车用复合电源功率能量比优化设计与试验

为了更好发挥超级电容器在纯电动大客车中的作用,对由动力电池组和超级电容器组成的复合电源动力系统提出一种结合复合电源工作模式的功率能量比参数匹配方法。根据车辆续驶里程配置复合电源的能量要求,依据中国城市典型工况分别对超级电容器的能量和功率要求配置超级电容器的功率和能量,将复合电源成本设定成目标函数,利用线性规划方法最终确定两套匹配方案。经过台架试验,确定其中一套功率能量比方案,通过15 000公里多路况测试,结果表明配置方案合理,达到设计要求。

计及长短周期混合储能的多能微网能量-功率分布鲁棒优化

针对多能微网的自治运行需求,基于长短周期混合储能(氢储能、电储能和热储能)提出周前-日前-实时多能微网能量-功率匹配滚动优化方法。一方面,通过长周期(周前)能量平衡模型与短周期(日前-实时)功率平衡模型滚动优化,应对可再生能源与负荷长时间尺度预测误差较大的问题。另一方面,采用基于数据驱动的两阶段分布鲁棒优化模型刻画日内源荷双侧不确定性,综合1-范数和∞-范数约束不确定性概率分布置信集合,在保障多能微网运行鲁棒性的同时避免了运行方案的保守性。同时,日前模型的第2阶段问题可以分解为多个小规模的子问题,并可通过列与约束生成算法并行处理,无须进行复杂的对偶计算。最后,算例分析结果验证了所提模型与算法的有效性。

某型高能激光功率能量仪CE 101整改研究

为使某型高能激光功率能量仪满足GJB 151B-2013电磁发射和电磁抗扰度标准的相关要求,从新产品研发设计的角度出发,分析了CE101项目的测试波形和设备内部组成结构。在电磁兼容理论分析的基础上,提出了针对CE 101的整改方案,给出了针对CE 101的谐波抑制电路,最后通过试验验证了该整改方案的可行性。

喉区极光过程中的能量输入估算

喉区极光是一种只发生在磁正午附近的特殊分立极光,具有明显的从分立极光卵赤道侧边界向低纬延伸的特征.已有研究表明,喉区极光对应于一种由磁重联导致的磁层顶局地凹陷.磁重联是太阳风能量注入到地球磁层空间的重要方式之一,但伴随喉区极光过程有多少能量传输进入电离层尚不明确.利用2015年12月的地基全天空极光观测与经过电离层上方的卫星粒子共轭观测,建立了极光强度与沉降电子能通量之间的相关关系.在此基础上,针对发生在2015年12月8日的一个典型喉区极光事件,在综合考虑持续时间与空间尺度基础上,估算出伴随该事件由电子携带的输入到电离层的总能量约为1.07×10^(11)J,单位面积输入能量的平均功率约为1.31×10^(-4)W·m^(-2),对比以往研究中MHD模拟给出的通常情况下极隙区能量输入结果,本文给出的喉区极光过程中能量输入的效率约为MHD模拟结果的两倍,表明伴随喉区极光过程的能量输入非常可观,可能引起局地空间天气效应.

应对多直流同时换相失败的直流功率能量补偿调制方法

多条直流同时发生换相失败,短时大额功率冲击将造成送端交流系统区域断面出现大幅功率振荡,甚至解列运行。分析了多直流同时换相失败对送端交流系统稳定性的影响;以功率冲击能量作为衡量换相失败严重程度的依据,基于联络线稳定性指标对多直流同时换相失败引起的送端系统稳定性问题进行了量化分析;研究了直流送端区域差异造成送端系统稳定程度不同的原因;基于换相失败功率冲击能量提出了应对多直流换相失败的直流功率补偿调制方法,＂三华＂电网算例仿真结果验证了所提方法的有效性。该方法能够增强系统应对换相失败功率冲击的能力,减少直流送端切机容量,有助于提高交直流混联电网的运行稳定性和经济性。

