基于响应面法的单元发动机喷注器优化设计

针对某新研单元发动机喷注器热阻优化的问题,采用仿真计算分析研究支架结构参数对支架热阻与结构强度的影响,并基于响应面法(RSM)对喷注器支架进行结构优化设计。计算结果表明:在计算范围内,对支架隔热性能影响最大的是支架高度,其次是支架厚度,最后是支架孔直径。随着支架高度的增加,支架热阻逐渐增大,而支架热阻则随着支架厚度与孔直径的增加而降低。对支架结构等效应力影响最大的是支架孔直径,其次是支架高度,最后是支架厚度,并且随着支架孔直径的增加,支架结构等效应力逐渐增大,而支架最大等效应力随着支架高度和厚度的增加而减小。通过采用响应面法改进后的支架在结构强度满足发动机力学环境的条件下,喷注器热阻得到明显提高。

硝酸羟胺推进技术发展现状与趋势

传统航天器大部分单组元系统均采用肼或其衍生物作为推进剂,但肼类推进剂不仅强致癌,且易燃易爆。与肼相比,硝酸羟胺(HAN)基单组元推进剂具有毒性低、比冲高及环境友好等优势。因此,HAN基单组元推进剂是一种绿色推进剂,将其用于航天器推进系统中是十分必要和迫切的。本文对HAN推进技术的发展现状进行了调研,并对绿色HAN推进技术未来发展和应用趋势进行了分析与研判。

试析煤矿开采技术与工艺发展趋势

煤矿开采技术和工艺的发展直接关系到开采效率、生产安全以及环境保护。随着科技不断进步和工业化进程加速,煤炭开采技术和工艺不断改进,降低了生产成本和风险,为煤炭工业的持续发展提供了技术支撑。

大区联网条件下四川电网低频振荡再分析

结合诱发低频振荡的四大主要因素和四川实际电网的特点,揭示了大区联网条件下四川电网容易出现低频振荡的原因。通过对四川电网进行低频振荡再分析,研究了网架结构的变化、运行条件、发电机励磁和PSS模型参数以及串补对主导低频振荡模式阻尼的影响。运用多机电力系统二阶解析解对线性一阶解进行二阶非线性修正,通过比较分析一阶和二阶相关因子,有助于发现和认识与主导低频振荡模式相关性最强的发电机组,对配置PSS抑制低频振荡有指导意义。

大区域联网条件下四川电网低频振荡分析

针对川渝、华中、华北、山东等电网的互联,求出了与四川电网相关的系统主导低频振荡模式,研究了区域电网互联出现的低频振荡问题。分析了区域间弱阻尼低频振荡模式及发电机在振荡中的作用。利用Prony分析方法检测出了这些主振模式,验证了小干扰稳定分析的正确性。用数值微分方法计算了系统某些运行参数对系统主导振荡模式的灵敏度,分析了这些参数在小干扰稳定中的作用。研究了电力系统稳定器对系统主导振荡模式的阻尼作用。

基于小波能量系数的主导低频振荡模式检测

提出了一种检测电力系统主导低频振荡模式的新方法。先利用经验模态分解(EMD)从系统功角或功率曲线上获取低频振荡模式主要特征,再应用连续小波变换有效提取模态参数,最后通过计算小波能量系数识别系统主导低频振荡模式。新方法不受系统规模的限制,可以有效地分析、检测大小扰动下电力系统主导低频振荡模式,克服了线性化特征法在计算时所出现的维数灾缺点。算例结果表明,该方法能准确检测出系统主导低频振荡模式,其结果与正则形理论分析结果相同,进而验证了此方法的正确性和有效性。

新型HAN基液体推进剂EMP⁃01液滴电点火特性

为探究新型硝酸羟胺(HAN)基液体推进剂EMP‑01液滴点火特性,搭建了通过将液滴静置在半球形凹槽内并插入电极的液滴电点火实验平台,在液滴直径6.5 mm、电极间距0.5 mm、电压加载速率为86.31 V∙s-1的工况下,研究了EMP‑01液滴的电点火燃烧特性,确定了着火延迟时间;同时,不改变液滴直径以及电极间距,研究了电压加载速率为34.20~246.37 V∙s^(-1)时液滴着火延迟时间与燃烧过程的变化规律。结果表明,电点火燃烧中,EMP‑01液滴分依次经历为加热、热分解、燃烧3个阶段,并且在热分解阶段会产生周期性的膨胀收缩。电压加载速率为34.20 V∙s^(-1)时,EMP‑01液滴无法成功点火;电压加载速率为49.49~246.37 V∙s^(-1)时,随着电压加载速率增加,EMP‑01液滴着火延迟时间不断减小,且减小速率逐渐变缓。

