mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
顺北油气田断裂带超深水平井优快钻井技术

为解决顺北油气田断裂带超深水平井钻井过程中的漏失、坍塌、气侵和随钻测量仪器抗温能力低等问题,从而提高钻井速度、缩短钻井周期,利用井震联合识别技术与修正的三压力剖面,优选了井口位置、确定了必封点,将井身结构优化为四级井身结构;基于裂缝性质分析与室内试验,优选了防漏堵漏浆和封堵防塌体系的配方,保障了长裸眼井段井壁的稳定;垂直钻井系统与大扭矩螺杆配合解决深部地层岩石强度高与易井斜的问题,实现了防斜打快;设计在低温井段造斜、在高温井段稳斜的井身剖面,采用微增斜钻具组合、采取针对性技术措施,解决了随钻测量仪器抗温能力低的问题;利用低密度钻井液+简易控压钻井技术解决了储层气侵、井涌和井漏的问题。通过技术研究和制定针对性技术措施,形成了适用于顺北油气田断裂带超深水平井的优快钻井技术。该技术在顺北油气田断裂带6口超深水平井进行了应用,钻井过程中漏失、坍塌、气侵和随钻测量仪器抗温能力低等问题都基本得到解决,与未应用该技术的邻井相比,平均机械钻速提高了116.2%,平均钻井周期缩短了41.2%。研究和现场应用结果表明,超深井水平井优快钻井技术可以解决顺北油气田断裂带超深水平井钻井过程中存在的问题,提高钻井速度、缩短钻井周期,为顺北油气田勘探开发提供技术支持。
顺北油气田特深井钻井完井技术进展与发展思考

顺北油气田油气资源储量丰富,但特深层碳酸盐岩油藏地质条件复杂,钻井完井过程中存在漏失、井壁失稳和高压盐水侵等问题,因此,探索适用于该油气田特深井的钻井完井技术体系,是加快该油气田开发进程的关键。通过技术攻关和实践,形成了适用于顺北油气田的特深井钻井完井技术体系,包括特深井井身结构优化、钻井提速关键技术、防漏堵漏技术、长裸眼防漏及小间隙固井技术、超深小井眼定向钻井技术和超深井缝洞型储层完井技术等技术,指出需持续优化特深井井身结构、急需解决二叠系和志留系漏失问题、深层破碎带安全钻进技术不成熟、急需配套高温高压井下仪器工具和裂缝性储层安全钻井技术,提出了增强工程地质一体化、加强堵漏和防塌技术研究、加强新技术和新工具的应用、加强高端仪器和特殊材料及装备研发等发展建议,以进一步推动顺北油气田特深井钻井完井技术的快速发展,实现该油气田特深层碳酸盐岩油气藏的高效开发。
随钻多极子声波测井仪接收声系的优化设计与试验

随钻多极子声波测井仪的接收声系直接影响采集信号的质量和测井仪机械结构的稳定性。为此,采用有限元法与试验测量相结合的方法,优化设计了随钻多极子声波测井仪器的接收声系。接收声系模拟分析结果表明,接收声系的性能主要受压电陶瓷片厚度、面积、封装外壳厚度及表面平整度的影响:压电陶瓷片厚度越大,接收灵敏度越高,频率在15 kHz以下时压电陶瓷片表面积对接收灵敏度影响不大;接收声系封装外壳的厚度越小,表面平整度越好,接收灵敏度的变化幅度越小。在此基础上,采用3D打印技术加工了厚度分别为0.5和2.0 mm的长条方管铝制金属外壳,并对制作的接收声系进行了灵敏度试验,试验结果与理论计算结果基本吻合,采用薄壁接收声系外壳更有利于接收测量信号。随钻多极子接收声系的优化设计为国产随钻声波测井仪的研制提供了新思路。
塔河油田缝洞型油藏"一井多控"高效开发关键技术

塔河油田碳酸盐岩缝洞型油藏主要储油空间是溶洞,多轮次开发过程中溶洞的储量品质与规模不断下降,单井动用单洞的开发方式效益风险逐年增大。为此,基于地质工程一体化,研发了同时动用多套缝洞体的"一井多控"高效开发关键技术。该技术主要基于缝洞分级刻画描述技术,分级标定复杂缝洞体内部基岩与有效缝洞体的边界;针对缝洞型油藏缝洞空间展布存在的差异性,推进地质工程一体化,设计多种"串联"井眼轨道,尽可能贴近有效缝洞边界;研发适合缝洞型储层的分段改造一次动用完井技术,实现一个井眼沟通动用多个缝洞体的目标,进一步提高单井产能和单井开发效益。"一井多控"高效开发关键技术在塔河油田进行了现场试验,试验过程中对缝洞刻画、井眼轨道设计及完井技术不断迭代优化提升,支撑了"一井多控"评价井储量动用规模与产能的不断提升,储量动用规模达到直井动用储量规模的1.5倍以上,油井日产油能力提高10%以上。"一井多控"高效开发关键技术为塔河油田碳酸盐岩缝洞型油藏提供了一种新的开发方式。
冷弯薄壁四肢拼合箱形截面柱抗火性能研究

冷弯薄壁型钢四肢拼合截面柱是一种常用的拼合柱,主要用于多层冷弯薄壁型钢结构建筑结构中承受集中荷载。对8根拼合箱形截面柱进行了高温下整体稳定试验研究,主要考虑了不同的温度纵向分布模式和螺钉布置方式对其抗火性能的影响。试验中测得了炉温、柱温、轴向荷载、轴向位移和侧向位移等,并且得到了钢柱在高温破坏后的残余变形。根据试验结果可以判断钢柱在高温下首先发生整体屈曲,再发生局部屈曲,最后在二者相互作用下失去承载能力。试验结果表明:当螺钉间距小于300 mm时,构件截面的协同变形能力良好,单肢构件间未出现分离的现象,且随着螺钉间距减小,钢柱失效的临界温度有较大的提升;在拼合柱端部设置抗剪螺钉群对其抗火性能的提升不明显;当构件由全长受火变为上半部分受火时,构件侧移最大点位置会由中部区域向上移动靠近柱端,且达到耐火极限时,钢柱失效的临界温度升高。基于ABAQUS建立了有限元模型,模型中考虑了材料与几何非线性以及高温下螺钉的抗剪刚度。有限元模拟结果与试验结果对比发现,该有限元模型不仅可以很好地模拟该类构件高温下的变形,也可准确地预测其耐火极限与临界温度。
微电网低压接口变换器的参数寻优自抗扰控制

混合储能微电网的并、离网模式灵活切换可较好地容纳分布式能源,但在复杂的工况下,其用电端降压接口的电能质量会受到影响。为此,该文提出一种带有参数自寻优的模糊自抗扰控制(FLADRC)策略对传统双闭环PI控制方式的外环进行改造。首先,根据需求对变换器模型进行分析与化简,并通过状态空间平均法进行建模;然后,依据状态方程包含的模型信息设计了FLADRC的线性扩张状态观测器(LESO)矩阵;之后,在频域分析部分,探究应用FLADRC时的系统性能,从理论上分析FLADRC的跟踪性、收敛性和抗扰性,并基于分析结果给出参数自寻优的模糊逻辑规则;此外,运用李雅普诺夫稳定性理论证明了应用FLADRC时微电网接口变换器的稳定性;最后,在40kW的实验平台上进行实验测试,得到了在多种工况下不同控制策略的动态曲线。实验结果验证了该文所提FLADRC方法的可行性和有效性。
基于改进Bootstrap-Bayes的电子式剩余电流动作断路器可靠性评估

作为一种高可靠性、长寿命产品,电子式剩余电流动作断路器可获得的试验数据很少。为了对其可靠性进行评估,提出一种基于改进Bootstrap-Bayes的可靠性评估方法。首先,进行温度为加速应力的剩余电流动作断路器的加速退化试验,利用退化数据外推得到伪失效寿命,经检验,电子式剩余电流动作断路器伪失效寿命服从双参数威布尔分布;然后,采用灰色GM(1, 1)模型对试验数据进行扩充作为先验信息,通过马尔科夫链蒙特卡洛(MCMC)算法中的Gibbs抽样结合Bayes公式得到参数估计值;最后,利用Arrhenius加速模型实现正常使用环境下剩余电流动作断路器的可靠性评估。
面向高峰均比低频脉冲功率负载的脉冲电流补偿器及其控制方法

