“双碳”目标下电力系统零碳化路径与投资成本估计

作为中国实现碳中和的重要举措之一,电力系统完成零碳化所需的投资成本备受关注。电力系统零碳化成本分为三部分:新增清洁能源装机的成本、新建储能设施的成本和新增输电线路的成本。本文使用中国2000~2020年省级面板数据预测了2050年中国电力需求量,以估算能满足全社会用电量的清洁能源装机规模,并基于成本最小化原则计算出规划区域装机容量后,中国电力系统零碳化的总投资成本约为67万亿元。考虑了不用使用化石燃料和不用更新化石电厂的成本节约后,中国电力系统零碳化的净投资成本约为52万亿元。本研究对于优先布局能源保供政策、将电力成本控制在合理范围内至关重要。

基于状态空间方法的系统零极点校正

状态空间方法很早就应用于系统校正，但当被控制对象包含有零点时，其应用就比较困难。本文提出以优化闭环传递函数为参考模型，由观测器与补偿器构成系统的反馈校正器可以比较方便地解决这个问题。

配电系统零线故障的防范措施

文章讨论了低压配电系统零线断线故障对人及设备造成的危害,并提出相应保护措施,即从故障发生的原因入手,以电气原理为依据,采取相应材料处理,提高保护装置功能及改变系统运行方式。

系统零缺陷管理在军工企业中的实现

依据系统零缺陷的质量管理思想,对照我国的航天质量管理模式,该文全面阐述了系统零缺陷可行的实施方法,以期早日实现质量强国的目标。

一个特殊的三阶非线性系统零解的全局渐近稳定性问题

我们知道,利用类比法可以对一些特殊的二阶非线性系统进行全局稳定性的讨论,并且都得到了比较满意的结果。关于这方面的情况可参看秦元勋等著的《运动稳定性理论与应用》一书中的243~249页,现在我们利用类比法来对一个特殊的三阶非线性系统进行讨论。

非线性准零刚度文物隔震系统动力特性分析

为实现地震时浮放文物的安全防护,对一种非线性准零刚度隔震系统进行动力分析。构建隔震系统的刚度模型与运动平衡方程,使用谐波平衡法与牛顿迭代联合法进行理论分析,并使用四阶龙格-库塔(Runge-Kutta,R-K)数值分析法对运动平衡方程在简谐激励和地震动激励作用下进行数值分析。结果表明:非线性准零刚度文物隔震系统在简谐激励作用下,在外激励频率为低频阶段时,系统的响应存在不稳定区域,提高系统的阻尼比和刚度都会降低系统的不稳定区域范围以及系统的振幅响应峰值,使其趋于线性隔震系统的特征;增加系统的阻尼比可以降低隔震系统的有效起始频率,但在隔震有效频带范围内增加系统的阻尼比会使系统的传递系数增大;增加弹簧刚度会增大隔震系统有效初始频率,但可以降低系统在低频阶段的振幅响应,但在隔震系统有效频带范围内会增大系统的传递系数。数值分析表明隔震系统在不稳定区域范围内只存在2个稳定解,系统的响应状态与系统初始状态相关;系统在实际地震动激励作用下能显著降低输入地震动的加速度响应;隔震系统的减震系数对于长周期成分较少的地震动输入峰值变化不敏感,但对于长周期成分较多的地震动输入峰值变化较为敏感,表明系统对于短周期地震动的隔震性能更好,与在简谐激励作用下的理论分析结果一致。

太赫兹超导动态电感探测器性能表征用零差混频系统研制

零差混频系统(Homodyne mixing system)对太赫兹超导动态电感探测器(Kinetic inductance detectors,KIDs)性能表征具有重要的作用。然而,零差混频系统仍存在混频器不平衡性、测量系统集成、干扰信号等问题。作者设计新型的单通道零差混频硬件系统,结合软件算法实现了测量系统的集成化、IQ混频器不平衡性校准、KID的性能表征;同时实现了在VNA(vector network analyzer)CW模式下的KIDs噪声测量;以及基于自相关算法的双通道零差混频硬件电路设计,有效地抑制了干扰信号。值得注意的是,这些研究成果被应用于表征KIDs性能,对KIDs阵列设计起到了重要的作用。

