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黄铁矿-Fe(Ⅲ)表面Lewis酸位点增强微囊藻毒素催化水解的机制

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高等学校化学学报 2024年第7期45卷 145-155页

作者：兰星贺玉婷张清方艳芬邓安平赵海霞张兆年三峡大学材料与化工学院宜昌443002 宜昌东阳光生化制药有限公司宜昌443300 三峡大学基础医学院宜昌443002 湖北省生态环境厅宜昌生态环境监测中心宜昌443002

天然黄铁矿(Pyrite)在高温(60℃)下能有效降解(k=0.072 min^(-1))水中微囊藻毒素(MCs),但突破高温瓶颈、实现常温条件[(25±5)℃]下MCs的高效降解仍是目前水处理技术的难点.本文发现外加铁离子(Fe^(3+),FeCl_(3))能加速Pyrite常温体系... 详细信息

天然黄铁矿(Pyrite)在高温(60℃)下能有效降解(k=0.072 min^(-1))水中微囊藻毒素(MCs),但突破高温瓶颈、实现常温条件[(25±5)℃]下MCs的高效降解仍是目前水处理技术的难点.本文发现外加铁离子(Fe^(3+),FeCl_(3))能加速Pyrite常温体系对微囊藻毒素-RR(MC-RR)的水解效率(水解贡献率77.94%),其降解速率常数(0.36 h^(-1))是单独Pyrite体系(0.12 h^(-1))的3倍.通过X射线光电子能谱仪(XPS)、循环伏安法(CV)、原位表面衰减全反射红外光谱(in situ ATR-FTIR)和密度泛函理论(DFT)等研究发现,外加Fe^(3+)通过形成Fe(Ⅲ)—O键增加了Pyrite表面Lewis酸铁位点数,再通过其与C=O配位实现了对MC-RR酰胺键的水解.此外,外加的Fe^(3+)还能将Pyrite表面多价态硫物种(S_(n)^(2-),S_(2)^(2-))氧化为单质硫(S0),通过形成氢键—NH…S进一步促进MC-RR的水解.本研究不仅为蓝藻水华治理提供了一种常温矿物处理技术,还为自然水体中酰胺类有机污染物的自净机制提供了理论依据.

关键词：微囊藻毒素 Lewis酸位点水解黄铁矿催化机制

基于阻抗法的光储逆变器交直流建模及耦合分析

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电工技术学报 2024年第10期39卷 3038-3048页

作者：李达张涛三峡大学电气与新能源学院宜昌443000

在共母线式光储逆变器中,交直流单元通过直流母线电容连接。传统的逆变器建模方法将母线电容视为无穷大,认为交直流侧运行相互解耦。然而,当直流母线电容较小时,光储逆变器的交直流侧将产生交互影响,引起电流谐振。该文以单个单元稳定... 详细信息

在共母线式光储逆变器中,交直流单元通过直流母线电容连接。传统的逆变器建模方法将母线电容视为无穷大,认为交直流侧运行相互解耦。然而,当直流母线电容较小时,光储逆变器的交直流侧将产生交互影响,引起电流谐振。该文以单个单元稳定运行为前提,推导出直流共母线系统稳定性的合阻抗比(CIR)判据。该判据的数学形式便于利用Bode图对并联系统的谐振源进行分析与定位。首先,对光储逆变器交直流各单元进行阻抗建模,利用合阻抗比判据分析直流侧储能单元相对于光伏单元更易与网侧发生谐振。然后,通过在电流环路加入陷波器改善储能单元的阻抗特性。最后,仿真及实验结果证实了所提合阻抗比稳定性判据的正确性。

关键词：光储系统交直流耦合合阻抗比稳定性

基于BEAVRS基准题的三维堆芯建模计算及不同均匀化方案比较分析

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核技术 2024年第1期47卷 104-114页

作者：袁显宝刘曾豪张彬航张永红唐海波杨森权肖云龙三峡大学机械与动力学院宜昌443002 三峡大学理学院宜昌443002 中核武汉核电运行技术股份有限公司武汉430223

