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基于3D-IC的不完全填充肋片微通道热管理研究

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工程热物理学报 2024年第4期45卷 1097-1105页

作者：黄秉欢米创巩亮朱传勇徐明海中国石油大学(华东)新能源学院青岛266580

本文构建了一种新型不完全填充微通道结构。通过开展数值研究,结果表明:以PEC评价时,Re数为800~1200时不完全填充顺排肋片的微通道综合性能最优;以场协同数Fc评价时,完全填充错排肋片的微通道最优,完全填充错排肋片的微通道不可逆程度... 详细信息

本文构建了一种新型不完全填充微通道结构。通过开展数值研究,结果表明:以PEC评价时,Re数为800~1200时不完全填充顺排肋片的微通道综合性能最优;以场协同数Fc评价时,完全填充错排肋片的微通道最优,完全填充错排肋片的微通道不可逆程度最小。两种评价标准中换热能力和流阻所占权重的不同造成评价结果有所差异。此外,研究了肋片高度对不完全填充顺排肋片微通道流动与传热特性的影响,以PEC评价时Re数为400~600时最优高度为0.325 mm,Re数为800~1200时最优高度为0.225 mm;以Fc评价时所研究的各Re数下肋高为0.45 mm的微通道最优。

关键词：热管理微通道热流密度表面换热系数肋片

基于模态分析的双定子电励磁场调制电机弹性模量调整方法

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电工技术学报 2024年第6期39卷 1713-1724页

作者：宋春同王玉彬中国石油大学(华东)新能源学院青岛266580

准确获得电机结构的模态分析结果是研究电磁噪声的前提条件。该文以一台双定子电励磁场调制电机为研究对象,首先,利用有限元软件对影响其模态分析的弹性模量展开研究,探索弹性模量变化对各阶固有频率的相对影响率大小,找到外定子、电枢... 详细信息

准确获得电机结构的模态分析结果是研究电磁噪声的前提条件。该文以一台双定子电励磁场调制电机为研究对象,首先,利用有限元软件对影响其模态分析的弹性模量展开研究,探索弹性模量变化对各阶固有频率的相对影响率大小,找到外定子、电枢绕组、机壳和端盖的弹性模量变化对模态分析结果的影响规律,由此明确参数调整的方向性。然后,采用锤击法进行模态实验,并获得外定子、外定子组件以及整机模态实验结果与仿真结果二者误差的大小。最后,根据二者误差大小及参数调整的方向性,选择合适的弹性模量调整值将其误差均调整到4%以内,从而得到精确的模态仿真结果,进而有利于后续该电机电磁噪声的分析。

关键词：双定子电励磁场调制电机有限元模态分析弹性模量调整规律模态实验

异构逆变器并联系统改进Gershgorin圆稳定性判据及其多维谐振特性分析

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电工技术学报 2024年第8期39卷 2265-2280页

作者：林鸿彬葛平娟徐海亮吴瀚张伟杰中国石油大学(华东)新能源学院青岛266580

以新能源为主体的新型电力系统正逐步呈现出异构逆变器并联系统特征,即以跟网型与构网型两类逆变器共存的形式呈现。为了全面准确地分析异构逆变器并联系统的稳定性问题,充分计及逆变器间、逆变器与电网间的交互影响,该文建立多逆变器... 详细信息

以新能源为主体的新型电力系统正逐步呈现出异构逆变器并联系统特征,即以跟网型与构网型两类逆变器共存的形式呈现。为了全面准确地分析异构逆变器并联系统的稳定性问题,充分计及逆变器间、逆变器与电网间的交互影响,该文建立多逆变器的交互导纳矩阵模型。同时,提出一种基于Gershgorin圆定理的多机稳定性判据,通过引入距离向量函数简化分析过程。然后,基于改进的稳定性判据提出一种参数灵敏度计算方法,并量化分析了系统关键作用因子对异构系统稳定性的影响程度。最后,通过时域仿真算例与实验,验证了理论分析的有效性和稳定性判据的有效性。

关键词：构网型逆变器跟网型逆变器异构逆变器并联系统 Gershgorin圆定理参数灵敏度分析

固体氧化物电解池平行流道流动不均匀性优化模拟

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硅酸盐学报 2024年第5期52卷 1687-1697页

