考虑可再生能源接入的多端MMC交直流混合系统协调控制

模块化多电平变换器的零转动惯量特性,使其无法对交流电网的频率波动提供支撑,导致交直流混合系统的整体惯性下降,影响并网系统的动态性能与稳定性。文章将改进功率-电压下垂控制与虚拟同步机技术相结合,提出一种新型功率协调控制策略。在系统直流电压稳定的情况下,对交流电网进行频率调节,同时对各变换器间的功率进行合理分配,无需通讯系统即可建立有效的能量管理体系。与传统双闭环控制进行对比试验,结果表明,所提控制策略有效解决了系统由低惯量、欠阻尼引起的动态性能与稳定性的问题。

基于5G的高风光渗透率型配电网相关性纵联保护

在高风光渗透率型配电网中,受逆变器控制策略的影响,故障电流弱馈特征明显,传统工频电气量保护动作性能下降,甚至出现误拒动。文章分析了同步发电机和逆变型分布式电源的故障电流特征,获知配电网区内、外故障时两侧故障电流向量存在明显差异,进而提出利用相关系数度量向量相关性并构造动作判据,基于5G通信技术提出高风光渗透率型配电网相关性纵联保护新方案。仿真结果表明,所提保护方案能够快速、稳定地判别高风光渗透率型配电网线路短路故障,有较强的耐噪声能力,解决了5G时延波动对纵联保护的影响。

提升抗时延抖动和数据异常性能的配电网故障自同步5G差动保护方案

配电网5G差动保护信道的来回时延不等导致传统同步算法无法应用,需要增加额外的同步装置。另外,5G信道存在时延抖动和数据异常等问题会对保护的可靠性产生影响。针对这些问题,首先提出了基于变频插值的故障自同步法,在保护装置启动后利用插值法处理故障前特定时刻数据窗来实现同步误差校正。以此为基础,分析保护可能面临的异常数据特征,提出了考虑舍去极值的Hausdorff故障判别算法。最后设计了一种能够提升抗时延抖动和数据异常性能的配电网故障自同步5G差动保护方案。在PSCAD对方案进行仿真验证,结果表明所提方案能够在不增设额外同步装置的前提下有效提升抗时延抖动和数据异常的性能,保证发生各类故障和存在大噪声时的保护可靠性。该方案可为配电网5G差动保护的可靠性提供保障。

离线自适应技术在鼻咽癌放射治疗中的剂量学分析

目的 基于每周定位CT分析鼻咽癌离线自适应放射治疗(ART)过程中靶区和危及器官体积及剂量差别,探讨放疗再计划的必要性以及离线自适应技术在鼻咽癌放疗中的靶区及危及器官的剂量学改善。方法 选取2021年10月—2022年10月在我院行根治性放疗的鼻咽癌患者10例,进行容积旋转调强计划设计,并在患者治疗时每周行CT扫描一次,将每周CT图像与原始计划CT图像刚性配准后进行变形配准,勾画出每幅CT的靶区和危及器官,比较分析靶区和危及器官在放疗过程中体积的变化。将原始计划剂量映射到每周CT图像上,得出每周CT靶区和危及器官的分次剂量,与原始计划分次剂量进行对比分析。利用变形配准建立起来的变形矢量场,将每周分次剂量变形累加到计划CT图像上,得到靶区和危及器官整体剂量的分布后,比较真实实施总剂量与计划剂量的不同。在合适的时间制定新的自适应计划,与原始计划剂量进行对比分析。结果 10例患者均发现头颈部轮廓缩小。在最后一次CT图像上观察,与原体积相比,GTVnx、GTVnd平均缩小了13.17%、13.95%,左腮腺、右腮腺平均缩小了17.05%、24.53%,脑干体积变化在±5%以内,脊髓体积变化在±3%以内。利用最后一周CT映射出的分次剂量,与原计划分次剂量相比,GTVnx和GTVnd的D95量差别不大,在±3%以内,左腮腺、右腮腺的D50平均升高了10.66%、12%,脑干和脊髓剂量基本无差别。患者真实实施总剂量与计划总剂量相比,GTVnx和GTVnd的D95差别均在±0.03%以内,左腮腺、右腮腺的D50平均增加了9.6%、5.1%,脑干和脊髓的总剂量无变化。经过自适应计划后,与原计划剂量相比,GTVnx和GTVnd的D95、D98、D2差别均在±2%以内,左腮腺、右腮腺的Dmean平均降低了6.76%、6.36%,脑干或脊髓剂量有所降低。结论 晚期鼻咽癌患者放疗过程中靶区和危及器官的位置和体积均会发生变化,靶区和腮腺体积变化较大,脑干和脊髓体积基本无变化,腮腺会受到超过预期剂量的照射,在治疗后期有必要修改治疗计划,提高患者的生活质量。

