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基于源荷预测的含多能储能区域电热系统的优化调度

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浙江电力 2023年第9期42卷 17-26页

作者：许烽陶远超陆翌裘鹏李心宇孙浩覃洪培国网浙江省电力有限公司电力科学研究院杭州310014 浙江大学电气工程学院杭州310027

随着新型电力系统建设不断推进,以风光为代表的可再生能源装机容量进一步增加,源荷双侧的随机性和不确定性为电力系统运行带来极大的挑战。为此,提出一种基于多能源荷预测的区域电热系统储能优化调度方法,利用多能储能灵活调节能力及系... 详细信息

随着新型电力系统建设不断推进,以风光为代表的可再生能源装机容量进一步增加,源荷双侧的随机性和不确定性为电力系统运行带来极大的挑战。为此,提出一种基于多能源荷预测的区域电热系统储能优化调度方法,利用多能储能灵活调节能力及系统电热耦合特性提高光伏消纳水平。首先,运用改进极限学习机模型和K-means聚类算法对光伏出力及电热负荷进行预测。然后,引入条件风险价值量化光伏出力不确定性对运行成本的影响,以运行成本和条件风险价值加权之和最小为目标,建立含蓄电池、飞轮储能及蓄热罐的区域电热系统优化运行调度模型,通过多能储能响应电热系统灵活运行调节需求。最后,通过算例分析表明了所提方法的有效性。

关键词：源荷预测多能储能电热系统优化调度条件风险价值

基于碳纳米管薄膜的新型电热防除冰系统设计及其应用性能

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宇航材料工艺 2022年第3期52卷 46-52页

作者：解傲寒李梦赵欣黄成超徐梓轩中国民用航空飞行学院广汉618307

对新型化学气相沉积法(CVD法)制备的碳纳米管薄膜(CNTF)的相结构和微观形貌进行了表征。根据CNTF内的碳纳米管杂乱交错,排列无规则,但孔隙率较高的微观结构特点,提出了基于这种CNTF的飞机电热防除冰系统的设计方案及其制备工艺流程。该... 详细信息

对新型化学气相沉积法(CVD法)制备的碳纳米管薄膜(CNTF)的相结构和微观形貌进行了表征。根据CNTF内的碳纳米管杂乱交错,排列无规则,但孔隙率较高的微观结构特点,提出了基于这种CNTF的飞机电热防除冰系统的设计方案及其制备工艺流程。该方案采用了CNTF和环氧树脂等轻质材料,对样件制备工艺进行了探讨和优化。通过电发热特性测试及防除冰功能测试对此种新型电热防除冰系统样件的电热性能进行了研究。试验结果表明,此种新型电热防除冰系统结构简单,质量小,易于与飞机铝合金蒙皮相结合,有利于减小飞机空重,降低飞行成本;在电热过程中获得的有效平均温度为47℃,可有效地加快冰层融化,在实际应用中具有良好的前景。

关键词：碳纳米管薄膜飞机防除冰电热系统环氧树脂

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基于碳纳米管薄膜的飞机电热系统的研究

基于碳纳米管薄膜的飞机电热系统的研究

作者：解傲寒中国民用航空飞行学院

学位级别：硕士

飞机结冰是一种严重影响飞行安全的因素。早在二十世纪20年代末期,人们就开始了对飞机结冰现象的研究,并逐渐诞生了多种飞机的防除冰技术。发展至今,基于发动机引起的气热防除冰技术已在运输航空飞机上得到了比较广泛的应用。目前,伴随... 详细信息

