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进气温度对微型燃气轮机燃烧室燃烧与排放特性的影响

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中国电机工程学报 2022年第23期42卷 8600-8607页

作者：迟志伟王文欢黄阳颜赟成潘卫国上海电力大学能源与机械工程学院上海市浦东新区200090

通过对100kW微型燃气轮机进行数值模拟研究,分析在恒定过量空气系数、恒定燃气轮机功率和不同的进气温度前提下,进气温度对燃烧室内的流场、温度场及主要污染物(CO和NO_(x))的排放的影响。在研究中所选用的燃烧反应原理为Gri-Mech3.0机... 详细信息

通过对100kW微型燃气轮机进行数值模拟研究,分析在恒定过量空气系数、恒定燃气轮机功率和不同的进气温度前提下,进气温度对燃烧室内的流场、温度场及主要污染物(CO和NO_(x))的排放的影响。在研究中所选用的燃烧反应原理为Gri-Mech3.0机理的一种简化机理,该机理中共包括17种组分,一共24个基元反应。模拟结果显示,随着进气温度的逐渐增大,燃烧室主燃区域内的最高温度同比增加,燃烧室出口排出的燃气温度分布愈加均匀,燃气品质逐渐提高;CO的排放浓度逐渐下降,但NO_(x)的排放逐渐增加。

关键词：燃气轮机进气温度燃烧特性排放特性数值模拟

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含相变墙体的综合能源系统优化调度

电网技术 2023年第8期47卷 3238-3248页

作者：刘帅刘方陈登勇上海电力大学能源与机械工程学院上海市杨浦区200090

在高比例可再生能源渗透率的综合能源系统中,仅以保障源荷平衡为目标的调度策略是缺乏弹性的。因此提出了一种含相变墙体的综合能源系统方案以及一个详细分析用户建筑的热力学模型,来改善源–荷间的匹配程度,进而实现综合能源系统的灵... 详细信息

在高比例可再生能源渗透率的综合能源系统中,仅以保障源荷平衡为目标的调度策略是缺乏弹性的。因此提出了一种含相变墙体的综合能源系统方案以及一个详细分析用户建筑的热力学模型,来改善源–荷间的匹配程度,进而实现综合能源系统的灵活性与经济性。通过Dymola与Matlab联合搭建含相变墙体建筑的综合能源系统。从墙体结构、室温设定模式、抵御故障及故障恢复3个角度分析相变墙体热惯性对综合能源系统的影响。模拟结果证明了所提出的含相变墙体的综合系统的优越性和其调度策略的有效性。

关键词：热惯性相变材料优化调度综合能源系统建筑性能模拟

基于阶梯碳交易的含P2G-CCS耦合和燃气掺氢的虚拟电厂优化调度

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电网技术 2022年第6期46卷 2042-2053页

作者：陈登勇刘方刘帅上海电力大学能源与机械工程学院上海市浦东新区201306

“30*60”双碳背景下,为实现低碳排放,需从低碳政策和低碳技术两个路径进行协调。为此建立了含P2G-CCS(power to gas and carbon capture system,P2G-CCS)耦合和燃气掺氢的虚拟电厂(virtualpowerplant,VPP),并提出了基于阶梯碳交易机制... 详细信息

“30*60”双碳背景下,为实现低碳排放,需从低碳政策和低碳技术两个路径进行协调。为此建立了含P2G-CCS(power to gas and carbon capture system,P2G-CCS)耦合和燃气掺氢的虚拟电厂(virtualpowerplant,VPP),并提出了基于阶梯碳交易机制的VPP优化调度策略。首先,在低碳技术层面,针对P2G-CCS耦合和燃气掺氢子系统,建立了掺氢燃气轮机、掺氢燃气锅炉、两段式电转气(power to gas,P2G)和碳捕集系统(carboncapturesystem,CCS)的数学模型;其次,在低碳政策层面,建立了阶梯碳交易模型对系统碳排放进行约束;最后,在建模基础上,提出了以碳交易成本、购气和煤耗成本、碳封存成本、机组启停成本和弃风成本之和最低为目标函数的优化调度策略。对建立的模型线性化处理后,采用MATLAB调用CPLEX和粒子群算法进行求解,通过设置不同的情景进行对比,验证了所提模型的有效性,并分析了不同固定掺氢比、变掺氢比、不同的阶梯碳交易参数对VPP低碳性和经济性的影响。

关键词：低碳碳捕集阶梯碳交易掺氢比虚拟电厂

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基于红外热图像的光伏组件热斑深度学习检测方法

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中国电机工程学报 2023年第24期43卷 9608-9615页

