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陈腐垃圾与原生垃圾共气化特性

化工进展 2025年第1期44卷 525-537页

作者：李灏孙昱楠李健陶俊宇程占军颜蓓蓓陈冠益天津商业大学机械工程学院天津300134 天津大学环境科学与工程学院天津300350 天津市有机废物安全处置与能源利用工程研究中心天津300072 天津市生物质废弃物资源化利用重点实验室/天津市生物油技术工程研究中心天津300072

垃圾填埋场中陈腐垃圾的过量积累会对周边土壤、地下水和空气造成环境污染。由于陈腐垃圾与原生垃圾组分的相似性,将陈腐垃圾与原生垃圾共气化是高效清洁处理陈腐垃圾的一种方法。本文通过在不同气化温度和掺混比下,探究共气化过程产物... 详细信息

垃圾填埋场中陈腐垃圾的过量积累会对周边土壤、地下水和空气造成环境污染。由于陈腐垃圾与原生垃圾组分的相似性,将陈腐垃圾与原生垃圾共气化是高效清洁处理陈腐垃圾的一种方法。本文通过在不同气化温度和掺混比下,探究共气化过程产物分布和合成气组分特点,分析陈腐垃圾与原生垃圾共气化协同效应。通过气化评价指标计算及响应面模拟,对掺混比及气化温度条件进行优化。结果表明,气化温度的升高促进固体残余物分解产气,提高产气率,700~1000℃气化温度下混合物的固体残余物实验值低于单一原料气化线性相加值,证明陈腐垃圾与原生垃圾共气化存在积极的协同作用促进固体焦的转化。合成气组分中H_(2)和CH_(4)高含量说明陈腐垃圾具有良好的气化特性,合成气各组分产率的实验值在900℃和1000℃条件下均大于计算值,说明较高气化温度促进合成气生成。气化评价指标中气体产率和碳转化率随陈腐垃圾掺混比和气化温度的升高增幅明显,在1000℃气化温度条件下,合成气热值和气化效率分别在陈腐垃圾掺混比为60%和80%时达到最大值。通过响应面方法模拟优化实验结果发现,陈腐垃圾在1000℃下单一气化可以得到H_(2)、CH_(4)产率最大值(188.44mL/g和104.22mL/g),但CO产率也达到最大值。陈腐垃圾掺混比在60%~89%范围内,气化温度接近1000℃,混合物共气化的合成气产物中H_(2)、CH_(4)含量较高,且可以获得较高的合成气热值、碳转化率和气化效率。本研究为陈腐垃圾与原生垃圾共气化技术研究与应用提供了基础。

关键词：陈腐垃圾原生垃圾合成气组分协同效应模拟优化

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基于相角差余弦值奇异熵的远海风电交流汇集线路单端量保护原理

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电力系统保护与控制 2025年第4期53卷 1-13页

作者：戴志辉韩哲宇李杭泽新能源电力系统全国重点实验室(华北电力大学) 河北保定071003 国网天津市电力公司城西供电分公司天津300110

海上风电柔直送出系统两侧电力电子设备均采用负序抑制控制策略。交流汇集线路故障时,两侧故障电流相角和幅值都发生较大变化,使传统工频量距离保护可靠性降低。为此,首先阐述了海上风电交流汇集系统结构,并分析负序抑制策略实现方法。... 详细信息

海上风电柔直送出系统两侧电力电子设备均采用负序抑制控制策略。交流汇集线路故障时,两侧故障电流相角和幅值都发生较大变化,使传统工频量距离保护可靠性降低。为此,首先阐述了海上风电交流汇集系统结构,并分析负序抑制策略实现方法。其次,考虑电容电流分析传统距离保护适应性,并分析不同故障下相电流与其超前相电流相角差值余弦值的变化情况。在此基础上,利用Hankel矩阵反映特征量突变程度,提出一种基于相角差余弦值奇异熵的交流汇集线路单端量保护原理。最后,基于PSCAD/EMTDC搭建海上风电系统模型,分析并验证所提保护方案的有效性。结果表明,所提保护方案动作灵敏,可靠性高,能耐受20 dB噪声和100Ω过渡电阻。

关键词：采样算法单端量保护奇异熵接地故障海上风电

基于固有频率的海上风电接入柔直系统的交流送出线路纵联保护原理

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电力系统保护与控制 2025年第5期53卷 35-46页

