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基于构网型储能双虚拟电机控制的风电制氢系统

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高电压技术 2024年

作者：贺彬任永峰孟庆天云平平刘会强米玥内蒙古工业大学能源与动力工程学院内蒙古电力集团有限责任公司内蒙古电力科学研究院内蒙古国天新能源科技有限公司

风电制氢作为一种全周期零碳排放的制氢方式，是实现碳中和目标、促进能源结构绿色转型的重要途径。针对风电制氢系统接入弱电网下主动支撑能力弱的问题，本文提出基于构网型储能虚拟同步机和虚拟直流电机的双虚拟电机控制策略，有效增... 详细信息

风电制氢作为一种全周期零碳排放的制氢方式，是实现碳中和目标、促进能源结构绿色转型的重要途径。针对风电制氢系统接入弱电网下主动支撑能力弱的问题，本文提出基于构网型储能虚拟同步机和虚拟直流电机的双虚拟电机控制策略，有效增强风电制氢系统电压、频率主动支撑能力，也为制氢系统直流母线提供可靠的惯量、阻尼支撑。基于小信号方法分析了两种控制策略中转动惯量和阻尼系数对系统稳定性及动态响应的影响情况。最后通过SIMULINK搭建的风-氢-储仿真模型进行验证，结果显示所提策略可为风电制氢系统接入弱电网提供可靠的电压、频率支撑，也能较好地改善制氢系统直流母线电压波动情况。

关键词：风电制氢系统构网型VSG 虚拟直流电机弱电网主动支撑

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红砖掺杂改性白云鄂博铁精矿载氧体性能

化工进展 2024年第4期43卷 2226-2234页

作者：张鹏飞陈伟鹏肖卓楠吕青岗张顺风张子峰内蒙古科技大学能源与环境学院内蒙古包头014010 内蒙古包钢股份长材厂内蒙古包头014010 东北电力大学能源与动力工程学院吉林吉林132012

采用机械混合法,添加建筑固废红砖粉末制备改性白云鄂博铁精矿载氧体,通过热重分析仪和管式炉实验,分析红砖粉末添加量对CO化学链燃烧性能优化效果,并通过扫描电子显微镜、X射线衍射、比表面积分析以及动力学分析等表征手段分析其机制... 详细信息

采用机械混合法,添加建筑固废红砖粉末制备改性白云鄂博铁精矿载氧体,通过热重分析仪和管式炉实验,分析红砖粉末添加量对CO化学链燃烧性能优化效果,并通过扫描电子显微镜、X射线衍射、比表面积分析以及动力学分析等表征手段分析其机制。结果表明,通过DTG曲线可以看出白云鄂博铁精矿载氧体与CO的反应温度基本都高于800℃,红砖粉末改性载氧体可以提升化学链燃烧反应速率,加快反应进程,特别是2.5%红砖改性样品,在950℃下反应效果是最优的,CO_(2)产率达到了87%;通过对程序升温实验数据进行动力学分析,发现红砖粉末可以缩短其与CO的反应时间,加快反应进程,并且基于循环反应实验,改性载氧体表现出了更稳定的碳转化率。其反应能力的提升和循环稳定性的加强主要是由于红砖粉末使载氧体具有更高的比表面积和孔隙结构所致。

关键词：铁精矿化学链燃烧载氧体建筑固废动力学分析

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风速影响下煤矸石山自燃危险区分布规律研究

安全与环境学报 2024年第7期24卷 2620-2631页

作者：王文才杨少晨王鹏吴周康李扬康高小雷内蒙古科技大学矿业与煤炭学院内蒙古包头014010 鄂尔多斯市智慧能源科技有限公司内蒙古鄂尔多斯017000

外界环境风速对煤矸石山自燃危险区分布有明显影响。为研究其变化规律,首先从渗流场、氧气场及温度场的角度进行理论分析,明确自燃机理。然后对煤矸石样品进行热重分析,通过热重微商热重(Thermogravimetry and Differential Thermogravi... 详细信息

