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面向韧性提升的综合能源系统规划与运行调度研究综述

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电力系统自动化 2024年

作者：任洪波张宇晨吴琼李琦芬上海电力大学能源与机械工程学院上海非碳基能源转换与利用研究院

日益频发的极端事件凸显出综合能源系统韧性提升的必要性和紧迫性。现阶段综合能源系统韧性提升大多聚焦规划、运行调度的单个阶段提出针对性解决方案。作为综合能源系统实施过程中互为支撑、相辅相成的两个核心环节，若能将韧性理念贯... 详细信息

日益频发的极端事件凸显出综合能源系统韧性提升的必要性和紧迫性。现阶段综合能源系统韧性提升大多聚焦规划、运行调度的单个阶段提出针对性解决方案。作为综合能源系统实施过程中互为支撑、相辅相成的两个核心环节，若能将韧性理念贯彻规划和运行调度全流程通过多环节协调，有望以更小的代价实现系统整体韧性的提升。文中立足综合能源系统实施全过程，从规划和运行调度两个层面探讨了系统韧性提升的思路和方法。一方面，从设备冗余配置、多能融合、多区域互动和跨系统耦合4个方面全面梳理了规划阶段提升综合能源系统韧性的研究成果；另一方面，从灾前防御、灾中响应和灾后恢复3个维度分析了综合能源系统运行调度阶段的韧性提升策略。最后，结合当前能源转型趋势，提出以跨界融合为基本理念，基于物理和数据双驱动手段，未来可通过规划与运行协调提升综合能源系统韧性。

关键词：综合能源系统韧性极端事件运行调度跨界融合

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化学吸收法捕集二氧化碳的研究进展

无机盐工业 2024年第5期56卷 11-19,44页

作者：沈海燕李芳芹任建兴吴江官贞珍潘卫国上海电力大学能源与机械工程学院上海201306 上海非碳基能源转换与利用研究院上海200240

近年来,由于化石燃料的大量燃烧,二氧化碳的排放量剧增,进而引起了一系列生态问题。因此,研究更有效的二氧化碳捕集技术及更高效的二氧化碳吸收剂迫在眉睫。众多学者综合考虑燃烧前捕集、燃烧后捕集和富氧燃烧3种二氧化碳捕集工艺技术后... 详细信息

近年来,由于化石燃料的大量燃烧,二氧化碳的排放量剧增,进而引起了一系列生态问题。因此,研究更有效的二氧化碳捕集技术及更高效的二氧化碳吸收剂迫在眉睫。众多学者综合考虑燃烧前捕集、燃烧后捕集和富氧燃烧3种二氧化碳捕集工艺技术后,发现燃烧后捕集工艺技术最适合工业应用。化学吸收法作为燃烧后捕集二氧化碳的一项高效节能、相对成熟的新兴技术,是目前电厂应用最广和最具潜力的捕集技术之一。首先介绍了碳捕集技术的研究现状,然后着重阐述了目前碳捕集技术中备受关注的4种化学吸收剂,即有机胺溶液吸收剂、离子液体吸收剂、氨水溶液吸收剂和新型相变吸收剂,并分别探讨了这4种吸收剂的捕集原理、研究现状、各自的优缺点及改进方向。

关键词：化学吸收法 CO_(2)捕集吸收剂氨水溶液离子液体相变

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数据中心集群灵活边界下电力系统分布鲁棒优化调度方法

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电力系统自动化 2024年第7期48卷 235-247页

作者：张锞王旭杨宏坤蒋传文电力传输与功率变换控制教育部重点实验室(上海交通大学) 上海市200240 上海非碳基能源转换与利用研究院上海市200240

分布式资源的广泛接入与风、光等不可调资源的波动性使电力系统运行调控的难度显著增加。文中研究可再生能源不确定性影响下的分布式集群资源优化调度策略,挖掘多种可调资源灵活性,提高不可调资源利用率。为实现分布式可调资源的灵活调... 详细信息

分布式资源的广泛接入与风、光等不可调资源的波动性使电力系统运行调控的难度显著增加。文中研究可再生能源不确定性影响下的分布式集群资源优化调度策略,挖掘多种可调资源灵活性,提高不可调资源利用率。为实现分布式可调资源的灵活调控,首先,提出了数据中心与光储集群聚合体的可调潜力时变边界计算方法,保证其聚合最优性与分解可行性。然后,基于历史数据构建契合风电随机特性的∞-Wasserstein模糊集,该方法具有良好的样本外信息描述能力。最后,提出自适应多面逼近方法解决分布鲁棒优化问题固有的无限维求解难题,将两阶段分布鲁棒调度模型转化为有限维问题以实现快速求解,并基于修改的IEEE-RTS 24节点系统仿真验证了所提方法的有效性。

