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添加剂提高宽带隙钙钛矿太阳电池的性能

太阳能学报 2024年第4期45卷 30-35页

作者：李卓芯冯旭铮陈香港刘雪朋戴松元蔡墨朗华北电力大学新能源学院北京102206

该文研究聚对苯乙烯磺酸钠(PSS)对宽带隙钙钛矿薄膜及电池的影响。研究发现PSS添加剂可改善宽带隙钙钛矿薄膜的形貌,提升结晶度并减少缺陷态密度,这有利于抑制混合卤素宽带隙钙钛矿薄膜的相分离问题。J-V测试结果表明钝化后的宽带隙钙... 详细信息

该文研究聚对苯乙烯磺酸钠(PSS)对宽带隙钙钛矿薄膜及电池的影响。研究发现PSS添加剂可改善宽带隙钙钛矿薄膜的形貌,提升结晶度并减少缺陷态密度,这有利于抑制混合卤素宽带隙钙钛矿薄膜的相分离问题。J-V测试结果表明钝化后的宽带隙钙钛矿太阳电池性能得到明显提升。在掺有PSS的宽带隙钙钛矿太阳电池中,开路电压最高可达1.23 V,效率最高可达20.54%,并且相分离被抑制后的封装钙钛矿太阳电池稳定性显著改善,在一个太阳连续光照500 h后,电池效率仍可保持在初始效率的81.9%(氮气环境,温度40℃)。

关键词：钙钛矿太阳电池宽带隙结晶度缺陷钝化相分离性能

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基于改进麻雀搜索算法的分数阶PID参数整定

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控制与决策 2024年第4期39卷 1177-1184页

作者：陈炫儒吴立飞杨晓忠华北电力大学数理学院北京102206 华北电力大学控制与计算机工程学院北京102206

针对分数阶PID控制器的设计问题,提出一种改进麻雀搜索算法(ISSA)对分数阶PID控制器进行参数整定.在麻雀搜索算法(SSA)中引入Chebyshev混沌映射,提高SSA的种群多样性和全局搜索能力;采用自适应t分布和萤火虫算法,设置转换概率p使二者交... 详细信息

针对分数阶PID控制器的设计问题,提出一种改进麻雀搜索算法(ISSA)对分数阶PID控制器进行参数整定.在麻雀搜索算法(SSA)中引入Chebyshev混沌映射,提高SSA的种群多样性和全局搜索能力;采用自适应t分布和萤火虫算法,设置转换概率p使二者交替执行,提高SSA的收敛精度和寻优性能.对10个基准测试函数进行寻优,结果表明相较于已有的4种经典算法,ISSA在收敛速度、收敛精度、全局搜索能力等方面均有较大提升.最后,对两类被控系统进行仿真分析,相比现有成果,证实了ISSA算法对求解分数阶PID控制器参数整定问题的有效性和实用性.

关键词：分数阶PID控制器改进麻雀搜索算法自适应t分布萤火虫算法基准函数寻优参数整定

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基于布谷鸟算法的风电机组装配序列优化

太阳能学报 2024年第4期45卷 174-180页

作者：冀佳奇王永黎响华北电力大学新能源学院北京102206

装配序列规划(ASP)是风电机组制造的重要技术。ASP是一个组合优化问题,风电机组最优装配序列的搜索空间和计算量均很大。提出基于布谷鸟算法的风电机组装配序列优化方法。首先,从三维装配体模型中提取多种装配约束信息并表示成装配约束... 详细信息

装配序列规划(ASP)是风电机组制造的重要技术。ASP是一个组合优化问题,风电机组最优装配序列的搜索空间和计算量均很大。提出基于布谷鸟算法的风电机组装配序列优化方法。首先,从三维装配体模型中提取多种装配约束信息并表示成装配约束矩阵,以降低最优装配序列的搜索空间;继而构造装配序列目标函数,建立装配序列规划模型,方便算法计算出最优装配序列;对离散布谷鸟算法(DCA)改进,求解ASP模型,获得风电机组产品的最优装配序列。最后通过实验验证了ASP模型的有效性和DCA的优良性能。

