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Key Issues for Modelling, Operation, Management and Diagnosis of Lithium Batteries: Current States and Prospects

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Energy Engineering 2024年第8期121卷 2085-2091页

作者： Bo Yang Yucun Qian jianzhong xu Yaxing Ren Yixuan Chen Faculty of Electric Power Engineering Kunming University of Science and TechnologyKunming650500China State Key Laboratory of Alternate Electrical Power System with Renewable Energy Sources North China Electric Power UniversityBeijing102206China School of Engineering University of LincolnLincolnLN67TSUK Department of Electrical and Electronic Engineering The University of Hong KongHong Kong999077China

1 *** the continuous growth of the global population,the energy demand continues to ***,due to the dominance of fossil fuels in global energy and fossil fuels are non-renewable,it has led to the global energy crisis[1].Besides,the use of fossil fuels will generate a mass of air pollutants(e.g.,carbon dioxide,sulfur dioxide,etc.),which will cause serious environmental pollution,climate change[2],*** resolve the aforementioned issues,countries around the world have implemented a variety of measures hoping to fundamentally adjust the global energy structure and achieve sustainable ***,“Paris Agreement”reached in 2015 under the framework of“United Nations Framework Convention on Climate Change”aims to control the increase in the average temperature of the globe to within 2°C below preindustrial levels,and thereafter to peak global greenhouse gas emissions as soon as possible,continuously decreasing thereafter[3].United Kingdom plans to reduce the average exhaust emissions of“new cars”to approximately 50–70 g/km by 20230,which is roughly half of what it is now[4].In addition,China proposed a plan at“United Nations General Assembly”in 2020 to peak carbon dioxide emissions by 2030 and strive to achieve carbon neutrality by *** is a fact that the whole world is committed to changing the current energy structure,protecting the Earth’s ecology,and achieving global sustainable development[5].

关键词： Lithium batteries optimization operation modelling state estimation life prediction fault diagnosis

具备内部故障仿真能力的永磁同步发电机电磁暂态建模与仿真方法

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电力自动化设备 2024年第4期44卷 151-157页

作者：邹明许建中赵成勇华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室北京102206

对永磁同步发电机(PMSG)内部定子绕组故障的精确建模与仿真有助于设计有效的状态检测系统和控制保护策略。首先对PMSG内部故障特征进行分析和详细的数学推导,给出了适合电磁暂态(EMT)建模的状态空间形式的动态方程。进而提出了一种PMSG... 详细信息

对永磁同步发电机(PMSG)内部定子绕组故障的精确建模与仿真有助于设计有效的状态检测系统和控制保护策略。首先对PMSG内部故障特征进行分析和详细的数学推导,给出了适合电磁暂态(EMT)建模的状态空间形式的动态方程。进而提出了一种PMSG内部故障EMT建模与仿真方法,并推导出其等效电路。利用MATLAB对推导出的方程进行了数值计算迭代求解,并在PSCAD/EMTDC中搭建了PMSG测试模型,与数值计算结果进行分析和对比验证。分析结果表明,PMSG内部故障会在短路路径中产生较大的循环故障电流,但是从发电机外部特性很难判断是否发生内部故障。对比验证结果表明,所建立PMSG内部故障EMT模型可准确反映内部故障特征,验证了所提建模方法的正确性。

关键词：永磁同步发电机定子绕组内部故障数值计算电磁暂态等效模型

储能型STATCOM的优化电压支撑控制策略

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电力系统保护与控制 2024年第1期52卷 145-155页

作者：吴娜赵成勇许建中新能源电力系统全国重点实验室(华北电力大学) 北京102206

针对高压直流输电系统受端换流站发生接地故障时暂态电压失稳问题,提出一种综合故障检测与有功无功输出的储能型链式静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)控制策略。储能型STATCOM具有功率四象限运行能力,通过协调... 详细信息

针对高压直流输电系统受端换流站发生接地故障时暂态电压失稳问题,提出一种综合故障检测与有功无功输出的储能型链式静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)控制策略。储能型STATCOM具有功率四象限运行能力,通过协调装置输出的有功、无功功率可以优化电压支撑效果。首先,改进了故障检测方法,采用双重检测快速判断故障起止时刻。其次,在故障期间控制储能型STATCOM输出一定量的有功功率,可以有效抑制受端连续换相失败,抬升交流电压最低值。同时,对无功功率进行控制切换,避免故障清除后无功回撤不及时导致的受端暂态过电压问题。在PSCAD/EMTDC仿真平台的CIGRE标准系统中对所提电压支撑控制策略与储能型STATCOM常规控制进行对比。结果表明,在不同故障场景中,所提控制策略均能达到更好地电压支撑的效果。