作者：戴志辉韩哲宇李杭泽新能源电力系统全国重点实验室(华北电力大学) 河北保定071003 国网天津市电力公司城西供电分公司天津300110

当海上风电交流送出线路发生不对称故障时,因线路两侧换流器均采用负序抑制控制策略,负序网络中电容电流影响不可忽略,传统纵联差动保护可靠性降低。为此,首先阐述了海上风电柔直送出系统结构,并通过送出线路两侧电力电子设备控制策略... 详细信息

当海上风电交流送出线路发生不对称故障时,因线路两侧换流器均采用负序抑制控制策略,负序网络中电容电流影响不可忽略,传统纵联差动保护可靠性降低。为此,首先阐述了海上风电柔直送出系统结构,并通过送出线路两侧电力电子设备控制策略分析其故障特征。其次,考虑电容电流分析纵差保护适应性和固有频率差动保护盲区问题。在此基础上,利用海上模块化多电平换流器侧母线负序电压及线路两侧电流正序分量之和构造出表征位置的变量λ,并利用λ构造保护辅助判据。最后,基于PSCAD/EMTDC搭建海上风电系统模型,分析并验证所提保护方案的有效性。结果表明,所提方法可靠性高、动作速度快,能耐受20 dB噪声和100Ω过渡电阻。

关键词：海上风电交流送出线路纵联保护固有频率负序电压

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微网储能侧DC-DC变换器的强化学习自抗扰控制策略

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太阳能学报 2025年第3期46卷 63-72页

作者：马幼捷刘熠铭周雪松王博陶珑问虎龙天津理工大学天津市新能源电力变换传输与智能控制重点实验室天津300384 天津瑞能电气有限公司天津300381

直流微电网电压稳定性研究是新型电力系统面临的关键问题。针对微电网系统中直流母线电压波动大和抗干扰能力弱等缺陷,该文提出一种由Q-learning算法赋能的DC-DC变换器自抗扰控制策略。通过引入线性扩张状态观测器,实现对模型内部摄动... 详细信息

直流微电网电压稳定性研究是新型电力系统面临的关键问题。针对微电网系统中直流母线电压波动大和抗干扰能力弱等缺陷,该文提出一种由Q-learning算法赋能的DC-DC变换器自抗扰控制策略。通过引入线性扩张状态观测器,实现对模型内部摄动与外部扰动量的精确估计与补偿,利用Q-learning算法实现控制策略参数自适应优化,从而更高效地维持输出电压稳定。基于理论分析,推导范数意义下的Q-learning算法收敛性,并运用Lyapunov理论判据证明线性自抗扰的稳定性。最后,通过仿真对比该文提出的控制策略、线性自抗扰控制与双闭环PI控制在不同工况下的结果,充分验证该策略在提升DC-DC变换器抗扰能力和鲁棒水平的高效性与优越性。

关键词：微电网 DC-DC变换器自抗扰控制 Q-learning算法 Lyapunov判据

煤气化渣吸附Hg0性能:气化渣表面硫−汞反应特性

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洁净煤技术 2025年第1期31卷 115-125页

作者：杨鑫王雅慧王建成常丽萍鲍卫仁太原理工大学、省部共建煤基能源清洁高效利用国家重点实验室山西太原030024 太原理工大学、煤科学与技术教育部重点实验室山西太原030024 太原理工大学、环境工程与科学学院、大气污染物识别与控制山西省重点实验室山西晋中030600

煤中含的硫和汞在气化过程中会迁移至气体、废水和气化渣中,造成环境污染。硫和汞具有很强的亲和力,科学认识这2种元素在气化过程中的迁移规律,进而提出科学的调控方法意义重大。本研究利用固定床性能评价装置考察了不同工况条件下气化... 详细信息

煤中含的硫和汞在气化过程中会迁移至气体、废水和气化渣中,造成环境污染。硫和汞具有很强的亲和力,科学认识这2种元素在气化过程中的迁移规律,进而提出科学的调控方法意义重大。本研究利用固定床性能评价装置考察了不同工况条件下气化渣对Hg^(0)的吸附性能,并通过N2吸附-脱附、SEM、XPS等表征手段揭示了硫和汞在气化渣表面的反应特性。研究结果表明,硫和汞主要富集在细渣表面,细渣具有良好的Hg^(0)吸附性能,且物理吸附起主导作用。进一步研究发现,气化渣表面未燃碳含量越高、矿物质含量越多,气化渣表面硫和汞的反应活性越好。此外,气氛也会影响气化渣的汞吸附性能。这些发现为煤气化渣的高值化资源化利用提供了新思路,为合成气中硫和汞的协同脱除提供了理论指导和研究基础,有助于推动清洁煤技术的可持续发展。