关键词：风电机组装配序列优化 ASP模型离散布谷鸟算法

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基于SINBAD聚变基准题的cosRMC程序屏蔽计算研究

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核技术 2024年第5期47卷 71-81页

作者：车锐刘仕倡田卓陈义学华北电力大学核科学与工程学院北京102206

聚变堆具有中子能量高、空间尺度大、几何结构复杂、辐射衰减梯度大等特点,其屏蔽计算更具挑战。为了验证蒙卡程序cosRMC在针对聚变堆屏蔽问题的准确性,对国际屏蔽基准题库SINBAD中的两个屏蔽实验进行了模拟。首先基于基准题实验模型建... 详细信息

聚变堆具有中子能量高、空间尺度大、几何结构复杂、辐射衰减梯度大等特点,其屏蔽计算更具挑战。为了验证蒙卡程序cosRMC在针对聚变堆屏蔽问题的准确性,对国际屏蔽基准题库SINBAD中的两个屏蔽实验进行了模拟。首先基于基准题实验模型建立了详细的三维中子学模型,通过cosRMC中子-光子耦合输运计算,对实验时在模型中处于不同中子穿透深度位置的探测器的中子能谱进行模拟计算。然后采用栅元重要性减方差技术进一步提高cosRMC屏蔽计算的精度。最后将cosRMC计算得到的中子通量谱与MCNP5的计算结果以及基准题实验值进行了对比。结果表明,cosRMC与MCNP5的计算结果相符,二者的相对误差在3倍相对统计误差以内,且与实验值吻合良好,证明了cosRMC具有进行聚变堆屏蔽计算的能力。

关键词：聚变基准题屏蔽计算 SINBAD cosRMC

基于cosRMC的聚变堆输运-活化内耦合方法研究

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核技术 2024年第5期47卷 55-70页

作者：王胜哲刘仕倡陈义学华北电力大学核科学与工程学院北京102206

在聚变反应堆运行过程中,中子活化会导致大量放射性核素的产生,因此活化计算在反应堆的屏蔽设计和辐射安全分析中具有重要作用。本文基于蒙特卡罗粒子输运程序cosRMC的内置燃耗求解器Depth,开发了固定源模式下的内耦合输运-活化耦合计... 详细信息

在聚变反应堆运行过程中,中子活化会导致大量放射性核素的产生,因此活化计算在反应堆的屏蔽设计和辐射安全分析中具有重要作用。本文基于蒙特卡罗粒子输运程序cosRMC的内置燃耗求解器Depth,开发了固定源模式下的内耦合输运-活化耦合计算功能。将该程序应用于中国聚变工程试验堆(Chinese Fusion EngineeringTestingReactor,CFETR)的第一壁(First-wall,FW)材料钢和面向等离子体部件(Plasma-facing Component,PFC)材料钨,分别使用连续能量截面和多群截面进行活化计算,并与活化程序ALARA进行对比验证,发现cosRMC的计算结果与ALARA计算的结果符合良好,初步验证了开发的cosRMC程序输运-活化内耦合计算功能的正确性。与传统蒙特卡罗-活化计算程序的外耦合方式相比,内耦合方式蒙特卡罗不需要把中子能谱传给外部活化程序,而是在蒙特卡罗中子输运过程中嵌入计算活化相关的核素单群反应截面,动态更新中子能谱和材料信息,同时可以使用连续能量截面进行反应率计算,得到与实际问题的几何、能谱相关的反应截面,从而精确地考虑了共振区核截面的影响。

关键词：活化计算聚变堆固定源 ALARA cosRMC

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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

基于物联感知数据和张量融合的电力变压器绕组绝缘劣化评估方法

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电工技术学报 2024年第4期39卷 1208-1220页

作者：曲岳晗赵洪山程晶煜马利波米增强华北电力大学电气与电子工程学院保定071003

针对目前缺乏依托在线物联感知数据的电力变压器绕组绝缘劣化评估方法的问题,该文考虑电、热、机械劣化因素对电力变压器绕组绝缘的损伤累积效应,提出基于物联感知数据和张量融合的电力变压器绕组绝缘劣化评估方法。首先,研究电、热、... 详细信息