关键词：储能型STATCOM 故障检测换相失败无功切换策略暂态过电压

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企业生态创新驱动系统激励政策优化研究

中国管理科学 2024年第6期32卷 281-289页

作者：梁雁茹徐建中哈尔滨工程大学经济管理学院黑龙江哈尔滨150001

为驱动企业自发生态创新,探究环境规制政策的合理化边界,本文搭建政府、公众和企业三方演化博弈模型,并在此基础上设计线性动态惩罚方案和非线性动态惩罚-补贴方案,利用响应曲面法求解非线性动态方案下二次项补贴函数的最优系数值。借... 详细信息

为驱动企业自发生态创新,探究环境规制政策的合理化边界,本文搭建政府、公众和企业三方演化博弈模型,并在此基础上设计线性动态惩罚方案和非线性动态惩罚-补贴方案,利用响应曲面法求解非线性动态方案下二次项补贴函数的最优系数值。借助仿真工具与李雅普诺夫定理双重验证三个不同阶段企业生态创新行为的稳定情况。研究结果表明:(1)静态方案下企业自主采取生态创新的意愿随机性强,呈不稳定状态。(2)线性方案可促使系统稳定但非最优状态。(3)在非线性动态惩罚-补贴方案下系统可达到最优稳定状态,生态创新可持续发展。研究结论可为设计非线性动态激励政策提供参考。

关键词：生态创新环境规制演化博弈响应曲面法

大规模海上风电场电磁暂态受控源解耦加速模型

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电力系统自动化 2024年第2期48卷 1-8页

作者：邹明王焱许建中赵成勇新能源电力系统全国重点实验室(华北电力大学) 北京市102206

随着风电装机容量及占比越来越大,大规模风电场电磁暂态仿真速度极慢的问题愈加凸显。针对现有建模方法复杂、无法反映风电场内部特性、灵活性不足等问题,提出一种大规模海上风电场电磁暂态受控源解耦加速模型。该方法通过受控源传递端... 详细信息

随着风电装机容量及占比越来越大,大规模风电场电磁暂态仿真速度极慢的问题愈加凸显。针对现有建模方法复杂、无法反映风电场内部特性、灵活性不足等问题,提出一种大规模海上风电场电磁暂态受控源解耦加速模型。该方法通过受控源传递端口间电压和电流信息,实现风电机组内部元件之间以及不同风电机组之间端口的解耦,从而将系统解算过程中高阶矩阵分解为多个小矩阵以实现快速仿真。基于节点分析法和基尔霍夫定律证明了该方法的有效性。所提出的受控源解耦加速模型建模方法简单,通过仿真软件中现有模块拖拽即可搭建,可以准确仿真风电场的各种暂稳态工况,并且提速效果明显。同时,所提受控源解耦加速模型可与现有文献所提方法互补,扩展其灵活性。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建了不同机组数量的风电场模型,验证了受控源解耦加速模型的仿真精度及加速效果。结果表明,所提受控源解耦加速模型可实现1~2个数量级的加速效果,且相比详细模型具有较高的仿真精度。

关键词：海上风电场风电机组电磁暂态仿真受控源解耦加速模型等效建模

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考虑参数频变特性的电力电缆改进贝杰龙模型

中国电机工程学报 2024年第9期44卷 3722-3731,I0033页

作者：王惠泽曹书豪冯谟可许建中新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京市昌平区102206

新型电力系统中电力电子设备、可再生能源机组和交直流电网间的相互作用会导致宽频谐振问题,而电力电缆作为新能源并网的关键环节,其不可忽略的分布电容会增加系统发生宽频谐振的风险。目前,对该问题的研究多使用时域仿真法、阻抗分析... 详细信息

新型电力系统中电力电子设备、可再生能源机组和交直流电网间的相互作用会导致宽频谐振问题,而电力电缆作为新能源并网的关键环节,其不可忽略的分布电容会增加系统发生宽频谐振的风险。目前,对该问题的研究多使用时域仿真法、阻抗分析法等方法,但对电力电缆的建模多未考虑其分布参数特性及参数频变特性,由此会导致稳定性评估结果不准确及时域仿真效率降低、虚值振荡等问题。传统贝杰龙模型具有分布参数特性,但由于其未考虑参数频变特性,会造成高次谐波放大等问题。为确定适用于谐波频段内的电力电缆建模方法,该文根据电缆结构总结出简化的电力电缆谐波频段电气参数计算方法;在此基础上,深入挖掘贝杰龙模型优势,根据相关谐波频率修正电缆电气参数来改进传统贝杰龙模型;最后对比电力电缆电气参数简化计算方法得出的结果与PSCAD/EMTDC中计算得出的结果,同时对提出的改进模型进行时域仿真测试,验证其正确性和有效性。

