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燃煤掺烧可再生燃料发电烟气多污染物协同控制研究进展

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中国电机工程学报 2024年第14期44卷 5642-5658,I0017页

作者：赵春林马子然王磊周佳丽王红妍马静彭胜攀李歌北京低碳清洁能源研究院北京市昌平区102211

“双碳”背景下,煤电清洁低碳发展是必然趋势。通过煤与生物质、污泥、生活垃圾等可再生燃料耦合掺烧发电,能显著降低CO_(2)排放量,是燃煤电厂实现碳中和、碳达峰的路径之一。燃煤掺烧可再生燃料发电后,烟气中非常规污染物(痕量元素、V... 详细信息

“双碳”背景下,煤电清洁低碳发展是必然趋势。通过煤与生物质、污泥、生活垃圾等可再生燃料耦合掺烧发电,能显著降低CO_(2)排放量,是燃煤电厂实现碳中和、碳达峰的路径之一。燃煤掺烧可再生燃料发电后,烟气中非常规污染物(痕量元素、VOCs等)种类及含量将增加,因此研究燃煤电厂现有的大气污染物控制装置(air pollution control devices,APCDs)的脱除能力,及未来可用于燃煤电厂的多污染物协同控制技术对于非常规污染物减排尤为必要。基于掺烧后烟气非常规污染物的排放特征,该文重点分析其在APCDs各环保设备中的迁移转化规律及净化效果,阐述为更高效控制非常规污染物的改进工艺的技术进展。进一步对污染物协同脱除资源化技术的发展现状、技术问题及工程应用进行探讨,其规模化发展仍要面临许多技术挑战。未来燃煤电厂可通过耦合可再生燃料发电、污染物的协同控制并联合CO_(2)捕集利用与封存技术,助力实现“减污降碳”目标。

关键词：耦合掺烧减污降碳大气污染物控制装置协同控制

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煤化工场景下光储氢热微网能量管理策略研究

电网技术 2024年第8期48卷 3197-3206,I0044页

作者：孙逊邢小文牟树君范玉建韩小寒北京低碳清洁能源研究院北京市昌平区102211

针对煤化工场景下的光储氢热微网系统各设备的协调运行问题,满足煤化工“安稳长满优”运行要求,通过深入分析系统内光储氢热运行特点及煤化工生产用电要求,提出了一种基于能量预测和实时功率控制相结合的能量管理策略。首先以用电成本... 详细信息

针对煤化工场景下的光储氢热微网系统各设备的协调运行问题,满足煤化工“安稳长满优”运行要求,通过深入分析系统内光储氢热运行特点及煤化工生产用电要求,提出了一种基于能量预测和实时功率控制相结合的能量管理策略。首先以用电成本最低为目标,结合光伏及煤化工生产用热用氢预测曲线,建立系统能量预测模型,提出一种适用于煤化工与新能源耦合的光储氢热系统能量管理策略,规划各设备的日运营模式;其次,考虑制氢、储热、储能的运行边界、光伏预测误差及现场电网约束,基于制氢、储热、储能的动态响应特性,设计一种设备分级控制策略以动态调整功率设定值,在尽可能消纳新能源的前提下保证系统稳定运行;最后,基于国能智深控制器EDPF-NT和远宽公司MT8020实时仿真器,搭建能量管理半实物仿真平台。通过仿真结果分析,该策略可节省约19.8%的日用电费用,同时可以充分利用新能源,保证系统用电运行安全。

关键词：煤化工光储氢热能量管理策略半实物仿真

面向多能互补的分布式光伏与电氢混合储能规划优化研究

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电网技术 2024年第2期48卷 564-576页

作者：王永利向皓郭璐侯慧之陈鑫王欢刘泽强邢军台崔昌涛华北电力大学经济与管理学院北京市昌平区102206 工匠之心(北京)能源技术有限公司北京市昌平区102206

在国家3060双碳目标的背景下,碳排放问题被列为重点研究对象,清洁能源因其可再生性和无污染性等特点被大力发展,化石燃料发电被很大程度的替代,但是清洁能源因其波动性和不稳定性也是一直被诟病。该文通过提出氢储能系统结合电池储能系... 详细信息

在国家3060双碳目标的背景下,碳排放问题被列为重点研究对象,清洁能源因其可再生性和无污染性等特点被大力发展,化石燃料发电被很大程度的替代,但是清洁能源因其波动性和不稳定性也是一直被诟病。该文通过提出氢储能系统结合电池储能系统的电氢混合储能构建区域综合能源系统来对太阳能的不稳定进行消纳调节并实现用户侧的电热氢能源供给,将春夏富足的太阳能资源通过该混合储能系统进行存储并当秋冬光照不足时进行能量释放,从季节性实现对清洁能源消纳的调节作用,该模型以经济性和环保性为研究目标,通过智能算法寻优得到最优解,并通过能量梯级利用、季节性分析、关键影响因素分析等形式体现出混合储能的应用价值和前景。

