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化工装备技术 2025年第1期46卷 37-40页

作者：朱高峰黄诚蔚汤荣跃何俊衢州市特种设备检验检测研究院浙江衢州324000 衢州市新能源装备安全智能研究重点实验室浙江衢州324000

消防灭火器用气瓶是灭火器和灭火系统的重要组成部分,也是常见的承压类特种设备。消防气瓶的数量逐年增长,但在法规标准、生产制造、使用维护和定期检验方面存在诸多问题,简要阐述了消防气瓶存在的问题,并提出了相关的建议和策略。

关键词：消防灭火器气体灭火系统特种设备安全

柔直构网新能源送端系统故障响应特性计算方法

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电力系统自动化 2025年第1期49卷 69-79页

作者：何佳伟周博昊李斌闫旭李岩曹润彬电网运行风险防御技术与装备全国重点实验室江苏省南京市211106 智能电网教育部重点实验室(天津大学) 天津市300072 直流输电技术国家重点实验室(中国南方电网科学研究院有限责任公司) 广东省广州市510080

故障等值建模是系统级响应特性计算的基础。然而,现有研究较少涉及构网型换流器的故障等值建模。传统针对跟网型电力电子设备接入交流电网的短路电流计算方法,在柔直构网系统中容易出现结果失稳发散的问题。因此,文中考虑构网型柔直换... 详细信息

故障等值建模是系统级响应特性计算的基础。然而,现有研究较少涉及构网型换流器的故障等值建模。传统针对跟网型电力电子设备接入交流电网的短路电流计算方法,在柔直构网系统中容易出现结果失稳发散的问题。因此,文中考虑构网型柔直换流器的电压-频率构网控制策略、主动降压策略以及跟网型新能源的低压穿越控制策略,建立了不同类型电力电子设备的故障等值模型。基于此,考虑不同电力电子设备电压源、电流源等值模型的频繁切换,提出了一种适用于柔直构网新能源送端系统的全网链式迭代故障响应特性计算方法,实现了短路电流计算的快速可靠收敛。基于PSCAD/EMTDC仿真平台,搭建了柔直构网新能源送端系统仿真模型,以进行多种故障类型和影响因素的大量仿真测试,充分验证了所提计算方法的可行性、精确性和优越性。

关键词：柔直换流器构网控制故障等值模型故障响应特性链式迭代

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VSG控制下直驱风机惯量支撑能力定量分析

电网技术 2025年第2期49卷 501-510,I0032-I0034页

作者：韩平平陈鹏飞丁明吴红斌董玮新能源利用与节能安徽省重点实验室(合肥工业大学) 安徽省合肥市230041 可再生能源并网全国重点实验室(中国电力科学研究院有限公司) 北京市海淀区100192

随着新能源发电渗透率的不断提高,频率稳定性问题日益突出,可提供惯量支撑的虚拟同步机(virtual synchronous generators,VSG)控制成为了关注的焦点。对VSG控制下直驱风机惯量支撑能力做出较为完整的定量分析,首先说明VSG控制下直驱风... 详细信息

随着新能源发电渗透率的不断提高,频率稳定性问题日益突出,可提供惯量支撑的虚拟同步机(virtual synchronous generators,VSG)控制成为了关注的焦点。对VSG控制下直驱风机惯量支撑能力做出较为完整的定量分析,首先说明VSG控制下直驱风机惯量支撑的原理;其次经比较选取一种基于并网功率和频率关系的等效惯性系数定义方式,用以实现惯量支撑能力的准确描述;紧接着在考虑下垂特性的基础上,由等效惯性系数衍生定义等效惯性常数,并以等效惯性常数为依据对2种VSG控制下的惯量支撑能力做出定量分析;最后以仿真实验验证了理论分析的正确性。

关键词： VSG控制直驱风机惯量支撑能力等效惯性常数

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随钻装备的有源前端整流器仿真与试验研究

石油机械 2025年第1期53卷 46-54页

作者：李飞常琛宇张楠吕方兴西安石油大学电子工程学院、西安市油气及新能源开发装备智能化重点实验室、中海油集团测井与定向钻井重点实验室定向钻井分室

为解决旋转导向系统中无源二极管整流器导致交流端电流谐波大、直流总线电压缺乏可控性,以及功率因数偏低的问题,提出应用于旋转导向系统的有源前端整流器方案。通过对旋转导向系统中发电整流模块的电压稳定性、电磁兼容性及功率管理的... 详细信息

