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电刷镀Ag-Bi合金镀层的结构与耐蚀性能研究

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表面技术 2024年第4期53卷 110-116,183页

作者：杜宝帅闫芝成张忠文张都清索帅李新梅国网山东省电力公司电力科学研究院济南250002

目的采用电刷镀技术制备Ag-Bi合金镀层,揭示镀层的微观结构特征与耐腐蚀性能。方法基于酸性硫代硫酸钠无氰镀液体系,利用电刷镀技术在铜基体上制备了纯银以及Ag-Bi合金镀层。利用XRD和SEM分析了镀层的物相组成和微观形貌,采用显微硬度... 详细信息

目的采用电刷镀技术制备Ag-Bi合金镀层,揭示镀层的微观结构特征与耐腐蚀性能。方法基于酸性硫代硫酸钠无氰镀液体系,利用电刷镀技术在铜基体上制备了纯银以及Ag-Bi合金镀层。利用XRD和SEM分析了镀层的物相组成和微观形貌,采用显微硬度计测试了镀层的硬度,通过极化曲线和电化学阻抗谱对镀层的耐腐蚀能力进行了表征。结果电刷镀制备的合金镀层均由面心立方结构Ag(Bi)过饱和固溶体组成,在Ag-15.64Bi合金镀层中还形成了六方结构α-Bi相。所制备的镀层具有纳米级晶粒尺寸,范围为13.5~21nm。与纯Ag镀层相比,电刷镀Ag-Bi合金镀层的致密性和平整度明显提高。合金镀层的硬度随着Bi含量的增加而增加,最高为220.7HV。镀层的自腐蚀电位和电荷转移电阻随着Bi含量的增加先增加后减小,腐蚀电流密度呈现相反趋势,Ag-4.52Bi镀层具有最佳的耐腐蚀能力,其自腐蚀电位为-0.189 V,腐蚀电流密度为1.76×10^(-2) mA·cm^(-2),电荷转移电阻为1635Ω·cm^(2)。结论通过在酸性硫代硫酸钠镀液中加入硝酸铋,可以电刷镀制备Ag-Bi合金镀层。Bi元素含量对镀层的显微硬度和耐腐蚀能力均具有显著影响。随着镀层中Bi元素的增加,固溶强化、细晶强化效应使镀层的硬度明显增加。合金镀层中孔隙和缝隙等结构缺陷的减少阻碍了腐蚀介质的渗入,Bi元素对镀层钝化膜的形成具有促进作用,最终使镀层的耐腐蚀性能得到提升。

关键词：电刷镀 Ag-Bi镀层耐蚀性显微硬度

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周期规律增强的多视角短期电力负荷预测

北京航空航天大学学报 2024年第2期50卷 477-486页

作者：苏伟肖小龙史明明方鑫司鑫尧国网江苏省电力有限公司电力科学研究院南京210000

短期电力负荷预测对电力系统的可靠运行具有重要意义。现有方法存在如下问题:缺乏对特征之间依赖关系的挖掘;忽略了电力负荷变化的周期性规律。为此,提出一种周期规律增强的多视角短期电力负荷预测网络(EPISODE)方法。EPISODE方法主要包... 详细信息

短期电力负荷预测对电力系统的可靠运行具有重要意义。现有方法存在如下问题:缺乏对特征之间依赖关系的挖掘;忽略了电力负荷变化的周期性规律。为此,提出一种周期规律增强的多视角短期电力负荷预测网络(EPISODE)方法。EPISODE方法主要包括2个核心组件:多视角特征学习组件和周期规律增强的电力负荷预测组件。前者旨在有效提取电力负荷数据中的静态特征与时序特征,以得到增强的特征表示;后者则是对电力负荷数据进行一般性时序挖掘和周期性时序挖掘,从而得到全面的电力负荷历史数据表征。基于后期融合的方式,实现短期电力负荷预测。在真实公开的电力负荷预测数据集上进行了大量实验。实验结果证明了所提方法相比现有基准方法的先进性。

关键词：周期规律增强短期负荷预测特征压缩与激励门控循环单元注意力神经网络

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柔性直流电网故障电流复合抑制策略

电力系统保护与控制 2024年第11期52卷 93-101页

作者：刘宇昂戴志辉杨明玉李铁成华北电力大学电力工程系河北保定071003 国网河北省电力有限公司电力科学研究院河北石家庄050021

柔性直流电网在直流侧发生短路故障后,故障电流迅速达到较大峰值,严重时会危及整个系统电气设备的安全运行。为了在故障发生后的短时间内限制故障电流影响,提出一种不利用附加装置的电流抑制策略。首先,分析了直流电网结构与故障初期电... 详细信息