作者：王道累姚勇张世恒朱瑞赵文彬上海电力大学能源与机械工程学院上海市杨浦区200090

热斑效应是造成光伏板严重破坏的主要原因之一,为了快速、及时的检测出热斑并及时维护解决。该文提出一种基于改进YOLOv4-tiny的热斑检测方法。首先,针对热斑红外图像稀少且原始模型中mosaic数据增强不稳定的问题,提出采用伽马变换的方... 详细信息

热斑效应是造成光伏板严重破坏的主要原因之一,为了快速、及时的检测出热斑并及时维护解决。该文提出一种基于改进YOLOv4-tiny的热斑检测方法。首先,针对热斑红外图像稀少且原始模型中mosaic数据增强不稳定的问题,提出采用伽马变换的方式对热斑数据集进行有效扩充;其次,为了使得模型更关注热斑红外图像中重要的特征,抑制不必要的特征,在网络结构中添加了注意力模块(convolutional block attention module,CBAM);最后,针对原始模型感受野较弱,提取信息不充分的缺点,将模型中的特征金字塔结构融合了路径聚合网络(path aggregation network,PANet)的思想,且在结构中加入少量卷积核为1×1的卷积层,减少了参数量。实验结果表明本文提出的改进YOLOv4-tiny模型AP50达到98.42%,相较于原始模型提升了3.63%,且检测速率在图形处理器(graphic processing unit,GPU)为GTX1070Ti的设备上达到50.06FPS,具有优秀的检测精确率并兼具良好实时性,基本接近实际应用需求。

关键词：目标检测 YOLOv4-tiny 热斑伽马变换特征金字塔

基于改进匹配代价和均值分割的最小生成树立体匹配算法

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激光与光电子学进展 2023年第4期60卷 323-332页

作者：王道累韩洋上海电力大学能源与机械工程学院上海200090

尽管传统的立体匹配模型在精度和鲁棒性方面都表现出了良好的性能,但在弱纹理和深度不连续区域的视差精度问题依然存在。针对上述问题,提出了一种基于改进匹配代价和均值分割的最小生成树立体匹配算法。首先,在匹配代价计算阶段,通过Cen... 详细信息

尽管传统的立体匹配模型在精度和鲁棒性方面都表现出了良好的性能,但在弱纹理和深度不连续区域的视差精度问题依然存在。针对上述问题,提出了一种基于改进匹配代价和均值分割的最小生成树立体匹配算法。首先,在匹配代价计算阶段,通过Census变换进行初始匹配代价计算,利用Sobel算子对输入图像进行边缘信息提取,将提取后的图像边缘信息与Census变换后的匹配代价值进行融合,并将其与基于图像亮度信息的代价值进行非线性融合,以提高匹配代价的精度;然后,使用最小生成树代价聚合模型进行聚合操作并利用赢者通吃策略估计图像的初始视差;最后,在视差优化阶段,采用MeanShift算法对图像进行分割,结合图像的轮廓信息对误匹配点进行修正,进一步提高在弱纹理及边缘区域的视差精度。实验结果表明,与一些传统算法相比,所提算法具有更高的视差精度,且视差图的边缘、纹理较其他算法更为平滑,具有更强的鲁棒性。

关键词：机器视觉立体匹配 Sobel算子 Census变换最小生成树

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风电机组叶片损伤检测技术研究与进展

中国电机工程学报 2023年第12期43卷 4614-4630页

作者：王道累肖佳威刘易腾杜文斌朱瑞李峰上海电力大学能源与机械工程学院上海市浦东新区200090

叶片是风电机组的关键组件,其性能优劣将影响整个系统。风力发电机工作环境复杂,叶片很容易受到损伤,未被及时发现的表面损伤如裂纹等扩展可能会导致对结构造成不可逆损坏,甚至会导致塔架的损坏。因此,叶片的损伤检测对于保障风电机组... 详细信息

叶片是风电机组的关键组件,其性能优劣将影响整个系统。风力发电机工作环境复杂,叶片很容易受到损伤,未被及时发现的表面损伤如裂纹等扩展可能会导致对结构造成不可逆损坏,甚至会导致塔架的损坏。因此,叶片的损伤检测对于保障风电机组安全高效工作与降低运维成本有着重要意义。文中全面介绍风力发电机叶片损伤原因和损伤类型,对现有叶片检测技术进行分析简述,探讨现有方法的优缺点和研究热点,在此基础上,介绍配有多种传感器的机器人复合检测技术及检测技术中常用的数据分析算法。同时,给出各种检测方法在风力发电机组叶片损伤检测工程应用的建议。最后,指出风电机组叶片损伤检测技术的未来发展趋势。

