开关变换器的本质安全特性分析与设计

通过分析开关变换器的最危险故障状态,得出了判断其内部本质安全的等效电感电路。根据开关变换器的最大输出短路释放能量,得出了变换器的输出短路等效电容。以电容、电感电路的点燃曲线作为依据,得出了开关变换器内部和输出本质安全的判断方法。以变换器同时满足本质安全和期望的输出电压纹波要求作为限制条件,得出了电感、电容的设计范围。以Buck变换器为例进行了分析和试验,结果验证了所提方法的可行性和理论分析的正确性。

输出本质安全型Buck-Boost DC-DC变换器的分析与设计

在RL-Ui平面上,根据电感取值的不同,将Buck-Boost变换器划分成4个工作区域。对变换器的输出短路释放能量进行了分析,指出Buck-Boost变换器的输出短路释放能量为短路后电源和电感向负载转移的能量与电容的储能之和,且如果变换器在负载电阻最小和输入电压最低时处于连续导电模式(continuous conduction mode,CCM),则该时的输出短路释放能量就是变换器在其整个动态工作范围内的最大输出短路释放能量,将其与对应的最小引爆能量相比较作为变换器输出本质安全的判断依据。根据电气指标要求,得出了电感及输出滤波电容的最小设计值;以满足输出本质安全要求作为限制条件,得出了电感和电容的最大设计值。给出了设计实例,实验结果验证了理论分析的正确性和设计方法的可行性。

输出本安Buck-Boost变换器的最危险输出短路放电工况研究

为得出Buck-Boost变换器最危险的输出短路放电工况,依据其输出短路火花放电曲线,深入研究了负载电阻、输入电压等参数对输出短路放电能量的影响。考虑到实际的参数取值范围,指出当负载电阻RL小于给定电感L对应的临界电阻RLC时,输出短路火花放电能量是关于RL的凹函数,且随输入电压的减小而增大;当RL>RLC时,放电能量与输入电压无关,但随RL的增加而增大。并得出Buck-Boost变换器存在一特征电感LT,当L>LT时,其最危险工况为:负载电阻和输入电压最小;而在L<LT时,其最危险工况为:负载电阻最大。仿真和实验结果验证了理论分析及所得出最危险工况的正确性。

水电站能量指标的影响因素分析

水电站运行多年后,特性值会发生改变。以安康水电站为例,在分析水电站能量指标影响因素的基础上,通过在变化条件下建立等出力调节模型,对水电站的能量指标进行了复核。结果显示,径流系列、下游水位与流量关系、水位与库容关系这3种因素的变化使得安康水电站的保证出力分别减少0.05万kW、-0.2万kW,0.07万kW,多年平均发电量分别减少1.52亿kW.h、-0.02亿kW.h、0.05亿kW.h。进一步分析发现,当天然入库径流量减少时,水电站能量指标相应减小;当同一流量对应的下游水位呈下降趋势时,能量指标增大;当水库同一水位对应的库容减小时,能量指标减小;在3种因素共同作用下,安康水电站能量指标减小。

火花放电诱导爆炸波研究

为了对电火花放电诱导爆炸波特性进行研究,建立了基于压力传感器的火花放电爆炸波超压场测试系统和基于纹影光学测试的爆炸波传播轨迹测试系统,并对10、100、1 000J3种能量等级下的放电过程进行实验研究,得到了爆炸场内各测点超压数据和爆炸波传播轨迹纹影图。分析确定了的爆炸波能计算方法,并给出了爆炸波能量E0。实验结果表明：只有3%-8%火花能转变为爆炸波能向外传播;根据纹影测得的爆炸波传播轨迹确定的爆炸波能比基于超压场确定的爆炸波能更准确有效;爆炸波能和火花能均随着充电电压的增大逐渐增大,火花能转化为爆炸波能的比例随着能量档位的升高逐渐降低。

新型变压比先进绝热压缩空气储能系统及其热力学分析

为了提高先进绝热压缩空气储能(AA-CAES)系统的充放电效率,提出了新型变压比AA-CAES系统,建立了系统的热力学模型,计算了不同膨胀机组级数和不同变膨胀比运行方式下系统的热力学特性,得到了各种配置和运行方式下膨胀机组的释能时间和总输出功,以及整个系统的充放电效率等参数。结果表明,对具有4级膨胀的AA-CAES系统,变膨胀比使得膨胀机组的释能时间从3095 s增加到5014 s,总输出功从1.953 GJ增加到2.728 GJ,整个系统的充放电效率从45.11%提高到63.00%,变压比AA-CAES显著提高了AA-CAES系统的热力学性能。

