稳态与瞬态荧光光谱仪在本科教学中的探索实践

大型仪器的高度开发使用与教学工作的有机结合在本科教学中仍旧是一项较有挑战性的工作。为进一步提升学生课程理论知识与分析仪器使用的融合度,本文以稳态与瞬态荧光光谱仪为例,将大型分析仪器与大学中各个阶段学生的学习实践相结合,以提高不同学习阶段的学生稳态与瞬态荧光光谱分析能力,掌握荧光光谱仪使用方法与技能,培养学生利用仪器解决科学问题的能力,提升相关专业的科研素养。

含光储充的配网虚拟电厂二次调频随机模型预测控制策略

含光储充的主动配电网作为一种灵活的新型调节资源,可通过聚合其内部的多类分布式电源组成配网虚拟电厂(distribution-level virtual power plant,DVPP)进而整体参与系统二次调频,具有广阔的发展前景。但实际配电网内部情况复杂,存在储能配置有限导致可调容量不足、光伏短时出力难以预测导致控制不精确、功率分配不合理导致内部电压越限的问题,传统虚拟电厂调频策略难以适用。针对上述问题,提出了一种基于随机模型预测控制(stochastic model predictive control,SMPC)的DVPP二次调频策略,通过聚合模型设计、光伏不确定功率的场景树模型搭建、SMPC策略设计的方式实现了分布式电源出力扰动情况下DVPP快速、准确响应自动发电控制(automatic generation control,AGC)指令的目标,并有效降低了功率调节对系统内部电压的影响,为DVPP参与系统二次调频提供了理论基础。

一个新颖的混合配体双核镝(Ⅲ)配合物:合成、结构和磁性能研究

通过溶剂热方法合成了一个以4′-(对苯酚)-2, 2′:6′, 2"-三联吡啶(L1)和N, N'-双(亚水杨基)亚乙二胺(L_2)为混合配体的稀土金属配合物[Dy_2(L_1)_2(L_2)Cl_2(SCN)_4],并通过单晶和粉末X-射线衍射、元素分析、红外光谱、热重分析、直流和交流磁化率对其结构和磁学性能进行了全面地表征。该配合物结晶于三斜P1空间群,晶胞参数为a=0.90268(4) nm,b=0.90572(3) nm,c=1.91170(7) nm,α=83.092(3)o,β=82.848(3)o,g=74.189(4)o,V=1.4860(11) nm^3,Z=1。在该配合物中,中性的N, N'-双(亚水杨基)亚乙二胺配体连接相邻的Dy~Ⅲ离子形成中心对称的松散双核结构,而具有大p共轭骨架的三联吡啶分子则作为封端配体参与Dy~Ⅲ离子配位多面体的构建。更为有趣的是,源于五角双锥构型的Dy~Ⅲ离子的强各向异性,该配合物呈现出场诱导的单分子磁体行为,其磁矩翻转的有效能垒和指前因子分别为42.7 K和1.3×10^(-6) s。

基于模型预测控制的光伏场站快速协同无功电压控制

为解决新能源大规模接入配电网带来的电压波动及越限问题,提出了一种针对光伏场站及静止无功发生器(static var generator,SVG)接入的配电网系统动态无功电压控制方法,以实现扰动下多无功源协同调压目标。首先,分别推导了光伏场站和SVG的无功-电压控制小信号模型。其次,通过类比等效实现了不同类型无功源电压控制模型形式的统一,并结合系统电压灵敏度关系建立了系统整体电压控制模型。在此基础上考虑系统状态变化对控制参数的影响,并计及各设备无功出力约束,设计了系统模型预测控制器。最后,基于IEEE33节点系统进行仿真,验证了在光伏出力波动和负荷投切两种情况下所提方法均能够快速、有效地抑制电压波动,为有源配电网快速电压协同控制提供了理论基础。

基于量测数据补全的有源配电网电压优化技术

有源配电网由于分布式新能源影响,电压存在越限的风险,但配电网实时量测仅可部分观测,优化问题无法求解。针对这个问题,提出了一种基于量测数据补全的有源配电网电压优化技术。在仅能获得部分节点实时量测的状态下,采用增强生成对抗网络补全算法,得到完整的配电网量测数据。根据补全的实时数据,计及补全误差,设计电压误差修正模型,修正优化电压目标,在电压越限时对配电网电压进行优化,提高电压质量。通过IEEE 33节点算例验证了所提方法相对于生成对抗网络在部分实时观测的情况下能够高精度补全缺失量测数据,降低电压波动,提高配电网运行的稳定性。

长距离无线传能系统最大效率点分析与验证

针对现存长距离磁耦合谐振式无线电能传输系统传输普遍存在效率低的问题,对系统的谐振拓扑电路结构、线圈耦合系数、线圈内阻等因素进行了综合分析。采用阻抗匹配和屏蔽方法,通过对串联式谐振进行建模分析以及传输效率的计算,得到最大效率点的匹配阻抗值,并采用铝板包围线圈的方法减少漏磁通,进而减小传输损耗。通过理论分析、模拟仿真和实验验证可知,当传输距离为1 m且阻抗匹配负载为53Ω时,无线电能传输效率最大,可达78.9%。

基于多重灵敏度的有源配电网有功无功联合优化方法

针对分布式电源接入后配电网实时优化维度高、复杂性增强以及部分量测缺失导致传统潮流计算无法进行等问题,提出一种基于多重灵敏度的主动配电网有功无功联合优化方法。针对配电网实时优化模型复杂度高的问题,推导一种多重灵敏度系数矩阵,简化传统潮流模型;针对因配电网部分量测缺失而导致多重灵敏度难以通过潮流物理模型实时获取的问题,建立基于社交网络搜索算法与径向基神经网络的多重灵敏度实时感知模型;结合模型预测控制理论,设计以可实时量测线路线损最小以及可调节设备调节成本最低为目标的配电网实时有功无功联合优化调控策略,并基于多重灵敏度感知模型实现灵敏度实时校正,提高配电网控制精度。通过IEEE 33节点系统验证了所提方法的有效性。