作者：章大海史晓锋侯啸海罗云蒋文春中国石油大学(华东)新能源学院山东青岛266580

氢能是一种具有高能量密度、无污染的可再生能源。当前,固体氧化物电解水制氢技术(SOEC)对于流场分布的关注较少,而平行流道的流动不均匀性会显著影响SOEC的反应效率和使用寿命。本研究结合燃料电池中对反应物流动情况的研究建立了电化... 详细信息

氢能是一种具有高能量密度、无污染的可再生能源。当前,固体氧化物电解水制氢技术(SOEC)对于流场分布的关注较少,而平行流道的流动不均匀性会显著影响SOEC的反应效率和使用寿命。本研究结合燃料电池中对反应物流动情况的研究建立了电化学场、传热场、流场的多物理场耦合仿真模型研究反应物在电解中的分布情况,按照不同的流道宽度比改变平行流道的流道宽度,设计了一种新型Z型平行流场。结果表明:与传统Z型流场相比,8000 A/m^(2)电流密度下水蒸气摩尔分数不均匀系数由0.1520下降至0.0304,电解质局部电流密度差值由6000 A/m^(2)下降至2000 A/m^(2),温差由105.9 K下降至97.2 K,均匀性有明显的提升。各个电流密度下,在出口处的产氢速率上升7%左右,在相同时间内可以产生更多的氢气,提高了制氢的效率。

关键词：固体氧化物电解池流道结构优化流场分布数值模拟

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地热能全流发电用两相单螺杆膨胀机理论膨胀过程热力特性研究

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西安交通大学学报 2024年第5期58卷 190-199页

作者：聂涛周宏洋邵华王增丽中国石油大学(华东)新能源学院山东青岛266580

针对地热能发电技术存在的系统效率与热源利用率低的问题,对全流循环发电系统中替代传统汽轮机使用的单螺杆膨胀机进行了热力特性分析。基于质量守恒方程、能量守恒方程与湿蒸汽维里状态方程,建立了考虑液体闪蒸与气液平衡的单螺杆膨胀... 详细信息

针对地热能发电技术存在的系统效率与热源利用率低的问题,对全流循环发电系统中替代传统汽轮机使用的单螺杆膨胀机进行了热力特性分析。基于质量守恒方程、能量守恒方程与湿蒸汽维里状态方程,建立了考虑液体闪蒸与气液平衡的单螺杆膨胀机理论全流膨胀过程的热力学模型,探索了进气温度与干度对气液两相工质状态及膨胀机热力特性的影响机理。结果表明:当进气温度由140℃升高至170℃时,湿蒸汽工质的质量、压力和温度均得到提升,单螺杆膨胀机的输出功率也由210 kW提升至约260 kW,等熵效率在进气温度为160℃时取得77%的最佳值;进气干度的提高会减少进入工作腔湿蒸汽工质质量,进而导致膨胀结束后介质压力与温度的降低,但显著促进了膨胀机的性能参数包括输出功率和等熵效率的提高,当进气干度为0.3时,单螺杆膨胀机的输出功率超过了500 kW,等熵效率也可达76.5%。上述研究结果对应用于地热能全流发电的两相单螺杆膨胀机的热力特性分析与改善以及全流发电技术的优化有一定的参考意义。

关键词：地热能两相湿蒸气单螺杆膨胀机热力特性

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风电接入远海油气平台的规划方法

电力自动化设备 2024年第4期44卷 48-54页

作者：孟庆伟赵睿钟振芳王艳松中国石油大学(华东)新能源学院山东青岛266580

海上风电直供远海油气平台可降低发电成本和碳排放,但传统规划方法不适用于远海油气平台的负荷特性。在考虑海上油田电力系统燃气透平机组与负荷特性的基础上,建立计及风-燃-荷功率动态匹配特性的扩展概率潮流模型,提出适用于远海油气... 详细信息

海上风电直供远海油气平台可降低发电成本和碳排放,但传统规划方法不适用于远海油气平台的负荷特性。在考虑海上油田电力系统燃气透平机组与负荷特性的基础上,建立计及风-燃-荷功率动态匹配特性的扩展概率潮流模型,提出适用于远海油气平台的风机规划方法。采用所提潮流计算方法,在满足远海油田电力系统的电压、线路载流量等约束条件下,以年发电成本与年碳排放量的综合成本最低为目标建立规划模型,并采用粒子群优化算法对模型进行求解。以我国某远海油田电力系统为例,提出针对远海油田电力系统特点的风电接入方案,算例结果表明,所提规划方法具有可行性。

