2023年中国储能技术研究进展

本文对2023年度中国储能技术的研究进展进行了综述。通过对基础研究、关键技术和集成示范三方面的回顾和分析,在综合分析的基础上,总结得出了中国储能技术领域的主要进展,包括抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能、铅蓄电池、锂离子电池、液流电池、钠离子电池、超级电容器、储能新技术、集成技术和消防安全技术等。结果表明,2023年中国储能技术在基础研究、关键技术和集成示范方面均取得了重要进展,保持了全球基础研究、技术研发和集成示范最为活跃的国家地位,中国在储能领域发表SCI论文数、申请专利数、装机规模继续保持世界第一。展望2024年,中国储能技术有望继续高速发展,同时总体上需要向高质量发展转变。

铁轨重力储能系统关键影响因素及其与风电场的耦合研究

大规模储能技术对于可再生能源的发展及电网稳定运行具有重要意义。铁轨重力储能(rail gravity energy storage,RGES)技术可灵活调度载重机车进行储/释能,有效解决风电场大幅度功率波动问题,在长时大规模储能应用技术中前景广阔。本文开展了RGES系统关键影响因素及其与风电场耦合调度的研究,基于MATLAB软件搭建了RGES系统模型及其与风电场的耦合系统模型,研究了储/释能过程中关键参数对RGES系统的影响规律,并且以减少风电场的弃风率为目的,选取了四个季节的典型日,详细研究了耦合系统的运行特性及RGES系统的配置方案。结果表明,储/释能功率随载重质量增加而增大,随匀速阶段的上/下坡速度增加而增大;储/释能效率及系统效率随载重质量的变化极小,随上/下坡速度增大而减小;RGES系统与风电场耦合运行时,可根据功率需求灵活配置各时段的载重车辆数及上/下坡速度进行储/释能,并可在四个季节典型日的用电高峰期分别实现22 MW、16 MW、27 MW、29 MW的恒定功率并网,且风电利用率平均增长17.1%。

火-储耦合系统深度调峰综合经济性分析

火电机组耦合储热技术,可提高机组的热电解耦能力,减少深度调峰对系统安全性和经济性的影响。本工作提出了火电机组与填充床储热的耦合系统,在考虑了机组变工况、填充床储/释热过程动态时间序列基础上,通过EBSILON建立了耦合系统变工况仿真模型;分析深度调峰对耦合系统热力性和碳排放量的影响,通过汽水分离器筒体应力变化分析深调对锅炉寿命损耗的影响,通过转子寿命损耗率曲线分析深调对汽轮机寿命的影响,最终建立耦合系统调度运行经济性模型,开展综合经济性分析。结果表明:火-储耦合系统比自身变工况减小碳排放量7418 t/a(仅配置风电)~9216 t/a(仅配置光伏);深度调峰对锅炉寿命损耗的影响大于汽轮机,火-储耦合系统可提高系统运行寿命,深度调峰318次/年,相比于机组自身变工况(30%~20%额定负荷)可提高13.3%~15.3%;火-储耦合系统深度调峰收益高于火电机组自身变工况,当填充床释热量用于发电或供热时,耦合系统比自身变工况收益分别增加40万元/年、72万元/年。

超声速气流中激波对气膜冷却流动的干涉特性研究

激波会影响气膜冷却流场的流动特征,引起流场结构和冷却效率的变化。为探究激波干涉对气膜冷却的影响,本文采用数值模拟的方法对不同射流角度和不同吹风比工况下的超声速平板气膜冷却开展研究。结果表明:气膜冷却效率随吹风比的增大呈现先增大后减小的趋势,随着射流角度的增大,气膜在孔附近的展向覆盖效果逐渐提高,但冷却效率沿流向衰减加快;采用无量纲坐标系分析激波干涉对气膜流动的影响,获得激波与气膜冷却流动干涉在不同工况下对冷却效率的一致性影响规律,激波会造成冷却效率的明显降低;激波干涉下冷气容易产生三维流动分离,随着射流角度的增大,分离区极限流线的拓扑结构更加复杂。进一步引入均匀性指标参数分析激波干涉对气膜冷却效率的影响,不同射流角度下,激波干涉区域气膜冷却效率的均匀性随吹风比的增加呈先增大后减小的趋势。