为解决旋转导向系统中无源二极管整流器导致交流端电流谐波大、直流总线电压缺乏可控性,以及功率因数偏低的问题,提出应用于旋转导向系统的有源前端整流器方案。通过对旋转导向系统中发电整流模块的电压稳定性、电磁兼容性及功率管理的分析研究,构建了有源前端整流器仿真模型,并对其在空载到满载及动态载荷变化下的性能进行仿真;实现了有源前端整流器的系统设计,并在实验室内搭建了系统测试平台。测试结果表明:发电机端电流谐波得到有效抑制,电流波形呈现高保真正弦特性,电流总谐波失真系数THD小于5%;直流总线电压精准控制在400 V;稳态下,直流总线电压展现零静态误差特性,系统功率因数大于0.9,确保高效率运行,各项参数符合设计指标。该有源前端整流器解决了旋转导向供电系统中由于非线性元件影响系统稳定性和效率的问题,提升了发电利用率,使旋转导向系统运行更加高效。

关键词：有源前端整流器旋转导向系统仿真模型功率因数高效率运行

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磁性液体导热系数理论模型与实验分析

功能材料 2025年第02期56卷 2032-2039页

作者：程艳红苏哲刘志峰李德才张彩霞许静静北京工业大学机械与能源工程学院高精密机床正向设计与智能加工技术北京市重点实验室吉林大学机械与航空航天工程学院数控装备可靠性教育部重点实验室清华大学高端装备界面科学与技术全国重点实验室

磁性液体作为一种新型功能复合材料，相比传统液体具有较高的导热性能，被看作新一代传热流体引起了国内外研究学者的广泛关注。然而，现有磁性液体导热系数理论计算模型并不能普遍适用，且不能准确预测不同温度下磁性液体的导热系数，... 详细信息

磁性液体作为一种新型功能复合材料，相比传统液体具有较高的导热性能，被看作新一代传热流体引起了国内外研究学者的广泛关注。然而，现有磁性液体导热系数理论计算模型并不能普遍适用，且不能准确预测不同温度下磁性液体的导热系数，各模型之间存在着适用条件和计算结果的差异。因此，为准确得到磁性液体的导热系数，本文基于瞬态双热线法设计并搭建了磁性液体导热性能实验测量系统(测量平均误差小于1.55%),研究了不同磁场强度作用下，水基磁性液体导热系数随温度变化情况，定量分析了不同理论模型的适用温度范围。结果表明，无磁场作用下水基磁性液体(体积分数3.7%)的导热系数随温度增加而近似线性增加，当温度从20℃增加到70℃时，导热系数增大了47%。其次，磁场作用下，磁性液体导热系数发生显著的提升。在20℃,200 G时，磁性液体导热系数相对于无磁场时增幅最大为81%。最后，对比分析了Maxwell模型、Bruggeman模型、Yu&Choi模型以及Gianluca Coccia模型的磁性液体导热系数计算结果与无磁场实验测量结果，发现在温度较低范围内(20～35℃)理论计算精度较高，与实验结果相对误差在5%以内，此时可以直接采用理论模型预测磁性液体的导热系数；当温度升高后(>40℃),理论计算值则与实验值偏差增大，此时理论模型不再适用，必须通过实验测量获得准确的磁性液体导热系数。

关键词：磁性液体导热系数理论模型实验测量

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电站锅炉流量计失效状况分析

化工装备技术 2025年第1期46卷 45-48页

作者：慎哲恒夏尚吕俊超衢州市特种设备检验中心浙江衢州324002 衢州市新能源装备安全智能研究重点实验室浙江衢州324002

电站锅炉上的流量计在运行中处于高温、高压工况,一旦发生事故,危害性极大,属于特种设备中的管道元件组合装置。为了掌握流量计安全状况、有效排除隐患,衢州市特种设备检验中心收集了16只不同类型、不同工况的流量计进行了检测。结果显... 详细信息