改善交直流输电系统故障恢复特性的直流功率能量面积补偿方法

交直流输电系统面临的突出问题之一是故障后与交流系统相适应的直流控制问题。以改善交流系统故障后的频率和电压恢复特性为目的,提出了直流功率的能量面积补偿方法。该方法能基于换流站本地数据准确计算出在线调整系统减速面积的直流功率补偿量和持续时间,在整流侧交流系统严重故障后抑制振荡过程,加速系统恢复;对于逆变侧交流故障,能改善系统频率和电压的恢复特性,避免连续换相失败的发生。建立交直流混联系统电磁暂态仿真模型进行仿真验证,仿真结果验证了所提出控制方法的可行性和有效性。

漫射板反射式大直径激光功率-能量测量方法

提出了一种漫射板反射式大直径激光功率-能量测量方法。该方法利用漫射板良好的朗伯特性,根据双向反射分布函数定义,通过反射信号的测量,准确得到入射在漫射板上激光束的功率-能量。技术实现上,通过实验室标定,将功率-能量标准传递至漫射板-探测器系统,再利用标定好的系统实现外场大直径激光的测量。研究分析表明:运用该测量方法,不确定度可优于10%,能大大提高目前测量水平。

基于二进小波能量自功率谱的转子碰磨故障特征提取

针对转子动静碰磨故障,通过分析转子运行时产生振动信号的时频特性,提出了一种基于二进小波能量自功率谱的故障特征提取方法。该方法利用二进小波变换得到小波能量系数谱,在小波能量系数谱中找到系数之和变化最大的能量尺度层,对该层进行自功率谱变换后可将碰磨故障的特征量提取出来。

新型复合共沉淀法制备高能量/高功率型锂离子二次电池用5V正极材料LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4及其电化学性能

在传统的固相法的基础上开发了新型复合共沉淀法制备LiNi0.5Mn1.5O4材料.新型复合共沉淀法采用(NH4)2CO3和(NH4)2C2O4共同作为沉淀剂,通过控制共沉淀反应条件,得到了具有均匀球形形貌的沉淀物颗粒.再通过与饱和氢氧化锂溶液的水热反应及高温反应,最终制备出具有球形次级形貌和纯相尖晶石结构的LiNi0.5Mn1.5O4材料.电化学测试表明,制备的LiNi0.5Mn1.5O4具有优异的电化学性能,其初始容量达到了141.4mAh·g-1.在0.3C、1C和3C倍率下经过200次循环后的容量分别为136.0 mAh·g-1(96.3%)、128.6 mAh·g-1(94.4%)和113.9 mAh·g-1(91.1%).通过高温反应及特殊的冷却处理,LiNi0.5Mn1.5O4在4.0 V低压区平台的容量损失得到了有效抑制.更重要的是,通过控制合成过程中的关键步骤,可实现半定量化控制材料结构中的原子有序排布程度,进而得到具有高能量密度和高功率密度的两种LiNi0.5Mn1.5O4材料,其能量密度和功率密度分别达到了648.6 mWh·g-1和7000 mW·g-1以上.

基于小波能量系数功率谱的转子不平衡故障特征提取

针对转子不平衡故障特征提取问题,通过分析旋转机械运行时所产生的振动信号,提出了一种基于小波能量系数功率谱的特征提取方法;该方法在小波变换基础上对信号进行小波能量谱分层计算,在比较各层中的信号能量分布后找到能量系数之和最大的分解层,对该层进行功率谱变换,找出各个特征频率所对应的特征量;实验结果表明,该方法不仅能够克服Fourier变换不适于分析非平稳信号的不足,还能够对微弱故障信号进行详细的局部刻画,提高了转子不平衡故障特征提取的准确性。

