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水风光互补系统多资源场景生成研究

南水北调与水利科技(中英文) 2025年

作者：雷鸿萱宋子达张玮余意曹辉蒋定国李俊贤王锦瑞刘攀武汉大学水资源工程与调度全国重点实验室水风光多能互补联合实验室中国长江三峡集团有限公司科学技术研究院中国长江电力股份有限公司中国三峡新能源(集团)股份有限公司

为解决现有场景生成研究较少关注高维变量与极端场景的问题，提出一种水风光多能互补系统的高维耦合场景生成方法。首先，描述径流、风速、光照强度和温度的相关性；其次，基于资源时空相关性矩阵，采用多序列一阶自回归模型模拟得各类... 详细信息

为解决现有场景生成研究较少关注高维变量与极端场景的问题，提出一种水风光多能互补系统的高维耦合场景生成方法。首先，描述径流、风速、光照强度和温度的相关性；其次，基于资源时空相关性矩阵，采用多序列一阶自回归模型模拟得各类资源的高维耦合基础场景集；而后，通过K-means聚类算法提取典型场景；最后，以资源总发电潜力不利为原则，设置不同资源的权重，从而得到不同类型的极端场景。以某水风光互补系统为实例，结果表明：径流与风速之间存在互补性，风光资源呈正相关；模拟的径流、风速、光照强度和温度序列保持了实测序列的统计特征与时空相关性，所得典型场景和极端场景可为极端水文气象条件下水风光互补系统的运行管理提供决策参考。

关键词：水风光多能互补系统不确定性场景生成极端场景时空相关性随机模拟

数据中心多能互补分布式能源系统设计与运行优化研究

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西安交通大学学报 2025年第1期59卷 93-104页

作者：任效效李小龙薛凯吴炫韩小渠王进仕严俊杰西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室西安710049 中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公司西安710075

为实现数据中心的低碳转型和能效提升,提出了一种集成多种可再生能源和储能设备的多能互补分布式能源系统作为其供能系统。建立了包含生命周期成本、碳排放、能耗、电网购电率和热量浪费率等指标的优化目标体系。制定了两种考虑负荷特... 详细信息

为实现数据中心的低碳转型和能效提升,提出了一种集成多种可再生能源和储能设备的多能互补分布式能源系统作为其供能系统。建立了包含生命周期成本、碳排放、能耗、电网购电率和热量浪费率等指标的优化目标体系。制定了两种考虑负荷特征的运行策略,采用改进的多目标蝗虫优化算法对系统容量配置进行求解。为了分析优化目标和运行策略对系统优化的影响,通过组合不同优化目标和运行策略形成了多种优化设计方案,采用层次分析法和熵权法确定评价指标的权重,并利用多准则妥协解排序法进行评价排序。针对青海省某数据中心的案例,获得其能源系统的优化设计与运行方案。研究表明:运行策略主要影响吸收式制冷机和地源热泵的容量,而优化目标主要影响储能设备的容量;在相同的运行策略下,增加优化目标可提升系统的综合性能;对于不同的方案,生命周期成本、碳排放、能耗等基础优化目标值变化较小,而电网购电率和热量浪费率变化较大;通过实施五目标优化,即在基础优化目标的基础上增加热量浪费率、电网购电率,系统的综合性能得到了显著提升,其中热量浪费率和电网购电率分别降低了62.30%和25.92%,可再生能源发电占比增加了2%。

关键词：数据中心多能互补分布式能源系统优化设计运行策略多目标蝗虫优化算法

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多能互补发电系统电/热/氢储能容量协调优化配置

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中国电机工程学报 2024年第13期44卷 5158-5168,I0012页

作者：李湃黄越辉张金平韩培东可再生能源并网全国重点实验室(中国电力科学研究院有限公司) 北京市海淀区100192

针对无常规电源支撑的风-光-热-储-氢多能互补发电行经济性和利用率具有重要意义。该文提出一种基于全年8760 h系统,协调优化配置电/热/氢各类储能容量,对提高系统运时序生产模拟的多能互补发电系统电/热/氢储能容量协调优化配置方法,... 详细信息

