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质子注入缓冲层结构的高压FS-IGBT动态坚固性研究

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中国电机工程学报 2024年第5期44卷 1924-1931,I0022页

作者：魏晓光聂瑞芬金锐王耀华李立田宝华王松华北京智慧能源研究院北京市昌平区102200

具有多重质子注入(multiple proton injection,MPI)缓冲层结构的FS-IGBT,相比传统磷注入缓冲层结构的同类型器件,其动态坚固性发生了改变。通过对MPI缓冲层结构的FS-IGBT的短路特性研究发现,MPI缓冲层的峰数越多,抗短路热失效能力越强,... 详细信息

具有多重质子注入(multiple proton injection,MPI)缓冲层结构的FS-IGBT,相比传统磷注入缓冲层结构的同类型器件,其动态坚固性发生了改变。通过对MPI缓冲层结构的FS-IGBT的短路特性研究发现,MPI缓冲层的峰数越多,抗短路热失效能力越强,但是峰数太多,可能会引起IGBT在短路时的栅极电压振荡,造成器件失效。这与IGBT在短路大电流下的Kirk效应有关。Kirk效应造成短路时IGBT栅电极下电场降低,电子运动速率减小,进而栅电极下累积的电子造成栅极输入电容的改变,引起栅电压振荡。此外,实验发现,MPI缓冲层峰的氢相关施主(hydrogen-related donors,HDs)浓度不仅与注入剂量和激活温度有关,还与注入次数有关,具体表现为注入次数多,辐射损伤多,HDs浓度越高。文中研究不同MPI缓冲层结构的IGBT关断坚固性。

关键词：多重质子注入缓冲层短路坚固性振荡 Kirk效应

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山东省综合能源系统可持续发展能力评价

山东大学学报(工学版) 2024年

作者：梁涛刘亚祥杨硕徐越王庆松山东电力工程咨询院有限公司综合智慧能源事业部山东大学能源与动力工程学院

为了有效规划和管理能源资源,促进区域可持续发展,本研究以山东省为研究对象,构建山东省综合能源系统可持续发展能力评价指标体系,利用熵权法量化可持续发展能力。研究结果表明:山东省综合能源系统的经济、环境和社会子系统的可持续发... 详细信息

为了有效规划和管理能源资源,促进区域可持续发展,本研究以山东省为研究对象,构建山东省综合能源系统可持续发展能力评价指标体系,利用熵权法量化可持续发展能力。研究结果表明:山东省综合能源系统的经济、环境和社会子系统的可持续发展能力持续升高,而资源子系统的可持续发展能力有降低发展趋势,煤炭消耗量、用电量及较高的第二产业占比等是制约山东省综合能源系统可持续发展水平提高的重要因素。山东省应提高第三产业和高新技术产业占比,积极发展新能源和可再生能源,进一步优化电力生产结构与能源消费结构,为山东省综合能源系统高质量可持续发展助力。

关键词：综合能源系统指标体系熵权法可持续发展政策建议

一种新型梁筒风电机组基础数值分析及试验研究

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太阳能学报 2024年

作者：岳想琳霍宏斌张成陈艳中国地质大学(武汉)工程学院明阳智慧能源集团股份公司

在风电行业快速发展、风电项目风电机组基础成本居高不下的背景下，提出一种基于筒型基础带支撑梁的新型陆上风电机组基础型式——梁筒基础。通过建立有限元模型，得到梁筒基础相对筒形基础在C40混凝土用量上减小了49%；研究得到梁筒基... 详细信息

在风电行业快速发展、风电项目风电机组基础成本居高不下的背景下，提出一种基于筒型基础带支撑梁的新型陆上风电机组基础型式——梁筒基础。通过建立有限元模型，得到梁筒基础相对筒形基础在C40混凝土用量上减小了49%；研究得到梁筒基础支撑梁数量与水平极限承载力的关系，支撑梁数量的最佳取值范围在4有限元模型的准确性，得到在相同混凝土体量下梁筒基础与筒型基础的极限承载力比值为1.73∶1，达到极限承载力时基础顶部水平位移比值为0.68∶1。研究表明梁筒基础在承载力、材料耗量、位移控制方面具有优势。

关键词：风电机组承载力数值模拟缩尺模型试验梁筒基础

基于聚类和随机搜索优化的核反应堆数字孪生参数反演模型

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原子能科学技术 2024年第1期58卷 125-134页

作者：龙家雨宋美琪柴翔刘晓晶妥艳洁上海交通大学智慧能源创新学院上海200240 上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 国家电力投资集团有限公司北京100029

为了实现对核反应堆内置传感器的大量数据的高效存储、传输和分析,本文结合聚类算法与随机搜索优化的人工神经网络,对空间热离子反应堆的数字孪生系统搭建了一个参数反演模型,实现在热管失效工况下的堆芯温度数据的反演。使用20%热管失... 详细信息

