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分布式能源场景下电能质量问题及其调控策略综述

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电工技术 2024年第4期 169-172页

作者：倪淏戴聪褚红雷刘海杰江苏智臻能源科技有限公司江苏南京211100

随着分布式电源的日益普及,低压与中压配电系统中电能质量面临的挑战已成为亟需解决的问题之一。大多数可再生能源系统需要通过逆变器等电力电子器件连接到电网,容易产生电能质量问题;而电能质量的降低会导致电网供电性能下降,影响电气... 详细信息

随着分布式电源的日益普及,低压与中压配电系统中电能质量面临的挑战已成为亟需解决的问题之一。大多数可再生能源系统需要通过逆变器等电力电子器件连接到电网,容易产生电能质量问题;而电能质量的降低会导致电网供电性能下降,影响电气设备的使用寿命和效率。另外,电感和电容器的存在使得部分谐波产生串联或并联共振,更进一步导致了电压波动。通过对上述问题的讨论,为电能质量问题的研究提供参考。

关键词：分布式能源电能质量电压不平衡谐波干扰

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考虑电能使用行为的用户碳画像研究

电力需求侧管理 2024年第2期26卷 100-106页

作者：郑杨王雨薇徐丁吉邓士伟李莹莹陈星瑞国网江苏省电力有限公司镇江供电分公司江苏镇江212000 江苏智臻能源科技有限公司南京211100

随着我国提出“碳达峰、碳中和”的双碳建设目标,节能减碳成为当下的热点问题。用户碳画像对电力公司分析居民用户的电能使用行为,制定合理的电能减碳调控措施具有重要意义。为此,对基于电能使用行为的用户碳画像标签体系和画像方法进... 详细信息

随着我国提出“碳达峰、碳中和”的双碳建设目标,节能减碳成为当下的热点问题。用户碳画像对电力公司分析居民用户的电能使用行为,制定合理的电能减碳调控措施具有重要意义。为此,对基于电能使用行为的用户碳画像标签体系和画像方法进行研究。首先对用户多维用能数据进行搜集和筛选;然后根据筛选后的用户电能使用行为数据,结合画像目的,从用户减碳负荷特性、用户低碳用电特性、用户电能产消碳特性3个维度设计用户碳画像的标签体系;再将子标签进行数据处理并对各类综合指标分析得到各维标签数据。最后通过使用k-means聚类算法判断并确定用户的所属簇别,以三维散点图进行展示;再根据标签体系计算获得用户的减碳综合指数并以柱状图进行展示,实现了用户碳画像的可视化呈现,反映了用户电能减碳的综合能力;通过选取典型用户对比实施减碳措施前后的碳排放量,验证了所提方法的有效性。

关键词：碳画像减碳负荷特性低碳用电特性电能产消碳特性 k-means聚类算法

脉冲磁场熔体处理对Al-Si-Mg-Cu-Ni合金DC铸造凝固组织和力学性能的影响

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机械工程学报 2024年第6期60卷 279-286页

作者：鲍鑫宇麻永林程桥苏怡卉王杰邢淑清内蒙古科技大学材料与冶金学院包头014010 晶科能源科技有限公司西宁810000

Al-Si-Mg-Cu-Ni合金广泛用于汽车发动机零部件制造,Al-Si-Mg-Cu-Ni合金凝固组织细化有助于提升零部件机械性能。在Al-Si-Mg-Cu-Ni合金DC(Direct-chilling)铸造过程中采用自主开发的试验装置,对DC浇铸平台前端流槽内的Al-Si-Mg-Cu-Ni合... 详细信息

Al-Si-Mg-Cu-Ni合金广泛用于汽车发动机零部件制造,Al-Si-Mg-Cu-Ni合金凝固组织细化有助于提升零部件机械性能。在Al-Si-Mg-Cu-Ni合金DC(Direct-chilling)铸造过程中采用自主开发的试验装置,对DC浇铸平台前端流槽内的Al-Si-Mg-Cu-Ni合金熔体进行脉冲磁场处理,细化铸锭凝固组织。通过分析磁场能量对合金熔体内团簇形成和演变过程的影响,发现磁场能量可降低合金熔体中团簇形成功,促进熔体中团簇数量增加并长大,形成大量接近临界尺寸的团簇,凝固时形成大量晶核。试验结果表明,脉冲磁场熔体处理后,Al-Si-Mg-Cu-Ni合金DC铸造凝固组织中α-Al和初晶Si尺寸减小,铸锭中心处α-Al和初晶Si细化率分别为41.4%和81.6%;凝固组织中耐热相尺寸减小21.6%,并且在基体中均匀分布;合金的室温硬度和抗拉强度分别提升34.3%和10.4%;铸锭内部组织和性能均匀性提升。

关键词： Al-Si-Mg-Cu-Ni合金团簇理论晶粒细化 DC铸造力学性能

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超聚能射流成型特性数值模拟研究

兵器装备工程学报 2024年第7期45卷 253-258页

作者：王喜田斌王峰李必红杨佳乐物华能源科技有限公司西安710061

为研究超聚能射流成型规律,利用LS-DYNA软件对不同药型罩结构下射流成型过程进行了数值模拟,对比分析了超聚能射流与聚能射流成型速度、延展性能以及药型罩微元动能分布规律。结果表明,聚能射流和超聚能射流均是由药型罩内表面不断向中... 详细信息