基于视觉人体姿态识别的人机交互机器人课程教学研究

为了解决机器人学教材和课程内容更新滞后、人工智能等前沿领域知识匮乏、缺乏学科交叉知识等问题,本文提出了一种基于视觉人体姿态识别的人机交互教学方法,旨在帮助学生深入接触机器人学领域的前沿知识,拓宽跨学科背景,深刻理解运动控制原理。在激发学生学习兴趣的同时,协助学生更加有效地掌握机器人学领域的知识。

基于可变异混合PSO的上肢康复机器人轨迹优化

针对上肢康复机器人的训练轨迹运动生涩、不贴合人手臂的日常习惯等问题,提出使用改进粒子群算法对上肢康复机器人进行时间最优轨迹优化.由于粒子群算法极易早熟,存在寻优稳定性较差的问题,在算法中引入鸟类混群协同觅食的概念,设计了一种新的速度更新公式,考虑个体极值、群体极值和社会极值对粒子更新的影响,提高了算法在高维搜索空间中和高维约束条件下的全局寻优能力与寻优鲁棒性,并在粒子迭代过程中引入停滞变异补偿机制增加粒子多样性,进一步提升算法的寻优效率.通过MATLAB仿真实验,改进后的粒子群算法将平均最优时间缩短44.29%,平均收敛代数减小了16.75%,使得上肢康复机器人各关节运动符合康复训练要求,能够提高康复训练质量.

2022年中国储能技术研究进展

本文对2022年度中国储能技术的研究进展进行了综述。通过对基础研究、关键技术和集成示范三方面的回顾和分析,总结了2022年中国储能领域的主要技术进展,包括抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能、锂离子电池、铅蓄电池、液流电池、钠离子电池、超级电容器、新型储能技术、集成技术和消防安全技术等。结果表明,2022年中国储能技术在基础研究、关键技术和集成示范方面均有重要进展,中国已成为世界储能技术基础研究、技术研发和集成应用最活跃的国家。

基于CNN的康复机器人逆运动学分析与轨迹规划

为提高脑卒中患者上肢康复训练的运动舒适性,设计一种具有运动依从性的上肢康复机器人。用D-H参数法建立机器人模型,进行正运动学分析,针对传统逆运动学求解方法的高复杂性,搭建一种卷积神经网络进行逆运动学求解,96.24%的预测角度所计算得到的关节位置,与标签位置误差在0~0.025m范围内。采用解析法分析机器人的工作空间,使用七次多项式插值法规划了一组康复训练动作,仿真结果符合患者的康复运动要求,能够提供高质量康复训练。

压缩空气储能系统动态运行特性

发展基于可再生能源为主体的新型电力系统,支撑“碳达峰、碳中和”战略目标的实现,由于风、光等可再生能源的间歇性、波动性、周期性等特点,需要集成大规模长时储能系统,提升风光等可再生能源发电的品质与可控性,压缩空气储能具有效率高、成本低、环境友好等优点,被认为是最具发展潜力的大规模长时储能技术。压缩空气储能系统通常为定容储气,因此其储能(储气)过程与释能(释气)过程处于动态,本工作围绕储/释能过程的压力变化,开展了压缩空气储能系统不同运行模式特性研究,建立了部件的动态模型,通过仿真获得了系统主要部件的工作特性,以及系统的总体性能。研究结果表明,在释能过程采取定压和滑压结合模式和扩大储气室压力变化范围可以提高TS-CAES系统效率和能量密度。释能时间为6 h,系统效率和能量密度分别为73.98%、26.49MJ/m^(3)。