显微镜下颈前路零切迹融合系统与钛板融合系统治疗单节段颈椎病的早期疗效对比分析

目的探讨显微镜下应用零切迹融合系统与传统钛板融合系统治疗单节段颈椎病的临床疗效比较。方法分析郴州市第三人民医院脊柱外科于2015年1月至2022年11月在显微镜辅助下行颈前路椎间盘切除减压融合术(ACDF)治疗的单节段颈椎病患者,将应用Zero-p融合系统的患者列为研究组,将应用传统钛板融合系统的患者列为对照组。分别收集两组患者基本信息、手术时间、手术方式、出血量、术前和术后疼痛视觉模拟(VAS)评分、改良日本骨科学会(mJOA)评分、颈椎曲度、术后并发症等进行比较分析。结果比较研究组患者年龄[(53.1±9.2)岁]和手术出血量[(49.5±16.3)ml]与对照组患者年龄[(52.8±12.1)岁]、手术出血量[(49.0±13.6)ml]差异无统计学意义(P>0.05),但研究组患者男女比例分别为66.7%、33.3%,对照组患者男女比例分别为55%、45%,两组间差异有统计学意义(P<0.05),而研究组患者手术时间[(62.4±6.6)min]少于对照组[(75.5±8.7)min](P<0.05)。尽管在术前、术后随访期的VAS评分、mJOA评分、Cobb角方面两组间患者差异无统计学意义(P>0.05),然而研究组吞咽困难的发生率低于对照组。结论显微镜下辅助应用Zero-p融合固定系统与传统钛板融合固定系统行ACDF治疗单节段颈椎病均可获得良好的临床效果。与传统钛板融合系统相比,Zero-p融合固定系统不仅可获得类似临床疗效,且术后吞咽困难并发症发生率少,是单节段颈椎病治疗的一种术式选择。

国际电工委员会《以新能源为主体的零碳电力系统》白皮书解读

构建以新能源为主体的零碳电力系统是助力全电社会转型、实现全球清洁低碳能源体系的重要手段,也是实现“双碳”目标的重要支撑。文中对国际电工委员会出版的《以新能源为主体的零碳电力系统》白皮书进行解读。首先,介绍了白皮书发布背景,阐述了零碳电力系统所需的关键技术及面临的挑战;其次,总结了零碳电力系统领域标准化框架;最后,对零碳电力系统中涌现的新技术标准方向进行了讨论。构建体系化的零碳电力系统国际标准将为电力系统安全运行提供有力支撑。

660MW机组废水零排放处理系统优化改造

随着我国《水污染控制行动计划》的实施,我国火电厂脱硫废水(SO2)浓度高、盐度高、易结垢,因此,实现烟气脱硫废水的零排放是目前我国火电厂烟气净化技术发展的重要方向。旁路烟道蒸发法是燃煤电厂实现脱硫污水零排放的主要方法,具有占地少、投资运行费用低、运行维护简单、无新固体废物等优势,是目前我国烟气脱硫废水零排放的主要方法。

零碳建筑水系统对建筑水能耗和碳排放的减少效果评估

零碳建筑水系统的应用对于减少建筑水能耗和碳排放具有显著的效果,通过采用高效的水管理系统,包括收集、储存和利用雨水、循环利用废水等措施,可以大大降低建筑对自来水的依赖,减少供水损失和能源消耗。同时,该系统通过更精确地测量和控制建筑的用水量,提高了水资源的利用率。在碳排放方面,零碳建筑水系统的应用使得水处理和供应过程的能耗和碳排放减少,从而减少了建筑的综合碳足迹。随着技术的进一步创新和推广,相信零碳建筑水系统将在未来得到更广泛的应用,促进建筑行业向低碳、可持续的方向发展。

风电-光伏-电制氢-抽蓄零碳电力系统短期生产模拟模型

为实现碳达峰碳中和目标,构建以新能源为主体、以能源供给清洁化和能源消费电气化为特征的新型电力系统迫在眉睫.考虑风力发电、光伏发电的间歇性和随机性,以及抽蓄电站、电制氢的储能特性和灵活性特点,基于随机规划理论提出一种风电-光伏-电制氢-抽蓄零碳电力系统短期生产模拟模型.在满足柔性氢负荷总量需求的基础上,以绿电上网电量最大为目标,对风电-光伏-电制氢-抽蓄零碳电力系统进行短期生产模拟,包括日前发电-制氢计划、备用容量、抽水蓄能-放水发电功率、弃风光等.以我国张北风电-光伏-电制氢-抽蓄零碳电力系统示范工程为例,设置多个运行情景对所提模型进行模拟仿真.仿真结果表明:该模型能够有效模拟系统在任意风光出力场景集下的绿电上网计划情况,柔性氢负荷、抽蓄电站能有效促进风光消纳,增加系统综合效益.