关键词：氢储能储能电池碳排放清洁能源综合能源系统

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电力交易产品细分市场协同机理研究

中国电机工程学报 2024年第16期44卷 6320-6333,I0005页

作者：张粒子陈皓轩黄弦超丛野华北电力大学北京市昌平区102206

随着电力市场和可再生能源发电技术的发展,国外典型电力市场在建立电能量市场交易机制后,又相继出现了电力辅助服务和容量等多种电力产品细分市场。我国电力市场建设起始阶段恰逢电力系统转型,系统长期充裕性与短期灵活性不足的问题同... 详细信息

随着电力市场和可再生能源发电技术的发展,国外典型电力市场在建立电能量市场交易机制后,又相继出现了电力辅助服务和容量等多种电力产品细分市场。我国电力市场建设起始阶段恰逢电力系统转型,系统长期充裕性与短期灵活性不足的问题同时凸显,为有效地发挥市场机制在保障电力系统安全稳定、可靠供电和资源优化配置的多重作用,需对电力细分产品市场的协同机理进行研究,以为电力市场的产品结构体系和关键交易机制设计提供理论基础。该文基于电力系统运行的物理规律,运用市场经济理论,揭示了以“功能互补、时序配合、价本互映、收益互斥”为核心内涵的电力产品细分市场协同机理;以加州电力市场发展沿革为例进行了电力交易产品细分市场协同机理实证分析;并基于所揭示的协同机理,结合宁夏电力系统实际和未来发展需要进行了宁夏电力市场的产品结构体系与关键交易机制设计。通过实证分析与规范设计的实例,验证了所揭示协同机理对电力市场的普适性作用,以期为电力市场协同建设提供理论工具。

关键词：电能量市场电力辅助服务市场容量市场协同机理市场产品结构体系交易机制

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功率器件封装结构热设计综述

中国电机工程学报 2024年第7期44卷 2748-2773,I0020页

作者：王磊魏晓光唐新灵林仲康赵志斌李学宝北京智慧能源研究院北京市昌平区102209 新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京市昌平区102206

半导体技术的进步使得芯片的尺寸得以不断缩小,倒逼着封装技术的发展和进步,也由此产生了各种各样的封装形式。当前功率器件的设计和发展具有低电感、高散热和高绝缘能力的属性特征,器件封装上呈现出模块化、多功能化和体积紧凑化的发... 详细信息

半导体技术的进步使得芯片的尺寸得以不断缩小,倒逼着封装技术的发展和进步,也由此产生了各种各样的封装形式。当前功率器件的设计和发展具有低电感、高散热和高绝缘能力的属性特征,器件封装上呈现出模块化、多功能化和体积紧凑化的发展趋势。为实现封装器件低电感设计,器件封装结构更加紧凑,而芯片电压等级和封装模块的功率密度持续提高,给封装绝缘和器件散热带来挑战。在有限的封装空间内,如何把芯片的耗散热及时高效地释放到外界环境中以降低芯片结温及器件内部各封装材料的工作温度,已成为当前功率器件封装设计阶段需要考虑的重要问题之一。该文聚焦于功率器件封装结构的散热方面,针对功率半导体器件在散热路径方面的结构设计进行归纳总结。通过对国内外功率器件封装结构设计的综述,梳理功率器件封装结构设计过程中在散热方面的考虑及封装散热特点,并根据功率器件散热特点对功率器件封装结构类型进行分类。最后,基于降低封装结构散热热阻、提高器件散热能力的目的,从高导热封装材料和连接工艺、芯片面接触连接、增加散热路径以及缩短散热路程4个方面对功率器件封装结构设计在散热方面未来的发展趋势进行展望。

关键词：功率器件封装结构散热路径

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宽禁带半导体器件开关振荡研究综述

中国电机工程学报 2024年第6期44卷 2386-2407,I0026页

作者：孙帅林仲康唐新灵魏晓光赵志斌北京智慧能源研究院北京市昌平区102209 新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京市昌平区102206

宽禁带半导体器件具有高频、高效率、高功率密度等优点。然而,低寄生电容、低阈值电压和快速开关等特性也使它们更容易受到开关振荡的影响。该文综述开关振荡的类型、产生机理、敏感参数以及抑制方法。首先,依据波形特征将振荡分为阻尼... 详细信息

宽禁带半导体器件具有高频、高效率、高功率密度等优点。然而,低寄生电容、低阈值电压和快速开关等特性也使它们更容易受到开关振荡的影响。该文综述开关振荡的类型、产生机理、敏感参数以及抑制方法。首先,依据波形特征将振荡分为阻尼振荡及自持振荡两类;其次,建立开关振荡分析模型,包括器件模型和开关电路模型,依托该模型研究两种振荡的机理、敏感参数以及各敏感参数对振荡特性的影响规律;再次,分析两类开关振荡的差异性和关联性;最后,总结抑制开关振荡的主要方法,并对各种方法的优缺点进行比较分析。对前人研究成果进行总结和延伸,期望帮助研究人员更好地将宽禁带器件应用于高频高功率变换工况。