计及电转气-风-火-核-碳捕集的多源联合系统优化调度

在风-火-核-碳捕集多源联合系统中,核电机组在参与电网调峰时存在调峰深度选择不精确的问题。此外,该多源联合系统还存在风电消纳不足的问题。为此,构建了一种计及线性化核电机组调峰深度模型的电转气(power to gas,P2G)-风-火-核-碳捕集多源联合系统,并对该系统进行了日前优化调度。首先,基于核电机组负荷跟踪模式,通过引入连续变量,提高了调峰深度选择的准确性;然后,分析了碳捕集电厂-P2G联合运行模式及需求响应资源对促进风电消纳的积极作用;最后,以系统综合运行成本最低为目标函数,同时考虑碳交易机制,在Matlab平台搭建仿真模型,验证了所构建多源联合系统的有效性。结果表明,相较于核电机组采用固定调峰档位的多源联合系统,所构建的多源联合系统能够在保证核电机组安全稳定运行的同时,实现风电完全消纳,系统碳排放量与综合运行成本分别下降了13.74%与6.27%,提高了系统运行的低碳性与经济性。

考虑综合需求响应及绿证-碳交易机制的能源系统低碳经济调度

“双碳”背景下,考虑电热需求响应并结合市场交易机制有助于综合能源系统低碳经济运行,由此,提出一种电热需求响应配合绿证-碳交易机制的综合能源系统模型并进行低碳经济调度。首先,通过加装储液罐的方式改造碳捕集电厂,建立以碳捕集电厂、电转气设备为主要能源耦合设备的综合能源系统数学模型;其次,为降低系统电热负荷峰谷差,进一步降低高碳排机组出力,引入电热需求响应机制;再次,建立阶梯式碳交易机制与绿证交易机制数学模型并将其引入系统低碳经济调度中;最后,以系统运行成本最小为目标函数建立低碳经济调度模型;算例表明,所提模型在系统总成本全面下降的同时实现了风电全额消纳,大幅提高了系统运行的低碳经济效益。

不同贮藏温度下草鱼内脏鱼油品质变化

为探究草鱼内脏鱼油在不同贮藏温度下的品质变化,以草鱼内脏为原料,采用酶法提取鱼油,将草鱼内脏鱼油分别置于冷藏(4℃)、常温(25℃)和37℃条件下贮藏60 d,定期测定其酸价和过氧化值,并运用指纹特征分析、主成分分析(PCA)、线性判别分析(LDA)和载荷分析等电子鼻技术定期分析其挥发性成分的变化。结果表明:在贮藏期内,低温贮藏时(4℃)的草鱼内脏粗鱼油酸价、过氧化值和挥发性气味成分变化均不明显;在常温(25℃)及37℃贮藏温度下草鱼内脏粗鱼油的酸价、过氧化值均明显升高,挥发性气味成分变化较大,尤其37℃时变化显著;以酸价和过氧化值作为鱼油是否变质的评判标准,4℃时保质期约为55 d,25℃时保质期约为40 d,37℃时保质期约为30 d;鱼油贮藏过程中的挥发性成分主要为氮氧化合物、硫化物和芳香成分等物质。本研究为草鱼内脏的有效利用提供了理论基础。

激光诱导大鼠CNV形态变异性的体内和体外特性研究

532 nm激光光凝是诱导啮齿类动物脉络膜新生血管(CNV)的一种既定方法。本研究旨在评价激光诱导CNV在体内和体外随时间变化的形态变异程度,为今后CNV相关研究提供观察指标。本实验首先对棕色挪威(BN)大鼠进行激光造模,随后,根据不同时间点对其进行体内眼底照相、光学相干断层扫描(OCT)、眼底荧光血管造影(FFA)和吲哚菁绿血管造影(ICGA),最后,应用组织病理检查进行体外验证。结果发现,光凝后第7天出现CNV,第21天的CNV总发生率最高。FFA呈典型圆盘状强荧光渗漏,ICGA显示光凝区周边强荧光,中央低荧光,呈花环状形态。光学显微镜下可见,造模后第7天,视网膜下CNV形成,第7~21天,CNV中央厚度逐渐增加,第28天,CNV中央厚度保持相对稳定。这提示,532 nm激光诱导BN大鼠CNV模型造模时间短,成功率高。这种造模方式可以广泛应用于临床前实验研究,为进一步研究CNV发病机制提供了思路。