为了实现对核反应堆内置传感器的大量数据的高效存储、传输和分析,本文结合聚类算法与随机搜索优化的人工神经网络,对空间热离子反应堆的数字孪生系统搭建了一个参数反演模型,实现在热管失效工况下的堆芯温度数据的反演。使用20%热管失效工况下空间热离子反应堆堆芯4个区域的温度数据,通过K-means聚类与轮廓系数指标提取各区域的特征温度参数,通过随机配置优化的全连接人工神经网络(ANN)完成特征参数到其他参数的反演,并对反演效果进行验证。研究结果表明,运用该方法对燃料、发射极、接收极、冷却剂4个区域进行参数反演,温度反演值的相对误差均方根分别为0.55%、0.41%、0.19%、0.18%,其中用于反演的特征参数占总参数比例均不超过8%。因此本研究建立的参数反演模型能够获取特征参数的物理含义,并对空间热离子反应堆堆芯温度参数进行较高精度的反演。

关键词：数字孪生空间热离子反应堆 K-means聚类人工神经网络参数反演

基于混合博弈的多区域电-储共享运营模式与经济效益分析

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电力系统自动化 2024年第3期48卷 31-41页

作者：张军钟康骅张勇军秦绍基秦颖婕邓文扬智慧能源工程技术研究中心华南理工大学电力学院广东省广州市510640 广东电网有限责任公司电力调度控制中心广东省广州市510062

随着用户侧新能源设备与储能装置的广泛接入,如何有效地促进新能源本地消纳与降低储能运行成本变得至关重要。针对多区域间电能与储能资源的共享问题,提出了一种基于主从-演化混合博弈的多区域电能-储能共享运营模式。首先,建立主从博... 详细信息

随着用户侧新能源设备与储能装置的广泛接入,如何有效地促进新能源本地消纳与降低储能运行成本变得至关重要。针对多区域间电能与储能资源的共享问题,提出了一种基于主从-演化混合博弈的多区域电能-储能共享运营模式。首先,建立主从博弈模型和演化博弈模型进行优化决策。运营商作为领导者根据各区域供需平衡情况,制定区域内部电价;用户作为跟随者,根据区域电价与跨区交易传输费用信息,基于演化博弈模型调整自身用电量与区域选择概率。其次,考虑到各主体利益诉求不同,建立了运营商和用户的收入与成本模型,并以最大化双方收益、最小化与电网交互电量为目标函数,得到运营商的定价策略、共享储能配置与充放电策略,以及各主体的最终收益。最后,通过算例分析验证了所提运营模式的有效性。

关键词：新能源产消者多区域能量共享交易机制混合博弈电能共享共享储能

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灯泡贯流式水轮机增减负荷动态特性分析

农业工程学报 2024年第5期40卷 99-108,F0003页

作者：赵亚萍赵晨秦笛舸郑小波郭鹏程西安理工大学水利水电学院西安710048 西电智慧能源科技有限责任公司西安710075

水轮机频繁经历变负荷工况转换过程,使得机组在较短时间内工作参数急剧变化,严重影响电站稳定运行。该研究以某贯流式水轮机为研究对象,在考虑自由液面和水体重力的情况下,采用动网格技术对贯流式水轮机相同出力范围下的减、增负荷过渡... 详细信息

水轮机频繁经历变负荷工况转换过程,使得机组在较短时间内工作参数急剧变化,严重影响电站稳定运行。该研究以某贯流式水轮机为研究对象,在考虑自由液面和水体重力的情况下,采用动网格技术对贯流式水轮机相同出力范围下的减、增负荷过渡过程的动态特性进行分析。研究结果表明:由于增负荷和减负荷过渡过程的起始工况导致起始流动状态不同,因此在相同出力时,机组内的流动分布不同,减负荷过程尾水管内的涡流面积及强度明显小于增负荷工况,且尾水管涡带尺度也明显小于增负荷过程;相比于增负荷过程,减负荷过程中转轮叶片大范围的低压区极易引发空化;机组内的水压力脉动主要以尾水管涡带引起的0.1f_n(f_n为转频)低频压力脉动和转轮的旋转引起3f_n的高频压力脉动为主,增负荷过程的压力脉动幅值明显大于减负荷过程,两种压力脉动共同作用,使得贯流式水轮机主要振动区域集中于转轮。研究结果对贯流式水轮机的设计与运行具有一定的指导意义。

关键词：数值模拟振动压力脉动增减负荷过渡过程涡带水轮机

沙戈荒环境下风电叶片中复合材料耐高温性能研究

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复合材料科学与工程 2024年第3期 103-107页

作者：张仲香刘宝锋方晨鑫陈文光顾育慧李军向明阳智慧能源集团股份公司广东528400

风电叶片在沙戈荒环境服役过程中会遇到极端高温天气,叶片内腔无法散热会导致温度远高于大气环境温度,随着未来沙戈荒地区风力发电机组装机量不断增加,研究沙戈荒环境下风电叶片复合材料耐高温性能至关重要。对风电叶片蒙皮、梁帽、壳... 详细信息