关键词：气化渣硫汞反应机理

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深部地下储存空间利用理论、技术及前景

煤田地质与勘探 2025年第2期53卷 67-83页

作者：魏恒飞方杰时俊杰李秋媛余贝贝陈晶北京低碳清洁能源研究院北京102211 煤炭开采水资源保护与利用全国重点实验室北京102211 中国石油大港油田勘探开发研究院天津300280 国家管网集团工程技术创新有限公司天津300457

【背景】人类利用能源的趋势是从高碳高污染非可再生能源向低碳清洁可再生能源转化,在这个过程中,以天然气、风电、太阳能、氢能为代表的低碳清洁能源需要耦合深部地下储存空间来抵消其地域性和不稳定性的缺点,此外,像CO_(2)地质封存这... 详细信息

【背景】人类利用能源的趋势是从高碳高污染非可再生能源向低碳清洁可再生能源转化,在这个过程中,以天然气、风电、太阳能、氢能为代表的低碳清洁能源需要耦合深部地下储存空间来抵消其地域性和不稳定性的缺点,此外,像CO_(2)地质封存这样的低碳、零碳技术也需要利用深部地下储存空间来实现,因此,研究低碳背景下深部地下储存空间利用理论、技术及前景,对我国未来深部地下储存空间的高效利用具有重要的指导作用。【方法】在调研国外深部地下储存空间类型及利用历史基础上,结合我国深部地下储存空间利用现状,划分深部地下储存空间利用的历史阶段,概括了深部地下储存空间多元化利用方向及现状,总结了利用深部地下储存空间建设地下储集设施的理论及技术现状,分析了我国在地下储集设施建设方面的理论及技术贡献,剖析了我国利用深部地下储存空间利用的问题和对策。【结果和结论】总体来看,人类利用深部地下储存空间的历史已有110 a,主要经历3个阶段:初期发展阶段(1915-1945年)、快速发展阶段(1946-1998年)、中国追赶到同步发展阶段(1999年至今)。我国大规模化利用深部地下储存空间的历史短,但在层状盐岩型储库及煤炭地下水库建设理论和技术方面,具有世界独创性和领先性,并发展了复杂地质条件下储气库建设理论和技术。目前我国建成的地下储集设施数量少、类型单一、应用场景单一,还没有建成含水层型储气库,在盐穴储氢、储氦、储油以及咸水层CO_(2)地质封存等方面还需要加强理论和技术攻关,在深部地下储存空间资源分配方面需要加强政府顶层设计及各部门协同。在“双碳”目标愿景下,我国深部地下储存空间发展前景广阔,地下储库将是我国大规模发展天然气、风光电、绿氢、碳埋存等产业的重要配套设施,未来地下储集设施建设行业具有千亿级别的产业规模,具有催生新技术及新产业的潜力,也是新质生产力发展的重要产业创新点。

关键词：深部地下储存空间盐穴废弃矿井枯竭油气藏 CO_(2)地质封存发展前景

新能源柔直送出系统变压器保护性能分析及改进方法

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高电压技术 2025年第2期51卷 581-592,I0007-I0011页

作者：闫旭何佳伟温涛李斌李岩周博昊智能电网教育部重点实验室(天津大学) 天津300072 广东电网有限责任公司电力调度控制中心广州510220 直流输电技术全国重点实验室(南方电网科学研究院有限公司) 广州510080

在大规模新能源柔直送出场景中,新能源送端变压器发生故障时差动电流的高谐波特点,以及受端变压器阀侧发生单相接地故障时的故障涌流特征,给变压器保护带来了新的挑战。为解决该场景中变压器在特定故障情况下传统保护方法失效的问题,提... 详细信息

在大规模新能源柔直送出场景中,新能源送端变压器发生故障时差动电流的高谐波特点,以及受端变压器阀侧发生单相接地故障时的故障涌流特征,给变压器保护带来了新的挑战。为解决该场景中变压器在特定故障情况下传统保护方法失效的问题,提出一种基于拟合误差权重累积的变压器时域等效电感保护方法。该方法结合参数识别思想,通过计算等效电感来直观反映变压器状态,并利用拟合误差的累积权重进行结果加权,以克服传统时域计算波动性大的缺陷。研究结果表明,该方法有效避免了二次谐波闭锁判据误闭锁保护的问题,并在仿真测试中表现出优越的性能,不受电源特性和控制策略的影响,具有显著的工程应用价值。