为研究超聚能射流成型规律,利用LS-DYNA软件对不同药型罩结构下射流成型过程进行了数值模拟,对比分析了超聚能射流与聚能射流成型速度、延展性能以及药型罩微元动能分布规律。结果表明,聚能射流和超聚能射流均是由药型罩内表面不断向中间挤压形成,超聚能药型罩形成的射流具有更好的延伸性和射流头部速度,但是超聚能射流初步成型后射流头部速度明显降低约5.8%;相比于锥形聚能药型罩,改进后的超聚能药型罩射流成型后延伸性能提高约60.6%,射流头部速度提高约29.2%;超聚能药型罩射流成型过程中,辅助药型罩动能最小,主药型罩内表面中下部分形成的射流动能最大。

关键词：聚能射流超聚能射流药型罩数值模拟 LS-DYNA

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软包锂离子电池用铝塑膜成形性能研究

汽车工程 2024年第7期46卷 1157-1166,1238页

作者：邓道林宁德新能源科技有限公司研究院宁德352000

为保证软包锂离子电池用铝塑膜封装的可靠性,须严格控制成形后的铝层厚度,而其获得依赖大量的实物试验,导致前期设计优化和后期生产过程质量监控均须耗费高额成本。本文采用实物试验和仿真模拟相结合的方法,构建能精准表征铝塑膜力学性... 详细信息

为保证软包锂离子电池用铝塑膜封装的可靠性,须严格控制成形后的铝层厚度,而其获得依赖大量的实物试验,导致前期设计优化和后期生产过程质量监控均须耗费高额成本。本文采用实物试验和仿真模拟相结合的方法,构建能精准表征铝塑膜力学性能的本构方程,并提出基于整体铝塑膜厚度对铝层厚度的预测方法,实现成形后铝塑膜和铝层厚度的精准预测。同时,基于仿真DOE,筛选关键影响因子,构建响应曲面模型,实现不同产品的快速预测及最佳参数匹配设计,也为生产实时质量监控提供解决方案。研究结果表明,多层复合铝塑膜在塑性阶段表现出了明显的各向异性,3参数Barlat-Lian本构模型,可较好表征铝塑膜的各向异性性能,明显优于单一方向弹塑性模型,可实现铝塑膜成形性能的精准预测。所构建的响应曲面模型可替代精细化有限元模型,实现对铝塑膜和铝层厚度精准预测和参数优化,误差小于5%,工艺参数优化后冲压成形铝层厚度可提升10%~20%。集成开发的应用APP可满足冲压工艺参数的快速设计评估、优化及成形质量实时监控等应用需求。

关键词：锂电池铝塑膜冲压成形各向异性响应曲面预测及优化

CVD合成三维石墨烯-铜复合材料及其超高导电性

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材料导报 2024年第S1期38卷 364-370页

作者：杨军马瑜付金良上海新池能源科技有限公司上海201815

石墨烯-铜复合材料具有广阔的应用前景。然而,具有超高导电性的石墨烯-铜复合材料仍未成功开发和应用。本研究利用铜粉烧结内部形成三维微孔,并通过化学气相沉积(CVD)法合成石墨烯-铜异质结构。将其挤压成直径为4 mm的铜-石墨烯复合线材... 详细信息

石墨烯-铜复合材料具有广阔的应用前景。然而,具有超高导电性的石墨烯-铜复合材料仍未成功开发和应用。本研究利用铜粉烧结内部形成三维微孔,并通过化学气相沉积(CVD)法合成石墨烯-铜异质结构。将其挤压成直径为4 mm的铜-石墨烯复合线材,测量了其在室温和高温下的电导率,获得了导电率(101.0%IACS)高于国际退火铜(100%IACS)的铜-石墨烯复合材料,且石墨烯-铜复合导线的高温载流量比纯铜线高5.45%。本研究为获得超高导电性铜基复合材料提供了新的思路。

关键词：石墨烯-铜复合材料电导率三维微孔结构载荷强度

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飞机撞击安全壳燃油泄漏燃烧数值模拟研究

安全与环境学报 2024年第2期24卷 530-537页

作者：王友刚孙运轮张君鸿中核能源科技有限公司北京100193

为研究飞机撞击核电厂安全壳后引发燃烧对安全壳的影响,采用Fluent模拟了航空煤油替代燃料在安全壳内部和外部的燃烧过程,分析了安全壳不同位置处的火焰温度变化情况。结果表明,在开始阶段,燃油泄漏时间比较短,燃油缓慢蒸发汽化,燃烧发... 详细信息

