含高比例新能源的电力系统频率稳定研究综述

作为“双碳”战略目标的关键载体,含高比例新能源的电力系统具有惯量水平低、调频能力差、抗扰性能弱等特征,对频率稳定带来了全新挑战,迫切需要深入认识能源转型背景下的频率稳定形态。该文按照“建模分析—稳定评估—调频控制”的路线,归纳近年来国内外关于频率稳定的研究及其应用进展。首先,梳理现有频率稳定定义的特点,将其引申为考虑暂态频率安全的广义频率稳定概念,分析含高比例新能源电力系统的频率响应过程;按照系统全局频率和网络节点频率两个视角分析现有特性建模与分析方法,分别总结频率稳定性、频率安全性的评估方法与评估指标,初步建立考虑频率时空分布特性的节点频率安全性指标;列举并归类源网荷储多主体参与系统调频的控制策略,分析相关频率调控措施的特点;最后,结合现有研究进展,对含高比例新能源的电力系统在频率响应特性建模、频率稳定机理评估以及频率稳定协调控制方面的未来发展方向和研究趋势进行展望。

基于频率响应特性的储能辅助电网调频方法

新能源渗透率的提高增加了电网频率控制的复杂度,储能辅助电网调频能在一定程度上缓解该问题,但受储能运行的安全性与经济性约束,要求调频措施更具针对性。文中对此展开研究,提出一种基于频率响应特性的储能辅助电网一次调频方法。首先,在储能辅助电网调频模型基础上,选择惯性加下垂的储能辅助电网调频综合控制方法,通过电网频率变化率(rate of change of frequency,RoCoF)、频率偏差与调频需求的关联性分析,设计基于频率响应特性的调频需求分区规则;然后,根据不同调频需求对应的分区判断,对储能有功输出方式进行动态调整,以响应调频需求的不确定性,并在此基础上,针对调频需求与储能出力需求、储能出力强弱与其循环使用寿命间的矛盾关系,通过多目标优化问题的设计与求解来予以平衡;最后,仿真结果验证了所提方法能够在保证电网调频效果的基础上,有效降低储能充放电深度。

燃料理化特性与进气压力耦合对碳氢化合物排放的影响

通过一台改进的单缸轻型柴油机,研究3种进气压力(120、150和180 kPa)下燃料的滞燃期、十六烷值与进气压力的耦合对柴油机碳氢化合物(HC)排放的影响。使用纯柴油(B00)、B20燃料(按质量分数混合20%正丁醇和80%纯柴油的燃料)和B20+EHN(B20中添加0.7%质量分数的2-乙基己基硝酸盐)作为燃料进行实验研究。对B00和B20+EHN的碳氢排放进行比较,可知在进气氧浓度高于13%时,HC排放差值几乎不随进气氧浓度发生变化,不同压力的HC排放差异基本维持在0~1 g/(kw·h)范围内。对B20和B20+EHN的碳氢排放进行比较,可知在120、150和180 kPa的入口压力下,临界氧浓度分别为16%、15%和13%,缸内燃烧温度和燃烧持续期是影响两种燃料HC排放差异的主要因素,当进气氧浓度值低于各进气压力下的临界点时,不同的十六烷值引起的缸内燃烧温度差异加大了HC排放的差异,随着氧浓度的降低,缸内燃烧温度的影响程度增大。

新能源场站快速频率支撑能力评估研究现状与技术展望

随着以风电、光伏为代表的新能源发电逐步取代同步机组,系统调频资源不足、抗扰动能力下降,频率安全问题凸显,新能源场站提供快速频率支撑成为构建新型电力系统的必然要求。新能源场站快速频率支撑是其内部多设备、多环节综合作用的结果,受风光资源、控制策略、电网条件等多因素的影响和制约。量化评估新能源场站的快速频率支撑能力是指导场站调频优化控制、分析新型电力系统频率响应特性、实现场站调频资源与电网交互的基础和前提。文中对新能源场站快速频率支撑能力评估问题进行了全面综述。首先,分析场站快速频率支撑的特征,并给出了场站快速频率支撑能力的定义;然后,从状态属性、控制特性、调频效果3个维度梳理了场站快速频率支撑能力的评估指标体系,并对各类评估指标的常用计算方法进行分析评述;最后,提出了值得关注和进一步研究的关键技术问题。