高峰均比低频脉冲功率负载给机载交直流电源系统的安全稳定运行带来挑战。该文提出面向高峰均比低频脉冲功率负载的脉冲电流补偿器,利用双向AC-DC变换器和小容量储能电容实现高峰均比脉冲负载电流与交流源输出电流的解耦,同时实现低频脉动电流和高频谐波电流补偿,使得交流源仅需提供平稳的负载平均功率。为了改善脉冲电流补偿器对脉冲负载电流的补偿精度,减小解耦电容电压在脉冲负载功率突变时的过冲和跌落,提出了解耦电容电压和脉冲电流基准前馈相结合的控制方法。该文详细分析脉冲电流补偿器的工作原理和特性,并通过实验验证了所提出的脉冲电流补偿器及其控制方法的有效性。
采用整流技术的变频供电感应电机转子断条故障诊断方法

电机定子电流信号易受变频器电力电子开关器件和电磁干扰的影响,现有解调技术又存在计算量大的问题,为此,该文提出一种变频器供电侧电流与整流技术相结合的感应电机转子断条故障诊断方法。所提方法依据开关函数和调制理论,首先建立了变频器供电侧电流解析表达式。其次利用整流技术对变频器供电侧电流进行处理,将特征频率从传统的边带频率转化为转子断条故障特征频率,有效地抑制了电源基频频谱泄漏的影响,从而实现电机在轻载或空载运行工况下的转子断条故障诊断。最后采集变频供电感应电机不同负载运行工况下供电侧电流数据进行验证。实验数据分析表明,所提方法能够提取从空载到重载不同运行工况下的转子断条故障特征分量,有较高的稳定性,而且所需计算量少,容易实现。
基于精确子域模型的带护套转子高速永磁电机转子涡流损耗解析方法

现有二维精确子域法在计算转子涡流损耗时,为了便于系数矩阵求解,通常忽略涡流反作用的影响。对于高速永磁电机,电枢电流中含有大量的时间谐波,涡流反作用对转子损耗影响大,忽略涡流反作用会严重影响计算精度。该文基于精确子域法,通过在有源区域内求解包含时间导数及导体运动速度的扩散方程,建立了一个考虑涡流反作用和各次时空谐波的高速永磁同步电机转子涡流损耗解析模型。为提高计算精度,该模型对槽口建立方程考虑槽口对磁场分布的影响。为提高计算速度,利用电机的周期性,建立周期性边界条件。通过该解析模型研究了不同变频器开关频率及气隙长度下,各次时空谐波在转子上产生的涡流损耗变化规律。通过对一台7.5kW非晶合金高速永磁电机进行损耗分离实验,将解析结果与有限元、实验结果对比,证明了所提出解析模型的正确性。
基于在线参数辨识补偿的直线感应电机低开关频率模型预测控制策略

为降低变换器硬件成本及开关损耗,强电流大功率的轨道交通用直线感应电机及驱动系统通常需运行在低开关频率模式下。但是,传统的低开关频率控制方法经常会在引入较为严重的谐波电流和推力波动的同时放大微处理器离散化带来的影响,从而恶化观测器性能。针对该问题,该文提出一种带在线参数辨识的多步长有限集模型预测控制策略,可有效降低低开关频率下的电流谐波,同时利用高精度参数增强系统的可靠性。首先,采用目标函数带开关项的模型预测控制算法,实现了高采样频率下的低开关频率控制,并借助多步长模式成功抑制了因开关频率降低所引起的谐波含量上升等问题。其次,详细对比分析了两种方法控制下的低开关频率模式对观测器性能的影响。基于分析结果,同时考虑到轨道交通用直线感应电机中励磁电感受边端效应影响程度较深,进一步综合分析了该模型预测方法的参数敏感性并引入参数在线辨识算法,实现了低开关频率下的励磁电感的精确估计,提高了模型预测控制算法的预测精度和参数鲁棒性,降低了驱动系统的谐波含量。大量仿真和实验充分表明,所提出的方法可很好地实现低开关频率下直线感应电机励磁电感的准确跟踪,配合多步长模型预测控制算法,可对驱动系统电流谐波进行有效抑制。
温度和频率对环氧树脂/碳化硅晶须复合材料交流非线性特性的影响

为了研究不同温度和频率下的交流非线性电导和介电性能,该文制备了纯环氧及不同掺杂质量分数的环氧树脂/碳化硅晶须复合材料,分别使用透射电子显微镜、场发射扫描电子显微镜、X射线衍射仪、动态热机械分析仪和差示扫描量热仪研究了碳化硅晶须填料的改性效果、试样的断面微观形貌、填料和试样的物相结构信息、试样的热机械特性和试样的玻璃化转变温度,通过介电谱仪偏压模块测试了材料的交流电导率和介电常数,分析了温度和频率对材料交流非线性电导和介电特性的影响。结果表明:对于相同掺杂质量分数的环氧树脂/碳化硅晶须复合材料,在相同频率下,随着温度的升高,其非线性交流电导率系数减小,非线性介电常数系数、非线性交流电导率开关场强和非线性介电常数开关场强均增大;在相同温度下,随着频率的增加,其非线性交流电导率系数和非线性介电常数系数均减小,非线性交流电导率开关场强和非线性介电常数开关场强均增大。不同温度和频率下的非线性电导特性和非线性介电特性的产生机理分别通过双肖特基势垒模型和界面电荷弛豫模型进行解释。研究结果为EP/SiCw复合材料的高温高频应用提供了实验和理论依据。
近场磁耦合无线电能与信息同步传输技术的发展(下篇):电路拓扑

近场磁耦合无线电能传输(WPT)近十年以来已取得长足发展,在日常生活中WPT技术随处可见。实际工程应用中稳定可靠的WPT系统的电能发射端与接收端之间不仅需要建立能量传输通道,同时也需要建立数据通信链路以实现闭环控制和信息交互,故实际为电能与信息同步传输(SWPIT)系统。SWPIT系统可在已有磁耦合WPT电路拓扑的基础上,通过添加信息调制与解调电路实现传能与通信。该文回顾了近场磁耦合无线电能与信息同步传输技术中电路拓扑的发展,针对电路拓扑、信道优化等问题进行分析和归纳,最后展望了SWPIT系统的应用前景与发展趋势。
用于覆冰环境测量的旋转多导体直径选择方法研究

覆冰严重威胁输电线路的安全稳定运行,获得实时的覆冰环境参数,开展覆冰预测研究是输电线路防冰、减灾工作的基础。旋转多导体法是一种常用的覆冰环境参数测量方法,但该方法在导体直径选择上一直没有完善的理论依据。该文根据旋转多导体法基本原理,建立旋转多导体覆冰增长计算模型,对旋转多导体表面的水滴碰撞、冻结等过程进行数值模拟,分析旋转导体在不同直径、不同环境条件下的覆冰增长规律,量化各环境参数对旋转导体覆冰增长速率的影响特性,提出一种可靠的旋转多导体直径的选择方法。结合仿真结果得出:不同环境条件下不同直径旋转导体间的覆冰速率差异性不同,多导体直径选择需兼顾的主要条件为最大化不同直径导体间的覆冰速率差异,使得导体覆冰速率能随覆冰环境参数的改变而灵敏变化。
典型电场下C_4F_7N/CO_2/O_2混合气体工频击穿特性研究