电站锅炉上的流量计在运行中处于高温、高压工况,一旦发生事故,危害性极大,属于特种设备中的管道元件组合装置。为了掌握流量计安全状况、有效排除隐患,衢州市特种设备检验中心收集了16只不同类型、不同工况的流量计进行了检测。结果显示,所有流量计均存在裂纹等缺陷,是行业中的普遍问题。检验人员经过失效分析判断了产生缺陷的原因,并针对流量计的制造、使用和检验提出了建议。

关键词：电站锅炉流量计失效分析风险隐患安全性能

基于新型绝缘介质夹层结构的GIS PD内置声磁集成传感技术

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中国电机工程学报 2025年

作者：张国治陈欣荣麻守孝张磊张晓星新能源及电网装备安全监测湖北省工程研究中心(湖北工业大学) 新能源电力系统智慧运行教育部重点实验室(青海大学) 广西电网有限责任公司电力科学研究院

针对现有GIS PD声磁集成传感器的超声波感知灵敏度不足和射频感知性能受内置近场金属影响而下降的问题，该文提出基于新型绝缘介质夹层结构的内置声磁传感器设计方法，采用有限元法构建优化了包括GIS金属法兰盘在内的传感器超声和高频... 详细信息

针对现有GIS PD声磁集成传感器的超声波感知灵敏度不足和射频感知性能受内置近场金属影响而下降的问题，该文提出基于新型绝缘介质夹层结构的内置声磁传感器设计方法，采用有限元法构建优化了包括GIS金属法兰盘在内的传感器超声和高频电磁波频响特性仿真模型并进行实测，结果表明：①绝缘夹层声磁集成传感器在20～80 kHz超声频带范围内平均和最大灵敏度可达61.2和64.5 dB；②相对于非夹层传感器，在0.3～1.5 GHz高频电磁频带范围内驻波比小于4带宽提升355.6%；③不同严重程度金属污秽和突出物PD缺陷下，夹层声磁集成传感器的超声波感知灵敏度则首次展现出和商用GIS PD超声波传感器性能相当的性能，其在不同试验电压下的高频电磁波感知灵敏度均优于非夹层集成传感器且初始信号检测幅值分别提升约82.9%和41.9%，同时集成传感器先后感知到的PD电磁波和超声波信号达到时间差和理论计算值相符。研究结果对声磁集成传感技术的发展和GIS PD缺陷的高灵敏智能化感知诊断具有重要的理论和现实意义。

关键词：气体绝缘组合电器局部放电声磁集成传感绝缘夹层

甲醇重整固体氧化物燃料电池热电联产系统热力学分析与优化设计

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中国电机工程学报 2025年第2期45卷 502-512,I0009页

作者：李青山郝勇生翁方龙韩敏芳孙立大型发电装备安全运行与智能测控国家工程研究中心(东南大学能源与环境学院) 江苏省南京市210018 中国船舰研究设计中心湖北省武汉市430064 电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学能源与动力工程系) 北京市海淀区100084

甲醇燃料因其来源广泛、易于储运的特点,在固体氧化物燃料电池的船舶应用方面具有较大的潜力。该文提出面向船舶平台的甲醇燃料固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell,SOFC)热电联产系统,基于甲醇重整反应动力学建立重整反应器模型... 详细信息

甲醇燃料因其来源广泛、易于储运的特点,在固体氧化物燃料电池的船舶应用方面具有较大的潜力。该文提出面向船舶平台的甲醇燃料固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell,SOFC)热电联产系统,基于甲醇重整反应动力学建立重整反应器模型,通过Aspen Custom Model软件建立SOFC机理模型。针对甲醇重整过程水醇比及反应器温度、SOFC工作过程燃料利用率及工作温度双参数共同作用的影响进行详细分析。结果表明,甲醇重整过程最佳水醇比为1.3/1,最佳反应出口温度为280℃;SOFC最佳工作温度和燃料利用率分别为760℃和0.65;系统能量损失和(火用)损失随SOFC电功率增加而增加;SOFC电功率为50 kW时,SOFC电效率、系统能量效率和(火用)效率分别为59%、89%和41%。所提出的热电联产系统可实现高效热电供应,为SOFC船舶平台应用提供一定建议。

