激光辐照下PV型HgCdTe探测器反常响应机理

利用PV型探测器开路电压的表达式,并考虑探测器的温度变化建立模型,对激光辐照下PV型HgCdTe探测器开路电压的变化进行了理论计算。当激光较弱时,计算结果与实验结果符合得很好。当激光较强时,对于辐照过程当中探测器输出变化的一般性趋势以及激光完全停照后的热弛豫过程,该模型也能给出较好的解释;但对于激光开始辐照时输出下跳和激光停止辐照时输出上跳的反常现象,该模型不能给出合理的解释。分析认为,该模型较好地描述了晶格温升对探测器输出的影响,但是它没有考虑热载流子效应;当激光较强时,热载流子效应不可忽略,特别是激光开始辐照和激光停止辐照时,载流子与晶格的温度差有比较明显的快速变化,从而导致了探测器的反常响应。

潮流计算中PV-PQ节点转换逻辑的研究

详细地研究了潮流计算中的 PV-PQ 节点转换逻辑,指出潮流计算中因为节点类型识别错误引起的发散是系统失去电压稳定性的一种表现形式,它对应于约束诱导型电压崩溃现象。几种补逻辑的使用会导致潮流计算收敛于一个不稳定解。文中通过对一个实际系统算例和 IEEE 118 节点标准算例的数值试验说明了这一情况。并给出了潮流计算中要获得稳定解必须满足的稳定性条件的数学列式,说明了它与PV-PQ 转换逻辑的等价关系。最后指出了在基于连续潮流的电压稳定性评估中如果采用不合理的 PV-PQ 补转换逻辑将得到错误的结果。

波段外10.6μm激光辐照中红外PV型HgCdTe光电探测器机理分析

用波长为10.6μm的波段外连续波激光辐照PV型HgCdTe中红外光电探测器,得到了不同辐照功率密度下探测器的响应输出随激光功率密度变化的一系列实验结果。观察到探测器对波段外激光的电压响应方向与波段内激光的电压响应方向相同,随波段外激光功率密度升高,探测器的电压响应值先增大后减小。分析认为:该现象是由于探测器材料的弱吸收和基底材料的强吸收在不同时刻产生的不同的温度梯度,与材料的整体温升共同作用的结果。该温度梯度在探测器内产生温差电动势,而热激发的电子空穴对在温度梯度的作用下定向运动被结电场分离,产生热生电动势,热生电动势是波段外激光辐照下PV型探测器中电动势产生的主要机制。

激光对PV型Hg_(1-x)Cd_xTe探测器的损伤效应

研究了较大功率激光辐照对 PV 型 Hg_(1-x)Cd_xTe 探测器的损伤效应.测量了损伤前后探测器的饱和信号输出,得出了 pn 结退化造成其性能下降的结论.根据 pn 结的并联电阻模型解释了损伤后探测器对背景辐射的响应率下降现象以及损伤前后激光辐照下饱和开路电压几乎相等的现象.研究了其 pn 结退化造成的探测器响应率、探测率等性能参数的变化,以及由于 Hg 原子的逃逸和扩散给器件性能带来的影响.

热水型PV/T组件结构参数的敏感性分析

采用归一化敏感系数法对热水型PV/T组件的主要结构参数(盖板玻璃厚度、空气腔厚度、集热板厚度、水管直径、水管间距和保温材料厚度)进行了敏感性分析。研究了太阳辐射值、室外温度和流速对各结构参数敏感系数的影响规律。结果表明,盖板玻璃厚度、水管直径和水管间距是影响热水型PV/T组件发电量和热水得热量的显著性参数。与太阳辐射值和流速相比,室外温度对结构参数的敏感系数影响不明显。

潮流PV-PQ转换的混合互补方法

潮流PV-PQ转换反映无功调节电压的规律,属于典型的互补问题。文中通过引入互补理论建立了PV-PQ转换潮流的严格混合互补模型,结合现代内点算法与互补松弛成功地求解了该模型。深入剖析PV-PQ转换逻辑,并与互补模型对比校验表明:由于启发式逻辑的缺陷,PV-PQ转换容易导致节点类型错误识别并得到静态电压不稳定解,其数值发散与识别性发散不一定对应系统电压失稳,而互补模型可以弥补其缺陷,提高结果的可靠性。IEEE标准系统和一个实际系统的仿真结果证实了上述结论。

水冷型PV/T系统的高效利用与发展现状

在光伏光热系统(PV/T)中为提高其电效率并高效利用低品位热能,近年来对于冷却工质及其工作方式的研究越来越多。其中,水冷式以其方便直接使用、无需二次换热、良好的光学特性和高热容量等优点,受到了广泛的理论研究和实验测试。通过以效率的视角探究光伏覆盖率、背管分布形式等影响流体冷却能力的因素,并结合相变PV/T、PV/T矩阵等PV/T未来发展新趋势,为今后水冷型PV/T系统进一步高效实验提供了研究方向。