研究表明O_2可以抑制C_4F_7N/CO_2混合气体的分解,从而提升气体工程应用可靠性,但C_4F_7N/CO_2/O_2混合气体绝缘特性相关研究较少。为评估O_2对C_4F_7N/CO_2混合气体工频绝缘特性的影响,该文搭建了击穿试验平台,获得了典型运行气压、O_2含量和电场形式下的工频击穿电压。结果表明随着气压增加,1mm气隙准均匀电场下的C_4F_7N/CO_2/O_2混合气体击穿电压接近线性增长,而在稍不均匀和极不均匀电场下呈现一定的饱和增长趋势,6mm气隙极不均匀电场下则呈现N形变化规律。C_4F_7N/CO_2/O_2混合气体击穿电压对较高气压和较长气隙下的极不均匀场敏感度较高,0.45MPa及以上气压下6mm气隙极不均匀电场与1mm气隙稍不均匀电场的击穿电压接近。 O_2对部分气压和氧气含量下的击穿电压有一定的负面影响,0.15~0.65MPa气压下,分别添加体积分数为4%、2%、8%、4%、8%和8%的O_2时,工频击穿电压最多仅下降6.2%。从工频绝缘设计和提升气体化学稳定性角度考虑,添加2%~8%体积分数的O_2是一种可行的三元混合气体方案。
电压暂降随机影响下考虑低压脱扣器保护动作机制的电压敏感设备运行状态评估

综合考虑系统侧电压暂降随机性和负荷侧低压脱扣器动作特性对设备的影响,提出一种电压敏感设备运行状态评估方法。基于低压脱扣器和敏感设备的耐受能力,定义了敏感设备的两种运行状态——有效运行状态和安全切断状态。针对设备耐受能力在模糊区域的不确定性问题,引入基于证据理论的可靠性分析方法。利用离散化方法将离散型和连续型随机变量进行证据结构表征,将变量离散的子区间作为证据体,构造其基本概率分配。将所提方法应用到敏感设备的状态评估中,与拉丁超立方抽样仿真进行比较,验证了方法的有效性,并进一步探究了不同特征电压暂降分布和低压脱扣器延时设置对敏感设备运行状态的影响。研究结果可为低压脱扣器配置和暂降治理提供理论依据。
独立微电网风储协同调频的功率柔性分配策略

针对独立微电网运行中存在的频率波动与新能源利用率不高的问题,该文提出一种风机和储能装置协同参与调频的新型功率柔性分配策略。首先,分析多种分布式电源在独立微电网中的运行及控制方式;其次,建立独立微电网中风机和储能装置联合参与调频的状态空间模型;然后,以频率偏差最小和能源利用率最高为指标构建滚动时域内的优化目标函数,并根据频率变化实时调整目标函数中风机和储能出力项的权重以优化各自出力。此外,所提策略能够参考风速和储能装置荷电状态的时变特性,在每个时间断面柔性调整约束条件的边界,提高其安全运行水平;最后,基于Matlab/Simulink仿真平台搭建独立微电网模型,并在多种工况下进行仿真研究,仿真结果表明,所提策略在满足风机与储能安全运行的前提下,能实现独立微电网频率控制的同时优化风机和储能装置的有功出力,降低弃风率,达到能量高效利用的目标,并且具有对模型参数依赖度低的特点,鲁棒性较好。
拉恩氏菌LRP3对Cu~(2+)的吸附特征

研究拉恩氏菌LRP3(Rahnella sp.)对Cu~(2+)的吸附性能及吸附产物的形态特征,结果表明:菌体细胞对Cu~(2+)的吸附分为快速(0~3 min)、慢速(3~15 min)2阶段,在pH为5、Cu~(2+)浓度为50 mg/L、吸附时间为15 min时的吸附率最高,达到了92.37%。菌株LRP3对Cu~(2+)的吸附符合准二级动力学方程,等温吸附模型符合Langmuir模型。红外光谱分析表明:菌体细胞通过羟基、羧基、酰胺基和磷酸基等官能团与Cu~(2+)结合。SEM分析表明:菌体细胞吸附Cu~(2+)后聚集性好,细胞紧密堆积,表面呈现不规则球状。以上研究表明,菌株LRP3在Cu污染环境治理方面有重要的应用价值。
采前果面喷施钙制剂对苹果果实品质的影响

以‘富士’、‘金冠’和‘粉红女士’3个苹果品种为试验材料,并用氯化钙、硝酸钙和氨基酸钙3种钙制剂在采前30d对果实进行喷施处理,采用常规方法测定基本果实品质指标,应用顶空固相微萃取及气相色谱质谱联用技术等测定果实香气等13项品质指标,并结合主成分分析和线性加权求和等方法对钙制剂处理的果实品质进行综合评价,以探究比较钙制剂对不同品种苹果果实品质的改进效果,为提高苹果果实品质和品种改良提供理论依据。结果表明:(1)采前钙处理对‘富士’和‘金冠’的单果重影响不显著,但‘粉红女士’采用氯化钙和氨基酸钙处理后单果重显著上升。(2)采前用氯化钙处理显著提高了苹果果实的糖酸比和硬度等;硝酸钙处理能够显著提高果皮亮度和色泽饱和度等;氨基酸钙处理则显著提升了果实的各类香气物质含量。(3)主成分分析和综合评价结果显示,经氯化钙、硝酸钙和氨基酸钙处理后,各品种苹果果实品质的综合得分均高于对照,且以氨基酸钙处理后果实的品质综合得分最高。研究发现,采前30d钙处理可有效提升苹果果实的色泽、糖酸比、硬度以及香气等品质,且以氨基酸钙的处理效果最佳,而且对‘粉红女士’苹果果实品质的提升效果最为明显。
某填埋厂垃圾渗滤液"化学软化+TUF+板框压滤"的应用研究

某填埋场圾渗滤液采用"预处理+卷式物料膜+DTRO/STRO+MTRO"工艺,为减低各工艺单元的结垢风险,采用"化学软化+管式超滤膜设备(TUF)+板框压滤"工艺进行预处理,并考察泥饼成型效果。通过小试及中试实验,探究最优化学加药方案、除硬效果、COD去除率、TUF运行参数、膜污染的种类以及回流管路优化。结果表明,化学软化的最优加药方案为投加5 000 mg/L的Ca(OH)_2、4 000 mg/L的Na_2CO_3,其中总硬、Ca~(2+)、Mg~(2+)、COD的去除率为51.7%、85.7%、20.0%、30%;TUF运行时控制83.3%的回收率,稳定膜通量为75~85 L/(m~2·h),污染周期大于3.2 d,超滤膜污染主要为有机物污染,其超滤膜外排的浓缩液能有效通过板框压滤形成泥饼,残渣量为15.0 kg/t水;污泥罐上清液回流至TUF进料罐会加速膜通量衰减,板框滤液回流至TUF进料罐能提高膜通量。该研究结果可为垃圾渗滤液预处理工艺的优化与应用提供参考。
基于FPA-VMD和BiLSTM神经网络的新型两阶段短期电力负荷预测

短期电力负荷预测有助于维持发电端和用电端的动态平衡,保障电力系统稳定且高效地运行。分布式能源的大规模并网以及气象和节假日等短期因素的影响,使得负荷序列呈现明显的波动性和非线性。为此,该文提出基于花授粉算法(flower pollination algorithm,FPA)优化变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)和双向长短时记忆(bidirectional long and short time memory,BiLSTM)神经网络的新型两阶段短期电力负荷预测方法。第一阶段首先提出了一种关于分解损失的VMD评价标准,并采用FPA来寻找该标准下分解参数的最优组合,从而降低了经验设置参数的随机性并且减少了分解过程中的信号损失,提高了分解质量;其次针对分解所得的每个子序列分别建立具备双向处理和长期记忆的BiLSTM神经网络,从而可以更好地挖掘负荷数据的过去和未来的深度时序特征。第二阶段综合考虑模态分量以及气象和星期类型等短期因素的影响,建立基于BiLSTM神经网络的误差纠正模型,用以挖掘误差中所包含的隐含信息,从而降低了模型的固有误差。将该文方法应用于美国南部某地区的负荷数据集,最终的平均绝对误差(mean absolute error,MAE)、平均绝对百分比误差(mean absolute percentage error,MAPE)和均方根误差(root mean square error,RMSE)以及R2分别为108.03、1.19%、146.48以及0.9812。随后在冀北电网某供电公司的实际应用中,再次证明了该方法在区域性短期电力负荷预测中的有效性。
基于残差双重注意机制网络的电力数据压缩与高精度重建