两步法作为反应堆数值计算中的主流方法,因其受制于组件均匀化计算和堆芯扩散近似计算中引入的简化假设,对于精细化模型的计算可靠性需要进一步研究。基于DRAGON/DONJON计算BEAVRS 2.02(Benchmark for Evaluation And Validation of Rea... 详细信息

两步法作为反应堆数值计算中的主流方法,因其受制于组件均匀化计算和堆芯扩散近似计算中引入的简化假设,对于精细化模型的计算可靠性需要进一步研究。基于DRAGON/DONJON计算BEAVRS 2.02(Benchmark for Evaluation And Validation of Reactor Simulations Rev.2.0.2)基准题在热态零功率状态下的各项参数,先对组件进行输运计算,获得均匀化少群常数;再使用少群常数完成全堆芯扩散计算,最后比较了传统均匀化、一次多区均匀化和多次多区均匀化三种方案的计算误差。结果表明:本文计算结果与基准值相比吻合良好,临界硼浓度的误差在5×10^(-5)以内,控制棒价值的误差在5×10^(-4)以内。进一步对比裂变率发现,采用一次多区均匀化方案能将非对称燃料组件及相邻组件的平均误差从5.62%降低至3.345%,检验了两步法在精细化模型计算中的适用性。

关键词：两步法 BEAVRS基准题均匀化方案 DRAGON/DONJON 仿真计算

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三峡升船机齿轮齿条运行载荷与疲劳寿命研究

机械工程学报 2024年第5期60卷 119-129页

作者：师陆冰张志宏闫晓青汤伟毕裴帮刘忠明郑州机械研究所有限公司郑州450001 长江三峡通航管理局宜昌443002

通过三峡升船机实测运行数据分析,研究了升船机不同运行工况下的齿轮齿条载荷变化规律,并通过数据拟合结果建立齿轮齿条载荷计算模型。利用载荷模型与升船机不同行程内的船厢水深分布规律编制了多工况组合下的齿轮齿条载荷谱,通过齿轮... 详细信息

通过三峡升船机实测运行数据分析,研究了升船机不同运行工况下的齿轮齿条载荷变化规律,并通过数据拟合结果建立齿轮齿条载荷计算模型。利用载荷模型与升船机不同行程内的船厢水深分布规律编制了多工况组合下的齿轮齿条载荷谱,通过齿轮齿条疲劳寿命计算,并结合前期的全尺寸模拟试验结果验证了三峡升船机齿轮齿条传动系统的服役可靠性。研究表明,三峡升船机齿轮齿条载荷主要由受船厢水深、运行状态控制的确定性载荷与一个服从正态分布的随机载荷偏差构成,通过数据拟合建立了升船机齿轮齿条载荷计算模型;受升船机运行模式与船厢水深变化影响,齿轮齿条上下齿面均会发生受载,且不同区域处齿条受载情况不一致,因此需要分区域编制载荷谱;对于驱动齿轮与中部齿条,载荷主要集中于齿轮下齿面与齿条上齿面,对于顶部和底部齿条,载荷分别集中于齿条的下齿面和上齿面,且其载荷较中部齿条更为显著;对于受载条件最为恶劣的底部齿条上齿面,计算得到滚动接触疲劳损伤损伤度仅达到1.36×10^(5),对应的齿条实际疲劳寿命可达到3.11×10^(11)次行程,远远超出齿条设计寿命;前期完成的全尺寸齿轮齿条模拟试验结果也同样验证了三峡升船机齿轮齿条传动系统在设计寿命周期内不存在疲劳损伤风险。

关键词：三峡升船机齿轮齿条运行载荷载荷谱疲劳寿命

计及温控厌氧发酵和阶梯碳交易的农村综合能源低碳经济调度

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电力系统保护与控制 2024年第8期52卷 88-97页

作者：王守文叶金根徐丽洁李国祥袁莹超朱兆彬三峡大学法学与公共管理学院湖北宜昌443002 三峡大学电气与新能源学院湖北宜昌443002 三峡大学经济与管理学院湖北宜昌443002 浙江华电器材检测研究院有限公司浙江杭州310000

