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基于对等架构的虚拟电厂-配电网双层电碳协同调度模型

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电力自动化设备 2025年第1期 42-50页

作者：孙国强王力予周亦洲卫志农陈胜臧海祥河海大学电气与动力工程学院

为使虚拟电厂更好地适应多种低碳能源并存的碳市场，建立了一种基于对等架构的虚拟电厂-配电网协同调度双层模型。引入碳排放流理论，结合电网潮流确定节点碳排放责任。建立双层模型，上层为配电网最优潮流模型，下层为虚拟电厂点对点... 详细信息

为使虚拟电厂更好地适应多种低碳能源并存的碳市场，建立了一种基于对等架构的虚拟电厂-配电网协同调度双层模型。引入碳排放流理论，结合电网潮流确定节点碳排放责任。建立双层模型，上层为配电网最优潮流模型，下层为虚拟电厂点对点交易模型。上、下层模型间使用目标级联分析法构建对等架构，并通过共识变量实现协同调度。下层模型使用基于共识的自适应步长交替方向乘子法处理虚拟电厂间点对点交易问题，促进资源消纳的同时实现了隐私保护。以IEEE 33节点配电网为例，对调度结果进行多种分析，验证了所提模型的有效性。

关键词：虚拟电厂碳排放流理论目标级联分析法配电网交替方向乘子法点对点交易

考虑碳-绿证市场耦合的多虚拟电厂电-碳P2P交易模型

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电力自动化设备 2025年第1期 51-58页

作者：朱瑛郭健伟周亦洲韩海腾卫志农河海大学电气与动力工程学院

为了探索多市场交易下虚拟电厂（VPP）之间的点对点（P2P）交易模式，提出一种考虑碳-绿证市场耦合的多VPP电-碳P2P交易模型。建立包含光伏、储能、中央空调、碳捕集机组和用户负荷的多VPP聚合模型，建立绿证-碳配额耦合的VPP交易模型... 详细信息

为了探索多市场交易下虚拟电厂（VPP）之间的点对点（P2P）交易模式，提出一种考虑碳-绿证市场耦合的多VPP电-碳P2P交易模型。建立包含光伏、储能、中央空调、碳捕集机组和用户负荷的多VPP聚合模型，建立绿证-碳配额耦合的VPP交易模型；在此基础上，基于合作博弈理论，建立多VPP社会效益最大化模型，采用交替方向乘子法对模型进行分布式求解，并建立非对称纳什议价模型对合作剩余利润进行分配；通过算例分析验证所提模型能在提升经济效益的同时，减少VPP的CO2排放量。

关键词：虚拟电厂碳捕集 P2P交易非对称纳什议价碳-绿证市场耦合合作博弈

基于Kriging-MIGA算法的离心泵叶片三元反问题优化

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排灌机械工程学报 2025年

作者：王世成杨军虎薛旺王鸣帅宋丹玉兰州理工大学能源与动力工程学院重庆三峡学院环境与化学工程学院

针对离心泵叶轮叶片三元反问题载荷优化,提出一种优化方法.选取某一中比转数离心泵为原型泵,在不改变其轴面流道形状、叶片厚度分布等条件的基础上,利用三元反问题设计方法设计了前盖板前加载、后盖板后加载的叶轮叶片.采用拉丁超立方... 详细信息

针对离心泵叶轮叶片三元反问题载荷优化,提出一种优化方法.选取某一中比转数离心泵为原型泵,在不改变其轴面流道形状、叶片厚度分布等条件的基础上,利用三元反问题设计方法设计了前盖板前加载、后盖板后加载的叶轮叶片.采用拉丁超立方抽样的方法,建立了80个离心泵叶轮模型样本空间,通过Fluent软件数值模拟得到离心泵性能.以叶片载荷参数为优化对象,离心泵设计工况点水力效率为优化目标,利用Kriging代理模型建立了叶片载荷参数与水力效率的关系.在扬程满足设计要求的条件下,使用MIGA算法得到水力效率最高的离心泵载荷参数.结果表明:在载荷曲线中,对水力效率影响程度较大的参数为后盖板直线段与抛物线的两交点NDb和NCh,以及前盖板直线段与抛物线交点NCs;影响较小的参数为后盖板前缘载荷LEh和前盖板直线与抛物线交点NDs;在设计工况点,优化泵的水力效率提升了1.35%且高效区较宽;叶片表面最低压力升高了38.41%,空化性能得到了提升;另外,功率减小了2.46%,扬程稍有提升.研究结果可对离心泵叶轮叶片的高效设计提供一定的参考.