外界环境风速对煤矸石山自燃危险区分布有明显影响。为研究其变化规律,首先从渗流场、氧气场及温度场的角度进行理论分析,明确自燃机理。然后对煤矸石样品进行热重分析,通过热重微商热重(Thermogravimetry and Differential Thermogravimetry,TG DTG)与示差扫描量热(Differential Scanning Calorimetry,DSC)转化率曲线得出煤矸石自燃过程中关键温度点,将关键温度点作为自燃危险区划分的判别条件。最后通过FLUENT模拟对不同环境风速下煤矸石山三场变化规律进行研究,计算自燃危险区面积并进行拟合,对煤矸石山现场进行治理效果验证。结果表明:在θ2温度点后,煤矸石山出现局部缓慢燃烧现象,转化率也进入急速增加阶段,因此将θ2温度点(332.42℃)作为自燃危险区划分的判别条件;煤矸石山自燃危险区面积随风速增加呈先增加后减小的趋势,当风速为1.65 m/s时,其面积达到最大值75.25 m^(2);当煤矸石山坡面覆土厚度为0.5 m、覆土时间为30 d时,其自燃危险区温度下降范围在202~232℃,治理效果良好。

关键词：安全工程煤矸石山自燃危险区热重分析数值模拟

稀土对含铜钢等温时效过程硬度与显微组织演变的影响

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中国稀土学报 2024年第2期42卷 315-321,I0005页

作者：魏慧慧王海燕高雪云智建国张羊换内蒙古科技大学材料与冶金学院内蒙古包头014010 内蒙古包钢钢联股份有限公司内蒙古自治区稀土钢产品研发企业重点实验室内蒙古包头014010

对不同含量La含铜HSLA钢进行900℃淬火、550℃等温时效热处理,利用光学显微镜、场发射扫描电镜和透射电镜观察组织及析出相形貌,结合硬度测试结果,探索其硬度变化趋势及显微组织演变规律,并讨论了La对试验钢硬度、显微组织及析出相的影... 详细信息

对不同含量La含铜HSLA钢进行900℃淬火、550℃等温时效热处理,利用光学显微镜、场发射扫描电镜和透射电镜观察组织及析出相形貌,结合硬度测试结果,探索其硬度变化趋势及显微组织演变规律,并讨论了La对试验钢硬度、显微组织及析出相的影响。结果表明,随着时效时间的延长,试验钢的硬度先增大后减小;试验钢的硬度随La含量的增加先增大后减小,添加0.005%La可以显著提高试验钢的硬度。试验钢淬火组织为马氏体和贝氏体混合物,等温时效后组织为回火马氏体;La可以显著细化板条结构。未添加稀土的试验钢中富Cu析出相弥散分布在基体上,添加稀土的试验钢中富Cu析出相主要在位错及板条界面处析出。试验钢的最终硬度由显微组织及富铜析出相协同决定。

关键词：稀土La 含铜钢等温时效硬度显微组织

面向低碳生态的内蒙古西部农宅供暖节能及评价优化研究

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干旱区资源与环境 2024年第7期 135-145页

作者：金国辉闫敏超王亚雄内蒙古科技大学土木工程学院内蒙古自治区高校智能建造与运维工程研究中心国家能源集团江苏海上龙源新能源有限公司内蒙古博特科技有限责任公司

基于低碳生态目标下内蒙古西部地区供暖节能转型，提出由阳光间+围护保温优化+风电+储能组成的智慧农宅供暖系统，结合人员适应性调节形成低成本易推广的节能供暖控制系统，利用可拓原理和组合重要性改进智慧供暖评价指标筛选和综合评... 详细信息

