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柔性直流换流阀功率器件大气中子辐照效应研究

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中国电机工程学报 2025年

作者：蔡希鹏杨柳周月宾饶宏赵晓斌袁智勇彭超徐义良王达名雷志锋直流输电技术全国重点实验室(南方电网科学研究院有限责任公司) 工业和信息化部电子第五研究所电子元器件可靠性物理及其应用技术重点实验室

柔性直流输电技术是大规模新能源外送的重要载体，未来我国大量的沙漠、戈壁、荒漠大规模新能源基地海拔偏高，甚至超过4000米，宇宙射线大气中子通量大，严重威胁柔性直流换流阀功率器件的安全可靠运行。但是，目前我国柔性直流工程中... 详细信息

柔性直流输电技术是大规模新能源外送的重要载体，未来我国大量的沙漠、戈壁、荒漠大规模新能源基地海拔偏高，甚至超过4000米，宇宙射线大气中子通量大，严重威胁柔性直流换流阀功率器件的安全可靠运行。但是，目前我国柔性直流工程中换流阀尚无2000米以上高海拔地区应用案例，国内外也缺乏大气中子辐照功率器件的失效率数据，大气中子对功率器件的影响规律不明，难以支撑工程应用。本文首次针对柔性直流使用的4.5kV等级主流功率器件，提出了绝缘栅双极型晶体管（IGBT，Insulated Gate Bipolar Transistor）、旁路转折晶闸管等功率器件高海拔大气中子辐照效应的等效加速试验方法，并开展了试验，结合试验结果分析了器件工作电压、工作温度、中子通量对器件失效率的影响规律，得出高海拔地区IGBT和旁路转折晶闸管的大气中子辐照失效率，为高海拔柔性直流换流阀的安全设计提供指导。

关键词：柔性直流换流阀功率器件大气中子加速辐照失效率

非最小相位零点对弱联接条件下电压源型变流器并网系统稳定性影响机理分析

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供用电 2025年第1期42卷 24-33,42页

作者：刘健芸吴广禄王姗姗谢依帆尹睿电网安全与节能国家重点实验室(中国电力科学研究院有限公司) 北京100192

右半平面(right half plane,RHP)零点诱发的非最小相位响应会显著恶化控制系统的动态性能。构建了电压源型换流器并网系统的单输入单输出(single-input single-output,SISO)传递函数模型,揭示了弱联接条件下并网系统在整流/逆变运行模... 详细信息

右半平面(right half plane,RHP)零点诱发的非最小相位响应会显著恶化控制系统的动态性能。构建了电压源型换流器并网系统的单输入单输出(single-input single-output,SISO)传递函数模型,揭示了弱联接条件下并网系统在整流/逆变运行模式、电网阻抗及运行状态等对RHP零点产生机制的影响机理,探明了SISO开环传递函数RHP零点与其非最小相位动态的关联机制,分析了并网系统RHP零点对锁相环等控制带宽的作用规律。基于MATLAB/Simulink验证了分析的正确性。

关键词：弱电网 RHP零点传递函数稳定性非最小相位动态

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基于产量-品质-碳排放的加工番茄适宜水肥气滴灌耦合模式

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农业工程学报 2025年

作者：汪楚博朱艳王振华马嘉莹王靖程宋利兵郑继亮石河子大学水利建筑工程学院现代节水灌溉兵团重点实验室兵团农业水肥高效关键装备技术创新中心农业农村部西北绿洲节水农业重点实验室新疆心连心能源化工有限公司

为探究基于腐植酸施加和微纳米加气的水肥气耦合滴灌模式对加工番茄产量、品质和CO2排放量的影响，于2023年在新疆石河子市石河子大学现代节水灌溉重点实验室开展田间试验，采用灌水量、腐植酸添加量和加气方式三因素完全随机试验，设置... 详细信息