关键词：离心泵叶片优化三元反问题设计 Kriging模型 MIGA算法

基于拉瓦尔喷管+一维定常管流的高压气瓶放气特性研究

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海军工程大学学报 2025年

作者：何曦光黄斌宋飞潘炜海军工程大学动力工程学院

潜水器或潜艇在进行高压气吹除主压载水舱上浮过程中，高压气瓶放气状态对整个吹除过程有直接影响。为了有效保证潜水器的生命力，必须对高压气瓶放气特性进行深入研究。基于拉瓦尔喷管+一维定常管流模型对高压气瓶及连接气管道放气过... 详细信息

潜水器或潜艇在进行高压气吹除主压载水舱上浮过程中，高压气瓶放气状态对整个吹除过程有直接影响。为了有效保证潜水器的生命力，必须对高压气瓶放气特性进行深入研究。基于拉瓦尔喷管+一维定常管流模型对高压气瓶及连接气管道放气过程进行建模，研究相同总温及不同的压强比下气体流动状态，得到气管道中气体马赫数、质量流量等参数与吹除时间、压强比的关系曲线，并通过台架实船工况的实验数据进行验证。对比结果表明：两种工况的稳态区间内，气体马赫数相对误差近似为0，而气体质量流量相对误差分别小于3.8%和2.7%，逼真度较好。

关键词：高压气吹除拉瓦尔喷管一维定常管流理论压强比

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煤与生物质混燃锅炉结渣评价指标分析

热力发电 2025年

作者：梁波王永征梁艳杰刘济森牛胜利韩奎华山东大学能源与动力工程学院

煤与生物质混燃发电是现有燃煤电厂实现CO2减排及生物质大规模高效利用的最经济最有前途的技术。但由于生物质中含有大量的碱金属成分，在煤与生物质混燃过程中会产生严重的积灰、结渣、腐蚀问题，严重威胁锅炉设备的安全经济运行。分... 详细信息

煤与生物质混燃发电是现有燃煤电厂实现CO2减排及生物质大规模高效利用的最经济最有前途的技术。但由于生物质中含有大量的碱金属成分，在煤与生物质混燃过程中会产生严重的积灰、结渣、腐蚀问题，严重威胁锅炉设备的安全经济运行。分别针对燃煤锅炉、燃用生物质锅炉及煤与生物质混燃锅炉的受热面结渣特性及其影响因素进行了对比分析，对燃用不同燃料锅炉及混燃锅炉结渣特性评价指标进行了综合论述，并进一步评估了这些结渣评价指标在具体锅炉设备中的适用性。综合分析表明，燃料中的灰成分决定了灰渣的物理化学性质，灰熔融特性反映了灰渣的固液转变倾向和温度，而灰黏度则关系到灰的流动性和能否在受热面沉积结渣，从这3个方面综合考虑可以更准确地评价锅炉受热面结渣特性。

关键词：生物质碱金属结渣评价指标灰熔融特性黏度

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基于神经网络和稳健估计的风电机组状态监测

中国机械工程 2025年

作者：岳子桐李艳婷赵宇上海交通大学机械与动力工程学院

在风力发电机组的状态监测中，温度时序数据作为评估其运行是否稳定的关键指标，通常由SCADA(数据采集与监视控制)系统进行收集。本文提出了一种利用温度数据来实现更加稳健的风电机组状态监测的新方法。为了解决传统预测模型存在的收... 详细信息

在风力发电机组的状态监测中，温度时序数据作为评估其运行是否稳定的关键指标，通常由SCADA(数据采集与监视控制)系统进行收集。本文提出了一种利用温度数据来实现更加稳健的风电机组状态监测的新方法。为了解决传统预测模型存在的收敛速度慢的问题，本研究采用了卷积神经网络(CNN)与双向门控循环单元(BiGRU)相结合的网络结构，并引入了一种新颖的优化算法——长鼻浣熊优化算法(COA)，以改善温度预测模型的训练效果。此外，考虑到在实际操作环境中传统控制图存在较高的假警报率这一问题，本文提出了一种结合中位数估计(MED)与最小正则化加权协方差行列式估计(MRWCD)的策略，用于残差向量的稳健性监测。基于这些改进，本文建立了一个多元指数加权移动平均控制图。该方法在中国华东地区某一风电场的应用案例表明，相较于传统的监测手段，本文提出的新方法能够显著减少误报的情况，并且在风电机组的状态监测过程中提供了更高的可靠性与稳定性。

