化目标,使用混合整数线性规划方法求解优化调度方案,并计算相应的成本;最后,结合某一地区的历史数据,利用本文所提出的优化调度方法求解电-气-热-储-氢耦合区域综合能源系统的优化调度结果,并开展不同季节、是否含P2G环节、是否考虑需求侧响应影响因素下的技术经济分析,验证了该方法的合理性和有效性.研究结果表明:考虑两阶段P2G环节后,冬、夏季系统弃风弃光量均大幅减少,经济成本分别减少32.62%和61.64%;考虑需求侧响应后,冬季系统经济成本减少比例进一步提升至33.69%.

关键词：多能耦合综合能源系统 P2G 需求侧响应优化调度经济分析

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IGU实时精密星历预推轨道精度分析

东南大学学报（自然科学版） 2013年第A02期43卷 384-387页

作者：何帆高成发潘树国陈伟荣东南大学交通学院南京210096 东南大学仪器科学与工程学院南京210096

为了满足实时精密单点定位对卫星轨道坐标精度和实时性的要求，分析了IGU实时精密星历的预推轨道精度，计算出各个预推时刻的轨道误差值，进而得到预推时间与轨道精度的近似函数关系式．对31d的IGU星历数据进行统计分析，得到GPS卫星预... 详细信息

为了满足实时精密单点定位对卫星轨道坐标精度和实时性的要求，分析了IGU实时精密星历的预推轨道精度，计算出各个预推时刻的轨道误差值，进而得到预推时间与轨道精度的近似函数关系式．对31d的IGU星历数据进行统计分析，得到GPS卫星预推3—9h的轨道精度指标及不同Block类型的GPS卫星轨道精度，进而判断IGU星历能否满足精密单点定位的需求．研究结果表明：预推4h和8h卫星轨道误差值分别为5．0cm和6．5cm，且误差值与预推时间呈近似一次函数关系；对于不同类型的卫星，轨道精度存在差异，其中Block1IA类型的3颗卫星PRN04，RN08，RN09的轨道精度最低，剔除这3颗卫星后，轨道精度最大可提高10．64％．

关键词： IGU星历轨道误差预推轨道实时精密单点定位

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牵引变电站多媒体远程监控系统设计及开发

电力系统自动化 2001年第12期25卷 45-47,68页

作者：黄慧汇何三波陈维荣陈学光西南交通大学电气化自动化研究所成都610031 铁道部第三勘测设计院电化处天津300142

针对电气化铁路牵引供电系统的实际情况 ,讨论了用于变电站自动化系统中的远程视频监控技术。在视频信息的压缩方法上选用自适应能力强的 H.2 63标准 ,以适应电气化铁路系统恶劣的通信环境。变电站与调度中心采用 DDN方式组网通信 ,并... 详细信息

针对电气化铁路牵引供电系统的实际情况 ,讨论了用于变电站自动化系统中的远程视频监控技术。在视频信息的压缩方法上选用自适应能力强的 H.2 63标准 ,以适应电气化铁路系统恶劣的通信环境。变电站与调度中心采用 DDN方式组网通信 ,并讨论了先进的基于嵌入式 Web Server的远程视频监控方法。分析及开发实践表明 ,该方案能满足变电站自动化系统对视频监控的可靠性和实时性的要求。

关键词：牵引变电站多媒体电气化铁路供电系统远程监控系统

基于团簇线的Fe-B-Y基五元块体非晶合金

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金属学报 2007年第8期43卷 797-802页

作者：陈伟荣王清程旭张庆瑜董闯大连理工大学三束材料改性国家重点实验室

在三元Fe-B-Y合金系中,以团簇线判据设计了5个基础合金成分,即5条成分线Fe_8B_3-Y,Re_8R_2-Y,Fe_(83)B_(17)-Y,Fe_6B-Y和Fe_9B-Y与一条团簇线Fe_(12)Y-B的交点.在此基础上加入微量Nb和M(M=Ti,Hf,Ta,Mo,Ni和Sn)形成五元合金,用铜模铸造方法制备出直径为3mm的合金棒.考虑到元素B和Y在合金制备过程中的损耗,对每个合金进行了成分修正.在M=Ti,Hf,Ta和Mo时,能够形成块体非晶合金的三元基础成分均接近Fe_8B_3-Y与Fe_(12)Y-B两条团簇线交点成分,表明其对应的基础团簇为Archimedes八面体反棱柱Fe_8B_3.最佳非晶成分为(Fe_(69.9)B_(24.6)Y_(5.5))_(96)Nb_2Ti_2,其T_g=944 K,T_x=997 K,T_(rg)=0.666.当M=Ni和Sn时,均没有得到块体非晶合金.

关键词：团簇线铁基块体非晶合金成分设计

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几种高速受电弓／接触网系统性能的比较

西南交通大学学报 2009年第3期44卷 354-359页

作者：陈维荣李文豪张倩 THOMAS Reichmann 西南交通大学电气工程学院四川成都610031 西门子公司交通技术集团电气化工程部德国爱尔兰根D-91052

为探讨高速受电弓与接触网之间的相互作用,选取DSA250和DSA380高速受电弓与不同速度等级的2种简单链型悬挂和2种弹性链型悬挂接触网系统相匹配,采用有限元法,建立了三维接触网模型和质量-阻尼-刚度受电弓模型.根据受电弓/接触网系统的... 详细信息

为探讨高速受电弓与接触网之间的相互作用,选取DSA250和DSA380高速受电弓与不同速度等级的2种简单链型悬挂和2种弹性链型悬挂接触网系统相匹配,采用有限元法,建立了三维接触网模型和质量-阻尼-刚度受电弓模型.根据受电弓/接触网系统的相关系列标准,考虑受流质量和运行安全性,对不同系统的弓网动态性能进行了评价和比较.研究表明:在200～250km/h速度区间,适合采用设有预弛度的简单链型悬挂接触网,也可考虑采用弹性链型悬挂方式;300km/h以上时,宜采用不设预弛度的弹性链型悬挂.

关键词：高速铁路弓网仿真受流质量安全性