飞机结冰是一种严重影响飞行安全的因素。早在二十世纪20年代末期,人们就开始了对飞机结冰现象的研究,并逐渐诞生了多种飞机的防除冰技术。发展至今,基于发动机引起的气热防除冰技术已在运输航空飞机上得到了比较广泛的应用。目前,伴随着全电飞机、无人机等新型飞行器的快速发展,飞机的电热防除冰技术也进入到了突破传统、推广应用的关键阶段。本研究对由化学气相沉积法(Chemical vapor deposition,CVD)制备的新型碳纳米管薄膜(Carbon Nanotubes Films,CNTF)的相结构、微观形貌及其电发热性能进行了表征。提出了以这种碳纳米管薄膜作为主发热材料的飞机电热防除冰系统的设计方案,探索了将该电热系统复合到飞机承载结构上形成飞机电加热防除冰系统样件的制备工艺。本研究提出的飞机电热防除冰系统的设计方案采用碳纳米管薄膜和环氧树脂等轻质材料,对碳纳米管薄膜的形状与尺寸、电路连接方式、电热系统的结构以及飞机电加热防除冰系统样件的制备工艺流程进行了探索。表征了样件表面粘接层的附着力、不同电源功率条件下样件蒙皮一侧的表面温度分布以及不同热流密度条件下样件蒙皮一侧温度与时间的关系。在此基础上,通过基于ANSYS软件的数值计算以及样件的实际防除冰功能测试,对飞机电加热防除冰系统样件的应用性能进行了研究。主要研究结果如下:1.经过优化得到的飞机电加热防除冰系统样件设计制备方案如下:使用无水乙醇将铝合金板表面进行清洁后,在其表面制备一层75μm厚的环氧树脂湿膜。将此湿膜干燥1 h,使其半固化后,铺贴上设计好的“2”字型碳纳米管薄膜,然后继续将上述物料干燥1 h,使得环氧树脂层完全固化。将导线与温度控制开关粘贴连接好之后,再在样件表面覆盖一层由玻璃纤维带增强的环氧树脂基复合材料作为保护层,并将其干燥2 h,使保护层完全固化。飞机电加热防除冰系统样件在通电加热时,由PTC温度开关控制电路通断。当系统温度达到设计值时,PTC温度开关断开,系统停止发热,开始降温,当系统温度降低到一定程度后,PTC温度开关重新接通,系统重新开始发热。2.环氧树脂层在铝合金板上的附着力较高,可以防止电热防除冰系统因发动机工作振动而从飞机机身上脱落。飞机电加热防除冰系统样件在通电发热时,其蒙皮表面一侧的温度分布在各个温度条件下都较为均匀。在持续工作过程中,其对外输出热量时,蒙皮外表面温度在43～55℃之间,这有利于可靠地对飞机机翼表面各处的冰层或过冷水进行去除。3.本研究设计并制备的飞机电加热防除冰系统样件在常温下通电发热条件下,当热流密度达到1193 W/m时,其蒙皮一侧的表面温度即可达到55℃的设计工作温度上限值。ANSYS数值计算的结果表明,在万米高空中,热流密度达到3553 W/m时,蒙皮一侧的表面温度即可达到55℃的设计工作温度上限值。从地面到万米高空,电热系统所需输入功率的变化速率较小,因此,只需在电路中加入一个规格为1～2.5 A的可变限流器即可实现较为稳定的功率调节。4.由ANSYS建模及数值计算可知,飞机电加热防除冰系统样件在通电发热过程中产生的热应力最大部分被铝合金即飞机承载结构所承受,最大部分热应力平均约为100MPa,最大热变形应变程度仅为0.438%,因此对材料的热传导性能的影响轻微,在实际应用时,结构和防除冰功能受到热变形的影响很小。

关键词：碳纳米管薄膜飞机防除冰电热系统环氧树脂热变形

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电热熔盐换热系统设计与性能研究

电热熔盐换热系统设计与性能研究

作者：张凯南京理工大学

学位级别：硕士

熔盐是一种优良的高温传热蓄热介质,有使用温度范围宽、蒸汽压低、热容量大、高温粘度小、热稳定性高以及价廉易得等优点,在新能源领域和高温加热领域具有巨大的应用潜力。国内外在高温熔盐流动与换热方面已开展了一些研究工作,但大多... 详细信息