关键词：风电机组状态监测卷积神经网络-双向门控循环单元长鼻浣熊优化算法稳健检验统计量

基于拓扑优化的类翼型扰流元件空气引射器性能分析

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郑州大学学报(工学版) 2025年

作者：刘华东张雅郝琪孙浩郑州大学机械与动力工程学院

针对传统空气引射器引射率较低的问题,采用拓扑优化方法对传统空气引射器进行了结构优化,并基于拓扑优化结果和减阻机理分析,提出了新型类翼型扰流元件空气引射器。利用数值模拟方法研究了新型空气引射器内部流场,分析了类翼型扰流元件... 详细信息

针对传统空气引射器引射率较低的问题,采用拓扑优化方法对传统空气引射器进行了结构优化,并基于拓扑优化结果和减阻机理分析,提出了新型类翼型扰流元件空气引射器。利用数值模拟方法研究了新型空气引射器内部流场,分析了类翼型扰流元件高度和扰流元件与喷嘴喉部距离对引射器性能的影响。结果表明:扰流元件与引射器壁面形成二次喷嘴效应,工作流体流出喷嘴后会继续加速,压力进一步降低,与引射流体驱动压差增大,使引射率显著提升。引射率随类翼型扰流元件高度增大而增大,随着扰流元件与喷嘴喉部的距离增加,引射率先增大后减小。相比于传统引射器,新型空气引射器引射率可提高146%～224%。当类翼型扰流元件的高度为3.3 mm、扰流元件与喷嘴喉部最佳距离为0.8 mm时,引射率达到最大值2.07。

关键词：类翼型扰流元件拓扑优化空气引射器引射率数值模拟

基于GAF变换和TM-CNN的水工钢闸门损伤识别

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中国农村水利水电 2025年

作者：李向阳张钰奇铁瑛李帅郑州大学机械与动力工程学院

针对水工闸门损伤识别较为困难且较小程度损伤的识别准确率偏低的问题，提出了一种基于格拉姆角场（Gramian Angular Fields， GAF）变换和双流多通道卷积神经网络（Two-Stream Multi-Channel Convolutional Neural Network， TM-CNN）... 详细信息

针对水工闸门损伤识别较为困难且较小程度损伤的识别准确率偏低的问题，提出了一种基于格拉姆角场（Gramian Angular Fields， GAF）变换和双流多通道卷积神经网络（Two-Stream Multi-Channel Convolutional Neural Network， TM-CNN）的闸门损伤识别方法。该方法将不同损伤状态下采集的一维振动信号经过GAF变换转换为二维图像并以此图像训练TM-CNN，建立闸门振动信号到损伤状态的映射关系来实现损伤识别。闸门损伤实验结果显示，所提方法在闸门单点和多点损伤实验中的识别准确率分别为98.04%和99.88%，且对低程度损伤类型的识别能力较好，单点和多点实验中5%程度损伤状态的AUC均值分别为0.9996和1。实验结果验证了通过深度学习对被测物体振动信号进行分类的损伤识别方法应用于闸门上是可行的，对于水工闸门的健康监测研究具有重大意义。

关键词：水工闸门损伤识别格拉姆角场卷积神经网络

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煤分子成键特性及化学反应性研究

原子与分子物理学报 2025年 7-12页

作者：周俊杰王娟汤松臻郑州大学机械与动力工程学院

为了探究煤分子的结构特性及化学反应性,以文献中的煤分子为研究对象,采用分子动力学方法计算其径向分布函数,采用DFT方法对其进行电荷布局分析.研究表明:煤分子结构中C-C键的成键概率大小顺序为:芳香碳之间的Car-Car键>芳香碳与脂肪碳... 详细信息

为了探究煤分子的结构特性及化学反应性,以文献中的煤分子为研究对象,采用分子动力学方法计算其径向分布函数,采用DFT方法对其进行电荷布局分析.研究表明:煤分子结构中C-C键的成键概率大小顺序为:芳香碳之间的Car-Car键>芳香碳与脂肪碳之间的Car-Cal键>脂肪碳之间的Cal-Cal键;C-O键的成键概率大小为:芳香碳与氧原子之间的成键概率要大于碳氧双键的成键概率.煤分子结构中羧基、羰基中的碳原子以及脂肪族中的碳原子电荷数普遍高于芳香族碳原子以及含氮、含硫芳香杂环中碳原子的电荷数.所有的氧原子均带有较大的负电荷,含氧原子的官能团一般具有较高的反应活性,能在较低的温度下发生反应.煤分子结构中杂原子的反应活性由高到低的顺序为:氧原子>氮原子>硫原子.

关键词：煤分子径向分布函数 Mulliken布局分析成键特性化学反应性