针对北方农村地区冬季清洁取暖造成局部供电、供气紧张的问题,提出一种计及温控厌氧发酵和阶梯碳交易的农村综合能源低碳经济调度模型。首先,基于沼气厌氧发酵池的热力学模型和温度与产气率的关系,构建沼气发酵的温控模型。然后,采用变... 详细信息

针对北方农村地区冬季清洁取暖造成局部供电、供气紧张的问题,提出一种计及温控厌氧发酵和阶梯碳交易的农村综合能源低碳经济调度模型。首先,基于沼气厌氧发酵池的热力学模型和温度与产气率的关系,构建沼气发酵的温控模型。然后,采用变压吸附设备提纯分离沼气中的甲烷和二氧化碳,引入电转气消纳其中的二氧化碳,产生甲烷回馈系统。同时考虑农村用户参与碳市场,采用阶梯碳价,分析碳交易基价和价格增长率对农村用能成本和碳排放的影响。最后,以系统运行成本最低为目标函数进行优化求解。仿真分析表明,所提模型可实现系统碳排量降低157.27 kg,运行成本降低11.57%。

关键词：厌氧发酵变压吸附生物质燃气阶梯碳交易

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兼具求解速度与隐私性的复杂供热管网等值简化模型

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电力系统保护与控制 2024年第10期52卷 105-117页

作者：张磊王满康叶婧向紫藤陶千惠杨子龙周正坤邱元城三峡大学电气与新能源学院湖北宜昌443002 中国长江电力股份有限公司湖北宜昌443002

电热能源系统模型维度高将会导致求解难度较大。为此,提出一种兼具求解速度与隐私性的复杂供热管网等值简化模型。首先,基于热网拓扑结构特点,提出可对供热管网进行灵活化简的供热管网拓扑简化方法,并根据简化后的管道结构和参数建立复... 详细信息

电热能源系统模型维度高将会导致求解难度较大。为此,提出一种兼具求解速度与隐私性的复杂供热管网等值简化模型。首先,基于热网拓扑结构特点,提出可对供热管网进行灵活化简的供热管网拓扑简化方法,并根据简化后的管道结构和参数建立复杂供热管网等值简化模型。其次,充分考虑热电联产(combined heat and power,CHP)机组以热定电模式和热网热惯性对旋转备用容量的影响,建立了系统旋转备用模型。基于此,建立了考虑旋转备用约束的电热能源系统调度模型。最后,采用信息间隙决策理论(information gap decision theory, IGDT)处理系统成本与风电不确定度之间的关系。算例结果分析了供热管网拓扑简化方法在不同简化程度下的简化效果,验证了所提模型适用于电热能源系统优化调度,有效地减少优化模型的求解时间。

关键词：电热能源系统拓扑简化旋转备用隐私性风电不确定性

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基于INGO-SWGMN混合模型的超短期风速预测研究

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太阳能学报 2024年第5期45卷 133-143页

作者：付文龙章轩瑞张海荣傅雨晨刘兴韬三峡大学电气与新能源学院宜昌443002 三峡大学梯级水电站运行与控制湖北省重点实验室宜昌443002 中国长江电力股份有限公司宜昌443133

为提高超短期风速预测的精度,提出一种融合变分模态分解(VMD)、相空间重构、改进的北方苍鹰优化算法(INGO)和共享权重门控记忆网络(SWGMN)的超短期风速混合预测模型。首先,考虑到风速的强波动性会对预测带来不利影响,采用VMD对风速时间... 详细信息

为提高超短期风速预测的精度,提出一种融合变分模态分解(VMD)、相空间重构、改进的北方苍鹰优化算法(INGO)和共享权重门控记忆网络(SWGMN)的超短期风速混合预测模型。首先,考虑到风速的强波动性会对预测带来不利影响,采用VMD对风速时间序列进行分解,得到一系列相对平稳的子序列。然后对各子序列分量进行相空间重构,得到相应的相空间矩阵。接着针对长短期记忆网络(LSTM)训练时间较长和权重参数较多的问题,提出一种SWGMN对各子序列分量建立预测模型。同时,为提高模型预测性能,提出一种INGO对SWGMN模型的两个超参数进行寻优,得到最优参数组合。最后累加各子序列预测值,得到最终风速预测结果。实验结果表明,在单步预测和多步预测中,所提方法的平均绝对误差(MAE)、均方根误差(RMSE)、平均绝对百分比误差(MAPE)、决定系数R2分别为0.1828 m/s、0.2263 m/s、4.5481%、0.987和0.2429 m/s、0.3107 m/s、6.1113%、0.976,相较于传统方法具有更高的预测精度和预测效率。

