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高比例分布式可再生能源交直流混合配电网运行调控:科学问题与技术框架

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电力自动化设备 2024年第8期44卷 77-91页

作者：成龙李国庆王振浩王翀刘宇男东北电力大学现代电力系统仿真控制与绿色电能新技术教育部重点实验室吉林吉林132012 中国电力工程顾问集团东北电力设计院有限公司吉林长春130021

随着分布式可再生能源发电与中低压直流组网技术的快速发展,未来配电网必然向复杂的交直流混合形态演进,其运行调控技术面临许多新的挑战。在高比例分布式可再生能源交直流混合配电网(HR-HDN)运行调控技术发展需求分析的基础上,提炼出HR... 详细信息

随着分布式可再生能源发电与中低压直流组网技术的快速发展,未来配电网必然向复杂的交直流混合形态演进,其运行调控技术面临许多新的挑战。在高比例分布式可再生能源交直流混合配电网(HR-HDN)运行调控技术发展需求分析的基础上,提炼出HR-HDN运行调控技术的3个科学问题,并以多类型可控设备协同、源-网-荷-储高度互动化和市场化需求为研究主线,从稳定控制、故障主动防御与恢复、电力市场机制辅助调控以及“平台+数据”数字化集成调控4个方面,提出了HR-HDN的运行调控技术框架。最后,对HR-HDN运行调控关键技术的未来发展进行了展望。

关键词：交直流混合配电网高比例分布式可再生能源稳定控制故障主动防御与恢复电力市场辅助调控数字化集成调控

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能源领域双层多段式碳排放驱动因素分析

洁净煤技术 2024年第S1期30卷 149-155页

作者：张毅李学军汪觉恒余虎程远林张舒中国能源建设集团湖南省电力设计院有限公司

能源领域是各省乃至全国如期实现碳达峰的主战场。开展能源领域碳排放驱动因素研究，对各省科学制定碳减排政策、规划降碳减碳路径具有积极意义。采用定性和定量相结合的方法，以中部某省为例，根据能源消费品种和终端消费部门2个层级... 详细信息

能源领域是各省乃至全国如期实现碳达峰的主战场。开展能源领域碳排放驱动因素研究，对各省科学制定碳减排政策、规划降碳减碳路径具有积极意义。采用定性和定量相结合的方法，以中部某省为例，根据能源消费品种和终端消费部门2个层级，不同终端消费品种分段分解的方式，将2005—2020年某省能源领域碳排放分解成3个时期、7个终端消费部门和14种驱动因素。从分解结果可得，具备正向效应的碳排放驱动因素包括GDP、人均可支配收入、交通工具数量和总发电量，负向效应的驱动因素主要是各终端部门的能源消费强度；2005—2010年和2010—2015年最大负向驱动因素为终端能源消费强度，占比分别为-65.9%和-51.1%,2015—2020年的最大负向驱动因素转为经济结构，占比为-14%,生产总值对3个时期碳排放增长的正向贡献度最大，分别为78.2%、49.9%和23.1%;从2010年、2015年和2020年3个关键节点年的贡献率雷达图可以看出，经济对碳排放的贡献率仍为正，但逐渐降低，能源消费强度的负向贡献率逐渐降低表明该省经济发展与碳排放还未完全脱钩，但整体向着脱钩趋势发展。从能源消费强度对碳排放的驱动效应减小这一结果可得，仅通过能耗双控政策来控制能源消费总量和能源消费强度对节能有较大作用，但对双碳目标的实现影响较小，为确保双碳目标如期实现，能耗双控向碳排放双控转变是关键，下一步将聚焦碳排放总量和碳排放强度降低的路径探索。

关键词：能源领域碳排放 LMDI分解贡献值贡献率

基于仿生视觉骨干的级联蒸馏输电线路目标检测模型

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高电压技术 2024年第8期50卷 3757-3768页

作者：臧积业曲朝阳董运昌宋思琦李鹏程李泠聪东北电力大学电气工程学院吉林132012 吉林省电力大数据智能处理工程技术研究中心吉林132012 国网吉林省电力有限公司电力科学研究院长春130012 中国电力工程顾问集团东北电力设计院有限公司长春130021