5G飞速发展与坚强智能电网深化建设的背景下,针对电力系统数据存储能力与数据采集传输能力不匹配的问题,文章提出一种基于残差双重注意机制网络的电力数据压缩与高精度重建方法。在数据压缩机制中,设计一种电力数据图像构建方法,并采用高斯滤波下采样对电力数据进行压缩;在重构机制中,结合通道注意机制与空间注意机制,构建一种残差双重注意机制网络,实现对压缩数据的高精度重构。通过在I-BLEND数据集上的仿真试验,验证所提方法能有效对电力数据进行压缩,减轻数据存储压力,同时相比于其他超分辨率重建方法,取得更精确的重构效果。
永磁直驱风电机组的构网型控制与黑启动

当前,孤岛微电网的常规构网型控制适用于具有稳定功率输入的分布式电源,且孤岛微电网的常规黑启动方案多依赖大容量储能,经济性较差。面向对等运行模式下的孤岛微电网,提出了以永磁直驱风电机组为主电源的新型构网控制策略。在网侧变换器上建立其直流电压与孤岛微电网母线频率的实时联动机制,开发机侧变换器输出功率关于直流电压的下垂控制结构,使多台风电机组之间按照下垂系数之比自动分配负荷容量。根据所接负荷容量自动调节孤岛微电网的母线频率,实现了风电机组参与微电网的一次调频功能。通过变桨控制,实现了风速波动条件下孤岛微电网的稳定运行。提出了一种以直驱风电机组为主电源的孤岛微电网的黑启动控制策略,相较现有黑启动方案,无需附加大容量储能装置,从而降低了系统成本。最后,在PSCAD/EMTDC平台上,验证了理论分析的正确性与所提控制方法的可行性。
张北柔直工程高频谐波振荡机理与抑制方法研究

张北柔性直流电网示范工程(下称“张北工程”)的投运,解决了大规模可再生能源的多点汇集和送出,实现了清洁能源发电的源网协调友好互动。2020年12月张北工程康保站向交流侧诺英线充电过程中,发生了多次1500Hz左右的高频振荡。针对该问题,该文建立了康保站换流器在高频段的简化阻抗模型,基于阻抗稳定性理论,采用伯德图对康保站换流器和交流系统的高频振荡机理进行研究,通过仿真验证了该文对振荡的分析结果与现场测试结果基本吻合。提出将基于有源滤波和无源阻尼的综合抑制策略应用于该工程。所提策略能够有效抑制高频振荡,保证换流器交流侧高频阻抗呈正阻尼特性,增强了系统在高频段的稳定性。此外,经校验无源阻尼策略基本上不影响对康保站的正常运行损耗和低频阻抗特性。
基于燃氢燃气轮机的风光火储多能互补优化调度

由于燃氢燃气轮机的技术成熟、调节能力强,可将电-氢储-电互补系统转变为电-氢储-电/热互补系统,拓宽多能互补的途径,建立基于燃氢燃气轮机的氢储能单元(hydrogen energy storage unit,HESU),进而构建一个电-热-氢多能互补系统(electricity-heat-hydrogen complementary system,EHHCS)。从可再生能源电解水制氢、储氢技术、燃氢燃气轮机技术3个方面探讨了系统互补优化运行机理并建模;计及HESU多能转换效率,建立了以系统电热运行成本最低、最大化消纳弃风为目标的含EHHCS的优化调度模型,并通过仿真验证了其有效性。结果表明,采用燃氢燃气轮机作为HESU的发电环节是一种可行方案,HESU的电能利用效率约为75%,达到了抽蓄的能效水平,具有实用价值。研究结果可为含储能单元的多能互补优化调度提供参考。
基于超级电容的海上风电柔直送出系统协调惯量支撑策略

大型海上风电场经柔性直流输电系统(offshore wind farms+voltage source converter based HVDC,OWF+VSCHVDC)接入陆上电网,在传统控制模式下无法直接向陆上电网提供惯量响应。因此,提出了一种面向OWF+VSCHVDC系统的海上风电机组基于超级电容的协调惯量支撑(supercapacitor-based coordinated inertia support,SCIS)策略。在SCIS策略下,风电机组直流侧附加超级电容,通过改变超级电容电压进行充放电以模拟同步机惯量;VSC-HVDC的陆上电网侧换流站采用直流电压/频率(udc/f)下垂控制,将陆上电网频率通过直流电压变化传达给风场侧换流站,再通过风场侧换流站调节海上电网频率,使其与陆上电网频率耦合。此外,通过小信号稳定性分析对该策略的关键参数进行了优化。最后,在MATLAB/Simulink环境中搭建了OWF+VSC-HVDC系统的仿真模型,分别在负荷变化、风速变化、陆上电网故障3种工况下对SCIS策略进行了验证和评估。结果表明,SCIS可利用风电机组的超级电容进行惯量模拟,并通过VSC-HVDC向陆上电网提供惯量支撑,显著提升陆上电网的频率稳定性。
基于故障录波的海上风电经柔直并网系统阻抗分析方法

宽频振荡问题是制约大规模海上风电经柔性直流并网系统大功率运行的关键难题,已有方法难以分析复杂工况下风电场与柔直系统的阻抗特性与宽频振荡模式,使得工程上振荡源定位与阻抗优化存在困难。提出一种基于故障录波的系统阻抗分析方法,首先,针对谐振工况下各端口电压与电流波形数据,应用窗口傅里叶分析与相序变换提取对应序分量;其次,在谐振频率下构建谐波序网络方程,将谐波源与端口阻抗作为未知量;最后,基于谐波序网络方程与端口电气量构造目标函数,结合系统拓扑参数与稳态物理特性确定变量初值与不等式约束。将阻抗分析抽象为一个非线性方程组的最优解问题,应用粒子群算法求解上述优化问题,获得风电集群与柔直系统的谐波阻抗。参考某实际工程参数,设计了6风电集群经柔直送出系统验证所提方法的有效性与准确性。
海上风电分频送出系统可靠性评估模型及方法

分频输电是解决大规模、深远海海上风电送出难题的新兴技术,但海上风电分频送出系统的可靠性尚未有充分的研究。基于海上风电场、长距离输电海缆、变频站三方面对海上风电系统进行可靠性分析。首先,对集电系统建立了保护区模型及枚举计算流程,进行风电场级的可靠性分析。其次,通过电磁热耦合仿真对分频电缆的老化进行研究,提出了计及运行状态的长距离输电海缆可靠性评估方法。同时,采用模块化分层方法对变频站进行可靠性建模,得到变频站系统的可靠性参数。综合风电场、变频站、输电海缆的可靠性分析结果,构建算例分频系统的停运表及并网出力分布。最终,分析了系统的可靠性薄弱环节及提升可靠性的措施,并提出了两个可靠性参考指标。评估结果显示,建立的可靠性模型及方法有效可行,适合海上风电分频系统的可靠性评估。
大规模海上风电接入电网关键技术与技术标准的研究及应用

编制科学合理的新能源并网标准、建立完善的技术标准体系对于进一步推动我国新能源开发利用,实现“碳达峰碳中和”目标起着关键性作用,是促进新能源产业发展的核心基础要素之一。在双碳目标下,以风电、光伏为主的新能源在电力系统中的地位和重要性重新被认识,尤其是海上风电凭借自身优势逐渐成为实现能源转型的重要方面。该文首先介绍了海上风电并网工程及其面临的技术挑战,概括了海上风电并网领域相关的标准化工作情况,从交流并网与直流并网等角度,以标准化为主线,阐述了海上风电并网工程规划设计、试验检测、并网控制等方面的关键技术及标准开发应用情况,最后展望和研判了海上风电并网未来技术发展趋势,并对海上风电并网标准进行全面探讨。大规模海上风电接入电网的系列标准将为我国海上风电并网安全运行提供切实的技术保障。
多园区综合能源系统分区自治式能量合作社区及联合优化调度