用于改进潮流计算中PV-PQ节点类型转换逻辑的非线性规划模型

由于无功容量的限制,电力系统潮流计算中经常要进行PV-PQ节点类型转换,传统转换逻辑容易引起数值振荡,甚至错误识别节点类型而导致潮流发散。针对该问题,文中提出一种非线性规划模型以改进PV-PQ节点类型转换逻辑,采用现代内点算法求解。模型以无功容量作为约束条件,通过目标函数控制系统电压,避开了节点类型转换。同时,无功的优化配置可以增强维持系统电压的能力,增大无功裕度;结合现代内点法求解,模型表现出了处理大规模和重负荷系统的优良性能。对IEEE-118系统和一个实际系统的仿真验证了该模型的优势。

新型管板式太阳能PV/T集热器光热特性研究与优化

为提高太阳能光伏/光热(PV/T)集热器全年运行效率,提出一种新型管板式太阳能PV/T集热器结构,并针对该集热器光热传递与光电转换过程进行分析,建立水和空气同时运行时的二维非稳态传热数学模型;在验证模型可靠性的基础上,模拟研究空气流道高度和空气流量等设计参数对PV/T集热器光热、光电特性的影响。结果表明,空气流道高度为15 mm时,PV/T集热器光电光热综合性能效率最佳;在所研究的工况下,该集热器的光电光热综合性能效率为0.84~0.87。

光伏出力序列场景生成新方法

面向更精准的中长期电力电量平衡校验,提出横纵向融合及人为指定持续极端日的光伏出力场景生成新方法。首先,依据日辐照度特征指标及聚类把历史数据划分为多个极端日和多个典型日;然后,利用马氏链生成下一个月横向辐照度日类型序列及特征指标序列的基础上,提出基于日类型出现概率及日类型允许转换矩阵的辐照度日类型序列生成方法,生成下一个月纵向日类型序列及特征指标序列,并将横纵向数据进行融合;最后,基于优化方法及光电转化模型生成月度光伏出力场景,并在此基础上提出人为指定持续极端日光伏出力序列场景生成方法。算例表明所提算法能更好地为运行调度提供参考。

新型电力系统下分布式光伏规模化并网运行关键技术探讨

推进分布式光伏规模化并网是实现“碳达峰·碳中和”目标和构建新型电力系统的重要举措。基于此背景探讨面向新型电力系统的分布式光伏规模化并网运行关键技术。首先,归纳并阐述分布式光伏发展现状、并网方式及运行模式,分析大规模分布式光伏接入给电网调度运行带来的挑战。其次,面对上述挑战,从信息集成、监测预测、平衡调度、聚合控制等视角提出系统调度运行关键技术,助力电网调控模式转型升级。然后,考虑实际工程需求,构思满足电网安全稳定运行的分布式光伏技术标准体系,以期促使分布式光伏“可观可测、可调可控、友好互动”。最后,调研并梳理国外分布式光伏规模化并网运行先进经验,并对我国分布式光伏并网协同探索、运行服务支持及市场交易参与等课题提出建议。

光伏并网对配电网故障特性以及保护研究

首先,采用PSCAD构建光伏并网系统故障仿真模型,并结合理论仿真分析了正常运行时光伏并网前后对电气量的影响,重点仿真分析了含光伏并网的配电网中故障类型、故障位置和过渡电阻等因素对故障特性的影响;然后,理论分析了故障类型、故障位置和过渡电阻对光伏并网距离保护的影响,并对相关距离保护进行了仿真分析。研究表明,光伏并网的位置会加剧电网中各种故障(如故障位置、故障类型和过渡电阻等)对电气量的影响,并且会对距离保护产生明显的影响。当光伏并网距故障位置越近时,对电网电气量的影响越大。在各种故障类型中,当光伏并网于固定位置时,考察到单相接地故障对系统电气量的影响更大;故障位置距光伏并网位置越近,距离保护越容易出错。当过渡电阻增大时,光伏模块并网后会促进电压增大。

基于K-means聚类和极限学习机组合算法的短期光伏功率预测

考虑光伏功率的预测精度强依赖于天气模态和气候条件等因素影响,提出了基于极限学习机组合算法的短期光伏功率预测方法。首先,基于K-means聚类算法进行天气分型,分为4个季节下晴天、多云天气、阴雨天气共12组不同天气类别。其次,针对天气分型结果,基于极限学习机ELM、遗传算法改进的极限学习机GA-ELM、鸟群算法改进的极限学习机BSA-ELM3种算法构建光伏功率预测模型。最后,以某光伏电站数据进行所提模型验证。预测结果表明,BSA-ELM预测精度最高,12种天气预测精度达到90%左右,各季节中预测精度最高的天气类型均为晴天,多云天气精度高于阴雨天气精度,可为含高比例光伏并网的新型电力系统安全稳定运行提供有效数据支撑。