关键词：可调度域风电消纳分布鲁棒优化近似求解

基于时域二端口模型的综合能源系统气网动态仿真算法

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中国电机工程学报 2024年第8期44卷 3093-3104,I0013页

作者：李咏秋徐晋汪可友电力传输与功率变换控制教育部重点实验室(上海交通大学) 上海市闵行区200240 上海非碳基能源转换与利用研究院上海市闵行区200240

为实现能源多梯度利用并减少环境污染,气-电耦合的综合能源系统(integrated energy system,IES)逐渐占据全球能源结构的重要部分。为明晰系统运行特性并充分挖掘能源子网调度潜力,综合能源系统动态仿真研究逐渐深入。天然气网中,管道传... 详细信息

为实现能源多梯度利用并减少环境污染,气-电耦合的综合能源系统(integrated energy system,IES)逐渐占据全球能源结构的重要部分。为明晰系统运行特性并充分挖掘能源子网调度潜力,综合能源系统动态仿真研究逐渐深入。天然气网中,管道传输过程深刻影响着其动态过程。然而现有管道传输过程时域仿真算法存在着精度与效率的两难。为解决上述问题,提出一种基于时域二端口模型的综合能源系统气网动态仿真算法。首先基于特征线法,构建气网源荷节点关系矩阵,进一步给出时域二端口模型;随后参考特征线法数值格式,构建状态量空间分布矩阵,用于获取气网状态量分布,并提出基于时域二端口模型和分布矩阵的气网动态仿真算法。算例结果表明,所提出的方法具有高效率和高精度两大优势,适合于气-电耦合的综合能源系统的较长时间仿真。

关键词：综合能源系统天然气网络特征线法时域二端口模型状态量分布矩阵

融合拓扑信息的配电网电压-功率灵敏度估计数据驱动方法

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上海交通大学学报 2024年第6期58卷 855-862,I0001页

作者：刘舒周敏高元海徐潇源严正国网上海市电力公司电力科学研究院上海200437 上海交通大学电力传输与功率变换控制教育部重点实验室上海200240 上海非碳基能源转换与利用研究院上海200240

为解决配电网量测数据多重共线性导致电压-功率灵敏度估计精度低的问题,提出融合拓扑信息的数据驱动方法.首先,将电压-功率灵敏度矩阵分解为主成分矩阵和次成分矩阵两部分,其中主成分与配电网拓扑密切相关,次成分为主成分与实际值的误差... 详细信息

为解决配电网量测数据多重共线性导致电压-功率灵敏度估计精度低的问题,提出融合拓扑信息的数据驱动方法.首先,将电压-功率灵敏度矩阵分解为主成分矩阵和次成分矩阵两部分,其中主成分与配电网拓扑密切相关,次成分为主成分与实际值的误差.然后,分两阶段依次估计主成分和次成分,分别建立基于二次规划的数据驱动模型.第一阶段模型的关键是基于配电网拓扑信息的约束,第二阶段模型的关键是次成分与主成分比值为微小量的约束.最后,采用实际配电网量测数据和IEEE 33节点系统验证所提方法的精度和效率,并与常规最小二乘回归、岭回归、LASSO回归方法对比,仿真结果表明所提方法的精度具有数量级的显著提升.

关键词：电压-功率灵敏度配电网拓扑多重共线性数据驱动主成分

全国统一电力市场演进过程下省间-省内市场出清及定价模型

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电工技术学报 2024年第7期39卷 2116-2131页

作者：陈熠王晗严正冯凯刘子杰电力传输与功率变换控制教育部重点实验室上海交通大学上海200240 上海非碳基能源转换与利用研究院上海交通大学上海200240 中国电力科学研究院有限公司南京210037

为了促进电力资源在省间的余缺互济和在全国范围内的优化配置,我国正有序推进电力市场改革,逐步实现省间-省内市场的耦合和全国统一市场的演进。根据省间-省内市场耦合程度的不同,该文将演进过程划分为三个阶段:分层阶段、松耦合阶段和... 详细信息

为了促进电力资源在省间的余缺互济和在全国范围内的优化配置,我国正有序推进电力市场改革,逐步实现省间-省内市场的耦合和全国统一市场的演进。根据省间-省内市场耦合程度的不同,该文将演进过程划分为三个阶段:分层阶段、松耦合阶段和紧耦合阶段。进一步考虑跨区、跨省以及省内输电的输电费回收问题,跨区直流输电线路与区域内交流输电线路按照传输电量收费,省内线路按照用户负荷用电量收费。构建了面向不同输电费收取方式的出清模型与定价机制,分层阶段采用顺序出清,松耦合阶段采用双层迭代出清,紧耦合阶段采用统一出清,定价机制均采用节点电价定价机制。最后,利用IEEE 39节点和118节点系统进行仿真计算,验证了出清模型和定价机制的有效性,并分析了输电费对出清和定价结果的影响。