针对无常规电源支撑的风-光-热-储-氢多能互补发电行经济性和利用率具有重要意义。该文提出一种基于全年8760 h系统,协调优化配置电/热/氢各类储能容量,对提高系统运时序生产模拟的多能互补发电系统电/热/氢储能容量协调优化配置方法,建立以系统等年值收益最大为目标,考虑系统电/热/氢能量流平衡作用、新能源利用率、外送通道容量、各类电源和储能系统运行约束的电/热/氢储能容量优化配置模型,并提出新能源弃电状态与电/热/氢储能装置的耦合运行策略;以风/光全年8760 h理论出力序列为输入,通过求解模型得到兼顾系统经济、安全和清洁性的电/热/氢储能最优配置容量。算例基于我国西北某多能互补发电系统进行仿真测试,验证所提出的全年8760 h时序生产模拟方法的有效性,量化分析系统成本和电价、储能运行策略等因素对容量配置结果的影响。

关键词：多能互补发电系统储能电池光热发电储氢容量协调配置时序生产模拟

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考虑运行经济性与安全性的风电场功率模型预测优化控制

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太阳能学报 2024年第10期45卷 521-528页

作者：杨彦霞李少林王伟胜秦世耀苗风麟可再生能源并网全国重点实验室(中国电力科学研究院有限公司) 北京100192

首先介绍风电场功率控制构架及功率控制过程,基于风电场各控制对象动态特性分析,构建模型预测控制用风电场功率控制线性化模型。在此基础上,以风电机组传动链机械载荷、场站功率跟踪偏差和损耗最小为优化目标,提出一种风电场有功/无功... 详细信息

首先介绍风电场功率控制构架及功率控制过程,基于风电场各控制对象动态特性分析,构建模型预测控制用风电场功率控制线性化模型。在此基础上,以风电机组传动链机械载荷、场站功率跟踪偏差和损耗最小为优化目标,提出一种风电场有功/无功模型预测协调优化控制方法,设计目标函数及约束条件。最后,在Matlab/Simulink中建立风电场仿真模型,仿真结果表明所提控制策略能够在准确跟随电网调度下发的发电任务和电压指令的同时,可减小风电场有功和无功损耗、降低各机组传动链疲劳载荷,可提升风电运行安全性与经济性。

关键词：风力发电有功控制无功控制疲劳载荷风电场损耗

考虑制氢效率提升的风电制氢系统优化控制策略

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太阳能学报 2023年第9期44卷 366-376页

作者：牛萌洪振鹏李蓓李相俊可再生能源并网全国重点实验室(中国电力科学研究院有限公司) 北京100192

通过分析电解制氢效率与制氢功率的关系,提出一种基于分段模糊控制电解槽阵列效率提升的策略,基于大规模风-氢耦合系统应用场景,建立考虑风电制氢效率的风电制氢系统优化调度模型,并采用人工蜂群算法求解最优制氢功率。仿真结果表明,所... 详细信息

通过分析电解制氢效率与制氢功率的关系,提出一种基于分段模糊控制电解槽阵列效率提升的策略,基于大规模风-氢耦合系统应用场景,建立考虑风电制氢效率的风电制氢系统优化调度模型,并采用人工蜂群算法求解最优制氢功率。仿真结果表明,所提出的控制策略不仅可保证电解槽的安全运行,同时能提高电解槽的制氢效率,为电解制氢系统在电力系统中的大规模应用提供理论依据。最后,在此基础上,加入电解槽阵列的模块化优化策略,使建立的分段模糊控制器能够统筹安全性、经济性、能效性,以期为氢能在电力系统中的大规模应用提供理论依据。

关键词：风电电解制氢可再生能源模糊控制电解效率协调优化策略

基于多控制器硬件在环的风电场仿真分析及应用

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太阳能学报 2023年第10期44卷 451-460页

作者：苗风麟李少林秦世耀贺敬张进可再生能源并网全国重点实验室中国电力科学研究院有限公司北京100192

为准确反映风电机组及风电场并网控制性能,加速风电场并网控制策略研发及验证,基于实时仿真系统提出风电场多控制器硬件在环的仿真方法,通过建立风电场详细模型,设计各部分模型之间及与实际控制器的数据交互机制,实现了包含风电场功率... 详细信息

为准确反映风电机组及风电场并网控制性能,加速风电场并网控制策略研发及验证,基于实时仿真系统提出风电场多控制器硬件在环的仿真方法,通过建立风电场详细模型,设计各部分模型之间及与实际控制器的数据交互机制,实现了包含风电场功率控制系统及10台风电机组主控的多控制器硬件在环实时仿真。进而采用实测数据,进行控制链路时延仿真分析并验证机组电磁暂态特性、风电场功率控制特性的仿真准确性。基于所建立的仿真平台,对风电场一次调频控制策略进行计及机组载荷变化的平台验证,并在实际风电场中得到应用。