含固态变压器新型配电网动态无功多目标优化

风机和光伏电池等分布式电源(distributed generator, DG)大量接入配电网会导致电压波动和网损增大等问题,需要对动态无功进行优化。但是由于风光存在的不确定性会影响动态无功优化的效果,因此提出了一种含固态变压器新型配电网动态无功多目标优化方法。首先,通过Weibull分布和Beta分布对风速和光照强度进行曲线拟合,再采用风机和光伏电池出力公式生成DG出力模型。其次,通过蒙特卡洛仿真抽样法对上述模型进行抽样,生成上千个DG日出力场景,并采用k-means聚类算法将上千个场景聚类成k个典型场景,以缩短随机潮流计算时间。再次,以IEEE33节点系统为基础,建立含固态变压器有源配电网方案和含有载调压变压器有源配电网方案,以日内网损和电压波动最小为目标,采用改进型多目标灰狼算法对两种方案的相关参数进行优化。最后,以优化后的相关参数进行仿真和对比,证明了所提方法在降低配电网网损和维持节点电压稳定方面的优越性。

考虑综合需求响应的含光热电站的综合能源系统低碳优化调度

综合能源系统是一种可以实现多能耦合的能源管理系统,也是实现“双碳”目标的有效途径之一。为解决传统热电联产综合能源系统运行中热-电耦合不灵活造成的经济性与环保性差的问题,文中提出一种考虑综合需求响应和奖惩阶梯型碳交易的含光热电站的综合能源系统优化运行模型。首先,为打破传统热电联产机组的“以热定电”刚性约束,在供能侧构造光热电站、地源热泵和热电联产机组协同运行模型;其次,为进一步降低系统碳排放,在传统碳交易机制基础上引入对碳排放约束能力更强的奖惩阶梯型碳排放机制;然后,结合需求侧柔性电、热负荷的可转移、可削减特性,在能源价格引导下建立相应的综合需求响应机制,构建以运行成本、弃能惩罚成本、碳交易成本和需求响应补偿成本总和最低的优化目标函数;最后,设置不同场景,通过算例分析验证所提模型和策略对解决热电联供矛盾和实现系统低碳运行的可行性。

基于改进转子转速和桨距角协调控制的变速风电机组一次调频策略

风电机组参与一次调频缓解了传统同步机组的调频压力,但其调频性能受功率跟踪方法的影响,不利于系统频率稳定.为此提出了基于改进转子转速和桨距角协调控制的一次调频策略,在全风速范围内预留调频所需功率裕度,在系统频率波动时能够提供快速且持久的有功支撑,实现对风电机组静调差系数的整定.对比分析不同减载控制策略下机组疲劳载荷和损伤等效载荷,结果表明所提策略可有效降低机组的疲劳载荷,延长使用寿命.最后,通过仿真验证了所提一次调频策略的有效性,频率改善效果优于传统一次调频控制,提高了风电场参与系统频率调节服务的一致性和可预测性.

考虑虚拟惯性时间常数和频率二次跌落的风电频率综合控制策略

首先,根据虚拟惯性时间常数对风电机组惯性支撑能力进行定量表征,进而分析转矩控制器参数对虚拟惯性时间常数的影响。在此基础上,提出一种自适应下垂控制与转矩控制器模糊自适应控制相结合的频率综合控制策略,实现对虚拟惯性时间常数的灵活调整,在抑制系统频率快速变化的同时,加快频率恢复,并可有效解决频率二次跌落问题。最后通过仿真验证所提控制策略的有效性以及对频率二次跌落的改善作用。

碳交易背景下基于LGPG-P2G的微电网容量优化配置

优化传统微电网的容量配置对其经济性的提升效果有限。为进一步提升经济性,文中在传统微电网的基础上耦合垃圾填埋气发电(landfill gas power generation,LGPG)和电转气(power to gas,P2G),提出一种基于LGPG-P2G的微电网模型。首先,综合考虑碳交易和资金的时间价值对容量优化配置的影响,引入全生命周期理论和经济学中的净现值分析法;然后,以全生命周期的收益最大为目标,利用变异粒子群算法求解4种场景下的微电网容量最优配置,并使用Cplex求解传统微电网模型和所提微电网模型容量最优配置下的最优调度方案。结果表明在碳交易背景下基于LGPG-P2G的微电网模型具有更好的经济性。

碳交易背景下基于综合协调储能系统的碳捕集电厂优化调度

煤电低碳化改造过程中存在着峰荷时段碳捕集水平降低和碳配额计算与实际应用存在偏差的问题。针对该问题,首先引入氢燃料电池和储氢装置构成综合协调储能系统,改善碳捕集电厂峰荷时段碳捕集水平不足的问题;然后建立碳配额计算模型,使碳配额的计算方法更符合实际应用;最后以系统综合运行成本最低为目标,构建基于综合协调储能系统的碳捕集电厂优化调度模型,并使用Cplex对所提模型进行求解。算例结果表明:碳捕集电厂在优先消纳风电的基础上提高了碳捕集水平和经济性,兼顾了系统低碳性。