基于静止轴系改进高频方波注入同步磁阻电机无传感器控制

同步磁阻电机因为其成本低、可靠性高,发展前景可观。在低速域无传感器控制方面,因同步磁阻电机转子具有凸极性,使用高频方波信号注入方法进行转子角度估计最为合适。但是,电机在低速运行中伴随着交直轴电感交叉饱和问题,该问题影响着电机的动稳态性能。为此,对传统高频方波注入控制方法进行改进,提出基于静止轴系的双高频方波注入无传感器控制方法,降低高频幅值带来的高频转矩脉动,抑制因交叉饱和效应导致的角度估计误差,提高电机动稳态性能。在1.5 kW同步磁阻电机实验平台上进行实验验证。结果表明,与传统高频注入法相比,改进高频注入法消除了交叉饱合引起的角度估计误差,并降低高频信号带来的转矩脉动问题,提高了电机的动稳态性能。

高效氯氰菊酯和吡丙醚在芥蓝中的残留消解及膳食暴露风险评估

为明确高效氯氰菊酯和吡丙醚在芥蓝上施用后的残留行为和膳食暴露风险,研究基于规范田间残留试验、目标农药在芥蓝上残留分析方法,得到芥蓝中2种农药的残留水平,结合我国膳食结构不同性别/年龄组食物消费量及体重数据评估了高效氯氰菊酯和吡丙醚对各类消费人群的长期和短期膳食摄入风险。结果表明:高效氯氰菊酯和吡丙醚分别在0.01~1.0 mg/L和0.005~1.0 mg/L范围内线性关系良好,决定系数(R2)≥0.996 7。在3个添加水平下,芥蓝中2种农药的平均回收率为70.6%~113.4%,相对标准偏差(RSD)为0.5%~8.5%,定量限均为0.01 mg/kg。10%高氯·吡丙醚微乳剂以推荐高剂量施药,高效氯氰菊酯和吡丙醚在芥蓝中的消解符合一级动力学,半衰期分别为3.9~10.1 d和4.8~6.3 d。最终残留试验结果表明,最后一次施药3、5、7、10 d后,芥蓝中高效氯氰菊酯的最终残留量≤0.904 mg/kg,吡丙醚的最终残留量≤0.202 mg/kg。膳食风险评估表明,我国不同人群的长期慢性暴露风险最大值为27.26%;短期急性暴露风险最大值为67.17%,表明对不同年龄段、不同性别人群健康不会产生不可接受的风险。

考虑系统频率安全稳定约束的风储联合频率响应控制策略

为提升风-储联合运行系统的动态频率稳定性能,针对目前调频控制策略未充分发挥风电机组频率调节能力、无法适应负荷扰动过大情况以及转子转速恢复阶段存在频率二次跌落的问题,提出一种考虑系统频率安全稳定约束的风储联合频率响应控制策略。在惯量响应阶段结合转速约束和频率指标自适应调整虚拟惯量和下垂控制系数,在转子转速恢复阶段利用负指数函数动态调整转速恢复过程中功率参考值,避免频率的二次跌落。将风电机组与储能电池结合,引入频率稳定域概念,利用储能电池扩展频率稳定域边界,进一步提升风储联合系统的抗负荷扰动能力和频率稳定性。最后对风储联合调频策略进行仿真,结果表明在不同风速和不同负荷扰动下,所提控制策略能充分发挥风电机组频率响应控制能力的同时,避免了频率二次跌落,提升了电网频率安全稳定性。

低频电压下含纤维素颗粒变压器油绝缘特性及影响因素

低频变压器是低频输电系统中的关键设备,低频电压下的绝缘特性对其设计及运行具有重要意义。该文为了研究低频电压下含纤维素颗粒的变压器油的绝缘特性,分别研究20、30、40、50 Hz四种频率交流电压下不同纤维素颗粒度(低、中、高)水平的变压器油击穿特性。同时,通过仿真及试验分析不同频率下变压器油中纤维素颗粒运动及积聚过程。研究结果表明,交流电压频率对变压器油中纤维素颗粒的成桥特性及击穿电压具有显著影响。随着频率的降低,纤维素颗粒向电极移动速度变慢并难以黏附在电极表面,减缓了纤维素颗粒在电极表面的积聚过程及杂质小桥的形成速度。相同频率交流电压下,变压器油击穿电压均随颗粒物浓度的升高而降低;相同纤维素颗粒浓度下,变压器油击穿电压随着频率的降低而增大。研究结果为低频变压器的设计及运行维护提供了基础数据支撑。