关键词：远海油气平台海上风电海上油田燃-荷特性粒子群优化概率潮流

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输入电压波动下变模态宽增益谐振变换器研究

电机与控制学报 2024年第5期28卷 130-141页

作者：冯兴田李紫岩周广睿王玉彬中国石油大学(华东)新能源学院山东青岛266580

针对传统LLC谐振变换器在宽输入下开关损耗过大、增益范围较窄、难以保持输出稳定的问题,研究一种变模态宽增益谐振变换器。该变换器及其控制策略能够依据输入电压的大小,在全桥和半桥两种模态之间自由切换,有效拓宽电压增益范围。通过... 详细信息

针对传统LLC谐振变换器在宽输入下开关损耗过大、增益范围较窄、难以保持输出稳定的问题,研究一种变模态宽增益谐振变换器。该变换器及其控制策略能够依据输入电压的大小,在全桥和半桥两种模态之间自由切换,有效拓宽电压增益范围。通过对变换器谐振腔结构的优化,进一步拓宽增益,减小能量循环、降低开关管损耗,同时能够在电流传输中引入三次谐波,降低损耗。利用基波近似法对电压增益进行推导,绘制增益曲线图,分析谐振参数对电压增益的影响,根据需求设计合适的参数,并运用变频控制,通过调节输入电压,使得变换器运行在不同模态,实现电压平稳输出。搭建一台55~220 V输入、30 V输出的300 W实验样机,实验结果证明了所提变换器控制策略的有效性。

关键词：模态切换三次谐波宽增益宽输入基波近似法开关损耗

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计及电制氢和碳捕集的园区综合能源系统动态规划

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中国石油大学学报（自然科学版） 2024年第2期48卷 142-150页

作者：王艳松王毓铎中国石油大学(华东)新能源学院山东青岛266580

“碳达峰,碳中和”目标对综合能源系统提出了低碳高效的新要求。针对园区综合能源系统的源-网-荷-储联合规划问题,基于Bellman最优理论将系统净收益最大化的规划模型进行分解,建立“风光储协同-多能互联耦合-能源消纳制氢-最优碳捕集”... 详细信息

“碳达峰,碳中和”目标对综合能源系统提出了低碳高效的新要求。针对园区综合能源系统的源-网-荷-储联合规划问题,基于Bellman最优理论将系统净收益最大化的规划模型进行分解,建立“风光储协同-多能互联耦合-能源消纳制氢-最优碳捕集”的多阶段动态规划模型并求解设备的最佳配置方案。结果表明,该模型在经济性和环保性方面具有显著优势,电制氢收益可观并促进电能就地消纳,碳捕集降低了系统碳排放并具有售卖CO_(2)气体和碳配额的双重收益,同时在动态规划过程中达到了最佳的电制氢配置和最优的碳捕集比例。

关键词：园区综合能源系统低碳动态规划电制氢碳捕集

不对称弱电网下双馈风机系统的稳定性评估及正负序虚拟转子电感控制策略

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电力自动化设备 2024年第9期44卷 49-56页

作者：徐海亮陈翔宇葛平娟中国石油大学(华东)新能源学院山东青岛266580

不对称弱电网下,双馈风机与电网之间存在着复杂且剧烈的交互作用,严重影响风机运行的稳定性以及向电网输送功率的能力。针对该问题,建立了双馈风机系统源荷耦合的单输入单输出(SISO)等效模型,分析了系统失稳机理,特别是探明了正序有功... 详细信息

不对称弱电网下,双馈风机与电网之间存在着复杂且剧烈的交互作用,严重影响风机运行的稳定性以及向电网输送功率的能力。针对该问题,建立了双馈风机系统源荷耦合的单输入单输出(SISO)等效模型,分析了系统失稳机理,特别是探明了正序有功电流、电网不对称故障深度等因素对稳定性的作用规律。提出了正负序虚拟转子电感控制策略,厘清了虚拟转子电感参数对系统稳定性的作用机理,并据此给出了参数整定依据,有效提升了双馈风机系统在弱电网下的稳定运行能力。理论分析表明所提模型大幅减小了稳定性分析时间,仿真及实验验证了理论分析结果的正确性和正负序虚拟转子电感控制策略的有效性。

关键词：双馈风机弱电网不对称故障小信号建模稳定性分析虚拟转子电感

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