简易氮分子激光器的研制

介绍了一种简易氮分子激光器的构造；实验研究了火花隙距离与放电电压的关系和激光器输出能量与放电电压的关系．

中国消费中长期发展趋势及能源环境效应研究

随着消费在经济发展中的比重逐步增加,其引致的能源消耗和污染物排放越来越不容忽视。本研究基于投入产出模型,分别测算了居民消费引致的直接和间接能源消耗与污染物排放,然后参考发达国家相应发展阶段的居民消费结构,展望未来居民消费发展趋势,进一步测算未来居民消费的能源与环境效应。未来我国消费占GDP的比重将稳步上升,到2050年逐步提高到70%以上;居民消费结构将显著调整,食品占比显著下降,仅为15%,文教娱乐、医疗保健和其他服务占比显著上升;居民消费引致的一次能源需求到2050年将达到30.4亿吨标煤,占全社会能源需求的52.4%;化学需氧量、氨氮、二氧化硫和氮氧化物排放量将分别达到2497万t、261万t、1722万t、1157万t,占全社会污染物排放产生量的60%以上。研究表明,进一步强化居民消费产品绿色低碳发展、优化居民消费结构,将成为未来推进我国高质量发展和污染防治的重要领域。

多场景下光伏-双单元储能系统协同平抑功率波动控制策略

光伏发电的间歇性和随机性是制约其大规模发展的主要因素,由此文章提出一种适用于多场景的光伏-双单元储能系统协同平抑功率波动控制策略。首先,针对光伏电站多个典型出力场景,并结合并网限制要求,对光伏原始功率信号进行变分模态分解,求得并网目标功率和储能需求功率,并利用阈值补偿方法缩短计算时长;然后,通过协调互补的双单元储能系统对储能需求功率进行消纳,使得各储能单元能够在标准充、放循环深度内独立承担任务;最后,在Matlab平台上对所提信号分析算法的平抑效果,以及光伏-双单元储能系统协同平抑功率波动控制策略的普适性进行仿真验证。仿真结果表明,在多个典型场景下,所测得的并网目标功率均满足并网限制要求,所选的分析算法可有效平抑光伏出力的波动,该协同控制策略能够保证双单元储能系统的长期稳定运行,大幅度提高了光伏并网的可靠性。

矿用本质安全电源的基本要求和设计方法

结合新版国家标准GB3836.4—2010和安标国家矿用产品安全标志中心的相关要求,分析了矿用本质安全电源的技术性能,即电气隔离方法和限能电路的保护方式;根据矿用本质安全电源的技术指标,介绍了矿用本质安全电源的主要放电形式和设计要点,指出在设计本质安全电源时,需考虑最大输出电压、最大输出电流、最大外部电容、最大外部电感四个本质安全输出参数之间的关系,为了达到最大输出功率,可以尽量选择较低的最大输出电压。该文对矿用本质安全电源的设计有一定的参考价值。

两并联径流式小型水电站的最佳组合

本文根据多年径流量资料，提出两并联径流式小型水电站用水量分配矛盾的解决方式和计算步骤。

新安江水库的压咸作用初探

新安江水库是浙江省境内最大的水利水电工程 ,具有多年调节功能 ,控制流域面积 10 441km2 ,其调度方式对钱塘江河口段水体的含氯度有直接的影响 ,从而影响钱塘江下游两岸尤其是杭州市的供水水质 ,本文对调整新安江水库的调度方式 ,增加压咸用水量的可能性及其产生的环境影响进行分析 .

高效率放电抽运KrF准分子激光器

248 nm放电抽运KrF准分子激光器在微电子学和医学等领域有重要的应用价值。在大多数应用中,激光器的最大输出效率和能量都是十分重要的参数。为了提高激光器输出效率和能量,实现KrF准分子激光器的稳定放电,采用新型开关电源和结构紧凑的张氏电极,并通过优化储能/放电电容比例和工作气体配比等方法,研制出了一台小型高效率放电抽运KrF准分子激光器。研究了开关电源对充放电特性的影响,以及气体配比对激光输出效率和能量的影响。该激光器的各项参数相比以往的产品有了较大改善,可重复频率为1~80 Hz,输出效率最高达2.5%,最大单脉冲输出能量380 mJ;当工作电压高于25 kV时,激光输出能量不稳定度约为1.8%。

Buck变换器的输出短路火花放电能量及输出本质安全判据

为得出Buck变换器的输出本质安全判据,基于安全火花试验装置,对其输出短路火花放电特性进行了试验研究,发现其放电过程可分为介质击穿、火花产生、火花维持和火花熄灭四个阶段.基于得出的火花放电特性,对其输出短路火花放电能量进行了深入分析,指出对于给定电感的Buck变换器,当负载电阻RL小于给定电感对应的临界电阻RLC时,火花放电能量是关于RL的凹函数;而在RL>RLC时,是关于RL的凸函数.考虑到实际的参数取值范围,进一步指出:RL<RLC时的火花放电能量随RL的增加而增大,且在RL=RLC时达到最大值;而在RL>RLC时,则随着RL的增加,先增大后减小,在增加到特征电阻RL,DCM时达到最大值.得出了变换器在全动态范围内的最危险工况:变换器在输入电压最高及负载电阻等于RL,DCM时工作于DCM,此时,短路火花放电能量达到最大值.基于能量等效,提出了可模拟变换器输出短路放电特性的等效简单电容电路及输出本质安全判据,仿真和试验结果验证了理论分析及所提出判据的正确性和可行性.