关键词：风电场风电机组硬件在环仿真仿真平台一次调频

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电网侧储能多重应用价值及运营策略研究

太阳能学报 2023年第9期44卷 539-545页

作者：修晓青李相俊李蓓李煜阳可再生能源并网全国重点实验室(中国电力科学研究院有限公司) 北京100192

首先,构建储能多重应用价值与运营成本评估模型;然后,建立储能间接价值相关服务类型的性能指标及综合性能指标模型,并提出储能系统多重应用运营策略;最后,基于典型案例进行仿真分析。结果表明所提方法可指导电网中不同并网节点储能的多... 详细信息

首先,构建储能多重应用价值与运营成本评估模型;然后,建立储能间接价值相关服务类型的性能指标及综合性能指标模型,并提出储能系统多重应用运营策略;最后,基于典型案例进行仿真分析。结果表明所提方法可指导电网中不同并网节点储能的多重应用优化运营。

关键词：电力系统储能运营成本调频价值工程

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基于单粒子的半量子相互身份认证协议

中国科学:物理学力学天文学 2025年

作者：韩子龙李玉凌张波杨怀仁邢丁杜响剑窦钊国网上海能源互联网研究院数字电网技术中心国网浙江省电力有限公司金华供电公司北京邮电大学网络与交换技术全国重点实验室信息安全中心

身份认证在保护通信安全方面起着非常重要的作用.本文提出了一种以单粒子为资源的半量子相互身份认证协议.它只需执行单量子比特测量和重新排序操作而不需其他复杂的操作就能使量子参与者和经典参与者在没有第三方的情况下相互进行身份... 详细信息

身份认证在保护通信安全方面起着非常重要的作用.本文提出了一种以单粒子为资源的半量子相互身份认证协议.它只需执行单量子比特测量和重新排序操作而不需其他复杂的操作就能使量子参与者和经典参与者在没有第三方的情况下相互进行身份认证,并且无需公开任何身份认证密钥信息.安全性分析表明,所提协议能够防御冒充攻击、拦截-测量-重放攻击、纠缠-测量攻击和特洛伊木马攻击.与其他现有协议的比较表明,我们的协议在实用性方面具有优势.

关键词：半量子身份认证相互认证单粒子

基于共振型光声光谱技术的硫化氢气体检测研究

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中国激光 2025年

作者：崔家华尚智金周月婷宫廷郭古青谢刚张立强王兴张文鹏邱选兵李传亮太原科技大学应用科学学院山西省精密测量与在线检测装备工程研究中心国家能源集团山西电力有限公司低碳智能燃煤发电与超净排放全国重点实验室国家能源集团科学技术研究院有限公司山西阳谱光电科技有限责任公司

硫化氢（H2S）是众多工业过程中的有毒可燃性副产物。为实现在工业环境中对低浓度H2S气体的高精度检测，搭建了一套基于共振型光声光谱技术的检测系统。选择中心波长为1578.13 nm的分布式反馈激光器作为激励光源，通过L波段的光纤放大器... 详细信息

硫化氢（H2S）是众多工业过程中的有毒可燃性副产物。为实现在工业环境中对低浓度H2S气体的高精度检测，搭建了一套基于共振型光声光谱技术的检测系统。选择中心波长为1578.13 nm的分布式反馈激光器作为激励光源，通过L波段的光纤放大器（EDFA）将激光功率提高到150 mW，并且利用多通池结构实现激光在光声池谐振腔内46次的反射，从而进一步增强激光功率。基于光声光谱技术灵敏度与光功率成正比的优势，最终在278 s的积分时间内，探测系统对H2S的检测灵敏度达到了1.8 ppm。通过理论和实验研究了环境温度对光声池共振频率的影响，获得了不同温度条件下的光声池频率响应曲线。为减弱H2S气体的吸附效应并防止环境温度波动引起的光声信号漂移，将光声池温度加热并稳定在65℃。研究结果为在工作环境温度波动情况下实现高精度的H2S检测提供了一种可行的方案。

关键词：光声光谱硫化氢光声池共振频率波长调制痕量气体检测