关键词：新能源柔直送出系统故障电流谐波故障性涌流变压器保护等效电感误差权重拟合

鱼饲料对铜绿微囊藻和斜生栅藻生长、种间竞争的影响

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海洋与湖沼 2025年第02期56卷 365-379页

作者：李高成孔文文刘德泽位梦姣郭智黄岁樑南开大学环境科学与工程学院水环境数值模拟研究室环境污染过程与基准教育部重点实验室天津市城市生态环境修复与污染防治重点实验室河北工业大学能源与环境工程学院

由于湖泊水库等养殖水体中鱼饲料等营养物质的投加，导致藻类大量繁殖并严重威胁养殖水体生态平衡，了解养殖水环境中藻类之间的竞争特点和生存策略对揭示水华暴发机制具有重要意义。实验采用无氮磷的M-11培养基，加入鱼饲料制备成改进... 详细信息

由于湖泊水库等养殖水体中鱼饲料等营养物质的投加，导致藻类大量繁殖并严重威胁养殖水体生态平衡，了解养殖水环境中藻类之间的竞争特点和生存策略对揭示水华暴发机制具有重要意义。实验采用无氮磷的M-11培养基，加入鱼饲料制备成改进的M-11培养基，以铜绿微囊藻和斜生栅藻为实验对象，设定培养条件为：白天3 000 lx,28℃，12 h；夜间0 lx,20℃，12 h。通过测定藻细胞密度和氮磷营养盐浓度，并应用改进的藻生长动力学方程和竞争方程，研究鱼饲料作为氮磷营养源时两种藻在单独培养和共生培养条件下的生长情况和竞争行为。结果表明：（1）单培养情况下，铜绿微囊藻的最大藻细胞密度为1 411×10～4 cells/mL，约为斜生栅藻的2.6倍；斜生栅藻在实验初期（0～4 d）的平均比生长速率为0.405 d-1，显著大于铜绿微囊藻(0.124 d-1)。（2）共培养情况下，铜绿微囊藻的平均抑制率比斜生栅藻高22.6%，平均竞争抑制参数比斜生栅藻低2.009，斜生栅藻在竞争中占优势。（3） LotkaVolterra方程、改进的Monod方程、改进的Logistic方程以及基于此方程导出的系列方程，能够描述铜绿微囊藻和斜生栅藻的生长、竞争、营养盐利用行为（R2=0.451～0.998）。（4）比较改进的M-11培养基与营养状态指数相近的常规无机盐培养基，发现改进的M-11培养基中两种藻在单培养和共培养情况下的最大藻细胞密度更高。（5）鱼饲料在水体中的营养盐释放特征有助于斜生栅藻在实验初期维持较高的比生长速率并快速利用营养盐，从而在共培养时易于取得竞争优势。研究结果可为养殖水体水华的防治提供理论指导和数据支持。

关键词：铜绿微囊藻斜生栅藻鱼饲料营养盐种间竞争

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光伏/光热三联供系统运行性能与优化研究

华北电力大学学报(自然科学版) 2025年第1期52卷 118-125,134页

作者：岳涵徐梓彭王娜张衡陈海平华北电力大学能源动力与机械工程学院北京102206 热电生产过程污染物监测与控制北京市重点实验室(华北电力大学) 北京102206

为消除太阳能随机性与不稳定性对建筑供能的不利影响,降低建筑运行能耗,基于TRNSYS建立PV/T耦合水源热泵与溴化锂吸收式制冷机三联供系统模型。以天津市某学生宿舍的太阳能三联供系统为研究对象,探究系统全年运行特性,以系统[火用]效率... 详细信息

为消除太阳能随机性与不稳定性对建筑供能的不利影响,降低建筑运行能耗,基于TRNSYS建立PV/T耦合水源热泵与溴化锂吸收式制冷机三联供系统模型。以天津市某学生宿舍的太阳能三联供系统为研究对象,探究系统全年运行特性,以系统[火用]效率与投资回收周期为目标函数,以系统关键设备参数与运行参数作为决策变量,通过Grasshopper调用超体积估计算法(HypE)进行优化。研究结果表明,系统能够满足建筑负荷,采用PV/T与水源热泵耦合能够同时提升两者性能,PV/T产电能覆盖系统大部分能耗。优化结果表明,在最优条件下系统的[火用]效率为20.10%,投资回收周期为8.02年。PV/T耦合水源热泵与溴化锂吸收式制冷机系统能够达到更好的能效与经济性。研究结果可为太阳能三联供系统的设计提供理论依据。

关键词：光伏光热一体化组件水源热泵溴化锂吸收式制冷机 TRNSYS 性能研究多目标优化