甘蔗中吡唑醚菌酯残留量检测及膳食风险评估

研究甘蔗中吡唑醚菌酯残留检测方法,并对最终残留量进行长期膳食摄入和短期膳食摄入风险评估。样品中吡唑醚菌酯采用QuEChERS前处理方法进行提取,高效液相色谱-三重四极杆串联质谱法检测;长期和短期膳食摄入评估采用膳食摄入风险评估模型进行。甘蔗中吡唑醚菌酯残留量为0.267~0.888 mg/kg。吡唑醚菌酯的普通人群国家估算每日摄入量是1.83 mg,占日允许摄入量的97%左右。甘蔗中吡唑醚菌酯在儿童和成人的国家估算短期摄入量占短期参考剂量(acute reference dose,ARfD)均<100%。按该试验的施药方式进行施药时,甘蔗中吡唑醚菌酯的残留量对一般人群健康风险在可接受的范围内。

基于GT-PowerDOE的柴油机性能优化

为研究进排气门正时角度和进气歧管长度对于柴油机综合性能的影响,利用发动机仿真软件GT-Power对某款国产柴油发电机的柴油机部分进行建模,并基于台架实验验证其模型准确性。在额定转速为1500 r/min、负载为90%的工况下,应用实验设计(design of experiments,DOE)工具,以发动机进排气门正时角度和进气歧管长度作为自变量,柴油机功率、比油耗和碳烟(soot)排放率为因变量,进行了最大功率、最小比油耗和最低碳烟排放量的多目标优化。结果表明:适当缩短进气歧管长度可以提高发动机进气压力和进气效率,提高发动机动力性和燃油经济性,增大气门重叠角可以有效降低气缸的泵气损失,提升柴油机做功效率,同时降低气缸内温度,从而降低碳烟的排放率。最终,各个目标值分别实现了1.3%、1.0%和2.6%的优化。

不同饲草品种对圈养亚洲象采食量的影响

通过对石家庄市动物园的4头亚洲象进行饲喂试验,筛选出动物喜食牧草,同时研究不同的饲喂方式、饲喂时间对圈养亚洲象饲草利用率的影响。试验分别选取墨西哥玉米、苏丹草、高丹草、无芒雀麦作为参试饲草,通过对比动物对不同饲草品种的采食量,筛选出亚洲象喜食饲草为高丹草,通过对比不同饲喂时间对动物采食量的影响,结果表明增加饲喂次数动物采食量增加。

舟山LNG取水泵站泥沙减淤清淤试验研究

LNG接收站取水流道内水流形态复杂,泥沙淤积问题往往难以避免,特别是在含沙量较高水域,流道内泥沙淤积可能威胁接收站的正常运营。为实现LNG取水泵站不停机条件下清淤,开展取水泵站射流冲刷物理模型试验,模拟了射流冲沙装置开启后吸水间射流水流特征及冲刷效果,探究了射流冲刷设置的喷嘴与翼墙夹角、射流流量、冲刷时间等因素影响下流道内减淤清淤效果。试验结果表明,在理想状态下吸水间射流冲沙装置连续作用12h基本可达到较为理想的清淤效果;一次大风浪过后,装置连续作用0.5h基本可达到较为理想的清淤效果。清淤效果视射流流量、喷嘴与翼墙夹角以及冲刷时间不同而有差别。结合取水泵站泥沙淤积物理模型试验研究成果,取水泵站淤积区主要发生在前池、过滤池末端、吸水间和消防泵附近,建议在这些区域安装射流冲沙装置,实现不停机状态下的减淤清淤,提高取水安全保证率,从而提高运营效益。

结构因素对遥感天线跟踪精度影响分析及对策

在遥感地面站天线设备中,跟踪精度是伺服控制系统的关键技术指标。重点分析影响跟踪精度的机械结构谐振频率、摩擦两个结构因素,给出了影响因素与天线跟踪误差之间的理论关系:天线机械结构谐振频率主要影响伺服动态滞后误差和高仰角跟踪性能;摩擦力矩主要影响跟踪随机误差和伺服低速跟踪平稳性能。给出了改善低速平稳性能的解决措施;提出了一种数字复合控制融合新型结构滤波器(数字凹口滤波器+一阶惯性环节)的动态跟踪控制方法,解决了窄波束天线机械结构谐振频率较低影响伺服跟踪性能的问题。测试结果表明,天线最低平稳运行速度达0.005 (°)/s,速度误差优于10%;天线加速度在0.393 (°)/s^(2)时,方位动态跟踪均方根误差优于0.006 2°。遥感地面站天线设计方法实用有效,为今后同类天线伺服控制系统设计提供了理论依据。