铁轨重力储能系统效率影响因素研究

储能是建设以新能源为主体的新型电力系统的重要支撑技术,对实现“碳达峰碳中和”目标具有重要意义。铁轨重力储能属于物理储能,具有规模大、成本低、效率高、环境友好以及无自放电等优势,应用前景广阔。本工作基于MATLAB/Simulink搭建了铁轨重力储能系统模型,分析了系统各个部件在储能过程和释能过程中的能量损耗情况,研究了载重车辆质量、车辆速度、斜坡坡度、斜坡高度和滚动摩擦系数等因素对系统效率的影响及其变化规律。研究结果表明,车辆速度、斜坡坡度、斜坡高度和滚动摩擦系数对系统效率的影响十分显著,降低速度和滚动摩擦系数以及适当增加坡度和高度,可有效提高系统效率;在设计工况下,载重车辆160 t、车速20 km/h、斜坡高度200 m、斜坡坡度7°、滚动摩擦系数0.006,对应系统的输出功率为1.04 MW,系统效率达76.20%。

数字经济背景下的预算绩效管理质量提升

当前,随着我国数字经济进程的加快,财务大数据的不断使用,对预算绩效管理的需求也越来越大。通过大数据和预算绩效管理的深入结合,可以进一步创新预算绩效评价方式,让预算绩效得到充分的落实。在数字经济的背景下,研究如何优化预算数据的质量,构建预算绩效数据集平台,实现预算绩效管理的智能化,通过对网络预算监管的数字化提升,是实现预算绩效管理质量可行的途径。

双柏县金银花栽培技术

文章总结了双柏县金银花栽培技术,包括地块选择、种植技术、田间管理、主要病虫害的无公害防治、适时采收、产品问题及注意事项,以期为种植户提供参考,建立金银花标准化的种植模式。

生态廊道及生态基础设施构建研究——以唐县为例

唐县生态质量较低,构建基于生态廊道及生态基础设施的生态安全格局对于优化其国土生态空间、保障其生态安全意义重大。根据“生态源地识别-阻力面构建-生态廊道提取-生态网络构建”的框架构建唐县生态安全格局,本次构建的生态网络是由生态源地-生态廊道-生态节点组成的“面-线-点”结构,其中生态源地11处,生态廊道24条,生态节点和断裂点共23处。为唐县生态安全和生态经济协调提供了数据支持,为区域生态保护与可持续发展提供科学参考。

压缩空气储能与可再生能源耦合研究进展

实现“碳达峰、碳中和”的战略目标,需要发展以可再生能源为主体的新型电力系统,储能可有效缓解其间歇性、不稳定性和周期性的问题,实现高比例可再生能源的并网和消纳。压缩空气储能(compressed air energy storage,CAES)具有规模大、成本低、效率高等优势,被认为是最具有发展前景的大规模储能技术。该文回顾压缩空气储能技术与可再生能源耦合研究进展,包括压缩空气储能–风/光耦合系统、压缩空气储能–生物质能耦合系统、压缩空气储能–氢能耦合系统、压缩空气储能–地热能耦合系统等,并总结各种耦合系统的工作原理、性能参数等,较为全面地总结各种耦合系统的工作原理、运行与性能参数等,关键参数包括工作压力、功率、效率、成本等,并对上述系统的关键参数进行对比。研究可为大规模压缩空气储能与可再生能源的发展与应用提供一定参考。

一种混合驱动的上肢康复外骨骼机器人设计

针对现有上肢康复外骨骼机器人的驱动问题,设计一种混合驱动的上肢康复外骨骼机器人,肩关节由电机直接与关节相连驱动,肘关节与腕关节由电机与绳索配合驱动。按照人体上肢解剖学结构设计出外骨骼机器人的本体结构和基本属性,分析肘关节运动原理,进行绳驱动关节张力分析,运用D-H法建立机器人的运动学模型,分析正运动学,通过ADAMS软件对机器人进行动力学仿真,运用CUBSPL函数作为驱动得出各关节的力矩变化,为后面各个关节电机的选型提供依据。