熔盐是一种优良的高温传热蓄热介质,有使用温度范围宽、蒸汽压低、热容量大、高温粘度小、热稳定性高以及价廉易得等优点,在新能源领域和高温加热领域具有巨大的应用潜力。国内外在高温熔盐流动与换热方面已开展了一些研究工作,但大多集中在简单管道结构,针对实际应用系统与设备换热过程的公开文献较少,而且以导热油或蒸汽为工质的常规换热系统设计显然不宜简单推广到熔盐系统,因此开展相关研究很有必要。本文作者设计了一套小型电热熔盐换热系统,并对该系统性能进行了具体研究。首先,采用热力计算与数值模拟结合的方法对熔盐炉内熔化及升温过程进行了研究,设计了一套电热熔盐加热炉,该加热炉额定功率15kW,炉内有强化导热翅片,壁面温度不超过熔盐分解温度,在静态加热条件下,4h内可将熔盐全部熔化;设计并制作了换热系统管路电伴热装置,计算并测量了管道伴热元件性能,以典型的伴热元件为例,在60W加热功率下,12min内能使管道内壁温度达到熔盐熔点以上;研制了一种低成本热式熔盐流量传感器,采用该传感器进行了水流量测试验证和熔盐流量测试仿真计算,结果表明该传感器在原理上可用于管内熔盐流量的工程测量。其次,设计并搭建了一套熔盐加热气体的换热系统,对该系统的动态特性(包括预热动态和运行动态)进行了研究。计算并实测了热风预热翅片管换热器的动态过程,结果表明该动态过程时间远小于熔盐加热炉预热时间,说明熔盐加热炉预热是系统预热过程的主要时间瓶颈;同时对运行过程中的动态特性进行了仿真计算,讨论了工况参数变化时系统的过渡特性;建立了熔盐加热气体换热系统的运行程序;所得结果可为系统运行控制提供参考。最后,采用数值模拟方法研究了熔盐加热固体物料的桨叶换热器的流动换热特性,比较了3m2桨叶换热器所用的实心桨叶、封闭空心桨叶和开孔空心桨叶三种换热单元的性能,讨论了典型结构参数和运行参数对换热性能的影响,结果表明开孔空心桨叶的换热能力明显优于实心桨叶和封闭空心桨叶,实际的结构设计应权衡换热、压降和强度等多个因素。

关键词：熔盐电热系统气体换热系统桨叶换热器伴热系统

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含风力发电的电热综合能源系统经济调度研究

含风力发电的电热综合能源系统经济调度研究

作者：高志宇中国矿业大学

学位级别：硕士

在能源与环境的双重危机下,风力发电在我国占有的比重越来越大。风电与生俱来的波动性和不确定性威胁着电网的功率平衡,是导致弃风的主要因素。电热系统使得电、热能源相互转换,以此减少弃风。风电变化的快速性,可能造成电转热设备无法... 详细信息

在能源与环境的双重危机下,风力发电在我国占有的比重越来越大。风电与生俱来的波动性和不确定性威胁着电网的功率平衡,是导致弃风的主要因素。电热系统使得电、热能源相互转换,以此减少弃风。风电变化的快速性,可能造成电转热设备无法及时跟随风电变化,因此在电热系统中需要考虑电转热设备与风电的响应速度。储能装置具有很好的削峰填谷作用,不同储能装置能够跟随风电频段不同,需要将其与不同风电频段匹配。另外,风电的不确定性导致预测时会产生较大误差,电热系统自身的储热特性可以减小预测误差对电网的冲击。因此,以提高风电消纳为目的,分析电热系统与风电特性,研究电热系统调度模型和策略,成为此领域的研究热点问题。基于此,本文研究内容如下:（1）为解决电转热设备由于设备限制可能无法及时消纳风电的问题,提出一种基于电转热设备的经济调度方法。考虑空气源热泵具有响应速度快,供热效率高和清洁环保的优点,建立基于空气源热泵的调度模型。在风电富余时,使用空气源热泵将多余风电转化成热能,为电热系统提供热量,多余部分可以用储热装置存储,在风电低谷时释放热能,减少切负荷。通过算例对比验证了采用空气源热泵的电热系统调度模型的有效性。（2）为解决不同时间尺度的电锅炉、储能装置和风能匹配的问题,提出一种基于改进变分模态分解（Improved Variational Mode Decomposition,IVMD）的电热系统多时间尺度经济调度方法。首先对变分模态分解方法进行改进,与原有变分模态分解方法根据信号特性完全自适应分解不同,改进后的方法可在规定中心频率的基础上根据信号特性自适应分解。然后利用IVMD根据风电消纳装置响应速度确定的中心频率,将风电功率信号分成3层,使不同的风电功率分解分量变化速度与消纳装置的响应速度相匹配。接着建立日前、日内和实时多时间尺度经济模型,根据响应时间的长短,确定风电消纳设备和消纳风电分量。算例验证了基于IVMD分解结果的调度模型的有效性。（3）为利用热网自身储热特性抑制风电预测误差对电网平衡的冲击,提出一种基于热网储热特性的电热系统多时间尺度经济调度方法。首先使用长短期记忆神经网络预测日内风电预测误差和实时风电预测误差,将热网的储热特性和延时特性考虑到多时间尺度策略中,在日前调度和日内调度模型中利用热网的惯性平移产生的储热特性抑制日内风电预测误差,在实时调度模型中,利用储能装置减小实时风电预测误差对于电热系统的影响。算例对比验证了调度模型的有效性。该论文有图39幅,表14个,参考文献81篇。

