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应用图论建模输电网的电力现货市场出清模型

中国电机工程学报 2024年第9期44卷 3429-3439,I0007页

作者：王进张粒子丛野陈皓轩华北电力大学电气与电子工程学院北京市昌平区102206 华北电力大学现代电力研究院北京市昌平区102206

电力现货市场优化出清模型的难点是考虑安全约束的机组组合(security constrained unit commitment,SCUC)模型。构建一个好的SCUC模型以提升求解速度是长期以来的研究热点。随着省电力系统规模的不断发展,以及国内省间电力现货市场的运... 详细信息

电力现货市场优化出清模型的难点是考虑安全约束的机组组合(security constrained unit commitment,SCUC)模型。构建一个好的SCUC模型以提升求解速度是长期以来的研究热点。随着省电力系统规模的不断发展,以及国内省间电力现货市场的运行,现货市场对于出清模型的求解效率需求更为突出。该文对机组组合模型的研究历程进行详细综述,总结提出机组运行出力约束、出力上限约束、爬坡约束强化建模的机组运行模型;基于图论在线性最优潮流计算中的应用,构建输电网的环流潮流计算模型并引入SCUC模型,最终构建了一套可进一步提升求解效率的电力现货市场出清模型。最后通过多个大规模算例的计算分析表明,所提模型在保证不损失求解精度的同时,可有效提升求解效率,且对于阻塞频发的电力系统,优越性更为明显。

关键词：机组组合图论环流潮流计算模型求解效率

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

基于9,10-二氢蒽强化的掺氮活性炭催化松木热解制备烷氧基酚研究

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燃料化学学报（中英文） 2024年第7期52卷 988-994页

作者：李文涛张成博李凯牛琦李继红陆强贾宝高丽娟华北电力大学新能源发电国家工程研究中心北京102206 中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司陕西西安710065

本研究以核桃壳基掺氮活性炭(NAC)为催化剂、以9,10-二氢蒽(DHA)为供氢剂,开展了松木选择性热解制备烷氧基酚研究,探究了氨水质量分数对NAC理化性能的影响,揭示了DHA/松木比、热解温度、NAC/松木比对烷氧基酚生成的调控机制。结果表明,... 详细信息

本研究以核桃壳基掺氮活性炭(NAC)为催化剂、以9,10-二氢蒽(DHA)为供氢剂,开展了松木选择性热解制备烷氧基酚研究,探究了氨水质量分数对NAC理化性能的影响,揭示了DHA/松木比、热解温度、NAC/松木比对烷氧基酚生成的调控机制。结果表明,合适的氨水质量分数能够改善NAC孔隙结构及活性位点分布,当氨水质量分数为15%时,所制备NAC对烷氧基酚的生成促进效果最佳;当DHA/松木比为1、热解温度为550℃、NAC/松木比为3时,烷氧基酚产率最大,为5.27%,明显高于纯松木直接催化热解时烷氧基酚产率(1.74%)。

关键词：生物质掺氮活性炭催化热解 9,10-二氢蒽烷氧基酚

基于Twin Builder的110kV油浸式变压器3维磁场降阶模型及损耗分析

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高电压技术 2024年第3期50卷 941-951页

作者：张重远刘迪程高成龙刘云鹏刘刚华北电力大学电力工程系保定071003

为解决3维变压器磁场有限元仿真计算效率低的问题,提出基于本征正交分解法的磁场降阶模型与基于二次多项式的损耗响应面模型。以1台110 kV变压器为算例,首先建立了考虑绕组涡流损耗的变压器磁场仿真模型,通过仿真分析了其在额定工况下... 详细信息

为解决3维变压器磁场有限元仿真计算效率低的问题,提出基于本征正交分解法的磁场降阶模型与基于二次多项式的损耗响应面模型。以1台110 kV变压器为算例,首先建立了考虑绕组涡流损耗的变压器磁场仿真模型,通过仿真分析了其在额定工况下的磁场及损耗分布;其次,通过仿真试验设计获取了多组工况下的磁场与损耗数据,在Twin Builder中训练得到变压器磁场的各降阶模块;最后,搭建面向数字孪生应用的变压器3维磁场降阶模型,实现了变压器磁场损耗的快速计算与云图分布的可视化。与计算单数据相比,仿真结果考虑了涡流效应的绕组损耗在靠近端部时有明显升高,最大值分别出现在高、低压绕组两端,约为绕组中部损耗的1.3~1.65倍。基于该磁场结果建立的降阶模型在计算效率方面较全阶模型有显著提升,将实际仿真时间缩短至0.76s,可满足数字孪生应用场景下的磁场快速计算需求。

关键词：油浸式变压器数字孪生 Twin Builder 本征正交分解响应面法降阶模型

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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基于主从博弈的微电网分布式能量管理策略

系统仿真学报 2024年第4期36卷 834-843页

作者：马苗苗王浩董利鹏刘向杰华北电力大学控制与计算机工程学院北京102206 中国能源建设集团广西电力设计研究院有限公司广西南宁530007

针对电力市场运营模式下,新能源微电网的整体优化运行与多方投资者的最大利益化之间的冲突问题,提出了基于双层主从博弈的微电网分布式能量管理策略。为充分考虑能源供需两侧的平衡,引入了电力交易代理商的概念,在用户侧提出基于消费者... 详细信息