关键词：风电机组叶片无损检测结构健康监测声发射应变测量

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电化学直接转化二氧化碳为固体碳的研究进展

中国电机工程学报 2023年第15期43卷 5933-5942页

作者：李楚凡潘卫国郭瑞堂上海电力大学能源与机械工程学院上海市杨浦区200090

二氧化碳(CO_(2))的大规模排放引发了一系列环境问题。利用电化学技术将CO_(2)直接转化成固体碳具有成本低、转换效率高和产物选择性高的优点。并且,纳米结构碳具有较高的经济价值。该文介绍了利用电解熔融盐技术将CO_(2)转化为固体碳... 详细信息

二氧化碳(CO_(2))的大规模排放引发了一系列环境问题。利用电化学技术将CO_(2)直接转化成固体碳具有成本低、转换效率高和产物选择性高的优点。并且,纳米结构碳具有较高的经济价值。该文介绍了利用电解熔融盐技术将CO_(2)转化为固体碳的基本原理。分别从电解锂基碳酸盐和非锂碳酸盐两个方面对其研究进展进行分析。讨论了利用电解熔融盐技术将CO_(2)转化为固体碳的经济效益,并列举了几种有望实现大规模商业应用的生产模式。介绍了液态金属的主要性质,分析了液态金属基催化剂在直接转换CO_(2)为固体碳领域的突破性进展以及该技术的主要经济参数。最后,对基于电化学直接转化CO_(2)为固体碳的主要技术问题进行了展望。

关键词：二氧化碳固体碳电化学熔融盐液态金属

基于能耗、经济性及碳排放的热电联产机组运行优化

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中国电力 2023年第4期56卷 201-210页

作者：任鑫王渡金亚飞王志刚上海电力大学能源与机械工程学院上海200090

针对热电联产机组运行过程中难以兼顾能耗、经济性和低碳性的问题,建立了热电联产机组多目标优化模型。首先,结合电力调峰辅助市场和碳排放权交易市场,以(火用)效率、利润和碳排放率为目标函数,考虑机组运行的相关约束,利用多目标粒子... 详细信息

针对热电联产机组运行过程中难以兼顾能耗、经济性和低碳性的问题,建立了热电联产机组多目标优化模型。首先,结合电力调峰辅助市场和碳排放权交易市场,以(火用)效率、利润和碳排放率为目标函数,考虑机组运行的相关约束,利用多目标粒子群算法对发电功率进行寻优。接着,利用信息熵权法结合逼近理想解的排序方法进行多目标决策。最后,通过机组仿真模型进行验证。结果表明:供汽量为20、100和180 t/h工况下,优化后的最佳发电功率分别为115.1、89.5和89.1 MW。优化后的运行方案大幅降低了碳排放,兼顾了机组的能耗、经济性和低碳性。

关键词：热电联产运行特性深度调峰碳排放多目标优化

考虑中长期碳减排约束的区域综合能源系统多阶段动态规划

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中国电力 2023年第11期56卷 185-196页

作者：王小飞任洪波吴琼李琦芬上海电力大学能源与机械工程学院上海201306

在长时间尺度下,内部技术革新、外部环境影响使得综合能源系统的运行场景日益复杂。立足区域能源资源的经济优化配置,兼顾碳减排要求,提出考虑中长期碳减排约束的综合能源系统多阶段动态规划模型。模型可预设灵活的阶段划分规则和不同... 详细信息

在长时间尺度下,内部技术革新、外部环境影响使得综合能源系统的运行场景日益复杂。立足区域能源资源的经济优化配置,兼顾碳减排要求,提出考虑中长期碳减排约束的综合能源系统多阶段动态规划模型。模型可预设灵活的阶段划分规则和不同的碳减排模式,以规划周期内区域整体供能成本最低为目标,采用混合整数线性规划方法进行求解,得到最优设备配置方案。同时,引入学习曲线模型预估规划期内设备成本变化趋势,并考虑氢能、碳交易等新兴碳减排手段。针对典型算例的仿真结果表明:规划阶段划分数的增加可实现更有效的供需动态匹配,系统经济性和减排效果均得到有效提升。同时,不同碳减排约束模式将导致差异化的碳排放路径,需要结合区域减碳目标进行减排约束的合理设置。

关键词：综合能源系统分阶段规划中长期碳减排优化配置碳交易