风电叶片在沙戈荒环境服役过程中会遇到极端高温天气,叶片内腔无法散热会导致温度远高于大气环境温度,随着未来沙戈荒地区风力发电机组装机量不断增加,研究沙戈荒环境下风电叶片复合材料耐高温性能至关重要。对风电叶片蒙皮、梁帽、壳体所用复合材料在60℃下的力学性能变化情况进行了研究,为沙戈荒环境下的风电叶片材料的选择和设计提供参考。试验结果表明:60℃高温作用3 h后,蒙皮用层合板的拉伸和压缩性能退化程度高,拉伸强度和压缩强度下降率分别为23.9%、41%,但层合板的V形剪切强度下降率相对较低,为1.5%;梁帽用拉挤板的V形剪切强度下降率较高,为16.3%,拉挤板的拉伸强度和压缩强度下降率分别为3.3%、6.3%;壳体用PVC60泡沫和Balsa轻木夹芯复合材料的剪切强度分别下降31%、4.2%。

关键词：风电叶片复合材料拉挤板层合板夹芯结构力学性能耐高温性沙戈荒

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计及电动汽车有序调度的社区微网能量管理

科学技术与工程 2024年第19期 8090-8098页

作者：李一鸣王江江金莺曹艺怀华北电力大学动力工程系北京电控智慧能源股份有限公司

电动汽车的有序充放电对于社区微网的能量管理至关重要，以考虑可再生能源出力不确定性的社区微网为研究对象，为提高系统应对源侧波动的调节能力，将电动汽车有序充放电与需求响应相结合，以微网总运行成本最小为目标，构建了社区微网... 详细信息

电动汽车的有序充放电对于社区微网的能量管理至关重要，以考虑可再生能源出力不确定性的社区微网为研究对象，为提高系统应对源侧波动的调节能力，将电动汽车有序充放电与需求响应相结合，以微网总运行成本最小为目标，构建了社区微网的分布式鲁棒优化调度模型。基于能量平衡及设备运行特性，建立了电动汽车及微网内相关设备的数学模型，采用分布式鲁棒优化对源侧不确定性进行处理；基于综合范数条件构建了可再生能源出力不确定集并采用列与约束生成法(co-lumn&constraint generation,C&CG)求解模型得到具有鲁棒性的微网能量调度方案，算例分析表明所提方法使运行成本降低10.66%,电网交互成本降低13.9%,碳交易成本降低了6.39%。

关键词：电动汽车社区微网需求响应优化调度 C&CG算法

考虑碳捕集的风光火储综合能源系统多目标运行优化

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热力发电 2024年 30-37页

作者：韩逸飞徐婧谢典冯征太原理工大学电气与动力工程学院中国华能集团有限公司能源研究院国家电投集团综合智慧能源科技有限公司

针对综合能源系统中碳排放与运行成本冲突的问题，提出了一种考虑碳捕集的风光火储综合能源系统多目标优化调度方法，探讨了碳捕集设备对系统可再生能源消纳、碳排放与运行成本的影响。以某地区典型日的电负荷数据为参考，以改进的IEEE... 详细信息

针对综合能源系统中碳排放与运行成本冲突的问题，提出了一种考虑碳捕集的风光火储综合能源系统多目标优化调度方法，探讨了碳捕集设备对系统可再生能源消纳、碳排放与运行成本的影响。以某地区典型日的电负荷数据为参考，以改进的IEEE 30节点系统为例，以系统经济性为优化目标求解。结果表明：相比无碳捕集的风光火和风光火储情景，考虑碳捕集的综合能源系统在典型日的运行成本分别下降了5.19%和2.86%；碳排放量分别减少了1 159 t和1 013 t；风光消纳率分别提升了5.01%和2.82%。以系统运行成本和碳排放量最小作为优化目标，采用非支配排序遗传算法Ⅱ（NSGA-Ⅱ）进行多目标寻优，结合线性加权和法得到了不同目标权重下系统优化调度方案：随着碳排放量目标权重的增加，碳排量逐渐减小，系统运行成本增加，单位碳减排成本也会增加；当碳排放量目标权重从0增至0.5时，系统碳排放量减少了5159t，运行成本增加了205466元；碳排放量目标权重从0.4增加到0.5时，单位碳减排成本增加最小；碳排放量目标权重在[0.2,0.4]时，减排效果最为明显。该计及碳捕集的多目标优化调度方法可为决策者在权衡系统碳排放和运行经济性时提供参考。

关键词：综合能源系统运行优化碳排放量多目标优化