关键词：宽禁带半导体振荡阻尼振荡自持振荡反馈负电阻

具备短路电流限制能力的新能源直流汇集双极直流变换器

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电网技术 2024年第1期48卷 162-170页

作者：索之闻王智冬蒋维勇王菲国网经济技术研究院有限公司北京市昌平区102209

直流汇集和外送为未来沙漠戈壁荒漠大规模新能源消纳提供了一种可行解决方案,直流变换器是新能源直流汇集系统的关键设备。谐振直流变换器具有在全负载范围内损耗较小,波形质量好等优点,在新能源纯直流汇集场景具有应用前景,然而因其呈... 详细信息

直流汇集和外送为未来沙漠戈壁荒漠大规模新能源消纳提供了一种可行解决方案,直流变换器是新能源直流汇集系统的关键设备。谐振直流变换器具有在全负载范围内损耗较小,波形质量好等优点,在新能源纯直流汇集场景具有应用前景,然而因其呈现低阻抗、短路故障电流上升速度快的特征,必须对短路电流进行限制。该文提出了一种具备短路限流能力的双极直流变换器,首先分析了拓扑运行原理及其参数设计方法,然后分析了所提直流变换器的故障限流机理,设计了其短路电流控制方法,最后通过Matlab/Simulink仿真和实验样机验证了所提电路和故障限流方法的可行性。结果表明,所提直流变换器能够实现直流短路电流限制,能够在一极故障时维持另一极正常运行,提高了供电可靠性。相关研究成果将为新能源直流汇集系统的构建和工程实施提供技术参考。

关键词：新型电力系统大规模新能源直流汇集系统谐振直流变换器直流短路电流限制

基于改进域对抗网络的新能源基地风光时序功率曲线生成方法

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电网技术 2024年第8期48卷 3409-3417,I0119,I0120页

作者：任佳星孙英云秦继朔刘栋郭国栋张柯欣华北电力大学电气与电子工程学院北京市昌平区102206 国网经济技术研究院有限公司北京市昌平区102209

准确刻画风光时序功率曲线对于加快推动新能源大规模并网、指导联合发电系统规划运行具有重要意义。针对我国沙漠、戈壁、荒漠等地区新建大型风电光伏发电基地无历史功率数据可利用的现状,该文提出基于改进域对抗网络(improved domain a... 详细信息

准确刻画风光时序功率曲线对于加快推动新能源大规模并网、指导联合发电系统规划运行具有重要意义。针对我国沙漠、戈壁、荒漠等地区新建大型风电光伏发电基地无历史功率数据可利用的现状,该文提出基于改进域对抗网络(improved domain adversarial neural networks,IDANN)的新能源基地风光时序功率曲线生成方法。以历史气象和功率数据充足的新能源场站作为源域,仅有气象数据的新建基地作为目标域。将源域上学习的输入气象信息到输出风光功率的非线性映射知识迁移到目标域,并添加最大均值差异(maximum mean discrepancy,MMD)作为度量域间特征分布相似性的损失函数以降低目标域泛化误差。最后采用实际风光场站算例验证所提方法的有效性,并进一步表明该方法的实用价值和意义。

关键词：风光时序功率改进域对抗网络沙戈荒迁移学习

考虑风光出力不确定性的新能源基地直流外送随机规划方法研究

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电网技术 2024年第7期48卷 2795-2803,I0049页

作者：李晖刘栋秦继朔韩晓男赵鹏飞孙一丁孙英云国网经济技术研究院有限公司北京市昌平区102209 华北电力大学电气与电子工程学院北京市昌平区102206

加快推进沙漠、戈壁、荒漠地区大型风电太阳能发电基地规划与建设,是我国实现“双碳”目标的重要举措。大规模新能源基地电力外送呈现强随机性、波动性特征,跨区送电特性与传统直流相比发生较大变化,亟需研究适用于不确定性环境的直流... 详细信息

加快推进沙漠、戈壁、荒漠地区大型风电太阳能发电基地规划与建设,是我国实现“双碳”目标的重要举措。大规模新能源基地电力外送呈现强随机性、波动性特征,跨区送电特性与传统直流相比发生较大变化,亟需研究适用于不确定性环境的直流外送输电曲线规划方法。考虑了新能源基地风电、光伏出力不确定性对电力外送的影响,针对新能源基地、直流通道和受端电网的运行特性分别建模,提出了基于场景分析法的新能源基地直流外送随机规划方法。算例结果表明,该方法得到的直流输电曲线可应对不同新能源出力场景下的直流外送需求,验证了所提方法的有效性。

关键词：随机规划新能源基地直流外送不确定性输电曲线