多园区综合能源系统具有能源互济互联、协调合作运行、利益主体多元的重要特征,这对各园区间能量交互与协同管理提出了自主自治、隐私安全等要求。为此就多园区综合能源系统能量交易模式及物理实现架构,提出一种分区自治式能量合作社区及优化调度模式。首先针对能量交易模式,引入能源供需比和讨价还价博弈模型,构建合作社区内部交易及其定价机制,模拟能源供需形势及利益分配对社区内部交易的影响,有效激励园区参与合作;其次针对物理实现架构,构建各园区内综合能源系统模型及园区间输送管网模型,建立多园区系统的联合优化调度模型,应用交替方向乘子法分布式求解架构提出了上、下分层的解算方法,实现合作社区能源交互交易,保证园区交易自主、运行自治、信息隐私;最后算例验证了该合作社区与调度模式能够充分挖掘园区互济效益,实现共享收益公平分配,促进园区可持续合作共赢,提升能源利用效率。
用于嵌套命名实体识别的边界强化分类模型

实体嵌套是自然语言中一种常见现象,提高嵌套命名实体识别的准确性对自然语言处理各项任务具有重要作用。针对现有嵌套命名实体识别方法在识别实体边界时不够准确、未能有效利用实体边界信息等问题,提出一种嵌套命名实体识别的边界强化分类模型。采用卷积神经网络提取邻接词的特征,通过加入多头注意力的序列标注模型获取实体中的边界特征,提高实体边界检测的准确性。在此基础上,计算实体中各词语对实体类型的贡献度,将实体关键字与实体边界词相结合来表示实体,使实体表示中包含实体关键信息和边界信息,最后进行实体类型检测。实验结果表明,通过加入多头注意力机制能够有效提升对嵌套命名实体的检测和识别性能,该模型在GENIA和GermEval 2014数据集上准确率有较好表现,并且召回率和F1值较对比模型达到最优。
ELMo-CNN-BiGRU双通道文本情感分类模型

文本情感分类通过对带有情感色彩的主观性文本进行分析和推理,帮助用户更好地做出判断与决策。针对传统情感分类模型难以根据上下文信息调整词向量的问题,提出一种双通道文本情感分类模型。利用ELMo和Glove预训练模型分别生成动态和静态词向量,通过堆叠嵌入2种词向量生成输入向量。采用自注意力机制处理输入向量,计算内部的词依赖关系。构建融合卷积神经网络(CNN)和双向门控递归单元(BiGRU)的双通道神经网络结构,同时获取文本局部特征和全局特征。最终将双通道处理结果进行拼接,经过全连接层处理后输入分类器获得文本情感分类结果。实验结果表明,与同类情感分类模型中性能较优的H-BiGRU模型相比,ELMo-CNN-BiGRU模型在IMDB、 yelp和sentiment140数据集上的准确率和F1值分别提升了2.42、1.98、2.52和2.40、1.94、2.43个百分点,具有更好的短文本情感分类效果和稳定性。
基于热消散原理的不同加热模式下油松树干液流特征

为了验证间断加热模式对热消散树干液流测定的适应性,本试验选择油松为试验对象,采用热消散探针法测定树干液流,设置3种加热模式,分别为加热60 min×冷却0 min(60/0模式)、加热10 min×冷却50 min(10/50模式)、加热30 min×冷却30 min(30/30模式),以持续加热模式,即加热60 min×冷却0 min下测定结果为基准值,比较分析不同加热模式下油松树干液流的差异性特征。结果表明:3种加热模式下油松液流日变化规律一致,均呈现单峰型变化趋势;10/50和30/30模式下的最大温差均能在加热开始后迅速达到并相对稳定在最大温差状态,可有效测定树干液流;以60/0模式为参照进行线性拟合验证,10/50和30/30模式的斜率分别为0.517 5、0.505 1,经校正后误差分别为25.5%、3.1%,且30/30模式效果较好,校正方程为F_d=0.024 1K~(1.256)(R~2=0.98)。可见,经校正后30/30间断加热模式下能够准确测定树干液流,且能缩短加热时间减少对树木的影响。
水淹层热中子成像测井解释与分级方法

热中子成像(TNIS)测井是近年来发展的一项核测井新技术,能够反映储层流体性质及剩余油含量,对水淹层测井解释具有较大的应用潜力。基于热中子成像测井原理,指出了通过热中子衰减谱和俘获成像图可以识别水层和油层,指示储层含油性;同时结合常规测井计算的泥质含量和孔隙度,推导了根据热中子宏观俘获截面计算剩余油饱和度的公式,并利用上述特征参数建立了交会图版,实现了水淹层识别与级别划分。在鄂尔多斯盆地长8段实际应用结果表明,热中子成像测井能够用来有效识别水淹层与划分水淹等级,为分析剩余油分布规律提供了可靠依据,对油田实际生产具有指导作用。
页岩气地质工程一体化过程中的多尺度裂缝建模及其应用

受复杂地质因素的影响,地质工程一体化一直是页岩气提产增效的关键,其中,多尺度裂缝建模是一体化建模的关键环节之一,直接影响着综合地学模型的准确度和适用性。为了预测天然裂缝对南方海相页岩气水平井钻井和压裂工程的影响,从地球物理、地质、测井和地质力学等多学科的角度对天然裂缝空间分布及其受力状态进行了精细刻画,具体如下:①对叠前地震道集进行精细化针对性的处理,提高地震资料的分辨率和保真保幅性,而后进行蚂蚁追踪和多尺度裂缝预测,并结合成像测井、录井和钻井数据进行验证,准确预测天然裂缝的空间分布;②结合成像测井揭示的天然裂缝产状,建立分尺度离散裂缝模型;③由于不同尺度裂缝的力学参数对钻完井工程存在不同程度的影响,故以分尺度的方式对裂缝模型进行粗化;④采用等效原理对裂缝的地质力学参数进行分尺度赋值,合理刻画天然裂缝对地应力场的扰动,预测天然裂缝应力状态,为研究天然裂缝对钻完井工程的影响奠定基础。利用上述方法有效预测了钻井过程中的泥浆漏失,方法应用结果表明,包含天然裂缝影响的地质力学模型更能反映真实原场应力,可用于研究压裂过程中水力裂缝与天然裂缝的相互作用,优化水平井压裂设计。
基于叠前地震数据的流度属性计算方法

虽然从叠后地震资料的低频信息中提取流体流度属性进行储层预测和流体识别已经有了较好的应用效果,但是叠前地震资料相对叠后地震资料包含有更多关于储层和流体的信息,为了利用叠前地震资料中更多关于储层和流体的信息,将频散AVO分析与流体流度计算方法相结合,建立了流体流度与地震波入射角的关系,进一步推导了基于同步挤压广义S变换(SGST)的叠前流体流度预测方法,从而提取叠前地震资料中流体流度信息,并将其定义为叠前流体流度属性。建立AVO理论模型,计算了碳酸盐岩储层分别含水与含油时的叠前流体流度,证实了利用角道集振幅变化信息得到的叠前流度值变化更加明显;同时,对比不同时频分析方法对于流度计算精度存在的差异,验证了本文方法的理论有效性。将该方法应用于塔里木盆地某实际地震资料,并对比了叠前流度方法与叠后流度方法的应用结果,发现:叠后流度方法得到的流度属性虽然能够得到相对的流度值大小,但是很大程度上需要通过已钻井资料进行流度值门槛值标定,从而达到区分流体性质的目的;而叠前流度方法可通过流度变化正负值来直接确定流体性质。因此,叠前流度方法相对而言可以更好地预测流体性质。
川西广汉地区二叠系火山岩地震响应特征及分布预测