基于Prony方法的电力系统低频振荡分析

电力系统低频振荡时常发生,准确提取振荡频率成为抑制其发生的前提。介绍了Prony方法的计算过程以及如何提高Prony分析方法的准确性,通过与电力系统中已有算法的比较,分析了Prony方法在电力系统中的适用性。成功的应用Prony方法检测到了PSASP中8机系统的主导低频振荡模式,算例结果表明,该方法实用、有效、准确性较高,完全能满足实际应用的需要,是一种有效的工具。

基于随机潮流与双层经济性指标的微电网储能优化配置

配置储能可以有效降低新能源功率波动对微电网的影响。为充分考虑微电网中风光出力和负荷的不确定性,提出基于随机潮流与双层经济性指标的微电网储能优化配置方法。首先进行随机潮流计算,得出电网运行的功率分布的随机特征;然后将储能配置的经济性和电网运行的经济性相结合,构造双层经济性评价指标,以该指标最优为目标进行粒子群优化求解,确定最优储能配置方案;最后对比传统方案,所提的优化方案充分考虑微电网中风光出力和负荷的随机性,在降低储能配置成本的同时,可以减少电网运行损耗,提高电网运行的经济性。

硝酸羟胺发动机喷注器特种流量分配方法

硝酸羟胺(HAN)发动机如果采用传统肼类均匀分配喷注器,那么在靠近喷注器一段距离的催化床内,中心温度低于边缘温度,中心位置反应物转化率低于边缘位置,并且中心位置反应物质量分数高于边缘位置,该不均匀性将影响发动机工作寿命。针对HAN发动机喷注器采用传统设计方案容易使得催化床中心过载的问题,提出了一种“外密内疏”流量分配喷注器设计方法,并给出了该方法的设计理论。开展了基于传统喷注器结构和新型“外密内疏”喷注器结构的60 N HAN发动机热试车试验,对比结果表明,传统均匀分配喷注器的60 N HAN发动机工作680 s后发动机失效,而采用新型特种流量分配方案喷注器的发动机可较稳定地完成1200 s长稳态工作。提出的新型喷注器设计方法为长寿命HAN发动机工程应用提供了参考。

特高压直流输电系统对电网谐波污染的仿真分析

在基于甘肃省河西地区电网规划的基础上,利用电力系统分析综合程序对桥湾特高压换流站在各种实际运行情况中产生的谐波污染进行了谐波潮流计算。特高压直流输电系统采用12脉波换流站接线方式,通过其运行中产生的谐波在电力系统运行大方式和小方式及检修情况下对河西电网谐波污染情况的计算结果分析,提出了网架结构与谐波污染范围之间的关系。网架强壮程度越高,谐波污染源对电网的影响就越小,网架强壮程度越低,谐波污染源对电网的影响越大。

基于各电网子公司职能的智能电网三层空间架构探讨

提出了一种将智能电网分为三层空间架构的设想,充分考虑了当前电网建设完成情况及各电网子公司职能分工。第一层为智能控制中心,执行电网大区智能调度的职能;第二层为智能输电网控制层,执行智能输电职能;第三层为智能配电网和智能控制终端。将各电网子公司按空间分层能够缩小不同子公司间智能电网建设中不同步带来的不利影响,避免设备功能上的重复,能够降低各电网子公司采用不同厂家设备带来的不便,加快智能电网的建设进度,使当前电网向智能电网发展的过程中避免浪费资源。

甘肃陇南地区早成线低频振荡分析

对甘肃陇南地区早成线出现的低频振荡现象进行了描述,基于电力系统综合分析程序对陇南电网进行了小干扰计算,通过对比不同运行情况下电力系统稳定器投入和退出小干扰计算结果,得出结论:若发电机机组的PSS参数设置不合理,不仅起不到抑制低频振荡的作用,反而会进一步削减系统的阻尼,使系统更容易发生低频振荡。建议位于网架变化较大电网的发电机组,重新进行发电机组的参数测试,并进行系统联调试验,得出最佳的电力系统稳定器参数,保证电网安全稳定运行。

甘肃河西500万kW光伏就地消纳及调峰分析

2012年甘肃河西4地市拿到路条的光伏发电规划容量超过500万kW,当前电网不能满足新能源的全部接纳要求,大规模光伏项目的并网和消纳成为阻碍光伏快速发展的首要问题。基于河西电网负荷发展、电网规划以及通道输送能力的实际情况分析,提出了各市(县、区)建设光伏容量与区域新增用电负荷相适应的分散接入、在地区110 kV电网内就地消纳的新思路。分析了河西电网光伏发电的实际出力特性,计算并分析了嘉酒、张掖、金昌及武威地区电网就地接纳光伏的空间和有利条件。基于光伏出力特性和负荷特性,分析了光伏的调峰特性及调峰方案选择。