关键词：甲醇蒸汽重整固体氧化物燃料电池低温催化燃烧热力学性能

考虑模块冗余和系统状态的多端柔性直流输电系统可靠性的蒙特卡洛分析

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电网技术 2025年第1期49卷 333-342,I0103,I0104页

作者：李康黄萌查晓明陈蓉珺综合能源电力装备及系统安全湖北省重点实验室(武汉大学) 湖北省武汉市430072 武汉大学电气与自动化学院湖北省武汉市430072 国家电网有限公司直流技术中心北京市西城区100052

与传统柔性直流输电系统相比,基于模块化多电平变换器的多端柔性直流输电系统(modular multi-level converter based multi-terminal high voltage direct current,MMC-MTDC)因子模块数量更大、结构更复杂、运行状态更多,使其可靠性建... 详细信息

与传统柔性直流输电系统相比,基于模块化多电平变换器的多端柔性直流输电系统(modular multi-level converter based multi-terminal high voltage direct current,MMC-MTDC)因子模块数量更大、结构更复杂、运行状态更多,使其可靠性建模更具挑战。该文提出一种考虑模块冗余和系统状态的MMC-MTDC可靠性的蒙特卡洛分析方法。首先,以可靠性框图法为基础,建立考虑模块冗余的换流阀可靠性模型,并进一步构建了考虑多设备影响的换流站可靠性模型。其次,在实际运行的多状态转移过程分析基础上,建立了考虑状态转移持续时间的MMC-MTDC概率密度模型,提出了基于蒙特卡洛的MMC-MTDC可靠性模型求解方法。最后,以某实际±200kV的MMC-MTDC系统为例,对多运行方式下的状态概率、状态持续时间及状态频率等可靠性指标进行了求解,研究可为多端柔性直流输电系统可靠性分析提供一定的参考。

关键词：多端柔性直流输电系统可靠性蒙特卡洛分析

裂隙煤岩组合结构渐近破坏行为及应力演化特征

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煤炭学报 2025年第01期 432-451页

作者：王凯张翔杜锋鞠杨李康楠孙加智王乙桥左晓欢中国矿业大学(北京)共伴生能源精准开采北京市重点实验室中国矿业大学(北京)应急管理与安全工程学院中国矿业大学(北京)煤炭精细勘探与智能开发全国重点实验室

结构弱面对于岩(煤)体力学性能具有显著影响。在地质构造作用或开采活动的影响下，深部矿井中普遍存在含宏观裂隙的煤岩组合结构形式的围岩。因此，研究裂隙煤岩组合结构试样的力学性能对于深部井巷围岩控制以及煤岩动力灾害防治具有重... 详细信息

结构弱面对于岩(煤)体力学性能具有显著影响。在地质构造作用或开采活动的影响下，深部矿井中普遍存在含宏观裂隙的煤岩组合结构形式的围岩。因此，研究裂隙煤岩组合结构试样的力学性能对于深部井巷围岩控制以及煤岩动力灾害防治具有重要意义。研究对比分析了不同裂隙位置和裂隙角度对裂隙煤岩组合结构试样力学特性演变及渐近破坏特征的影响；进一步建立了裂隙煤岩组合结构的离散元模型，分析了裂隙位置与角度变化下的模型应力场演化、裂纹萌生扩展-特征应力值动态演变关系；最后，结合裂隙尖端应力场理论和界面约束效应理论，探讨了裂隙组合结构试样的力学机制。结果表明：裂隙主要作用于结构内的煤体，导致煤岩组合结构试样的强度和变形能力显著降低。试样的裂纹闭合应力、屈服应力、峰值应力、初始变形模量和弹性模量均随裂隙角度的增加而呈指数上升趋势。界面裂隙导致组合结构试样的损伤启动提前，屈服阶段的声发射计数在整个加载过程中占比较高。当裂隙角度靠近水平时，试样在达到峰值应力前裂纹扩展较快，累计损伤程度更大。不同试样的应变集中带均倾向于向煤体内传播，最终导致单材料或跨界面的宏观拉伸裂纹形成。研究还确定了力链场和应力场的特征区域分布，发现裂隙角度的变化会造成特征区域的偏转，其对界面约束效应产生显著影响。裂隙显著改变了常规煤岩组合结构中煤、岩体的极限强度分布。

关键词：裂隙煤岩组合结构应变场力学特性应力演化