针对输电线路无人机智能巡检中多个小目标缺陷检测精度低且复杂环境下缺乏鲁棒性等问题,提出基于仿生视觉骨干的级联蒸馏输电线路目标检测模型。首先,设计2个共用骨干网络的高效模块构建级联蒸馏结构:动态锚框蒸馏模块和动态锚框提纯模... 详细信息

针对输电线路无人机智能巡检中多个小目标缺陷检测精度低且复杂环境下缺乏鲁棒性等问题,提出基于仿生视觉骨干的级联蒸馏输电线路目标检测模型。首先,设计2个共用骨干网络的高效模块构建级联蒸馏结构:动态锚框蒸馏模块和动态锚框提纯模块,前者负责粗略寻找可能存在目标的区域,后者负责细化该区域,从而提出一种新的渐进式目标检测方法,解决输电线路中受遮挡目标的漏检问题。其次,构建仿生特征提取骨干网络,通过模仿生物感受野充分聚合上下文信息,提升骨干网络对线路中尺度较小目标的特征提取能力。然后,设计周边视觉模块,利用人类独有的视觉机制控制局部信息的交互强度,克服输电线路中复杂多变的背景对模型的干扰。最后,构建生成了输电线路目标的数据集,并通过仿真实验验证了模型的泛化性和鲁棒性。

关键词：电力巡检周边视觉注意力机制高阶空间交互视觉变压器级联蒸馏架构

密砂中单盘螺旋锚安装效应对抗拔能力影响的数值分析

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沈阳建筑大学学报（自然科学版） 2024年第3期40卷 432-440页

作者：陈榕刘虎郝冬雪刘赵果东北电力大学建筑工程学院吉林吉林132012 中国能源建设集团黑龙江省电力设计院黑龙江哈尔滨150000

目的研究密砂中单盘螺旋锚安装过程中锚周土体变形特性及其对抗拔能力的影响,为螺旋锚基础精细化设计提供技术支撑。方法利用MatDEM软件建立密砂中螺旋锚安装及拉拔过程的数值计算模型,通过与室内模型试验结果对比标定颗粒微观力学参数... 详细信息

目的研究密砂中单盘螺旋锚安装过程中锚周土体变形特性及其对抗拔能力的影响,为螺旋锚基础精细化设计提供技术支撑。方法利用MatDEM软件建立密砂中螺旋锚安装及拉拔过程的数值计算模型,通过与室内模型试验结果对比标定颗粒微观力学参数,进而分析钻入和预埋两种安装方式下不同埋深和盘径的螺旋锚安装效应及上拔承载力。结果当H/d w≤10时,钻入安装的极限上拔力较预埋低,当H/d w>10后,安装方式带来承载力差别不再随埋深增加而增加;随着盘径增大,两种安装方式下螺旋锚的承载能力均表现出增大的趋势,钻入方式下的Q ut比预埋下的Q up降低量从33%增至53%,预埋方式螺旋锚的承载能力高于钻入。结论钻入安装螺旋锚的上拔承载力低于预埋方式的承载力,但当埋深比超过10后,安装扰动对承载力的影响随着深度变化很小;随着盘径增加,安装扰动对极限上拔承载力的影响增大,相较于埋深变化带来的安装扰动差异,盘径变化带来的影响更明显。

关键词：螺旋锚安装效应上拔承载力离散元密砂

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考虑碳排放交易和可再生能源时序出力重构的主动配电网最优经济调度

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现代电力 2024年

作者：刘剑徐兵陈世龙胡思磊潘巍中国能源建设集团天津电力设计院有限公司

随着“双碳”战略的逐步实施，碳排放交易机制的引入已成为主动配电网实现低碳减排的核心手段。此外，风电、光电等间歇性能源大规模并网使得主动配电网运行状态随机化。基于确定性场景的时序出力模拟手段已不适应当前复杂多变的电网运... 详细信息