一次哺乳母乳摄入量与吸吮时间相关性及其他影响因素的研究

目的 研究一次哺乳母乳摄入量与吸吮时间的相关性,并探讨其他相关的影响因素。方法 2015年6月至7月在深圳市罗湖区妇幼保健院儿童保健门诊开展母乳喂养摄入量横断面调查,招募足够1~12月龄婴儿及其母亲,观察一次正常哺乳过程,并进行问卷调查。严格定义并记录哺乳时婴儿吸吮时间,使用称重法获得一次哺乳母乳摄入量,采用问卷调查母子健康信息和喂养情况。使用多元线性逐步回归法建立包括吸吮时间等因素影响一次哺乳母乳摄入量和摄入平均速率的模型,并进行统计分析。结果 经筛选共纳入150对研究对象进行分析。一次哺乳母乳摄入量与吸吮时间呈直线相关(r=0.57,P<0.05)。单因素分析结果显示,所有因素的组间吸吮时间差异均无统计学意义(P>0.05),右侧哺乳乳房的一次哺乳母乳摄入量明显高于左侧[(61.14±32.14)g vs.(49.88±29.35)g,t=2.24,P<0.05];右侧哺乳乳房的母乳摄入平均速率明显高于左侧[(8.12±4.48)g/min vs.(6.66±3.38)g/min,t=2.67,P<0.05],母亲为家庭主妇/休产假的母乳摄入平均速率明显高于有工作者[(8.02±4.22)g/min vs.(6.60±3.65)g/min,t=-2.17,P<0.05],5~12月龄婴儿的母乳摄入平均速率明显高于1~4月龄婴儿[(8.15±4.25)g/min vs.(6.67±3.70)g/min,t=-2.27,P<0.05]。多因素分析结果显示,在1~4月龄婴儿中,吸吮时间、婴儿体重和母亲右侧乳房哺乳与一次哺乳母乳摄入量均呈正相关(R值分别为0.61、0.22、0.36,P<0.05),婴儿体重和母亲右侧乳房哺乳与母乳摄入平均速率均呈正相关(R值分别为0.22、0.27,P<0.05);在5~12月龄婴儿中,吸吮时间与一次哺乳母乳摄入量呈正相关(R=0.61,P<0.05),婴儿体重与母乳摄入平均速率呈正相关(R=0.26,P<0.05)。婴儿性别、婴儿年龄、婴儿出生体重,以及24h母乳喂养频率、母亲体质量指数、产次、母亲年龄、母亲职业均对两个年龄组一次哺乳母乳摄入量和母乳摄入平均速率均无显著性影响(P>0.05)。结论 影响一次哺乳母乳摄入量的显著性因素为吸吮时间和婴儿体重,在小年龄段婴儿中还包括哺乳乳房侧。需要进一步研究影响母乳摄入量的其他因素,如母乳喂养类型和哺乳间隔等。

振荡频率对曼氏无针乌贼成体死亡率及生存状态的影响

为提高曼氏无针乌贼增殖放流运输过程的存活率,在实验室条件下研究了0、60、100、120、140和160 r/min振荡频率对成体曼氏无针乌贼死亡率、乳酸、糖原含量及酶活性的影响。结果显示,除160 r/min死亡率略有下降外,其他组随着频率的增高死亡率升高,频率120、140 r/min时死亡率最高为91.7%,显著高于0、60、100 r/min处理组。死亡时间主要分布在振荡后的4~8 h,频率越低乌贼出现死亡的时间越晚,160 r/min率先在2 h出现死亡个体。除个别组出现波动外,随着频率的增大,两种组织(肌肉、肝脏)的糖原含量降低,而乳酸含量增大,140 r/min处理组糖原、乳酸含量与对照组间差异显著。除60 r/min处理组外,随着频率的增加,肝脏组织中的谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(GOT)活性降低,超氧化物歧化酶(SOD)活性增加,且120、140、160 r/min处理组3种酶活性与其他组间差异显著。碱性磷酸酶(ALP)活性随着频率的增加而升高,140和160r/min处理组与其他组间差异显著。乌贼死亡率与SOD、肌肉乳酸含量、ALP之间极显著正相关,与肌肉糖原含量、GOT和ALT活性、消化腺糖原含量之间极显著负相关。研究表明,频率显著影响乌贼的存活率,能量耗尽和肝脏损伤可能是乌贼运输过程高死亡率的主要原因,运输过程建议振荡频率小于100 r/min且运输时间小于3 h,尽量避免较大程度的晃动。本研究可为曼氏无针乌贼成体的增殖放流运输过程提供技术支撑。