关键词：风速预测深度学习变分模态分解共享权重门控记忆网络改进的北方苍鹰优化算法

考虑风电条件风险的水火风联合调度模型及求解

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太阳能学报 2024年第4期45卷 394-403页

作者：张彬桥张松甲冉远航李述喻杨文娟余泽发三峡大学电气与新能源学院宜昌443002 梯级水电站运行与控制湖北省重点实验室(三峡大学) 宜昌443002 中国长江电力股份有限公司宜昌443002 大唐云南发电有限公司昆明650032

在“双碳”战略和高比例可再生能源并网政策背景下,为准确量化风电等新能源消纳成本及其随机性造成的风险损失以支持电力调度决策,采用CVaR建模风电随机性造成的弃风和弃负荷条件风险值,并应用Copula函数计算连续马尔可夫链风速模型预... 详细信息

在“双碳”战略和高比例可再生能源并网政策背景下,为准确量化风电等新能源消纳成本及其随机性造成的风险损失以支持电力调度决策,采用CVaR建模风电随机性造成的弃风和弃负荷条件风险值,并应用Copula函数计算连续马尔可夫链风速模型预测风电出力,建立风电不确定风险损失、发电成本和污染排放最小的水火风电短期多目标调度模型。并通过可变外部种群规模、增强局部搜索能力和基于K近邻距离的精英种群淘汰规则3方面改进SPEA2算法以对该模型进行高效求解。仿真结果显示CVaR能很好建模风电不确定风险,并通过改进SPEA2找到更好的Pareto最优解集。

关键词：多目标优化风电不确定性条件风险价值改进SPEA2

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一类三电平伪图腾柱无桥PFC变换器

中国电机工程学报 2024年第2期44卷 691-703,I0022页

作者：马辉徐甜川范李平卢云陈曦黄悦华三峡大学电气与新能源学院湖北省宜昌市443002 国网湖北省电力有限公司宜昌供电公司湖北省宜昌市443000

针对传统二极管钳位型三电平整流器在单相电源前级功率校正(power factor correction,PFC)电路应用场景下全控开关器件数量多的问题,该文基于3种传统无桥PFC电路进行三电平电路拓扑设计,提出一类三电平伪图腾柱PFC电路(single-phase thr... 详细信息

针对传统二极管钳位型三电平整流器在单相电源前级功率校正(power factor correction,PFC)电路应用场景下全控开关器件数量多的问题,该文基于3种传统无桥PFC电路进行三电平电路拓扑设计,提出一类三电平伪图腾柱PFC电路(single-phase three-level pseudo totem-pole PFC circuit,STPT-PFC),该类三电平PFC具有双电感支路桥臂,两者相互配合工作为输入电流提供路径,在正负半周两电感支路桥臂工作于不同模态可有效降低分别流过两电感的电流;基于该类PFC的一个代表性电路,从工作电流路径过程、关键波形和调制脉冲分配等方面对其进行工作原理分析,并对其它电路进行电路特性总结,推导桥臂对地电压电平特性与开关脉冲分配的数学关系式。另外,该类STPT-PFC共有5种结构,结合该类STPT-PFC结构特点,提出统一区间判断条件的双层载波调制技术,该类STPT-PFC具有相同开关器件不同拓扑结构可采用同一调制方案的特点,便于该类调制技术移植。最后,基于STPT-PFC-I电路设计1台额定功率1 kW、直流输出电压400 V的实验样机,从稳态及动态两方面进行实验分析,实验结果验证所提出一类三电平伪图腾柱PFC电路的可行性和三电平统一双层调制方法的有效性。

关键词：三电平变换器无桥功率校正电路三电平双层载波调制技术

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