随着“双碳”战略的逐步实施，碳排放交易机制的引入已成为主动配电网实现低碳减排的核心手段。此外，风电、光电等间歇性能源大规模并网使得主动配电网运行状态随机化。基于确定性场景的时序出力模拟手段已不适应当前复杂多变的电网运行状态。该文首先从风、光等可再生能源出力不确定性描述分析入手，运用随机微分方程模型对时序出力模型进行重构。然后，基于碳排放交易机制，构建三段式阶梯碳排放交易成本模型，并以调度过程中系统综合运行成本最小为目标，提出主动配电网最优经济调度模型。此外，针对调度模型概率约束难以求解的问题，提出离散步长变换和卷积序列运算方法，将机会约束规划转化为混合整数线性规划进行求解。最后，以2023年T地某实际配电网系统对所提模型进行验证，结果证实了该模型的可行性与有效性。

关键词：碳排放交易时序出力重构主动配电网经济调度

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预冷通道中超临界甲烷换热特性分析

化工进展 2024年第4期43卷 1690-1699页

作者：王彦红蒋雷薛帅李洪伟贾玉婷东北电力大学能源与动力工程学院吉林吉林132012

为了研究甲烷预冷器的预冷性能,本文基于Realizable k-ε湍流模型开展了预冷通道中超临界甲烷换热特性数值研究。探究了甲烷压力和预冷器结构参数对换热的影响机制。讨论了通道截面温度场和流场特征,探究了离心力及二次流对换热的影响,... 详细信息

为了研究甲烷预冷器的预冷性能,本文基于Realizable k-ε湍流模型开展了预冷通道中超临界甲烷换热特性数值研究。探究了甲烷压力和预冷器结构参数对换热的影响机制。讨论了通道截面温度场和流场特征,探究了离心力及二次流对换热的影响,分析传热过程熵产。考察了热加速对换热的影响,提出了新的热加速量纲为1因子和判别准则,综合离心力项和热加速项建立了换热关联式。结果表明:进口段热边界层低热导率引起传热恶化问题,离心力造成周向换热差别。通道截面出现较强二次流,其传热熵产显著。甲烷压力提高有利于抑制传热恶化且削弱离心力作用;预冷器外径增大会增强离心力且使传热恶化加剧。当热加速因子Ac高于8.19×10^(-7)时,热加速对传热恶化发挥作用。提出的换热关联式可以有效实现预冷通道中超临界甲烷的换热预测。

关键词：微通道超临界甲烷传热离心力熵产数值分析

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基于灵活储氢和蓄电池联合储能的混合可再生能源系统规划运行协同优化

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太阳能学报 2024年第7期45卷 41-49页

作者：王嘉乐郭苏何意赵晓辉河海大学可再生能源发电技术教育部工程研究中心南京211100 中电工程西北电力设计院有限公司西安710000

提出一种包含灵活储氢和蓄电池联合储能的混合可再生能源系统,并提出一种考虑极端运行工况的规划运行多阶段协同优化方法,第1阶段以最小化净负荷为目标,优化混合系统中风电与光伏的容量;第2阶段在正常运行、极端全充电、极端全放电3种... 详细信息

提出一种包含灵活储氢和蓄电池联合储能的混合可再生能源系统,并提出一种考虑极端运行工况的规划运行多阶段协同优化方法,第1阶段以最小化净负荷为目标,优化混合系统中风电与光伏的容量;第2阶段在正常运行、极端全充电、极端全放电3种典型工况下对联合储能系统进行容量运行双层协同优化。上层规划模型以平准化储能度电成本最小为目标优化储能容量,下层调度模型以功率偏差最小为目标优化储能系统运行策略,并采用元启发式优化算法和混合整数线性规划进行求解。研究表明:1)考虑极端全充电和全放电运行工况时,储氢系统的容量配置灵活性可以使系统更经济地应对极端工况,体现了氢储能的优越性;2)基于联合储能的混合可再生能源系统比单一储能系统具有更高的经济效益,其平准化储能度电成本相较于氢储能降低了3.97%,相较于蓄电池储能降低了8.25%;3)相比于基于运行规则的容量优化方法,该文提出的规划运行多阶段协同优化方法使系统平准化储能度电成本降低了13.7%。