基于分离涡模拟的平板气膜涡系结构与流动损失数值研究

气膜冷却在保护高温部件的同时,主流与冷气干涉会形成复杂的涡系结构并造成掺混损失,研究二者之间的作用机理对指导气冷涡轮优化设计具有重要意义。本文采用DES(Detached-Eddy Simulation)方法对平板圆柱气膜孔的流场进行非定常数值模拟,分析了涡系演变规律以及掺混损失。结果表明:随着吹风比的提高,冷气射流与主流的流动掺混过程表现为两种不同的模式,低吹风比时下游冷气主要受顺时针方向的迎风涡控制,高吹风比时逆时针方向的迎风涡和顺时针方向的背风涡同时控制下游冷气运动;频谱分析显示,流场扰动存在着明显的倍频关系,基频信号由脱落涡产生,频率大小与吹风比呈线性关系;损失分析表明,流场损失主要由冷气与主流的温差换热导致,占总熵损失的90%以上。

入射角对超声速平板气膜冷却的影响

超声速平板气膜冷却伴随着复杂的涡系结构和激波干扰等流动特征,它们对气膜冷却效率产生重要影响。运用数值模拟的方法对不同入射角下的超声速平板气膜冷却进行分析,结果表明:随着入射角和吹风比增加,冷却孔内涡强度减弱,因气膜冷却层产生的斜激波位置前移,强度增加,总压损失增加。随着入射角增大,主流与冷气剪切所产生的涡量成为肾型涡发展的主导因素,并且冷气沿流向耗散速度随着肾型涡强度的增加而加快。不同入射角展现出不同的气膜冷却现象及效率,气膜冷却层可有效抑制激波对壁面气流的加热。

基于MATLAB/Simulink工业机器人模糊PID阻抗控制仿真研究

针对工业机器人的控制精度与响应速度问题,提出一种基于位置的模糊PID阻抗控制算法,对机器人进行力控仿真研究,根据拉格朗日方程和Simulink仿真平台搭建六自由度工业机械臂控制仿真,对其进行正逆运动学及动力学分析,验证所提算法的有效性和适用性,结果表明该算法具有良好的控制效果,进一步降低控制过程的接触力与位置误差,提高机器人控制精度。

四足机器人对角小跑步态运动仿真

针对四足机器人运动过程存在稳定性问题,基于SolidWorks设计了一种单腿三自由度的四足机器人。根据仿生原理设定四足机器人的基本参数,由四足机器人各关节的运动特点选定合适的驱动方式。运用D-H参数法建立机器人的运动模型,推导运动学方程,随后通过ADAMS创建机器人的虚拟模型,以关节角度变化数据作为驱动,对四足机器人进行对角小跑步态动力学仿真,得到单腿运动学参数的变化曲线,为驱动原件的选型提供了依据。

基于“三生”视角的黄河流域城市高质量发展测度研究

鉴于城市的高质量发展对黄河流域高质量发展具有带动和辐射作用,为了给黄河流域生态保护和高质量发展重大国家战略的全面实施提供参考,基于“三生”(生态、生产、生活)视角构建高质量发展评价指标体系,运用熵权TOPSIS法构建高质量发展测度模型,采用高质量发展贴近度反映高质量发展水平,对黄河流域61个地级市2011—2020年高质量发展水平进行测度,采用K均值聚类算法等分析黄河流域城市高质量发展水平时空变化情况。结果表明:1)2011—2020年黄河流域城市高质量发展水平整体上呈显著上升趋势。2)目前黄河流域高质量发展水平仍然普遍较低,从空间上看,上、下游城市高质量发展水平接近且均明显高于中游城市。3)黄河流域各市高质量发展水平差异较大。4)高质量发展水平较高的城市多为省会城市和新一线城市,其“三生”水平均较高,这类城市较少;分布于生态环境较好的上游地区和经济发展较为强劲的下游地区部分城市,高质量发展水平相对较高,这类城市“三生”中的1个或2个发展水平较高,属非全面发展,这类城市也较少;占比较大的其他城市高质量发展水平较低,这类城市“三生”水平均相对较低。建议:1)实施差异化发展策略,各城市因地制宜、发挥自身优势、补齐“三生”短板;2)进一步提高中心城市、省会城市及城市群竞争力,使其发挥更大的辐射带动作用;3)抓住发展机遇,促进经济发展、生态保护、民生改善。