为探究基于腐植酸施加和微纳米加气的水肥气耦合滴灌模式对加工番茄产量、品质和CO2排放量的影响，于2023年在新疆石河子市石河子大学现代节水灌溉重点实验室开展田间试验，采用灌水量、腐植酸添加量和加气方式三因素完全随机试验，设置3 800 m3/hm2（W1）和4 500 m3/hm2（W2）2个灌水水平，0（H0）、0.25%（H1）和0.5%（H2）3个腐植酸添加水平，常规膜下滴灌（A0，对照）和微纳米加气滴灌（A1）2种加气方式，研究水肥气耦合对加工番茄产量、品质、温室气体排放和净利润的影响。结果表明，W2处理下CO2累积排放通量和净固碳量较W1处理分别显著增大17.14%和25.36%;H2处理较H1处理两者分别显著增大12.23%和12.26%，较H0处理分别显著增大24.59%和25.18%;H1处理较H0分别显著增大11.02%和12.66%（P及灌溉水分利用效率（P<0.05）。通过优劣解距离法、秩和比法和主成分分析3种评价方法，从产量指标、品质指标、经济效益指标和环境指标（碳排碳固）4个方面选取12个评价指标进行综合评价，结论表明，3 800 m3/hm2的灌水水平与0.5%的腐植酸施加量和微纳米加气的耦合滴灌模式综合评价综合得分最高，建议作为加工番茄高产-优质-减排-增效的最优水肥气耦合模式。研究可为北疆干旱区滴灌加工番茄高产优质减排生产提供理论依据和技术支撑。

关键词：灌溉肥料番茄腐植酸微纳米加气 CO 排放量综合评价

不同灌水量与腐植酸施加量对南疆玉米生长与氮素吸收利用的影响

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农业资源与环境学报 2025年

作者：张泽华叶含春王振华张金珠李文昊李海强韩悦梁永辉郑继亮石河子大学水利建筑工程学院现代节水灌溉兵团重点实验室兵团农业水肥高效关键装备技术创新中心农业农村部西北绿洲节水农业重点实验室新疆心连心能源化工有限公司

为揭示灌水量与腐植酸施加量互作对南疆膜下滴灌玉米产量及水氮利用效率的影响，本研究于2023年在昆玉市224团开展试验，共设置4个腐植酸施加量(T0: 0 kg·hm-2；T1: 15 kg·hm-2；T2: 30 kg·hm-2；T3: 45 kg·hm-2)和3个灌水量(W1: 6 ... 详细信息

为揭示灌水量与腐植酸施加量互作对南疆膜下滴灌玉米产量及水氮利用效率的影响，本研究于2023年在昆玉市224团开展试验，共设置4个腐植酸施加量(T0: 0 kg·hm-2；T1: 15 kg·hm-2；T2: 30 kg·hm-2；T3: 45 kg·hm-2)和3个灌水量(W1: 6 600 m3·hm-2；W2: 7 200 m3·hm-2；W3: 7 800 m3·hm-2)，共12个处理。结果表明，灌水量、腐植酸施加量及两者交互作用对地上部生物量、氮素累积量具有显著影响。增加灌水量可提高地上部生物量和氮素累积量，W3水平较W1和W2水平分别提高了13.78%、33.75%和1.50%、2.93%。当灌水量一定时，T2水平下的地上部生物量较T0、T1和T3水平分别提高了5.35%、3.32%和8.37%。地上部生物量、氮素累积量平均累积速率在T2W3处理下达到最大值，分别为359.26、3.02 kg·hm-2·d-1。灌水量与腐植酸施加量对抽雄期后氮素吸收、营养器官氮素转运及转运率均具有极显著影响（P＜0.01）。灌水量、腐植酸施加量及两者互作对氮素利用效率、灌溉水利用效率、净收益均有极显著影响（P＜0.01），上述指标最大的处理为T2W2，较T0W3（CK）处理分别提高了8.55%、15.0%、27.96%、19.56%、37.56%。研究表明，采用主成分分析得到灌水量为7 200 m3·hm-2、腐植酸施加量为30 kg·hm-2处理的综合评价得分最高，因此，基于一年的试验结果，综合考虑玉米增产、水氮高效利用，建议南疆干旱地区适宜的灌水量为7 200 m3·hm-2，腐植酸施加量为30 kg·hm-2。