关键词：电转热设备变分模态分解方法电热系统储热特性经济调度

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烘干室电热系统设计

机床电器 2005年第5期32卷 56-58页

作者：唐大保北京电器有限公司 102600

0概述喷漆房烘干室用于金属零部件喷漆后烘干.根据喷漆烘干工艺的要求,温度加热至+80 ℃后,自动保持温度2 h(时间可调)后,自动停止加热.温控精度±1 ℃,温度控制范围0～+150 ℃.

关键词：喷漆房烘干室电热系统温度控制热敏电阻

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CO2电热系统重要参数的自动显示

沪东技术情报 1993年第1期 40-43页

作者：陆明玉

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单元式烘干窑电热系统一点三控的技术措施

玻璃 2003年第6期30卷 51-52页

作者：王桂娟杨春生河北建材职业技术学院秦皇岛市066004

烘干窑在某些工业企业的生产过程中起着非常关键的作用.以玻纤行业的无捻粗纱烘干窑为例:无捻粗纱生产线的烘干工序是将拉制成形的原丝按工艺要求进行烘干,去除原丝中的水分并使浸润剂成膜,以保护原丝在并纱及使用过程中不被磨损.本文... 详细信息

烘干窑在某些工业企业的生产过程中起着非常关键的作用.以玻纤行业的无捻粗纱烘干窑为例:无捻粗纱生产线的烘干工序是将拉制成形的原丝按工艺要求进行烘干,去除原丝中的水分并使浸润剂成膜,以保护原丝在并纱及使用过程中不被磨损.本文主要是对玻璃纤维无捻粗纱烘干窑的电控系统进行探讨和技术改造.每个品种的产品在烘干之前,要有生产工艺单,说明烘干温度和烘干时间,并给出升温曲线.典型的升温曲线如图1所示.我们设计的温控电路就是根据这类升温曲线设计的.需要指出的是,本控制电路调节方便,能适应多品种、多用途的产品变化要求.

关键词：单元式烘干窑电热系统一点三控玻璃纤维技术改造

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大功率电热系统中一种简易型可控硅电路

电工技术 1997年第7期 38-39页

作者：管宝山马英

对几百千瓦的大功率电热系统,供电运行不可轻视,而以往的移相脉冲触发系统会使输入负载的电流波形为缺角正弦波,给供电系统造成很大的谐波影响,同时还必须考虑电路中可控硅的保护,这就使电路较复杂,设备投资较高,操作、运行、维护需要... 详细信息

对几百千瓦的大功率电热系统,供电运行不可轻视,而以往的移相脉冲触发系统会使输入负载的电流波形为缺角正弦波,给供电系统造成很大的谐波影响,同时还必须考虑电路中可控硅的保护,这就使电路较复杂,设备投资较高,操作、运行、维护需要一定水平。为此,我们设计了一种简易型可控硅电路。此电路已投入运行,效果良好。

关键词：电热系统大功率电热系统可控硅电路设计