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固体氧化物电池空气电极铬中毒机理及抗铬性能研究进展

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化工学报 2024年第6期75卷 2091-2108页

作者：王天闻闫肃赵梦园杨天让刘建国华北电力大学能源电力创新研究院新型储能技术北京实验室北京102206

固体氧化物电池(SOC)具有能源利用率高、污染排放量低、燃料灵活性高等优势,将在未来的能源供应和储存中发挥关键作用。当前,其长期稳定性尚不能满足大规模商业化的需求,电池堆中用于串联电池的金属连接体所导致的空气电极“铬中毒”是... 详细信息

固体氧化物电池(SOC)具有能源利用率高、污染排放量低、燃料灵活性高等优势,将在未来的能源供应和储存中发挥关键作用。当前,其长期稳定性尚不能满足大规模商业化的需求,电池堆中用于串联电池的金属连接体所导致的空气电极“铬中毒”是电堆性能衰减的重要因素之一。传统空气电极在发电模式(SOFC)下的铬中毒机理已较为明晰。然而,随着电解模式(SOEC)下应用的不断攀升,基于传统电极材料的毒化机理不适用于该运行模式下的电极体系。对典型空气电极材料在SOFC模式和SOEC模式下铬中毒机理进行对比分析,并且对提高SOC空气电极抗铬性能的研究进行总结和展望。

关键词：燃料电池电化学电解催化剂固体氧化物电池空气电极铬中毒抗铬性能

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黑曲霉菌对废旧电缆聚乙烯降解效果及反应机理研究

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电工技术学报 2024年第1期39卷 76-87,98页

作者：杨世芳杨晓磊谢军侯前朋刘云鹏华北电力大学电力工程系保定071003

近年来,随着电缆批量退役,有机固体废物大量堆积,严重威胁环境清洁和人类生命健康。微生物降解废旧电缆比传统的焚烧填埋更为清洁、经济,因此可以采用菌群降解手段实现废旧电缆环保处理。为了研究微生物降解废弃聚乙烯(PE)组分的过程,... 详细信息

近年来,随着电缆批量退役,有机固体废物大量堆积,严重威胁环境清洁和人类生命健康。微生物降解废旧电缆比传统的焚烧填埋更为清洁、经济,因此可以采用菌群降解手段实现废旧电缆环保处理。为了研究微生物降解废弃聚乙烯(PE)组分的过程,该文选取黑曲霉菌对聚乙烯粉末进行降解处理,利用傅里叶红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)进行官能团分析及样品表面碳、氧元素的含量分析,使用X射线衍射实验(XRD)进行样品的晶体结构分析,采用差示扫描量热-热重分析(DSC-TGA)联用热分析方法开展样品的变温热性能分析,同时基于扫描电子显微镜(SEM)进行10 000~50 000倍下样品的微观形貌观测。实验结果表明,在黑曲霉菌降解低密度聚乙烯的过程中发生了氧化反应,产生了羟基、羰基等亲水基团,在菌群处理聚乙烯天数为14天时,氧元素含量从1.38%增加至13.60%,同时聚乙烯结晶度从53.4%下降到34.18%,起始热解温度降低200℃,最终热解温度降低10℃,熔融峰降低0.87 mW/mg,表面形貌出现明显的孔隙和沟壑。该文解析了黑曲霉菌降解低密度聚乙烯的化学机制为醇化、羰基化以及酶促氧化反应。

关键词：废旧电缆微生物聚乙烯生物降解

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考虑时空相关性的风电机组风速清洗方法

太阳能学报 2024年第6期45卷 461-469页

作者：李莉梁袁林娜阎洁孟航刘永前新能源电力系统全国重点实验室(华北电力大学) 北京102206 华北电力大学新能源学院北京102206

为获得完整可靠的风速数据,提出一种考虑时空相关性的风电机组机舱风速清洗方法。利用图卷积神经网络(GCN)提取风速的空间相关信息、利用双向长短期记忆神经网络(Bi-LSTM)提取时间相关信息,建立GCN-LSTM模型重构各机组风速序列,实现对... 详细信息

为获得完整可靠的风速数据,提出一种考虑时空相关性的风电机组机舱风速清洗方法。利用图卷积神经网络(GCN)提取风速的空间相关信息、利用双向长短期记忆神经网络(Bi-LSTM)提取时间相关信息,建立GCN-LSTM模型重构各机组风速序列,实现对异常风速数据的识别和清洗。分析风速的时空特性及其对模型清洗精度的影响,确定最优时间尺度和机组节点数量2个重要的建模参数;以中国4个不同地形风电场为例对GCN-LSTM模型进行验证,结果表明考虑时空相关性可有效提高风速清洗精度,风速的时空相关性越高风速清洗误差越小,且该模型在不同地形风电场的风速清洗中表现出良好的鲁棒性。