考虑最大制动能量回收功率的再生制动模糊控制

为了提高电动车辆再生-液压复合制动控制过程中制动能量的回收效率,在分析最大制动能量回收功率特性的基础上,设计了一种用于再生-液压复合制动控制的模糊控制策略。建立了包含车辆纵向动力学、轮胎和再生-液压复合制动系统的动力学模型;分析了再生制动过程中制动能量回收功率和充电电压之间的关系,然后设计了以车速、制动强度和一个新的模糊控制输入(最大制动能量回收功率下的再生制动力矩与单轮理想总制动力矩的比值)为输入,实际再生力矩占总制动力矩的比值为输出的再生制动模糊控制策略;基于Matlab/Simulink软件进行了不同制动强度工况的仿真分析,结果表明:相比于传统的再生制动模糊控制策略,所提出的考虑了最大制动能量回收功率的再生制动模糊控制策略能够有效提高系统的制动能量回收效率。

简易型大直径激光束功率能量在线测量装置

为了在大口径激光能量在线测量装置的设计过程中消除光斑不均匀性、强度随机性以及光束偏轴等造成的影响,提出了一种简易方法,利用普通漫射片透射取样,先将光束缩束尽量消除其各种空间信息,仅保留其强度信息,并保证取样点仅位于漫散射覆盖区域,消除透射分量及光束的偏振态的影响,同时保证取样点到漫射片之间距离远大于漫射片上光斑的尺寸,消除传感器接收角不足对测量结果的影响,激光能量采用光电积分方法获得。结果表明,根据上述方法设计的能量在线测量装置在整个激光接收面上各处的响应较一致,受到局部强度变化的影响较小,激光发散角或者光轴发生较小变化时对测量结果不会造成明显的影响。提出的上述措施在工程上可以消除各种因素对测量结果造成的影响,保证测量精度。

总能量捕获功率最大化的射频能量源布置方案

射频能量捕获是应对无线网络节点能量受限的有效方法之一。射频能量源(Energy Source,ES)的布置位置决定了各个节点的能量捕获功率。然而,目前几乎没有相关工作研究如何在ESs的候选布置位置中选择合适的布置位置。已知节点位置、ESs的个数以及ESs的候选布置位置,文中研究并设计了最大化节点总能量捕获功率的ES布置方案。首先将该问题建模为0-1整数规划问题,然后分别提出了一种具有较低复杂度的近似比为1-1/e的近似算法和一种能达到更大总能量捕获功率的基于遗传算法的布置算法。仿真结果表明,相比于布置位置随机挑选法,提出的两种算法的总能量捕获功率能提高约50%,而遗传算法可达到比近似算法高约15%的总能量捕获功率。因此,基于遗传算法的布置算法可用于中小规模的ES布置场景,而近似算法可用于大规模的ES布置场景。

基于功率谱包络能量和SVM的舰用发动机故障诊断方法

发动机是军舰上的重要部件之一,其稳定性对军舰的正常航行具有重要影响;以舰用发动机关键部件(主泵轴承)为具体研究对象,提出了基于功率谱包络能量和支持向量机相结合的故障诊断方法;首先获取了大量可表征舰用发动机主泵轴承健康状态的振动加速度信息,对其进行功率谱分析,获得其功率谱的包络能量;以获取的舰用发动机主泵轴承功率谱的包络能量构建特征向量,并设计基于SVM的舰用发动机主泵轴承故障诊断模型,对主泵轴承的故障进行诊断研究;研究结果表明,采用基于功率谱包络能量和SVM相结合的舰用发动机关键部件故障诊断方法,可以很好实现主泵轴承的故障诊断效能,为舰用发动机主泵轴承故障诊断的工程应用奠定了基础。

用于多波长高功率激光能量测量的体吸收能量计

叙述体吸收激光能量计的原理及物理模型，给出其性能参数及测试方法，分析它在神光Ⅱ装置中对三种波长激光能量测量的取样方式及测量精度。

大口径高功率激光能量测量吸收体研究

高峰值功率能量测量中吸收体的选择,将影响到高功率激光能量计测量准确性。设计了一种大口径高峰值功率体吸收型激光能量测量探头,利用有限元软件,对激光能量测量光热转换的相关过程进行了模拟研究,研究表明对400 mm×400 mm口径、1053 nm波长、3 nm脉宽、3000 J量级单脉冲激光能量测量,选择吸收系数在400～600 m-1的玻璃作为吸收体最为合理。