VSC-HVDC在交流电网非故障时的控制策略研究

电压源换流器型直流输电(VSC-HVDC)是一种以电压源换流器和脉宽调制等技术为基础的新型直流输电技术。由于具备向无源系统或者弱交流系统供电、有功功率和无功功率能快速独立控制、易于构成多端网络和环境友好等优异性能,VSC-HVDC在输电和配电领域都有着非常广泛的应用前景。阐述了VSC-HVDC的结构和基本原理,指出PWM技术是VSC工作的基础,通过PWM控制VSC输出电压的幅值与相位即可控制换流站向交流系统注入的有功功率和无功功率。然后根据VSC-HVDC的控制体系和控制策略,指出在设计VSC-HVDC的控制系统时,可以通过合理的控制策略来提高系统在故障情况下的不间断运行能力。最后通过在MATLAB软件中搭建单相和三相VSC逆变电路模型进行仿真分析,证明控制策略的正确性,符合实际中直流到交流的逆变结果。

考虑风光互补的输储联合规划方法研究

针对可再生能源电站和输电网的联合规划问题,提出了一种考虑风光互补特性、储能系统的运行特性和输电线路规划的输电网大规模接纳风能和光能的联合规划方法,其规划目标是在大规模风光并网的前提下,使年弃风成本、年弃光成本、储能投资成本和输电线路扩建成本的总成本最小;建立提升风光接纳能力的储能配置与输电线路联合规划模型,提出风光互补程度、电源损失率和风光储混合电力系统贡献率3个指标来进行评价,并进行算例分析。仿真结果表明,所提输储联合规划方法可以有效地限制对原有网架的扩建,合适风光配比可以进一步节约电网投资和运行成本,并提高系统的稳定性和有效性。

平抑风光互补系统短时复合功率波动的储能容量配置研究

针对风光互补系统日内局部功率波动平抑问题,提出了一种风光储共建系统的储能容量匹配方法。在分析影响配置储能容量的相关因素基础上,建立了反映风光储共建系统发电效益与相关约束的指标,并提出一种配置储能容量的计算方法。所提方法通过构建风光复合功率波动量的概率密度函数,设定储能设备额定充放电功率,进而得到储能系统的额定容量。以甘肃某风光互补电站为例,对风光储发电系统的相关指标进行计算分析,验证了所提方法的有效性。

硝酸羟胺基单组元液体火箭发动机起动过程的模拟

无毒单组元液体火箭发动机是空间推进的发展方向之一。针对硝酸羟胺基单组元液体火箭发动机的起动过程,建立了零维模型、不考虑相变过程的仿真模型和考虑相变过程的仿真模型,并采用这些模型对60 N发动机进行了起动过程的模拟和对比分析。计算结果显示,推力室升压过程历经快速的气体充填和较慢的催化室升温两个阶段。零维计算模型和不考虑相变的CFD方法计算得到的两个阶段时长基本一致,但第一阶段时间显著低于试验结果,第二阶段时长与试验结果符合。考虑推进剂相变过程的模型计算结果与试验结果符合较好。一维计算得到HAN基推进剂在进入催化床约4mm的长度内完全分解。升压第一阶段受催化分解影响很大,HAN基推进剂的分解反应速率低于肼的分解反应速率。

计及多约束条件的风光互补容量配比研究

为了提高可再生能源利用效率以及土地资源利用率,研究了风电和光伏同场互补共建的容量匹配问题。分析影响光伏增建容量的相关因素,在此基础上建立了反映风电与光伏同场共建互补发电效益与相关约束的指标,并给出增建光伏容量的计算方法及流程。所提方法计及了风光互补发电特性、功率外送限制等运行约束,同时也考虑了光照强度、已建风场设施遮挡阴影等因素对增建光伏容量的影响,方法具有较强的工程实用性。以甘肃某实际风场为例,运用Sunlight和PVsyst仿真软件进行测算,并对风电光伏同场发电的经济效益和相关指标进行分析。仿真结果验证了所提配置方法的合理性和实用性。

大型风电基地集中并网关键技术

风电是理想的非石化清洁能源,大型风电基地集中并网技术是世界前沿课题。基于甘肃酒泉千万千瓦级风电基地的并网案例,分析了一期3 800 MW风电的实际出力特性,指出了电网接纳风电能力的制约因素,提出了大容量风电集中并网跨区域消纳策略存在的问题,并结合已有大型风电场并网运行经验和酒泉风电基地"2.24"风机脱网事故,研究了风场内部35 kV电网接地方式、动态无功补偿设备配置等关键技术问题,解决了一期风电工程在主要设备选型、电力设计、事故处理等细节问题,有利于酒泉千万千瓦级风电基地的可持续发展,对国内外大型风电基地推广集中并网方案具有示范意义。