182型和210型光伏组件在平原地区地面光伏电站应用的技术经济性分析

“十四五”时期,中国光伏行业得到快速发展,在目前的光伏组件市场情况下,现阶段投资者对采用182型和210型光伏组件的地面光伏电站的平准化度电成本(LCOE)存在一定争议。以山东省青岛市某地面光伏电站为例,选取其中1个3.2 MW光伏方阵为分析对象,利用PVsyst软件建立仿真模型,对其分别采用182型光伏组件和210型光伏组件时设计方案的差异性进行了分析;然后仿真模拟计算了不同设计方案下的光伏方阵首年发电小时数,并从光伏组件投资成本、光伏支架用钢量及投资成本、电缆用量及投资成本等方面,对其LCOE进行了对比分析。研究结果表明:1)采用210型光伏组件时光伏方阵的工程量清单(BOS)成本比采用182型光伏组件时的低0.03018元/W,即单个光伏方阵的投资成本节省了9.7万元;2)采用182型光伏组件的光伏方阵的25年年均发电量比采用210型光伏组件时的高0.5%,二者的发电量差异较小;3)在平原地区地面光伏电站中,同样条件下,采用210型光伏组件时的项目LCOE比采用182型光伏组件时的更优,但两者相差较少。

计及需求侧管理与碳排放的综合能源系统光-储设备优化配置方法

合理调整综合能源系统(IES)的配置结构能够有效提升其低碳经济运行水平,基于此,提出了一种计及需求侧管理与碳排放的IES光-储设备优化配置方法。基于IES典型拓扑及供能设备的工作机理,建立其冷-热-电-气能流模型;根据不同柔性负荷特点,从不同维度构建用能体验的评价指标,并提出一种考虑用户综合满意度的需求侧能量管理策略;在此基础上,为进一步提升系统的低碳性能,设计了一种计及全寿命周期碳排放的奖惩阶梯型碳交易机制;在同时考虑所提需求侧管理与碳交易机制的前提下,以设备全寿命周期内创造的总收益最大为优化目标,构建了从运行到规划层面的源-网-荷-储多环节协同的光-储设备优化配置模型及运行方案;基于某真实IES开展算例研究,结果验证了所提方法在避免设备冗余配置、减碳与提高经济运行水平方面的有效性。

“碳中和”背景下光伏系统可持续性评价——基于混合信息的粒计算决策模型

针对“碳达峰,碳中和”背景下,如何多视角评价光伏系统,助力中国光伏产业的绿色低碳发展这一现实问题,提出了可持续发展评价维度下基于数据驱动的光伏系统决策模型。首先,依据可持续评价维度,建立光伏系统综合评价指标体系。其次,针对光伏系统绩效水平存在不确定性和波动性的情况,构建区间信息粒和区间二型模糊集用以量化评价信息。再次,针对光伏系统评价指标权重偏好未知的情况,利用随机多准则可接受分析方法,通过蒙特卡罗模拟生成指标权重向量空间,获取指标权重向量;进一步,运用自适应粒子群算法得出排序结果。最后,通过实际光伏系统案例验证了该方法的可行性与有效性。

高温高压旋风分离器的性能及其应用

以工业应用成熟的PV型高效旋风分离器为基础,从改善分离器的强度入手,对PV型分离器顶部及进气口等部位的结构进行改造,提出了一种拱顶、直切入口、升气管偏心的新型旋风分离器。介绍了新型分离器与PV型的冷模对比性能试验、分离效率与压降计算及其在粉煤灰熔聚流化床气化、聚丙烯聚合反应装置中的应用。结果表明,新型分离器结构强度和分离性能优良,适合在高温、高压工况下应用。

PX型高效旋风分离器的研究开发

根据对PV型旋风分离器气固流动特性的深入研究,分析了几处影响细粉分离的薄弱环节,并针对性地提出了进气口倾斜、排气管切口及排尘口加防返混锥等结构改进措施。在φ300 mm实验室模型试验台上,通过大量对比试验,开发出了一种比现有PV型性能更优良的新一代高效旋风分离器-PX型旋风分离器。实验室对比试验结果表明,相同条件下,PX型比PV型效率提高0．2-1．1个百分点,压力降降低10％-15％。

HgCdTe探测器Pt电阻测温分析

研究了PV型HgCdTe探测器在1.319μm连续激光辐照下的温升效应。根据探测器的分层结构及测温Pt电阻的位置(冷面上),推断Pt电阻测得的温度并不直接反映HgCdTe芯片的温度,而是比芯片温度低很多。实验测量了Pt电阻的温升,数值模拟了Pt电阻温度随时间的变化以及探测器各层结构的温升情况,理论分析结果与实验结果相一致。

消除强背景辐射干扰的光电探测新方法

以ＩｎＳｂ探测器（ＰＶ型）为例，通过建立载流子输运的动力学模型得到光生电动势与入射光功率密度的函数关系，提出了一种消除强背景辐射对光电探测的影响的新方法，并且通过实验证实了这种方法的有效性及其理论模型的合理性。与传统的调零法相比，该方法精度较高且能适用于更高强度的背景辐射。