基于LQIR的MMC-SST输入级控制策略研究

针对现有固态变压器(Solid-State Transformer,SST)输入级控制算法复杂,且参数整定困难等不足,文章提出一种基于线性二次型积分调节(Linear Quadratic Integrate Regulator,LQIR)的最优控制策略。首先根据固态变压器输入级的简化等效电路建立了基于dq旋转坐标系的数学模型;然后,推导了换流器交、直流侧的状态空间方程,并提出了基于LQIR控制器的新型综合控制策略;最后,在Matlab/Simulink中搭建基于模块化多电平变换器(Modular Multilevel Converter,MMC)型SST的仿真模型,并与传统比例积分(Proportion Integration,PI)控制进行对比,在几种典型测试工况下验证了所提控制策略的可行性与优越性。

VR技术在电气类实验教学中的应用与研究

在全国大力推进工程教育专业认证的背景下,作为培养电气类专业应用型高级人才的大学,使学生了解工程背景、培养实践动手能力显得尤为重要。虚拟现实(Virtual Reality,VR)技术作为一种计算机仿真技术,可以在低实验成本和低维护成本的前提下针对传统电气实验室中难以实现的实验条件创建虚拟的电气实验室,以发现学生能力的薄弱环节并进行有针对性的实验设计。通过在虚拟实验室中进行的实验,学生可以在保障安全的前提下模拟电气事故的发生和直观感受事故后果。VR技术不仅可以使学生在掌握用电安全的同时相应地提升职业技能,而且也为提升实验教学水平提供了帮助。

风电机组集群协同电压控制方法

大规模风电并网后,为维持并网点电压稳定,需要实时调节每个风电机组的无功输出功率。传统集中式方法系统维度高,而分散式方法收敛速度慢。文章提出一种面向并网点电压稳定的风电机组集群协同控制方法。首先,在每个风电机组子集群中设置边缘计算装置,负责更新子集群内机组的无功输出功率以及对子集群内控制模型的降阶;然后,云端控制中心以并网点电压波动最小化为目标,更新每个子集的总无功功率输出参考值,同时更新过程考虑了信息交互过程中通信延时的影响;最后,仿真结果表明,与传统方法相比,所提方法的发电机组无功功率响应速度得到了大幅度提升。

基于PID积分滑模控制的MMC环流抑制研究

针对模块化多电平变流器(MMC)的环流问题,提出一种比例积分微分(PID)积分滑模控制环流抑制策略。首先,根据MMC的拓扑结构建立数学模型和环流抑制原理;然后,阐述了基于二倍频负序坐标变换的比例积分(PI)控制器和PID积分滑模控制的两种环流抑制器的控制原理,对比了两种策略的优缺点;最后,硬件样机实验结果对比验证了该控制策略的可行性。

Sm掺杂SrTiO_(3)陶瓷的高介电常数和超低介电损耗性能研究

为了在SrTiO_(3)优异的性能基础上,在宽温度及频率范围内实现高介电常数与低介电损耗共存,文中采用固相合成法,通过在钛酸锶的A位掺杂三价稀土离子Sm制备了Sr_(1-3 x/2)Sm_(x)TiO_(3)(x分别为0.0050,0.0075,0.0100,0.0125)陶瓷材料,并对其相组成、微观结构和介电、存储性能进行了表征与分析。研究结果表明:经过N 2气氛对陶瓷样品进行退火处理后,所制备的Sr_(1-3 x/2)Sm_(x)TiO_(3)(SST)陶瓷样品均具有介电常数高且介电损耗较低,在较宽的范围内频率和温度稳定性优良的性能;在室温1 kHz下不同掺杂含量的陶瓷样品介电常数均在50000以上,介电损耗小于0.025;掺杂量为x=0.0100时,Sr_(0.985)Sm_(0.01)TiO_(3)陶瓷在低于10 kHz频率范围内同时得到大于60000较高的介电常数和小于0.025的低介电损耗,且拥有较大的弛豫激活能和电导激活能。

可用于红外隐身的纳米石墨薄膜热辐射调制器的研究

碳材料以重量轻、比表面积大、机械强度高、导电性好等特性在隐身技术领域有巨大的应用潜力。本文基于化学气相沉积方法,通过优化生长温度、降温速率和氢气流量制备出厚度为500~700nm、表面褶皱且具有高结晶度的石墨薄膜。进一步通过构建夹层结构的中红外热辐射调制器,研究了离子插入对纳米石墨薄膜红外热辐射性能的影响,发现在0~4V电压调控范围,通过电控制离子液体插入,石墨薄膜的红外发射率可以从0.38降低到0.06,且红外发射率调谐性能可逆。这种纳米石墨薄膜可以作为一种新型的智能热表面材料,用于复杂背景下的动态热伪装或红外隐身,同时其发射率可动态调谐的性能使其在辐射冷却、个人热管理和红外通信等方面也有巨大的潜在应用价值。