关键词：风电场风电机组图神经网络长短期记忆神经网络风速时空相关性数据清洗

可再生能源投资的政企随机演化博弈研究——基于动态碳价视角

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中国环境科学 2024年第1期44卷 567-580页

作者：李艳梅杨冲任恒君牛丹丹华北电力大学经济管理系河北保定071003

针对传统确定性演化博弈模型的不足,引入几何布朗运动模型模拟动态的碳价参数,构建了具有随机支付矩阵的演化博弈模型,以全国碳市场背景下的发电企业为例,研究了政企双方的演化过程和策略选择,探究了不同因素对演化均衡和政企决策的影响... 详细信息

针对传统确定性演化博弈模型的不足,引入几何布朗运动模型模拟动态的碳价参数,构建了具有随机支付矩阵的演化博弈模型,以全国碳市场背景下的发电企业为例,研究了政企双方的演化过程和策略选择,探究了不同因素对演化均衡和政企决策的影响.结果显示:碳价是影响政企决策的重要因素,碳价较低时,政企的最优决策分别是选择作为策略即采取奖惩措施和不投资可再生能源,碳价较高时最优决策转变为不作为和投资.火力发电的成本、收益和碳排放系数以及可再生能源发电的成本、收益和建设成本是影响政府和发电企业策略选择的关键因素.发电企业投资意愿与政府的奖惩力度正相关,政府作为意愿与奖惩力度负相关,短期内提高政府的奖惩力度可激励发电企业的投资行为,但会缩短政府作为时长.

关键词：碳交易机制可再生能源投资几何布朗运动模型演化博弈随机支付

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基于多指标动态优先级的无人机协同路径规划

航空学报 2024年第4期45卷 256-269页

作者：王祝张梦通张振鹏徐广通华北电力大学(保定)自动化系保定071003 浙江大学湖州研究院湖州313002

针对复杂城市环境下多无人机(UAVS)协同巡检、配送等任务,提出一种基于多指标动态优先级的协同路径规划方法,以节省运行成本和增加任务效率。综合考虑碰撞风险、总路程、等待时间等指标构建动态优先级模型,并在优先级单边避碰机制下,定... 详细信息

针对复杂城市环境下多无人机(UAVS)协同巡检、配送等任务,提出一种基于多指标动态优先级的协同路径规划方法,以节省运行成本和增加任务效率。综合考虑碰撞风险、总路程、等待时间等指标构建动态优先级模型,并在优先级单边避碰机制下,定制组合规避策略以处理局部冲突,更好地权衡协同规划效率和路径质量。针对无人机个体路径规划,在Lazy Theta*算法基础上引入拥堵权值地图,引导无人机避开拥堵区域,降低冲突发生可能性。对比仿真试验表明:提出的个体规划算法可以减少拥堵区域和降低拥堵持续时间,提出的多指标动态优先级协同规划算法相比于飞行时间驱动的动态优先级,能够提高规划效率和结果最优性。

关键词：多无人机系统协同路径规划多指标动态优先级 Lazy Theta*算法拥堵权值地图组合规避策略

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氢能学科建设探索与人才培养研究

储能科学与技术 2024年

作者：马美倩王艺霖邓传浩李惊涛赵凡沈国清华北电力大学

能源是经济社会发展的重要基础和保障，我国能源结构长期以煤为主，是全球最大的碳排放国家，能源清洁低碳转型要求紧迫。氢能作为清洁、低碳的二次能源，是能源低碳转型的关键。本文首先介绍了氢能产业的现状。为推动氢能产业发展，国... 详细信息

能源是经济社会发展的重要基础和保障，我国能源结构长期以煤为主，是全球最大的碳排放国家，能源清洁低碳转型要求紧迫。氢能作为清洁、低碳的二次能源，是能源低碳转型的关键。本文首先介绍了氢能产业的现状。为推动氢能产业发展，国家相继出台了一系列政策，在政策的推动下，氢能产业迅猛发展，但与国外发达国家相比还存在一定差距，氢能关键核心技术问题仍需突破，急需培养氢能领域“高精尖”人才以支撑氢能产业的发展。其次，本文阐述了我国氢能学科的建设情况。专业建设方面，目前氢能科学与工程作为新兴专业，开设院校还比较少，仅有六所高校开设了该专业；科学研究方面，各大高校成立科研团队、建设科研平台以开展氢能领域科学研究。此外，本文还介绍了氢能相关其它学术建设情况，包括出版氢能领域书籍、创办氢能相关期刊以及成立氢能领域学会的情况。之后，本文结合氢能多学科交叉特点，探索了氢能学科体系建设；结合氢能全产业链情况，围绕氢制备、氢储运、氢应用、氢安全四大方向，探索了氢能学科方向设置；围绕氢能人才培养，提出了氢能学科“学科交叉、科教协同、产教融合、国际合作”的人才培养模式，以培养氢能领域“综合型、应用型、创新型以及国际化”的杰出人才。最后，围绕氢能学科建设以及人才培养给出建议。