关键词：腐植酸灌水量玉米产量水氮利用效率

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水系锌离子电池成膜添加剂分析

化学通报 2025年第1期 73-82页

作者：申海焘李小华王梦雅张宁霜兰州理工大学石油化工学院甘肃省低碳能源化工重点实验室

水系锌离子电池具有安全性好、成本低、环境友好等优势，成为了新一代电化学储能设备的有力竞争者。但因锌负极的不稳定性，以及水所诱导的副反应使得水系锌离子电池的大规模应用受阻。采用不同的成膜电解液添加剂，可以构筑稳定的电极... 详细信息

水系锌离子电池具有安全性好、成本低、环境友好等优势，成为了新一代电化学储能设备的有力竞争者。但因锌负极的不稳定性，以及水所诱导的副反应使得水系锌离子电池的大规模应用受阻。采用不同的成膜电解液添加剂，可以构筑稳定的电极/电解液界面，既可以调节Zn2+的沉积，抑制枝晶的生长，减少死锌；也可以抑制析氢、腐蚀等副反应，稳定锌负极，提高锌负极的可逆性。不同类型、不同结构的成膜电解液添加剂，其作用机理不同。本文从添加剂的分子结构出发，对盐类、腈类、磺酸类、氟代碳酸酯类、酰胺类、磷酸酯类及生物质等添加剂在锌负极界面的相关研究成果进行了介绍，对几种不同结构的电解液添加剂的作用机理作了阐述和归纳；并对SEI膜的成膜机理、成分和效果进行了总结；最后对未来水系锌离子电池的发展进行了展望。

关键词：水系锌离子电池成膜添加剂锌负极界面优化

极端天气对新型电力系统的影响及应对措施思考

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南方能源建设 2025年

作者：曹辰王增平华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室

[目的]近年来，受气候变暖等因素影响，全球范围内极端天气事件呈现出频发特征。与此同时，在碳达峰，碳中和目标下，风光等波动性新能源高比例并网、电力电子设备大量应用以及交直流特高压远距离输电技术的应用都在不断重塑传统电网的... 详细信息

[目的]近年来，受气候变暖等因素影响，全球范围内极端天气事件呈现出频发特征。与此同时，在碳达峰，碳中和目标下，风光等波动性新能源高比例并网、电力电子设备大量应用以及交直流特高压远距离输电技术的应用都在不断重塑传统电网的本来特征，更多的电力一次设备裸露在恶劣环境中运行，电力系统受外部极端天气的影响更加严重。[方法]文章首先梳理了近年来典型台风、暴雨和冰雪等极端天气事件对电力系统设备及运行的影响。同时结合典型案例深入探讨了新型电力系统范式下的系统性风险表现。在此基础上，提出针对不同灾害场景的精细化建模、系统风险评估及跨领域协作的应对策略的一些思考与展望。[结果]研究表明，极端天气的冲击加剧了设备故障和系统不稳定的风险，新型电力系统的高比例新能源接入进一步放大了故障传播的影响。[结论]在新型电力系统深入建设和极端天气加剧冲击的双重压力下，电力系统的安全稳定运行依赖于设备风险建模、系统性风险防控及跨领域协作机制的提升。因此，未来研究应聚焦于构建电力系统的多维度联合风险评估。同时，指出强化电力系统与气象系统的深度耦合的必要性，以提高系统的风险预测与动态应对能力，为系统的韧性提升提供科学依据与技术支持。

关键词：极端天气事件新型电力系统系统安全风险与挑战风险管理思考与建议

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含共用热电供给站的多微能网架构及容量规划

电网技术 2025年

作者：李菀晴贾燕冰韩肖清王子辉煤电清洁控制教育部重点实验室(太原理工大学) 电力系统运行与控制山西省重点实验室(太原理工大学)

针对冷-热-电耦合的多微能网多种能源季节不平衡的问题，构建更适宜其运行的框架并开展规划方案研究，对于提升系统运行经济性和稳定性具有重要的意义。本文通过研究青海地区代表性气候，基于冷-热-电多能耦合系统季节波动及互补性分析... 详细信息