零维系统模型改进及其对EAST稳态运行区的分析和预测

零维系统模型已广泛应用于下一代托卡马克装置设计以及聚变反应堆等离子体性能的预测和分析,但普遍采用物理近似和经验公式会导致较大的系统性误差.本文通过引入等离子体平衡程序使主要等离子体分布参数及其计算基于磁面信息,引入Sauter模型的自举电流系数与碰撞率变化关系改进自举电流计算,利用EAST上的实验结果对改进后的模型进行验证,零维系统模型计算结果与动理学平衡分析结果基本符合.利用改进模型从已有实验结果出发,对EAST上实现500 kA等离子体电流的稳态、长脉冲运行区所需要的加热/电流驱动功率及其能够达到的归一化比压进行了分析和预测.计算结果表明,EAST在7.0—9.5 MW加热/驱动功率,约束改善因子H98为1.25—1.35,归一化密度f_(nG)约为0.9的参数范围内可以实现500 kA等离子体电流且自举电流份额在50%以上的稳态运行;9.5 MW加热/驱动功率,H_(98)为1.0—1.4,f_(nG)为0.8—1.0的参数范围可以实现较高性能的长脉冲或稳态运行.综合来说,提升等离子体约束性能,可在较低的加热/驱动功率下实现同样等离子体参数的完全非感应运行,扩展等离子体运行区,是实现高参数等离子体稳态运行最为有效的途径.

液氢零蒸发储存系统研究现状与展望

液氢储能密度大,应用前景广泛,实现零蒸发储存是液氢储存的目标。介绍了过热蒸气模型、两相流三维理论模型和三区模型等五种典型的理论模型。通过对模型的分析,总结了模型的发展方向主要为大型液氢储罐热分层和自增压现象的理论研究。分析了目前液氢零蒸发储存系统的关键技术,包括被动热防护技术、主动热防护技术和压力控制技术三个方面,指出了绝热材料性能、20 K温区制冷机效率和蒸气冷屏(VCS)为重要的发展方向。对国内外液氢零蒸发储存系统的发展进行了系统性的概述,分析了不同液氢零蒸发储存系统的实验结果,以及特点和不足。最后针对液氢零蒸发储存系统的发展提出了展望。

脱硫废水零排放处理系统蒸发段翅片结构的数值模拟

构建了一套新型脱硫废水零排放处理系统,针对该系统中相变换热技术与多效蒸发技术的耦合点,对蒸发段烟气侧不同结构的翅片进行数值模拟研究。结果表明:翅片间距过小时,会增大烟气压降,使风机功耗过大,从而导致成本增加,当翅片间距为8 mm时,传热性能最佳;翅片高度过大时,传热阻力过大,翅片高度过小时,烟气压降过大,使得风机功耗过大,成本过高,当翅片高度为10 mm时,翅片管的传热性能最佳。

非线性准零刚度系统分岔控制方法

以超稳定车载隔振平台为依托,建立环绕式侧向弹性支撑构成的准零刚度系统,研究该系统的非线性动力学特性和振动主动调节方法,以获得优异的振动隔离效果。根据系统总体刚度和位移关系确定系统结构参数,采用谐波平衡法求解获得系统动力学响应规律和非线性幅频响应函数。进一步对系统的非线性分岔特性进行主动控制方法研究,获得准零刚度系统的分岔控制方法,通过选取适当的控制参数消除系统分岔。仿真结果表明:分岔控制方法在合适的控制参数下能有效消除分岔以及达到振动抑制的效果。