川西广汉地区在二叠系钻遇厚层火山岩,因钻井少、埋藏深、地震资料品质低、岩相变化及地层接触关系复杂多变等原因,现有地震资料无法准确识别火山岩内部地层结构、火山通道及火山岩与围岩的边界,影响该地区的火山岩油气勘探。根据研究区实钻井资料建立中心式和裂隙式两种火山机构正演模型,模拟不同火山岩岩性、岩相及厚度变化引起的地震反射特征变化情况。正演模拟研究结果表明:①火山机构厚度增厚,外部呈丘状;②不同喷发方式火山岩相边界均呈斜交反射,但连续性不同;③不同岩性、岩相、厚度及波阻抗差值均影响成像,厚度大于60m时火山岩内部结构清晰,玄武岩最易识别;④火山通道位置成像中断、空白、弱反射,宽度越宽越易识别;⑤火山机构影响下伏地层成像,出现相位上拉、能量屏蔽和假构造现象。正演模拟结果有效识别了川西广汉地区二叠系火山岩复杂内部反射结构特征,结合地震相和多种表征火山岩特征的地震属性预测厚大爆发相和喷溢相火山岩主要分布在A井区和研究区中部,研究结果可指导火山岩储层预测和下一步井位部署。
面向电力物联网异构信息安全的多任务调度算法

新型电力系统的建设促使电力信息安全的服务呈现海量多元化,单一物理机或云计算虚拟机均无法满足各类服务任务执行的安全性和时效性需求。因此,面向电力物联网信息安全服务体系中特有的物理密码机与虚拟密码机共存的新型混合底层硬件模式,通过对异构计算资源的协同调控,实现在确保任务安全性的约束条件下的系统执行效率优化。首先,设计了一种三级双映射的电力物联网信息安全服务多任务调度架构,描述多轮交互保密任务和异构计算资源的映射规则;然后,基于加权深度嵌入聚类算法确定安全服务任务的执行标签;最后,采用朴素贝叶斯和量子粒子群优化算法完成运算节点的创建与任务映射。仿真结果表明,所提聚类映射调度算法能利用任务映射规则匹配新型异构安全服务计算资源,与双阶段调度算法和非支配排序遗传算法相比,其任务安全保障系数最大可提升58.4%,总完成时间最高可缩短22.24%。
计及量测数据丢失的主动配电网电流保护自适应整定方法

随着逆变型分布式电源大量接入配电网,配电网运行方式灵活多变,给基于定值的三段式电流保护带来了挑战。同时,因配电终端和局域通信易受影响,基于局域通信协作的保护获取的量测数据可能存在缺失及错误问题,影响保护的动作性能。为此,提出了计及量测数据缺失及错误的配电网电流保护自适应整定方法。首先,通过多点量测信息实时感知配电网运行状态,并生成含实时拓扑信息的关联阻抗矩阵,经迭代计算后自适应调整保护定值,从而使得所提保护能够自动适应配电网运行方式的动态变化;然后,提出改进的基于Wasserstein距离生成式对抗网络的缺失数据重构与异常数据修正算法,解决了基于局域通信的配电网自适应电流保护存在的量测数据丢失及错误;最后,通过仿真验证了所提方法的正确性及有效性。
考虑服务能力和削峰任务约束的换电站削峰方法

针对中大型换电站接入10 kV配电馈线造成的重载问题,提出考虑换电站服务能力约束和削峰任务约束的换电站削峰方法。首先,综合考虑各时段用户换电池需求和可换电池数量变化对换电站服务能力的影响,提出换电站的服务能力裕度的概念,并提出服务能力裕度约束。其次,提出削峰任务完成度来衡量换电站削峰量与削峰任务的匹配程度,基于此建立奖罚机制来进行削峰补贴电价调节,作为换电站的削峰任务约束。再次,结合换电站的削峰补贴和可节省充电成本建立换电站优化目标。然后,将换电站电池充电计划优化问题转化为一个具有不等式约束的静态整数非线性优化问题,提出基于粒子群算法的换电站运行优化方法和流程。最后,通过仿真分析验证了方法的有效性。
海上风电交流送出系统谐振过电压产生原因及抑制措施

电缆单位长度电容为同电压等级架空线路的20倍以上,越来越多的海上风电经交流电缆并网使得送出系统自然谐振频率降低,增大了系统谐振风险。针对某海上风电场并网过程中出现的谐振过电压现象,分析了故障录波数据。基于送出系统阻抗模型进行机理分析,并通过电磁暂态仿真验证了送出系统存在2倍频附近自然谐振频率为风电场合空载变压器、合空载线路操作引发谐振过电压的根本原因。结合工程实际,提出改变送出系统运行方式、优化静止无功发生器控制保护系统和增加接入负荷量的联合抑制措施。最后,通过仿真及现场试验验证了所提措施的有效性。
变压器匝间短路故障工况下的漏磁特性分析

针对变压器差动保护和重瓦斯保护无法灵敏和快速判别变压器轻微匝间短路故障的问题,研究了变压器正常运行与不同匝间短路情况下的漏磁分布特性。首先,推导了变压器绕组在空间中的磁密分布公式,分析了变压器正常运行时的轴向漏磁分布对称性规律;然后,搭建了“场-路”耦合110 kV三相变压器三维模型进行仿真验证,分析变压器在正常运行、不同故障绕组、不同匝间短路位置下的漏磁分布规律。最后,基于理论分析和仿真验证,提出了变压器内部漏磁传感器的布置方案,为基于漏磁信息的匝间短路故障辨识提供依据。
价格与激励联合需求响应下电动汽车长时间尺度充放电调度

为充分调动电动汽车充放电潜力,降低电动汽车接入对电网的影响,提出了一种价格与激励联合需求响应下电动汽车长时间尺度充放电调度策略。首先,制定了结合价格型与激励型需求响应的联合需求响应措施,以这两类需求响应对电动汽车进行分群,并针对不同电动汽车群分别进行长时间尺度优化。其次,将需求响应措施作为电动汽车聚合商与电动汽车间的调度通道,以电动汽车聚合商净收益最大及负荷波动最小为目标,建立电动汽车聚合商调度模型;以电动汽车调度成本最小及心理效应最小为目标,建立电动汽车长时间尺度调度模型。最后,以100辆电动汽车为例的仿真结果表明,所提调度策略能在长时间宏观尺度上有效提高电动汽车聚合商净收益,同时减小负荷波动及降低电动汽车调度成本。
含高比例可再生能源电力系统的调峰成本量化与分摊模型

高比例可再生能源接入对电力系统调峰能力提出了更高要求,完善调峰辅助服务成本分摊机制有利于促进可再生能源消纳。文中从净负荷波动的角度出发,建立了调峰成本的量化与分摊模型,构造了无调峰需求的替代场景,将负荷和可再生能源出力曲线分别转换为无波动的均值线。其次,建立了含深度调峰和抽水蓄能的调度优化模型,用于计算不同场景下的调峰成本,并将有无调峰需求两种场景下的系统调峰成本之差作为单一主体导致的边际调峰成本,然后,采用Shapley值计算不同主体导致的调峰成本。最后,根据成本的引发程度分摊调峰成本。算例表明,提出的调峰成本量化模型能够反映不同主体导致的调峰成本或贡献的调峰价值,成本分摊机制能够传递调峰成本信息。
基于Neo4j图数据库的配电网供电可靠性计算

为提高复杂配电系统供电可靠性计算的效率,提出一种基于Neo4j图数据库的可靠性计算方法。首先,通过图数据库以节点-边形式存储配电网拓扑结构。同时,利用Neo4j图数据库中边具有不同类型的特点来完成复杂配电系统中的馈线分级及负荷分块,构建基于图数据库的配电网图模型。其次,结合路径搜索进行配电网图模型的子图划分,基于各子图完成图模型的简化。最后,在最小路可靠性算法基础上,结合Neo4j图数据库高效率的最短路径查询等功能实现了配电系统的供电可靠性分析。通过比林顿测试系统及中国某10 kV实际配电网进行算法验证,验证了所提方法的有效性。
柔性低频交流输电关键技术及应用