针对冷-热-电耦合的多微能网多种能源季节不平衡的问题，构建更适宜其运行的框架并开展规划方案研究，对于提升系统运行经济性和稳定性具有重要的意义。本文通过研究青海地区代表性气候，基于冷-热-电多能耦合系统季节波动及互补性分析，提出了一种含共用热电供给站的多微能网架构，通过跨季节储热和短期储电相协同，实现多微能网日内和跨季节多时间尺度的平衡，并通过热电耦合实现冷热电资源转换，提升系统运行效能。针对该运行框架提出了基于时序运行模拟的优化规划模型，以共用热电供给站和微能网内风光电站的投资成本、弃风弃光惩罚成本和多微能网联盟系统运行成本最低为目标，实现各微能网风光资源和共用热电供给站的最优容量配置。算例结果表明，本文所构建的含共用热电供给站的多微能网框架及规划模型可以有效降低系统建设和运行成本，实现微能网跨季节时间尺度的功率平衡、降低弃风弃光率，为冷热电多微能网系统规划提供有效解决方案。

关键词：多微能网共用热电供给站季节互补季节性储热容量规划

基于行波频带瞬时能量比值的新能源场站220kV 输电线路单端暂态量全线速动保护方案

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中国电机工程学报 2025年

作者：吴宇奇王楷杰黄梓欣李正天林湘宁强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学)

工频量保护方案在新型电力系统蓬勃发展的当下正面临着无法正确动作的难题，这使得不受新能源电源本身特性影响的暂态量保护重获大众视野。在此方面，鉴于单端暂态量边界保护具备全线速动的优势与潜力，能否依靠高压系统现有边界元件设... 详细信息

工频量保护方案在新型电力系统蓬勃发展的当下正面临着无法正确动作的难题，这使得不受新能源电源本身特性影响的暂态量保护重获大众视野。在此方面，鉴于单端暂态量边界保护具备全线速动的优势与潜力，能否依靠高压系统现有边界元件设计全新的暂态量边界保护方案暂欠缺足够的研究认知。为此，本文研究发现，220kV高压系统母线边界处的电容式电压互感器、金属氧化物避雷器与母线杂散电容共同组成的线路边界具备强健的高频滤波特性，其为保护方案的设计奠定了基础；而后，基于Teager能量算子，利用区内外故障时电流行波高低频带瞬时能量比值构造了暂态量边界保护新判据；继而，提出了不同通信条件下的重合闸配套补救策略，以弥补上述方案在对端母线故障时误动的弊端；最后，通过PSCAD仿真平台检验了所提方案的优异性能，该方案能够可靠承担起220kV高压系统的保护职能。

关键词： 220kV高压系统暂态边界保护线路边界瞬时能量重合闸策略

预测性混合体系跨接比容平移SRK状态方程与计算性能评价

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计量学报 2025年

作者：汪尔奇卿康杨震段远源清华大学热科学与动力工程教育部重点实验室二氧化碳资源化利用与减排技术北京市重点实验室西南联合研究生院

超临界流体在先进能源系统和低品位热能利用等领域有广泛应用，对其热力学性质的准确描述是系统设计和分析的基础。由于流体近临界时剧烈的密度涨落和物理性质的奇异性，经典状态方程在近临界区域失效。基于重整化群理论的跨接方法可使... 详细信息

超临界流体在先进能源系统和低品位热能利用等领域有广泛应用，对其热力学性质的准确描述是系统设计和分析的基础。由于流体近临界时剧烈的密度涨落和物理性质的奇异性，经典状态方程在近临界区域失效。基于重整化群理论的跨接方法可使状态方程有效描述近临界的热力学性质，但其参数确定依赖于实验数据的拟合，而混合体系相对于纯净物实验数据更加稀少，这种方法的适用性和计算性能有待研究。采用Kiselev跨接方法结合比容平移SRK状态方程（VTSRK方程）建立了纯净物的跨接VTSRK状态方程，不依赖于实验数据，能够对自然工质CO2和HFO类工质实现从常规区到近临界区域的可靠预测。在纯净物方程的基础上，构建了具有预测性能的混合体系跨接VTSRK状态方程，针对CO2和HFO类混合体系，评估了跨接方程在临界参数和pvTx性质上的计算性能，其中预测的临界温度的平均相对偏差仅为0.53%，预测的pvTx性质对大多数实验点在1%偏差以内。混合体系跨接VTSRK状态方程与实验数据一致性良好，展现了对非缔合流体混合物较强的预测性能。

关键词：热学计量状态方程跨接方法混合体系临界轨迹 pvTx性质