针对目前缺乏依托在线物联感知数据的电力变压器绕组绝缘劣化评估方法的问题,该文考虑电、热、机械劣化因素对电力变压器绕组绝缘的损伤累积效应,提出基于物联感知数据和张量融合的电力变压器绕组绝缘劣化评估方法。首先,研究电、热、机械因素对绕组绝缘的累积损伤机理,依托电压、电流、温度、局部放电物联感知数据构建变压器绕组绝缘的电性能、热性能和机械性能劣化损伤指标;然后,构建三种劣化损伤指标的特征张量,基于张量融合对三种劣化损伤指标进行特征融合,提取劣化损伤指标间的高维劣化特征关联信息;最后,采用基于自组织映射网络(SOM)的最小量化误差方法构建绕组绝缘的综合劣化评估指标,实现对绕组绝缘劣化状态的评估。该文通过多种评价准则评价构建综合劣化指标,算例结果表明,所提方法能准确评估变压器绕组绝缘的真实劣化程度。

关键词：电力变压器绕组绝缘劣化评估物联感知数据张量融合

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HVDC送端系统振荡引发受端换相失败的机理分析

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电工技术学报 2024年第9期39卷 2743-2754页

作者：郑乐吴晶徐衍会孙英云刘崇茹华北电力大学电气与电子工程学院北京102206

高压直流输电系统送、受端存在电气耦合及两端的控制配合,因此,送端振荡可通过系统控制逻辑、电气量及控制量变化等影响受端系统的运行状态,增加了受端换相失败的风险。现有工作主要研究了送端大扰动引发受端换相失败的现象与机理,通过... 详细信息

高压直流输电系统送、受端存在电气耦合及两端的控制配合,因此,送端振荡可通过系统控制逻辑、电气量及控制量变化等影响受端系统的运行状态,增加了受端换相失败的风险。现有工作主要研究了送端大扰动引发受端换相失败的现象与机理,通过对标准直流系统进行小信号分析,发现直流系统中存在低频频段的固有振荡频率,一旦交流系统发生相近频段的振荡,将可能诱发直流系统共振。在此基础上,首先分析共振引起系统电气量以及控制量的波动对换相失败的影响,通过HVDC的准稳态方程分析共振后直流电流上升导致关断角下降,进而引发首次换相失败的机理;然后从两端的控制系统出发,研究逆变侧控制切换引发后续换相失败的机理;最后对CIGRE直流输电标准测试系统进行验证,并结合换相失败发生机理对换相失败的抑制策略进行了初步讨论。

关键词：高压直流输电送端振荡受端换相失败机理分析

基于负荷损失解析建模的城市电网移动式电源集群灾前布局

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电力自动化设备 2024年第10期44卷 193-200页

作者：王卓容石庆鑫万海洋刘文霞白亚玲华北电力大学电气与电子工程学院北京102206

台风、暴雨等极端天气易造成城市电网大规模停电。为实现重要负荷的灾中保供,针对台风灾害场景的不确定性构建了城市电网失负荷分布的概率模型,提出了移动式电源集群的灾前最优布局策略。考虑到城市电网的高维度特征,将城市电网分为中... 详细信息

台风、暴雨等极端天气易造成城市电网大规模停电。为实现重要负荷的灾中保供,针对台风灾害场景的不确定性构建了城市电网失负荷分布的概率模型,提出了移动式电源集群的灾前最优布局策略。考虑到城市电网的高维度特征,将城市电网分为中压配电网和高压配电网分别进行建模:在中压配电网层面,根据电网拓扑结构与线路故障概率的空间分布,提出了变电站级的失负荷期望值解析模型;在高压配电网层面,建立了移动式电源集群灾前两阶段随机规划模型,以不确定极端场景下总运行成本最小为目标函数布置移动式电源集群。基于某地区实际电网验证所提出的失负荷期望解析模型与电源布局方法,算例结果表明,所提模型和方法能够快速计算失负荷值,在对计算时间严格约束的场景下给出移动式电源集群的最优配置方案,实现城市电网极限生存能力的提升。

关键词：城市电网负荷损失建模韧性移动式电源集群台风灾害

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