连续双节段前路颈椎间盘切除零切迹系统与钢板联合融合器固定融合治疗颈椎病的疗效比较

目的:比较连续两节段前路颈椎间盘切除融合(anterior cervical discectomy and fusion,ACDF)应用零切迹系统(zero-profile,ZP)与钢板联合融合器(cage-and-plate,CP)固定治疗颈椎病的临床疗效。方法:回顾性分析2018年3月1日~2021年6月30日因颈椎病于广州中医药大学第一附属医院行连续两节段ACDF应用4钉ZP或CP固定治疗的57例颈椎病患者,其中27例采用ZP固定(ZP组),男12例,女15例,年龄37~80岁(53.0±9.9岁);30例采用CP固定(CP组),男10例,女20例,年龄39~78岁(57.4±12.4岁)。收集两组患者的体重指数(body mass index,BMI)、L1~L4骨密度(bone mineral density,BMD),术前和术后1个月、3个月、6个月、12个月和末次随访时的颈椎功能障碍指数(neck disability index,NDI)、日本骨科协会(Japanese Orthopaedic Association,JOA)评分、轴性疼痛视觉模拟评分(visual analogue scale,VAS)评分,术前和术后3d、1个月、3个月、6个月、12个月和末次随访时颈椎整体曲度、手术节段曲度,末次随访时椎间融合率及邻近节段退变发生率,随访期间中间椎体塌陷发生率及其他术后并发症发生情况。结果:两组患者手术时年龄、性别、BMI、L1~L4 BMD、随访时间、术前NDI和JOA评分、术前颈椎整体曲度和手术节段曲度等基线指标均无统计学差异(P>0.05)。术后各时间点两组患者NDI、JOA评分、轴性疼痛VAS评分较术前均显著性改善(P<0.001),两组同时间点的JOA评分无统计学差异(P=0.314);术后3个月、6个月、1年及末次随访时CP组NDI、轴性疼痛VAS评分改善程度优于ZP组(P<0.05)。末次随访时ZP组颈椎整体曲度丢失和手术节段曲度丢失均明显大于CP组(P<0.05)。末次随访时两组椎间融合率及邻近节段退变发生率无显著性差异。随访过程中ZP组出现4例中间椎体塌陷,而CP组未出现,两组间比较有统计学差异(P<0.05)。结论:在双节段ACDF中,相对于应用ZP固定融合,应用CP能够更好地维持颈椎曲度,避免固定节段中间椎体塌陷,获得更好的临床疗效。

高效膜浓缩技术在废水零排放系统中的重要作用探讨

本文对高效膜浓缩工艺的特点进行了分析,阐述了废水零排放系统中高效膜浓缩技术的重要作用,并从废水零排放系统的工艺流程设计、装置设计等方面阐述该项技术的具体应用,以期能够解决废水排放不达标等问题,进一步实现化工企业生产经济效益、环境效益的最大化。

基于LSTM分位数回归的零碳能源系统不确定性规划方法研究

零碳能源系统是建设清洁低碳能源体系、促进碳中和目标达成的有效途径。但风、光等可再生能源发电的间歇性和波动性给零碳能源系统的合理规划与科学配置带来巨大挑战。基于此,提出了基于长短期记忆网络(LSTM)分位数回归的零碳能源系统不确定性规划方法。首先,构建了零碳能源系统的物理结构,并对系统内典型设备进行建模;其次,基于区间数理论思想,构建了基于LSTM分位数回归的光伏发电区间预测模型;然后,以系统年总经济成本最小为目标函数,构建了可实现设备配置与运行策略协同优化的混合整数线性规划模型;最后,通过典型算例分析,验证了所提模型应对零碳能源系统不确定性规划的可行性。

风-光-抽蓄零碳电力系统多时间尺度协调调度模型

高比例新能源并网带来的波动性影响和新能源消纳水平不足已成为新型电力系统中亟须解决的问题。为此,基于风、光、负荷预测精度随时间尺度缩短而逐级提高的特点和抽蓄机组日内灵活调节特性,建立风-光-抽蓄零碳电力系统多时间尺度协调调度模型。以运行成本最小为目标,建立日前24 h发电计划、日内1 h发电计划和实时15 min发电计划。通过多时间尺度的协调配合,保证风、光、抽蓄出力良好跟踪负荷,逐级修正发电计划。以含6台抽蓄机组的风-光-抽蓄零碳电力系统为例开展仿真分析,结果表明所提多时间尺度协调调度模型有利于减少系统弃风、弃光量,且系统消纳风光的能力与抽蓄电站装机容量有关。