关键词：可再生能源储能多能互补灵活储氢蓄电池多阶段协同优化

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竖直内螺纹管中超临界RP-3航空煤油换热特性数值研究

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工程热物理学报 2024年第3期45卷 826-835页

作者：王彦红孙文清李雨健李洪伟贾玉婷东北电力大学能源与动力工程学院吉林132012

针对空–油换热器的结构优化应用,开展了竖直内螺纹管中超临界RP-3航空煤油换热特性数值研究。阐述了沿流动方向的传热恶化问题和沿圆周方向螺纹顶部–螺纹底部的非均匀换热机制。通过近壁区流体参数分布情况揭示了传热恶化的原因。讨... 详细信息

针对空–油换热器的结构优化应用,开展了竖直内螺纹管中超临界RP-3航空煤油换热特性数值研究。阐述了沿流动方向的传热恶化问题和沿圆周方向螺纹顶部–螺纹底部的非均匀换热机制。通过近壁区流体参数分布情况揭示了传热恶化的原因。讨论了通道截面温度场、流场、湍动能的分布特征,基于螺旋度和二次流强度描述了二次流的影响。探究了运行压力和螺纹数目对换热的影响。实现了换热关联式预测。结果表明:吸热能力下降和湍动能异常减小是第一次传热恶化的原因,类膜态沸腾还会导致第二次传热恶化问题。螺纹结构和变密度耦合产生二次流,螺旋度沿流动方向不断增大,高温区二次流强度与换热状况具有耦合机制。提出的换热关联式有效获得了三种类型内螺纹管中超临界航空煤油的换热预测。

关键词：内螺纹管超临界煤油传热恶化二次流螺旋度

基于Ti原子杂化微孔晶体结构的CO_(2)吸附特性和电荷转移机理研究

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工程热物理学报 2024年第1期45卷 115-121页

作者：杨宁刘振宇郝敬洋周云龙东北电力大学能源与动力工程学院吉林132012

替换SIFSIX类杂化微孔材料的金属位点或有机配体可以合成大量具有不同孔径的化合物,TiF_(6)^(2-)配体对CO_(2)吸附和电荷转移特性的影响机理尚不充分。本研究以此为背景在SIFSIX-3-Zn的基础上将SiF_(6)^(2-)的Si原子替换为Ti原子,构建了... 详细信息

替换SIFSIX类杂化微孔材料的金属位点或有机配体可以合成大量具有不同孔径的化合物,TiF_(6)^(2-)配体对CO_(2)吸附和电荷转移特性的影响机理尚不充分。本研究以此为背景在SIFSIX-3-Zn的基础上将SiF_(6)^(2-)的Si原子替换为Ti原子,构建了TiFSIX-3-Fe和TiFSIX-3-Zn模型,通过DFT分析了TiFSIX-3-M(TiF_(6)^(2-)为离子配体,M为金属位点,M=Fe/Zn)中CO_(2)在孔道内的吸附与电荷转移行为,计算了孔道内的CO_(2)吸附位点、能带结构、吸附能、差分电荷密度、Mulliken电荷分布。研究结果表明:TiFSIX-3-Fe和TiFSIX-3-Zn具有更小的孔道体积,分别为1.26×10^(5)nm^(3)和1.22×10^(5)nm^(3)。Ti原子加入改善了TiFSIX-3-Fe的能带结构,但对TIFSIX-3-Zn影响不明显。Ti构建的两种模型的吸附能最高分别为-0.356 e V和-0.361 eV。差分电荷密度表明电荷从F原子附近向C原子转移,结合Mulliken布居分析得到构型中电荷转移数量分别增大至0.072 e和0.075 e,TiFSIX-3-Fe和TiFSIX-3-Zn的CO_(2)吸附和电荷转移特性显著增强。本工作为开发具有高效CO_(2)捕集能力的杂化微孔材料提供了理论指导。

关键词： CO_(2)吸附 Ti原子掺杂电荷转移特性密度泛函理论