基于低碳生态目标下内蒙古西部地区供暖节能转型，提出由阳光间+围护保温优化+风电+储能组成的智慧农宅供暖系统，结合人员适应性调节形成低成本易推广的节能供暖控制系统，利用可拓原理和组合重要性改进智慧供暖评价指标筛选和综合评价方法，对比分析普通农宅和智慧农宅的供暖效果和能耗水平。结果表明：智慧农宅供暖期温度更为平稳，波动幅度降低42.26%,节能15626.16 MJ,能耗性能优于普通农宅供暖。智慧农宅供暖节能强度高于普通农宅供暖节能强度0.22W/（m2·℃）,智慧农宅供暖期时均耗能强度低于普通农宅供暖期时均耗能1.95kJ/（m2·℃）。智慧农宅供暖综合评价优于普通农宅供暖综合评价，验证了节能策略及评价体系的可行性。研究结果可为农宅智慧供暖模式选择及评价体系优化提供参考，为把内蒙古建设成为中国北方重要生态安全屏障提供技术支撑，对完成好内蒙古自治区"五大任务"具有重要的现实意义与应用价值。

关键词：改进突变级数法智慧供暖管理综合评价能耗低碳生态

Nd^(3+)掺杂对PLZS反铁电体介电性能和储能性能的影响

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硅酸盐学报 2024年第4期52卷 1192-1199页

作者：焦安德赵烨韩沛孙宁宁卢春晓杜金花李雍张奇伟郝喜红内蒙古科技大学材料与冶金学院内蒙古自治区铁电新能源材料与器件重点实验室内蒙古包头014010

近年来,随着科学技术的发展,高功率密度和快速充放电陶瓷引起了人们的广泛关注。采用流延法和固相烧结法制备了Pb_(0.98–1.5x)La_(0.02)Nd_(x)(Zr_(0.60)Sn_(0.40))_(0.99)5O_(3)(x=0,0.02,0.04,0.06,简写为PL100xNZS)反铁电陶瓷,并研究了反铁电陶瓷的相组成、储能性能、介电性能和充放电性能。研究结果表明:PL100xNZS的主晶相为正交相钙钛矿结构,随着Nd^(3+)掺杂量的增多,反铁电–铁电相转变电场(EAFE-FE)增加,故其储能性能增强。当Nd^(3+)掺杂量为x=0.04时,陶瓷的储能密度为14.8 J·cm^(–3),储能效率为85%。此外,充放电测试结果显示PL4NZS陶瓷具有高的电流密度和功率密度,分别为3360 A/cm^(2)和504 MW·cm^(–3),且放电速度极快,t_(0.9)为28 ns。该结果表明PL4NZS材料在脉冲功率电容器领域具有重要的应用价值。

关键词：锆锡镧铅反铁电陶瓷储能密度介电性能放电性能

光合细菌对活性污泥微生物群落结构及功能的影响

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中国环境科学 2024年第3期44卷 1314-1323页

作者：杨文焕邓子威徐岩王志超李卫平内蒙古科技大学能源与环境学院内蒙古包头014010 黄河流域内蒙古段生态保护与综合利用自治区协同创新中心内蒙古包头014010

构建光序批式反应器(PSBR)处理模拟生活污水,考察光合细菌投加量、pH值、光照强度和溶解氧(DO)对反应器污染物去除性能影响,通过16S r RNA测序技术揭示光合细菌对活性污泥微生物群落结构、功能和氮代谢通路的影响.结果表明:10%光合细菌... 详细信息

构建光序批式反应器(PSBR)处理模拟生活污水,考察光合细菌投加量、pH值、光照强度和溶解氧(DO)对反应器污染物去除性能影响,通过16S r RNA测序技术揭示光合细菌对活性污泥微生物群落结构、功能和氮代谢通路的影响.结果表明:10%光合细菌投加通过促进微生物种间协调功能使PSBR系统CODCr、NH_(4)^(+)-N和TN去除率提高,pH值、光照强度和DO分别为7、5000lux和3mg/L时,PSBR脱氮性能最好.光合细菌提高了活性污泥微生物多样性和丰富度,Proteobacteria菌门和norank_f__Saprospiraceae菌属相对丰度增多.光合细菌促进部分参与硝化过程和反硝化过程的功能基因(amo、hao和nap)和酶(AMO、HAO和NAP)丰度增加,活性污泥的整体氮代谢潜力得到提升.