基于电压源型换流器的柔性低频交流输电兼具交、直流输电的技术优势,是值得深入研究的新型输电技术。分析基于电压源型换流器的柔性低频交流输电技术特性,列举系统典型拓扑结构。针对海上风电送出场景,计算获得不同频率下典型截面海缆的输电能力曲线。以国内某项目为例进行了经济性对比。结果表明,柔性低频交流输电技术应用于中远距离海上风电送出时具有明显优势。此外,分析了海岛互联供电、陆上大规模新能源发电汇集送出等应用场景;分析了频率变化对高压大容量交交换流器、变压器、断路器、电缆等主要输电设备关键性能的影响;系统性地指出了柔性低频交流输电工程化应用尚需深入开展的研究工作。
水热老化温度和时长对Cu-SSZ-13分子筛催化剂性能和理化特性影响的研究

通过离子交换法合成具有优异催化活性的Cu-SSZ-13分子筛催化剂,分别在不同的温度和时长条件下对其进行水热老化处理。比较了数个不同老化条件下的催化剂的NO_x催化性能、NH_3吸附性能,同时通过Brunauer-Emmett-Teller(BET)方法、X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)和H2程序升温还原(temperature programmed reduction,TPR)方法对这些催化剂的孔特性、晶体结构和铜位点的数量分布等进行探究。测试结果发现水热老化会引起催化剂催化活性、催化温度窗口范围的全面下降,并导致气体吸附性能的下降和氧化还原性能的大幅改变。进一步研究发现水热老化引起晶体结构和孔结构的破坏,并导致大量活性位点的转变和流失。制备的Cu-SSZ-13分子筛催化剂总体上具有良好的耐久性,对老化温度的敏感性比老化时间更高。
考虑延时的孤岛微电网频率协同控制策略稳定性分析及改进

孤岛微电网中广泛使用下垂控制,其在负荷变化后会导致系统稳态频率偏离额定值.而传统集中式二次控制方法存在可靠性低、可拓展性不足等问题.基于分布式协同控制原理,设计了一种频率二次协同控制策略,以克服传统集中式二次控制的缺陷,使系统频率恢复到额定值.考虑到孤岛微电网系统内分布式电源之间通信条件限制和实际过程中数字电路采集时滞等因素造成的控制延时和通信延时,利用盖尔圆盘定理和奈奎斯特稳定判据分析了延时对频率二次协同控制策略稳定性造成的影响,提出一种计算控制延时临界值的方法,判断控制延时影响下的协同控制系统稳定性;针对控制延时对稳定性的影响,改进了频率二次协同控制策略,并给出了改进型协同控制策略的稳定性分析过程和参数设计方法;改进后的策略可以保证系统在更大的控制延时下稳定运行;最后通过Matlab/Simulink搭建了所研究的微电网的仿真模型.仿真结果表明:基于分布式协同控制原理设计的频率二次协同控制策略可以实现孤岛微电网系统的频率恢复;控制延时会影响分布式协同控制系统的稳定性,控制延时超出临界值会造成控制系统失稳.通过改进频率二次协同控制策略,可以提升分布式协同控制系统的稳定裕度,使其在更大的控制延时范围内保证微电网稳定运行.
具有复合电解质的低温固体氧化物燃料电池研究进展

高温固体氧化物燃料电池(SOFC)的低温化对于解决材料的稳定性、提高系统运行寿命和降低电池成本具有重要的意义,已成为近几年的研发热点。在实现SOFC低温化方面,目前国内外研究学者提出了不同的解决策略。综述了低温固体氧化物燃料电池(LT-SOFC)中复合电解质的研究进展,其包括引入碳酸盐材料作为第二相进行复合,构建类熔融碳酸盐固体氧化物燃料电池;引入过渡金属氧化物材料作为第二相进行复合,制备单组分燃料电池消除电极与电解质界面电阻提高电池性能,尤其是全氧化物复合电解质提高电池稳定性策略;引入半导体材料复合进一步提升LT-SOFC的电化学性能等几个方面。最后阐述了通过制备新型纳米复合材料进一步提升电解质离子电导率,改善界面接触问题以及探索新的电极材料对LT-SOFC电化学性能的影响。
去顶角八面体LiFe_(0.12)Mn_(1.88)O_4正极材料制备及电化学性能

尖晶石型LiMn_2O_4正极材料由于Jahn-Teller效应和Mn溶解,在充放电过程中容量衰减严重,循环稳定性差。联合元素掺杂和单晶形貌调控策略,采用固相燃烧法制备了具有{111}、{100}和{110}晶面的去顶角八面体单晶LiFe_(0.12)Mn_(1.88)O_4正极材料。研究结果表明,Fe掺杂没有改变尖晶石型LiMn_2O_4的晶体结构,有效抑制了Jahn-Teller效应,促进了材料的结晶性及{400}和{440}衍射峰晶面的择优生长,表现出良好的倍率性能和容量保持率。在25 ℃,1 C和5 C倍率下LiFe_(0.12)Mn_(1.88)O_4的首次放电比容量分别为105.2 mA·h/g和92.4 mA·h/g,1 000次循环后容量保持率分别为71.1%和75.2%;在高倍率10 C下,经1 000次循环后,其容量保持率可达到88.4%。在55 ℃和1 C条件下,首次放电比容量为108.6 mA·h/g,经150次循环后,容量保持率为79.1%。通过循环伏安和电化学阻抗分析,Fe掺杂材料具有较好的循环可逆性和较大的Li~+扩散系数。Fe掺杂去顶角八面体LiMn_2O_4材料既抑制了Jahn-Teller效应,又减缓了Mn的溶解,稳定晶体结构,同时增加Li~+迁移通道,提高电化学倍率性能及长循环寿命。
泥料含水量对粉煤灰陶瓷膜支撑体性能的影响

泥料含水量是陶瓷生产中的重要参数,会影响陶瓷的收缩率、抗弯强度等性能。以电厂粉煤灰为主要原材料、糊精为造孔剂、羧甲基纤维素为黏结剂,采用挤出成型法制备了管状多孔陶瓷膜支撑体。通过控制陶瓷泥料用水量和烧结保温时间制备了不同支撑体,并对支撑体进行性能表征,考察了泥料含水量和烧结保温时间对支撑体微观结构、收缩率、孔隙率、孔径以及机械强度等性能的影响。结果表明:在水/固质量比质量为0.19时,1 150 ℃保温烧结2 h获得孔隙率40.5%、抗弯强度23.6 MPa、平均孔径0.41 mm的支撑体。制备的支撑体应用于脱硫废水微滤处理,固体悬浮物截留率99.98%。为制备低成本粉煤灰陶瓷膜支撑体提供研究基础,有利于膜法水处理的扩大化应用。
中温固体氧化物燃料电池阴极材料Bi_(1-x)Ca_xFeO_(3-d)的制备及其性能

开发具有优异电化学活性的阴极材料对中温固体氧化物燃料电池(IT-SOFC)的应用至关重要。采用固相法制备无钴阴极材料Bi_(1-x)Ca_xFeO_(3-d) (BCFx,x=0.1、0.2和0.3),通过该体系材料的物相结构、电导率、氧传输特性以及电化学性能研究表明,950 ℃时可以合成具有单相钙钛矿结构的Bi_(1-x)Ca_xFeO_(3-d) (x=0.1、0.2和0.3)阴极粉体。BCFx阴极材料中,样品BCF0.2具有较高的电化学催化活性,750 ℃时,对称电池极化阻抗为0.06 W·cm~2,Ni-(Y_2O_3)_(0.08)(ZrO_2)_(0.92) (Ni-8YSZ)阳极支撑单电池最大功率密度为730 mW/cm~2。由电导弛豫结果得知,BCF0.2阴极良好的氧还原催化活性主要归因于其较高的氧扩散系数和表面交换系数。氧还原反应动力学研究表明,样品BCF0.2阴极氧还原反应的速率控制步骤为吸附氧的解离过程。
玻璃网络结构对CsPbI_3钙钛矿量子点玻璃光学性质的影响