关键词：电力电缆建模贝杰龙模型频变特性电缆参数计算

对转压气机动叶热态形变气动影响效应及冷热态叶型变换方法研究

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工程热物理学报 2024年第2期45卷 394-400页

作者：王一勐徐强仁白素娟赵巍赵庆军徐建中中国科学院工程热物理研究所北京100190 中国科学院大学航空宇航学院北京100049 中国科学院轻型动力创新研究院北京100190 中国科学院工程热物理研究所分布式冷热电联供系统北京市重点实验室北京100190

为探究高负荷对转压气机动叶形变对气动性能的影响,采用热流固耦合计算方法分析了离心、气动及热载荷作用下的叶片形变规律,探索了形变下低压转子及对转压气机的气动性能变化机理,并进一步开展了冷热态叶型变换方法研究。结果表明:在总... 详细信息

为探究高负荷对转压气机动叶形变对气动性能的影响,采用热流固耦合计算方法分析了离心、气动及热载荷作用下的叶片形变规律,探索了形变下低压转子及对转压气机的气动性能变化机理,并进一步开展了冷热态叶型变换方法研究。结果表明:在总载荷作用下,低压转子和高压转子叶片前缘分别向吸力面和压力面方向形变,导致低压转子工作点向失速边界移动,对转压气机堵塞流量降低,峰值效率下降。通过采用基于虚功原理的逆向求解计算,可以在无需变形量反向插值和迭代修正下得到动叶的冷态叶型,进而实现设计的气动性能。

关键词：对转压气机热流固耦合叶片形变冷热态变换

螺柱焊技术在岸边集装箱起重机生产中的研究及应用

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起重运输机械 2024年第3期 60-66页

作者：徐建中上海振华重工(集团)股份有限公司长兴分公司上海201913

岸边集装箱起重机是港口集装箱装卸的主要设备,其制作流程复杂,涉及机械、电气、液压等众多领域;制作工艺复杂,涉及机加工装配、焊接、涂装、总装等环节。在岸边集装箱起重机焊接的环节主要采用埋弧焊、气保焊,尤其是在特点构件特定位... 详细信息

岸边集装箱起重机是港口集装箱装卸的主要设备,其制作流程复杂,涉及机械、电气、液压等众多领域;制作工艺复杂,涉及机加工装配、焊接、涂装、总装等环节。在岸边集装箱起重机焊接的环节主要采用埋弧焊、气保焊,尤其是在特点构件特定位只能采用手工焊接,存在效率低、焊接质量不高、焊后打磨工作量较大等问题。因此,从生产制作的痛点入手,以AWS D1.1标准为指导,以定制化的标书技术要求为目标,重点从技术方面研究异种材质以及同种材质螺柱焊技术,针对岸边集装箱起重机零部件制作的结构特点、制作流程、制作特点进行综合分析,旨在解决制作过程中焊接制作流程优化、质量问题、焊工短缺、焊后打磨等问题,最终实现岸边集装箱起重机制作过程中部分构件的高效和绿色焊接,推进制作工艺的创新。

关键词：螺柱焊同种材质螺柱焊试验异种材质螺柱焊试验螺柱焊技术研究流程优化

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风电场站等值模型综合评价体系

电力自动化设备 2024年第7期44卷 271-277页

作者：王晗玥付乐融刘星井航冯谟可许建中华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室北京102206

为实现多类风电场站等值模型综合评价,搭建全拓扑详细模型作为基准模型,通过集电网络等值与风电机组聚合分别得到单机等值模型、馈线等值模型2个评价对象。提出基于改进层次分析的等值模型综合评价体系,包含多工况的时空层面评价指标。... 详细信息

为实现多类风电场站等值模型综合评价,搭建全拓扑详细模型作为基准模型,通过集电网络等值与风电机组聚合分别得到单机等值模型、馈线等值模型2个评价对象。提出基于改进层次分析的等值模型综合评价体系,包含多工况的时空层面评价指标。针对所提评价指标,在PSCAD/EMTDC环境中对3个模型展开仿真测试,给出2个等值模型的综合评价结果:在对仿真速度要求不高时,馈线等值模型评价综合值更高,具备多种问题分析能力,普适性更好。所提综合评价体系从仿真层面出发,实现了对风电场站等值模型包括稳态运行点、小干扰、暂态运行条件、集电网络空间体征、仿真速度多项指标的全方位评价。

关键词：风电场站等值模型层次分析评价指标综合评价体系

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