柔性直流电网在直流侧发生短路故障后,故障电流迅速达到较大峰值,严重时会危及整个系统电气设备的安全运行。为了在故障发生后的短时间内限制故障电流影响,提出一种不利用附加装置的电流抑制策略。首先,分析了直流电网结构与故障初期电流上升规律。然后,根据所得规律提出一种包含两个环节的电流复合抑制策略,给出电流抑制参数选取的原则,并分析了抑制策略下短路电流的发展规律。最后,在PSCAD/EMTDC平台搭建四端柔性直流电网模型进行仿真验证。结果表明,所提电流抑制策略可以有效减小直流线路过流倍数,降低换流器闭锁的概率,且故障切除后恢复阶段电流平衡度更好。

关键词：模块化多电平换流器直流电网电流抑制策略直流故障

基于改进ADMM的含分布式光伏的配电网电压无功优化方法

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太阳能学报 2024年第3期45卷 506-516页

作者：孙胜博饶尧郭威乐健张然孙志成国网河北省电力有限公司营销服务中心石家庄050021 国网电力科学研究院有限公司(南瑞集团有限公司) 南京211000 国网电力科学研究院武汉能效测评有限公司武汉430074 武汉大学电气与自动化学院武汉430072 国网河北省电力有限公司石家庄050021

由于所建立含分布式光伏(PV)的有源配电网电压无功优化模型是一个典型的非凸混合整数非线性优化模型,提出一种改进交替方向乘子法(ADMM)来求解含分布式光伏的配电网电压无功优化问题。首先以有载调压变压器和投切电容器组为例,建立一种... 详细信息

由于所建立含分布式光伏(PV)的有源配电网电压无功优化模型是一个典型的非凸混合整数非线性优化模型,提出一种改进交替方向乘子法(ADMM)来求解含分布式光伏的配电网电压无功优化问题。首先以有载调压变压器和投切电容器组为例,建立一种新的广义可分解有源配电网电压无功优化模型,然后根据ADMM算法将有源配电网电压无功优化模型分解为2个子问题求解,并设计惩罚参数的自适应调节机制以加速收敛。在3个不同规模有源配电网算例上进行仿真测试,结果表明,所提出改进ADMM方法具有较好的收敛性和最优解。

关键词：分布式光伏无功优化交替方向乘子法收敛性全局最优

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基于模型预测控制的Buck型双向DC-DC变换器动态补偿控制

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电源学报 2024年第2期22卷 90-97页

作者：孟良胡雪凯国网河北省电力有限公司电力科学研究院石家庄050021

针对直流微电网中负载投切、功率波动和二倍频注入导致的直流电压波动问题,提出了一种基于模型预测控制的Buck型双向DC-DC变换器动态补偿控制策略。首先,建立Buck型双向DC-DC变换器的离散状态空间矩阵,并以输入电流为扰动量。其次,设计B... 详细信息

针对直流微电网中负载投切、功率波动和二倍频注入导致的直流电压波动问题,提出了一种基于模型预测控制的Buck型双向DC-DC变换器动态补偿控制策略。首先,建立Buck型双向DC-DC变换器的离散状态空间矩阵,并以输入电流为扰动量。其次,设计Buck型双向DC-DC变换器的基于模型的内环电流预测控制和外环电压控制。然后,针对电流扰动设计基于残差生成器的动态补偿控制结构,并求解动态补偿控制器Q(z),同时利用最小二乘递推算法进行参数辨识,减少模型不确定性对动态补偿控制策略的影响。最后,在PSCAD/EMTDC仿真平台上设计对比实验,验证所提控制策略的有效性。通过实验结果可知,该补偿控制结构在不改变原预测控制的前提下,可以有效地解决直流母线电压波动问题,增强整个系统的鲁棒性。

关键词：直流微电网预测控制残差生成器动态补偿

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计及新能源的AGC断面越限预防和校正控制

电力系统及其自动化学报 2024年

作者：谢岩马世英唐晓骏李晓明肖雄申家锴中国电力科学研究院有限公司国网河北省电力有限公司电力科学研究院

为应对新能源机组随机波动导致的外送断面过载约束复杂多变的问题，提出一种计及新能源特性的自动发电控制（AGC）断面越限预防和校正控制方法。首先，提出计及新能源特性、涵盖主站-厂站-机组三级架构的AGC断面功率越限控制模型；其次... 详细信息

为应对新能源机组随机波动导致的外送断面过载约束复杂多变的问题，提出一种计及新能源特性的自动发电控制（AGC）断面越限预防和校正控制方法。首先，提出计及新能源特性、涵盖主站-厂站-机组三级架构的AGC断面功率越限控制模型；其次，基于潮流转移比矩阵快速计算N-1故障后线路负载率矩阵，快速评估AGC断面功率越限风险；最后，推导线路N-1故障后负载率相对发电机组出力的灵敏度，明确不同机组功率调节对断面功率的差异化影响，以最大消纳新能源机组、AGC机组调节量最小为控制原则，提出基于线路负载率灵敏度的AGC断面越限校正控制方法。在PSD Power Tools中搭建实际电网仿真算例验证了所提方法的正确性和有效性。