针对电力市场运营模式下,新能源微电网的整体优化运行与多方投资者的最大利益化之间的冲突问题,提出了基于双层主从博弈的微电网分布式能量管理策略。为充分考虑能源供需两侧的平衡,引入了电力交易代理商的概念,在用户侧提出基于消费者满意度和可调节负荷的综合需求响应策略;考虑源-荷双方的主动性和决策能力,建立了以电力交易代理商为领导者,分布式电源代理商和负荷代理商为追随者的交易决策博弈模型,证明了stackelberg均衡解存在唯一性,采用结合二次规划的差分进化算法对所提模型进行求解。通过对包含分布式电源和社区用户的案例进行分析,验证了所提模型和策略具有良好的收敛性和经济性。

关键词：能量管理主从博弈微电网电价策略 Stackelberg均衡

基于广义资源日历约束的项目资源调配优化问题

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控制与决策 2024年第5期39卷 1620-1628页

作者：孔峰司戈郭金亮华北电力大学经济管理系河北保定071000 国网冀北电力有限公司经济技术研究院北京100038

资源受限项目调度问题(RCPSP)是最具代表性的项目调度问题之一,针对实际情况中考虑资源投入的必要性,建立一种以资源投入为变量的基于广义资源日历约束的项目调度优化模型.首先,引入组合优先关系的概念对广义资源日历的概念和具体内容... 详细信息

资源受限项目调度问题(RCPSP)是最具代表性的项目调度问题之一,针对实际情况中考虑资源投入的必要性,建立一种以资源投入为变量的基于广义资源日历约束的项目调度优化模型.首先,引入组合优先关系的概念对广义资源日历的概念和具体内容进行整合和完善,为了避免传统网络图在表示组合优先关系时出现的网络循环等弊端,使用节点表示活动开始和结束的瞬时状态改进节点网络图;其次,考虑活动优先关系、活动持续时间、不可更新资源总量和资源日历约束,以项目工期最短和项目成本最小为优化目标,运用CP优化器求解所建立的多目标优化模型;最后,通过设计仿真算例并进行数值实验验证模型的准确性和高效性.

关键词：资源受限项目调度资源调配节点网络图约束规划广义资源日历多重时间约束

核反应堆液体区域控制系统全程隐蔽攻击方法研究

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中国科学：技术科学 2024年第4期54卷 645-654页

作者：黄宇王嘉俊谷赫谢家乐华北电力大学自动化系保定071003

隐蔽攻击对核反应堆液体区域控制系统的安全运行构成了严重威胁.然而,隐蔽攻击的成功实施不仅需要掌握被攻击对象的精确模型,而且很难在攻击完成后无痕退出.为此,本文针对核反应堆液体区域控制系统提出了一种四阶段全程隐蔽攻击方法.首... 详细信息

隐蔽攻击对核反应堆液体区域控制系统的安全运行构成了严重威胁.然而,隐蔽攻击的成功实施不仅需要掌握被攻击对象的精确模型,而且很难在攻击完成后无痕退出.为此,本文针对核反应堆液体区域控制系统提出了一种四阶段全程隐蔽攻击方法.首先,在攻击筹备阶段,通过最大似然估计离线设计最大似然形式下的双模H2最优无偏FIR;之后,在状态估计阶段,利用该FIR对攻击开始时刻的系统状态进行估算;然后,在攻击实施阶段,结合预期攻击目的和系统当前状态设计攻击实施序列,并将其注入至系统信号传输通道中,实现隐蔽攻击;最后,在攻击退出阶段,根据系统状态偏移量构建约束优化问题以给出最优攻击退出序列从而实现攻击退出过程的静默化.此外,本文基于系统噪声强度和攻击模型精度,分情况对全程隐蔽攻击方法的可行性进行了仿真验证.实验结果表明,在上述影响因素单独或综合作用下,所提攻击方法都能够隐蔽地完成攻击目标并无痕退出.

关键词：液体区域控制系统隐蔽攻击双模H2最优无偏FIR 攻击退出最大似然

气液两相流流型特征无监督提取的卷积自编码器:机理及应用

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化工学报 2024年第3期75卷 847-857页

作者：陈思睿毕景良王雷李元媛陆规华北电力大学数理学院北京102206 中国核动力研究设计院四川成都610213 华北电力大学能源动力与机械工程学院北京102206

在气液两相流的测量中,流型的准确识别是压降、换热等热工参数测量的基础。传统的两相流方法由于试验条件和数据的局限性使得在不同工况下的适用性有限。人工智能算法可以同时兼顾效率和精度,但特征提取方法仍是识别的难点。流型的准确... 详细信息

在气液两相流的测量中,流型的准确识别是压降、换热等热工参数测量的基础。传统的两相流方法由于试验条件和数据的局限性使得在不同工况下的适用性有限。人工智能算法可以同时兼顾效率和精度,但特征提取方法仍是识别的难点。流型的准确识别对于解释数据,改进模型,以及提高应用效果方面具有重要意义。因此提出了一种基于卷积自编码器的无监督学习的特征提取方法,将特征提取后分别输入到随机森林,支持向量机以及前馈神经网络分类器中进行分类。实验结果表明,对四种流型的识别精度都达到了99%以上,说明卷积自编码器特征提取方法能显著地提高分类算法的准确率,对不同的分类器具有很好的兼容性,也为今后流型识别的特征提取方法提供了帮助。

关键词：气液两相流气泡神经网络算法