采用高温熔融-热处理技术,以Cs2O、PbI2和NaI为CsPbI_3量子点前驱体,制备了CsPbI_3量子点掺杂硼硅酸盐玻璃。X射线衍射和透射电镜观察表明,在玻璃内部析出了CsPbI_3量子点。随热处理温度上升或B_2O_3含量的增加,发光峰和吸收边出现红移,荧光强度和量子产率先增大后减小,量子点的荧光衰减寿命逐渐增长。进一步分析表明,随着B_2O_3含量增大,玻璃中二维(2D)网络结构增多,Cs+、Pb~(2+)和I-移动能力增强,有利于CsPbI_3量子点析出和表面缺陷钝化。CsPbI_3量子点掺杂硼硅酸盐玻璃的可调谐红光发射,在可见波段激光器和白光LED等领域具有潜在应用。
共聚甲醛纤维超高性能混凝土高温后残余力学性能

研究了掺入6、8、12 mm共聚甲醛纤维及钢纤维的超高性能混凝土(UHPC)高温后残余力学性能及微观结构。结果表明:400 ℃时,仅素混凝土发生爆裂;500 ℃时单掺钢纤维UHPC试件发生爆裂,单掺共聚甲醛纤维及混掺2种纤维的UHPC试件仍能保持相对完整,后者高温残余强度较高。UHPC中共聚甲醛纤维在高温蒸汽养护后,能与基体紧密黏接,165 ℃后纤维熔化形成的孔洞能有效缓解并释放蒸汽压,保持混凝土基体完整,防止其在500 ℃发生高温爆裂。本工作揭示了共聚甲醛纤维在混凝土高温性能方面的作用机理,对其在UHPC中应用有参考价值。
无机电介质材料储能行为研究现状

电介质储能材料被誉为“现代工业的血液”,具有介电常数高、损耗低、功率密度大、充/放电速度快、可靠性好等优点,是各类脉冲电力电子系统元器件的关键部件,受到了科学界广泛的关注。但其储能密度低、效率差的缺点也极大地限制了多领域的应用。如何显著提高电介质材料的储能性能成为近年来功能陶瓷研究的热点之一。本工作对比了无机电介质储能材料的性能优势,概述了电介质材料储能原理和储能特性的主要参数,分析了线性电介质、弛豫铁电体、反铁电体等多种无机材料体系的组分设计思路和储能特性,涵盖了陶瓷、膜及多层陶瓷电容器等多种材料形式,并从材料组成、结构、制备工艺等多方面讨论了性能调控方法与增强机制,最后分析了无机电介质储能材料所面临的机遇和挑战,展望了其在未来的发展趋势。
2021年度无机非金属材料学科国家自然科学基金管理工作综述

本文统计和分析了2021年度国家自然科学基金委员会工程与材料科学部无机非金属材料学科(E02)基金项目的申请、受理、评审、资助情况以及项目管理;并介绍了学科在落实科学基金改革措施、优秀人才与团队、学术交流与研讨、深化"十四五"及中长期发展规划等管理工作的相关情况。
高性能钠离子电池负极材料Fe_xMo_(1-x)S_2

通过一步溶剂热法制备了层间距0.75 nm的三元Fe_xMo_(1-x)S_2,扩大的层间距改善了Na~+首次循环过程中扩散速率。Fe_xMo_(1-x)S_2作为钠离子电池负极在0.1 A/g电流密度循环100圈后可逆容量为285 mA·h/g,同时显示出较好倍率性能(5 A/g电流密度下容量为178 mA·h/g)。通过X射线光电子能谱仪和透射电子显微镜对循环前后电极材料进行了表征,分析Fe_xMo_(1-x)S_2在循环过程中的电化学反应机理。结果表明:Fe_xMo_(1-x)S_2与Na~+发生不可逆转换反应,多次循环后生成Fe-Mo合金和S。
钠离子电池层状氧化物正极材料有序结构研究进展

钠基层状过渡金属氧化物正极材料具有比容量大,离子电导率高等优势,成为了电极材料研究热点之一。这类材料中存在的各类有序结构(钠层内的钠离子有序,电荷有序,过渡金属层内的离子有序)对材料的结构相变、电压平台、钠离子扩散系数等均会产生影响。详细介绍了层状氧化物中3种有序结构的特征,讨论了离子间相互作用、Fermi能级和离子半径对有序结构的影响,同时总结了结构的无序化研究,并展望了有无序结构的发展方向,旨在对高性能电极材料的结构设计提供指导。
基于BiCl_3调控、ZIF-8转化的分级多孔硬碳结构设计及在钠离子电池中的应用

从微观多孔结构设计的角度出发,以ZIF-8为碳化前驱体,采用BiCl_3对硬碳微孔、介孔结构进行调控,实现了分级多孔硬碳结构的可控设计与调控优化,有效提高了Na~+的扩散能力,提高了钠离子动力学。结果表明:该分级多孔碳表现出优异的倍率性能,在2 A/g和5A/g时,可逆比容量分别为225 mA·h/g和177 mA·h/g。通过分级多孔硬碳微孔和介孔结构对储钠过程影响机制的研究发现,微孔结构有利于平台区Na~+的扩散;介孔结构主要通过增大比表面提供更多的缺陷位点,促进Na~+的吸附,提升斜线区储钠容量。
硫酸化党参多糖对H_2O_2致RAW264.7细胞损伤和小鼠急性酒精损伤的保护作用

本试验旨在比较党参多糖(CP)与硫酸化党参多糖(SCP)对H_2O_2诱导RAW264.7细胞急性损伤及小鼠急性酒精损伤的保护作用。采用H_2O_2诱导RAW264.7细胞急性损伤,检测不同浓度CP与SCP对RAW264.7细胞生长、吞噬功能及IL-2、IL-4、IL-10和IFN-γ水平的影响。随后体内建立小鼠急性酒精损伤模型,将90只4周龄雄性昆明小鼠随机均分为9组:正常对照组(B)、模型对照组(MO)、维生素C对照组(VC)、3个剂量的CP(CPL、 CPM、CPH)与SCP(SCPL、SCPM、SCPH)组。检测各组对急性酒精损伤小鼠生长情况、血液生理指标、脏器指数、血清IL-2、IL-4、IL-10及IFN-γ水平的影响。结果显示,H_2O_2诱导RAW264.7细胞急性损伤后,与MO组相比, CP和SCP组细胞贴壁数量增加,细胞密度增大,37℃作用30、60、90min后均能显著提高细胞吞噬能力(P< 0.05),且SCP各组促进细胞增殖及吞噬作用优于CP各组。CP和SCP均能显著促进细胞分泌IL-2、IFN-γ(P< 0.05),抑制IL-4的分泌(P<0.05),SCP各组对IL-4的抑制作用优于CP,其中SCPL组对IL-4的抑制效果最佳。小鼠急性酒精损伤模型中,与MO组相比,CP和SCP能显著改善小鼠血液生理指标(P<0.05),使血液中WBC和HGB恢复至正常水平,其中SCPL组效果最佳。CP和SCP还能改善小鼠血生化指标,显著提高血清中TC、LDH含量(P<0.05),降低TG含量(P<0.05)。CP和SCP组较MO组小鼠血清中IL-2、IFN-γ水平显著升高(P< 0.05),IL-4水平显著降低(P<0.05),其中SCP各组对IL-4的抑制作用最佳。综上所述,SCP可显著提高H_2O_2诱导RAW264.7细胞急性损伤后细胞吞噬能力,促进细胞分泌IL-2、IFN-γ水平,抑制IL-4分泌;改善酒精诱导的急性损伤小鼠的血液生理指标、血清生化指标和免疫因子,具有一定的保护作用,且SCP在一定条件下效果优于CP。
基于时频分析的改进小波包风电功率波动平抑方法

针对传统小波包风电波动平抑方法存在的过度平抑问题,提出一种基于时频分析的改进小波包平抑方法。首先,找出功率最大变化范围超过波动标准的时刻对集合,利用小波包对风电功率进行小波分解得到各频段分量;然后,从高频到低频依次对各频段分量在时刻对集合上进行局部削峰填谷,直到风电功率满足波动标准,从而得到平抑后的风电并网功率和储能功率指令;最后,对波动平抑效果进行评价。算例仿真表明该方法在满足风电波动标准的基础上,减小了储能功率指令的累积功率和充放电切换次数,有利于降低储能配置成本、延长储能寿命。