关键词：自动发电控制功率越限新能源负载率矩阵，线路负载率灵敏度

基于数字孪生混合储能的电动汽车参与微电网负荷功率波动平抑研究

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汽车工程 2024年第6期46卷 1045-1053,1084页

作者：马龙飞张宝群王立永曾佳妮焦然宫成国网北京市电力公司电力科学研究院北京100075

针对电动汽车接入微电网后负荷峰值会显著增加,使得峰谷差提升,从而影响微电网的稳定运行的问题,提出基于数字孪生混合储能的电动汽车参与微电网负荷功率波动平抑方法。通过计算电动汽车初始荷电状态和电动汽车离网时间,分析电动汽车负... 详细信息

针对电动汽车接入微电网后负荷峰值会显著增加,使得峰谷差提升,从而影响微电网的稳定运行的问题,提出基于数字孪生混合储能的电动汽车参与微电网负荷功率波动平抑方法。通过计算电动汽车初始荷电状态和电动汽车离网时间,分析电动汽车负荷特性;将数字孪生技术和微电网混合储能系统相结合,构建数字孪生混合储能模型,结合电动汽车负荷特性结果,构建负荷功率波动平抑目标函数,实现负荷功率波动一次控制;通过HESSS自调节二次修正负荷功率,完成电动汽车参与微电网负荷功率波动平抑。测试结果显示:在该方法应用下负荷功率的波动情况均在20~60kW之间,微电网供电不足概率结果均低于33%,典型日和非典型日中电力负荷峰谷差的结果均在44%以下。由此说明该方法能够分析电动汽车在不同的状态下的荷电状态,可有效实现微电网负荷功率平抑。

关键词：数字孪生混合储能电动汽车微电网负荷功率波动平抑

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多VSG单元的惯量协调控制策略研究

电力科学与技术学报 2024年第2期39卷 170-180页

作者：戎士洋范辉梁纪峰于腾凯李铁成刘佳敏国网河北省电力有限公司电力科学研究院河北石家庄050021 国网河北省电力有限公司河北石家庄050021

大规模光伏并网系统中常采用多个虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)单元进行协调配合,为电网提供虚拟惯性。但在实际运行中,虚拟惯量分配不合理会导致系统频率响应差及源端易损等。针对此问题,提出一种针对混合光储多... 详细信息

大规模光伏并网系统中常采用多个虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)单元进行协调配合,为电网提供虚拟惯性。但在实际运行中,虚拟惯量分配不合理会导致系统频率响应差及源端易损等。针对此问题,提出一种针对混合光储多VSG单元的惯量协调控制策略。该策略通过构造隶属函数,将储能单元荷电状态、换流器可调功率、储能充放电可调功率3个指标转化到同一量纲下,以解决惯量分配时多目标转换困难的问题。同时,为区分各指标对频率稳定的重要程度,避免惯量分配时权重选择的主观性,构建一种权重优化系数,可根据指标的差异度实时调节权重。通过建立六端交流系统小信号模型,运用根轨迹法对隶属函数中主导参数进行稳定性分析,进而确定参数选取范围。在MATLAB/SIMULINK中搭建光储六端交流系统模型并进行时域仿真,仿真结果可以验证所提控制策略的有效性。

关键词：虚拟同步发电机隶属函数虚拟惯量权重系数

考虑冷热电多能流的混合储能系统三阶段能量优化调度策略

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电气工程学报 2024年第1期19卷 106-116页

作者：马振祺任浩栋张凯朱亮梁有珍蒋臣国网甘肃省电力公司电力科学研究院兰州730000

针对综合能源系统(Integrated energy system, IES)中可再生能源(Renewable energy, RE)能量耦合的复杂性和能量波动问题,提出了一种改进的混合储能系统(Hybrid energy storage system, HESS)三阶段能量优化调度。分析了IES中各种器件... 详细信息

针对综合能源系统(Integrated energy system, IES)中可再生能源(Renewable energy, RE)能量耦合的复杂性和能量波动问题,提出了一种改进的混合储能系统(Hybrid energy storage system, HESS)三阶段能量优化调度。分析了IES中各种器件在不同时间尺度下的功率响应特性,表明三阶段能量优化调度方法可以与包括HESS在内的IES很好地耦合。比较分析了HESS在稳定功率波动和延长储能寿命方面优于单一储能系统的优点,提出了三阶段能量优化调度下超级电容的控制方法。根据日前预测数据,一次能源消耗、运营成本、二氧化碳排放被视为日前滚动优化阶段的优化目标。在日内滚动调整阶段,该方法可以减少RE日前预测误差的影响,实现日内能源调度平衡,确保IES设备的安全运行。考虑到IES中可再生能源比例较高的背景,创新性地利用HESS的优势来改善系统的功率响应特性。仿真结果表明,所提方法在提升系统功率响应速度、延长储能电池(Lithium-ion battery,LiB)寿命和减少碳排量上具有显著提升。

关键词：综合能源系统混合储能系统三阶段能量优化调度策略