快速陡脉冲重复电场下高频变压器绝缘介质损耗与冲击能量积聚特性

电力电子变压器中高频变压器须承受高频非正弦与高温的复杂应力。随着SiC等大功率半导体器件的使用,高频变压器中非正弦方波电压上升与下降沿出现陡脉冲应力,其dv/dt大于10 kV/μs,给高频变压器绝缘可靠性带来巨大挑战。高dv/dt包含大量高频谐波,从而导致绝缘介质损耗明显增加;高频、高dv/dt下绝缘遭受累积性冲击电应力,导致局部电场畸变,引发绝缘局部放电与损伤。该文围绕dv/dt对高频变压器绝缘介质损耗与冲击能量积聚的影响展开研究。采用阶跃响应函数模拟高dv/dt脉冲电压,结合绝缘介质损耗分解与计算,提出了dv/dt与方波电压叠加下绝缘介质损耗的计算方法。结果表明,绝缘介质损耗随dv/dt的增大而增加,绝缘热效应明显增加。根据绝缘在方波交变电场下能量储存和释放特性,分析了高dv/dt下绝缘能量积聚密度pd。采用有限元仿真分析10 kW、10 kHz、1000 V/750 V高频变压器绝缘电场、位移电流与冲击能量密度。结果发现,pd随着dv/dt增加而增大。结合介质损耗计算,研究指出在方波电压高dv/dt处(电压极性反转时),绝缘遭受累积电-热冲击应力,造成绝缘损伤。研究结果为大容量高频变压器绝缘失效与设计提供指导。

基于时序模型的储能功率时长评估方法

高占比新能源系统中,储能对新能源消纳和电力保供至关重要。为此,提出一种评估方法。首先,基于净负荷曲线分析新能源受阻电力与系统缺口电力产生的机理,从电力平衡和新能源消纳两个方面研究储能替代火电开机的必要性。其次,通过新能源日弃电量持续曲线计算储能容量极小值;通过新能源受阻电力持续曲线计算最小储能功率,并结合系统实际合理需求得到等效储能容量极大值。然后,通过储能容量极小值和等效储能容量极大值提出储能功率时长近似曲线,并评估曲线的适用范围。最后,针对实际算例进行仿真验证,结果表明所提方法的有效性。

低功率船用汽轮机功率变化过程研究

基于9种不同工况下进行的测量,如涡轮入口的蒸汽压力和温度、涡轮出口的蒸汽压力以及通过MFP的水量等,对主给水泵汽轮机进行能量分析,发现影响涡轮机能量功率损失的因素主要有通过涡轮机的蒸汽质量流量和涡轮机出口处的蒸汽比焓,涡轮机开发功率的增加也导致涡轮能量效率下降。与大多数其他蒸汽系统部件一样,所分析的汽轮机是平衡的(即在最高负荷下将获得最大的能量效率),因此大部分涡轮机和系统的运行是可以预期的。

基于功率能量特性的含小水电微电网储能容量配置方法

含小水电微电网受源荷不确定性影响易产生较大的功率波动,离网状态下易导致微电网系统停电、弃电的发生。为了充分考虑含小水电微电网功率、能量的平衡特性,提高含小水电微电网运行的经济性和鲁棒性,提出一种基于功率能量特性的含小水电微电网储能优化配置方法。首先,分析了含小水电微电网的功率能量平衡机理,提出了该微电网的功率能量特性模型;然后,在含小水电微电网功率能量特性模型和源荷不确定性模型的基础上,提出了基于功率能量特性的随机场景分解聚类方法和储能容量配置方法。最后,以某地区离网型含小水电微电网为仿真算例,通过与现有方法进行结果对比和影响因素分析,验证了所提方法的有效性。