关键词：省间-省内电力市场输电费出清模型定价模型松耦合阶段

Fe/Co/Ni-N共掺杂石墨烯氧还原反应活性的DFT研究

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原子与分子物理学报 2024年第3期41卷 85-90页

作者：马俊杰宁锴王婷刘建峰袁斌霞潘卫国施正荣上海电力大学能源与机械工程学院上海200090 上海非碳基能源转换与利用研究院上海200240

为了研究Fe/Co/Ni-N掺杂石墨烯的氧还原反应(ORR)活性,比较单金属原子和氮不同的掺杂方式对石墨烯ORR活性的影响.利用Materials Studio软件建立了Fe/Co/Ni-N掺杂石墨烯模型,然后将氧气分子分别吸附在Fe/Co/Ni-N掺杂石墨烯模型表面上.采... 详细信息

为了研究Fe/Co/Ni-N掺杂石墨烯的氧还原反应(ORR)活性,比较单金属原子和氮不同的掺杂方式对石墨烯ORR活性的影响.利用Materials Studio软件建立了Fe/Co/Ni-N掺杂石墨烯模型,然后将氧气分子分别吸附在Fe/Co/Ni-N掺杂石墨烯模型表面上.采用CASTEP模块对构建的模型进行结构优化并模拟计算,分析了Fe/Co/Ni-N掺杂石墨烯的吸附能、脱附能和导电性变化规律.基于模拟计算,发现单金属原子掺杂石墨烯时,Fe掺杂石墨烯的ORR活性优于Co和Ni;单金属原子和氮共掺杂石墨烯时,Fe-N掺杂石墨烯的ORR活性高于Co-N和Ni-N掺杂石墨烯,且M-N4-G形态的ORR活性优于M-N1-G、M-N2-G和M-N3-G.

关键词：单金属原子氮掺杂石墨烯氧还原反应 DFT模拟

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燃料电池非铂基催化剂的研究进展

电池 2024年第1期54卷 103-106页

作者：陶泽宇刘航成刘建峰施正荣上海电力大学能源与机械工程学院上海200090 上海非碳基能源转换与利用研究院上海200240

质子交换膜燃料电池(PEMFC)所用的催化剂以铂基催化剂为主,然而铂的价格高,储量少,研究可替代的非铂基材料催化剂具有商业化前景。非铂基催化剂可分为两大类:非贵金属催化剂和非金属催化剂。总结近年来非铂基催化剂在燃料电池中的研究进... 详细信息

质子交换膜燃料电池(PEMFC)所用的催化剂以铂基催化剂为主,然而铂的价格高,储量少,研究可替代的非铂基材料催化剂具有商业化前景。非铂基催化剂可分为两大类:非贵金属催化剂和非金属催化剂。总结近年来非铂基催化剂在燃料电池中的研究进展,对活性位点和催化机理进行简述,着重介绍过渡金属氮碳化物的研究成果,为非铂基催化剂的研究和发展提供指导和参考。

关键词：催化剂非铂非贵金属非金属氧还原

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Pt基催化剂在PEMFC中的研究进展

电池 2024年第3期54卷 413-416页

作者：刘航成陶泽宇刘建峰施正荣上海电力大学能源与机械工程学院上海200090 上海非碳基能源转换与利用研究院上海200240

质子交换膜燃料电池(PEMFC)可用于汽车发动机、固定或便携式电源的新能源转换装置等,具有高效、无污染、启动速度快等优点。Pt基催化剂是氧还原反应(ORR)中有效的催化剂,但Pt的资源有限、价格昂贵、负载量高,限制了PEMFC的大规模应用。... 详细信息

质子交换膜燃料电池(PEMFC)可用于汽车发动机、固定或便携式电源的新能源转换装置等,具有高效、无污染、启动速度快等优点。Pt基催化剂是氧还原反应(ORR)中有效的催化剂,但Pt的资源有限、价格昂贵、负载量高,限制了PEMFC的大规模应用。对Pt基催化剂在催化过程中通过更改催化剂成分和载体特性以达到更好的催化效果进行综述。这些方法在降低Pt含量的同时,可提高催化剂的活性,使Pt基催化剂廉价且稳定。

关键词：燃料电池氧还原反应(ORR) Pt基催化剂掺杂合金化核-壳结构

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