关键词：光合细菌光序批式反应器群落功能氮代谢

喷雾热解法直接制备微泡中空结构铈锆固溶体的研究

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中国稀土学报 2024年第3期42卷 559-567页

作者：王振峰赵爽伍永福黄娟刘中兴马守营内蒙古科技大学稀土工程技术学院内蒙古包头014010 轻稀土资源绿色提取与高效利用教育部重点实验室内蒙古包头014010 内蒙古科技大学能源与环境学院内蒙古包头014010 内蒙古科技大学轻稀土清洁提取与应用内蒙古自治区工程研究中心内蒙古包头014010

利用喷雾热解工艺,以氧氯化锆、稀土萃取分离液氯化铈为原料,柠檬酸为助剂,制备了含碳铈锆复合氧化物前驱体,经二次焙烧后成功制备出低氯且具有中空结构、比表面积为22.8~36.3 m^(2)·g^(-1)的铈锆复合氧化物。对制备出的样品用X射线衍... 详细信息

利用喷雾热解工艺,以氧氯化锆、稀土萃取分离液氯化铈为原料,柠檬酸为助剂,制备了含碳铈锆复合氧化物前驱体,经二次焙烧后成功制备出低氯且具有中空结构、比表面积为22.8~36.3 m^(2)·g^(-1)的铈锆复合氧化物。对制备出的样品用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、透射电镜(TEM)和比表面积分析(BET)进行了表征。FESEM分析结果显示样品的厚度随着柠檬酸摩尔比的增加逐渐变薄。BET分析结果显示样品的比表面积在铈锆-柠檬酸的摩尔比中存在最大值,在摩尔比为1∶1.5时比表面积达到最大值,为36.3 m^(2)·g^(-1)左右,制备的微泡中空结构颗粒尺寸在1.1~11.3μm之间,可为稀土萃取分离液直接制备稀土材料的短流程绿色制备工艺提供参考。

关键词：铈锆固溶体喷雾热解微泡中空结构

抑制新能源并网系统谐振的逆变器阻抗适配支路参数设计方法

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电力系统保护与控制 2024年第11期52卷 74-83页

作者：王立强陶军阿敏夫樊海龙马俊鹏尹麒王顺亮内蒙古电力(集团)有限责任公司内蒙古电力科学研究院分公司内蒙古呼和浩特010020 内蒙古电力(集团)有限责任公司内蒙古呼和浩特010020 四川大学电气工程学院四川成都610065

随着高比例新能源并网成为发展趋势,新能源并网系统谐振成为影响新型电力系统安全稳定的潜在因素。由于风光资源在时间尺度上存在互补特性,可以通过调整逆变器并网特性实现系统阻尼的分时互济。针对逆变器阻抗适配支路的参数设计问题,... 详细信息

随着高比例新能源并网成为发展趋势,新能源并网系统谐振成为影响新型电力系统安全稳定的潜在因素。由于风光资源在时间尺度上存在互补特性,可以通过调整逆变器并网特性实现系统阻尼的分时互济。针对逆变器阻抗适配支路的参数设计问题,提出阻尼系数的优化设计方法。首先,推导了阻尼互济控制逆变器的输出阻抗表达式,结合阻抗的幅值和相位分析阻尼系数对输出阻抗的影响,提出阻尼系数的初选设计方法。随后,从系统稳定性角度分析电网阻抗与阻尼系数之间的关系,为阻尼系数的优化提供了依据。为解决固定阻尼给控制带来的限制问题,提出了一种阻尼系数自适应的阻尼互济控制,使得控制更加灵活有效。最后,通过仿真和实验验证了阻抗适配支路参数设计方法的准确性以及阻尼系数自适应算法的有效性。

关键词：新能源并网系统阻抗适配支路阻尼互济控制虚拟阻尼系数自适应算法

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