为研究飞机撞击核电厂安全壳后引发燃烧对安全壳的影响,采用Fluent模拟了航空煤油替代燃料在安全壳内部和外部的燃烧过程,分析了安全壳不同位置处的火焰温度变化情况。结果表明,在开始阶段,燃油泄漏时间比较短,燃油缓慢蒸发汽化,燃烧发展过程以扩散蔓延为主,高温区域主要分布在安全壳侧壁面和底面。随着时间推移,液面蒸发速度加快,火焰高度呈现纵向发展的态势,最后在顶部形成较为均匀的温度场。安全壳内部燃烧最高温度可以达到2229 K,外部燃烧最高温度为1308 K。此外,撞击位置越高,安全壳顶部会越早出现高温区域,而较低位置处由于液池的堆积缓慢,燃油蒸发速率低,温度上升相对较慢。区别于内部燃烧,外部燃烧火焰不会波及安全壳顶部中心位置。

关键词：安全工程飞机撞击安全壳航空煤油数值模拟

尖晶石LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_(4)材料表面Li_(3)PO_(4)包覆改性与电化学性能

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硅酸盐学报 2024年第6期52卷 2032-2039页

作者：柳娜宁德时代新能源科技股份有限公司福建宁德352106

尖晶石结构LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_(4)(LNMO)材料因具备高工作电压、低成本和环境友好等优点,被认为是最具有发展前景的正极材料之一。然而,LNMO材料在充放电过程中表现出严重的表面失氧和Mn溶出反应,导致其整体电化学性能较差。采用前驱... 详细信息

尖晶石结构LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_(4)(LNMO)材料因具备高工作电压、低成本和环境友好等优点,被认为是最具有发展前景的正极材料之一。然而,LNMO材料在充放电过程中表现出严重的表面失氧和Mn溶出反应,导致其整体电化学性能较差。采用前驱体Li_(3)PO_(4)包覆技术,在LNMO材料颗粒表面构建均匀的纳米包覆层,不仅提高了LNMO的循环稳定性和倍率性能,而且有效抑制了循环过程中阴极材料过渡金属溶出。结合X射线衍射仪、扫描电子显微技术、透射电子显微镜和电化学分析等测试手段,充分对比和分析Li_(3)PO_(4)包覆LNMO材料前后对微观结构和电化学性能的影响。该方法实现了Li_(3)PO_(4)的均匀包覆,并且没有改变LNMO正极材料的晶体结构。前驱体包覆3%Li_(3)PO_(4)的LNMO材料在1 C倍率下循环300圈容量保持率从无包覆的81.82%提升至包覆后的90.47%,2 C高倍率下的放电容量保持率从87.72%提升至92.39%,且EOL电芯阳极极片中过渡金属Mn溶出量明显降低。前驱体Li_(3)PO_(4)包覆策略是一种有效的材料表面改性策略,可以有效提升尖晶石型LNMO正极材料在循环过程中的结构稳定性和电化学性能。

关键词：镍锰酸锂磷酸锂包覆电化学性能

便携式装置中双凸台取电微管式固体氧化物燃料电池数值模拟及实验验证

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储能科学与技术 2024年

作者：陈智聪马跃杨华政王陈鹏刘颖隆叶豪刘佳伟许晓茹刘英丽陈皆成杜志伟梁波广东工业大学材料与能源学院佛山索弗克氢能有限公司山东金泰临能源科技有限公司贵州兴锂新能源科技有限公司

利用了甲醇水蒸气重整制氢和管式固体氧化物燃料电池的各自优势，设计了一种甲醇水蒸气重整制氢（MSR）耦合微管式固体氧化物燃料电池（μT-SOFC）便携式制氢发电装置。使用COMSOL Multiphysics有限元仿真软件建立双凸台取电的μT-SOFC... 详细信息

利用了甲醇水蒸气重整制氢和管式固体氧化物燃料电池的各自优势，设计了一种甲醇水蒸气重整制氢（MSR）耦合微管式固体氧化物燃料电池（μT-SOFC）便携式制氢发电装置。使用COMSOL Multiphysics有限元仿真软件建立双凸台取电的μT-SOFC数学模型并验证模型（误差率小于5%）。仿真结果表明双凸台取电方式可高效地收集电流，不同电压下电池整体具有较小的温度差。MSR催化剂和阳极支撑型μT-SOFC分别使用浸渍法和挤出成型-浸浆工艺制备。借助场发射扫描电子显微镜和能谱分析技术表征MSR催化剂和μT-SOFC材料特性。借助气相色谱仪分析MSR产物气体成分，分析得到氢气体积分数接近70%。便携式装置使用步进电机控制甲醇水溶液进液流量，可获得不同的MSR气体产物体积流量，平均最高可达1163 mL·min-1。应用于装置中的μT-SOFC开路电压为0.96 V，最大输出功率密度为190 mW·cm-2。电池在模拟实际使用4小时后，其电化学性能基本没有发生衰减。同时对此工况下的电池进行仿真，仿真结果表明，电池性能主要受MSR转化效率的限制，改变空气进气方向可提高电池输出功率。目前关于微管式燃料电池及其设备的应用研究甚少，本研究对μT-SOFC在便携式装置中的应用具有指导作用。

关键词：甲醇水蒸气重整制氢微管式固体氧化物燃料电池数值模拟制氢发电装置