关键词：氢能学科建设人才培养

考虑可调节负荷减碳降碳价值的需求响应运行决策模型

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中国电力 2024年

作者：张晓萱薛松许野许轶丁泽宇孙庆凯国网能源研究院有限公司华北电力大学

需求响应是重要的可调节负荷资源之一，对于新型电力系统的减碳和新能源消纳具有重要促进作用。将碳流理论、智能优化算法和多属性评判方法融入到需求响应可调节负荷运行策略决策过程中，构建以用户用电成本最小化为目标函数、涵盖电力... 详细信息

需求响应是重要的可调节负荷资源之一，对于新型电力系统的减碳和新能源消纳具有重要促进作用。将碳流理论、智能优化算法和多属性评判方法融入到需求响应可调节负荷运行策略决策过程中，构建以用户用电成本最小化为目标函数、涵盖电力供需平衡和机组出力限制等约束条件的需求响应策略优化模型，利用遗传算法确定利于实现优化目标的优势种群的各个染色体，结合各个染色体的经济效益、新能源消纳量和用户碳排放强度的计算结果，组合运用改进的熵权法和权重加和法对所有染色体进行综合评估和排序，得到确保系统经济效益、新能源消纳和减碳效果全局最佳的需求响应策略，最大限度地提高可调节负荷资源的价值。最后，通过算例验证了方法的可行性和有效性。

关键词：可调节负荷碳流计算需求响应智能优化新型电力系统多重价值

基于LeNet5like的迁移学习风电机组叶片覆冰故障诊断研究

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仪器仪表学报 2024年第3期45卷 128-143页

作者：吕游封烁郑茜邓丹刘吉臻华北电力大学新能源电力系统全国重点实验室北京102206 华北电力大学控制与计算机工程学院北京102206

针对海上风电场和高海拔地区风机机组的叶片覆冰故障模型精度低、建模速度慢等问题,提出一种基于LeNet5like的迁移学习风电机组叶片覆冰故障诊断方法。首先,整合监控和数据采集系统的记录数据与风机覆冰情况进行预处理,建立训练数据集;... 详细信息

针对海上风电场和高海拔地区风机机组的叶片覆冰故障模型精度低、建模速度慢等问题,提出一种基于LeNet5like的迁移学习风电机组叶片覆冰故障诊断方法。首先,整合监控和数据采集系统的记录数据与风机覆冰情况进行预处理,建立训练数据集;其次,基于改进后的LeNet5like网络构建覆冰故障诊断模型,提取数据集中多变量间的相关性特征信息;然后,经网络参数微调迁移学习对模型进行训练,实现对其他风机覆冰故障诊断模型的快速建立;最后,经实验验证,该模型覆冰故障诊断准确率为98.90%,较无迁移模块网络训练时间缩短28 s,提升约15.91%,验证了基于LeNet5like的迁移学习风电机组叶片覆冰故障诊断方法的精确性和快速性。

关键词：故障诊断叶片覆冰迁移学习 LeNet5like网络 SCADA数据

计及多重不确定性和时间相关性的虚拟电厂参与碳-绿证协同交易优化调度

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电网技术 2024年

作者：王愿李彦斌宋明浩刘畅李兵抗李赟薛晓达华北电力大学经济与管理学院华北电力大学经济管理系华北电力大学国家能源发展战略研究院

为解决碳和绿证交易机制不完善以及源-荷-市场不确定性和时间相关性对虚拟电厂运行的影响，提出一个计及多重不确定性和时间相关性的虚拟电厂参与碳-绿证协同交易优化调度模型。首先，建立基于市场价格的碳-绿证协同交易模型，并在上述... 详细信息

为解决碳和绿证交易机制不完善以及源-荷-市场不确定性和时间相关性对虚拟电厂运行的影响，提出一个计及多重不确定性和时间相关性的虚拟电厂参与碳-绿证协同交易优化调度模型。首先，建立基于市场价格的碳-绿证协同交易模型，并在上述市场环境下以虚拟电厂综合成本最小为目标构建协同交易优化调度模型，其次，考虑源-荷-市场的不确定性，基于时序生成对抗网络动态学习不确定性因素的时间相关性，引入时间协方差条件消除生成模糊集合中的不匹配分布，与分布鲁棒优化模型相结合对虚拟电厂进行优化调度。最后，引入算例分析验证本文所提协同交易机制在虚拟电厂经济和环保方面的优势以及构建的优化模型在刻画不确定性和时间相关性的可行性和有效性。

关键词：碳-绿证协同交易虚拟电厂不确定性时间相关性时序生成对抗网络分布鲁棒优化