不同剩余采食量渝州白鹅生长性能、屠宰性能及肉品质的比较研究

本试验旨在比较不同剩余采食量(RFI)渝州白鹅在生长性能、屠宰性能和肉品质方面的差异以及RFI与上述性状之间的关系。选用236只渝州白鹅Ⅲ系公鹅进行单笼个体饲养,试验鹅3周龄末上笼至10周龄末结束,试验期50 d。分别测定试验鹅3、4、6、8、10周龄末的加料量、剩料量和体重,获得各阶段的平均日增重(ADG)、平均日采食量(ADFI)、饲料转化比(FCR)和RFI。试验鹅在10周龄末屠宰后进行屠宰性能和肉品质测定。依据3~10周龄RFI数据,筛选出38只RFI最低、38只RFI最高和115只RFI居中的试验鹅分别作为低RFI组(L-RFI组)、高RFI组(H-RFI)和中RFI组(M-RFI组,作为对照),对3组试验鹅的生长性能、屠宰性能和肉品质性状进行分析。结果显示:不同RFI对试验鹅3~4周龄、4~6周龄、3~10周龄FCR以及各阶段ADFI有显著或极显著影响(P<0.05或P<0.01),且均以L-RFI组最低。不同RFI组各阶段体重和ADG无显著差异(P>0.05)。RFI与FCR、ADFI普遍存在显著正相关(P<0.05),与体重、ADG基本无相关性(P>0.05)。L-RFI组皮脂率、腹脂率极显著低于M-RFI组和H-RFI组(P<0.01),皮脂厚极显著低于H-RFI组(P<0.01),全净膛率、翅膀率、脚率显著或极显著高于H-RFI组(P<0.05或P<0.01),腿比率、腿肌率极显著高于M-RFI组和H-RFI组(P<0.01)。RFI与上述脂肪沉积性状呈显著正相关(P<0.05),与上述主要屠宰性能性状呈不同程度的负相关。不同RFI组肌肉pH、蒸煮损失和剪切力差异不显著(P>0.05),RFI与肉品质性状间基本不相关(P>0.05)。上述结果表明,RFI对渝州白鹅体重、增重和肉品质无显著影响;与M-RFI组和H-RFI组相比,L-RFI组渝州白鹅的饲料效率更高、屠宰性能更优、脂肪沉积更少。这提示,对RFI性状的负向选择有望提高肉鹅的饲料效率和屠宰性能且不会影响体重和增重,不会引起肉品质性状的改变。

探究居家慢性心力衰竭患者出入量监测纵向情况与预后的关系

目的分析慢性心力衰竭(chronic heart failure,CHF)患者入院至出院居家不同时期出入量监测现况,探究其与疾病预后的关系。方法采用方便抽样,纳入2021年6月-2022年6月某三级甲等医院收治的128例CHF患者为研究对象。对患者和照顾者开展规范化住院健康教育、居家出入量监测指导、出院电话与门诊随访等。于患者入院时、出院时、出院后1个月、3个月、6个月纵向收集患者不同时期出入量监测情况与预后相关指标,并进行相关性分析。结果(1)从入院到出院后6个月,CHF患者的出入量居家监测合格率分别为入院时14.2%,出院时79.7%,随访1个月、3个月、6个月时分别为60.9%、50%、40.6%,呈现下降趋势。(2)重复测量方差分析结果显示:不同时期患者预后相关症状发生率(呼吸困难、水肿)、心功能指标(NT-proBNP)、再住院率随出院时间延长,呈现风险升高趋势(P<0.05)。(3)出院后1个月、3个月、6个月,居家出入量监测不合格患者症状发生率、NT-proBNP高于监测合格患者。出院后3个月、6个月监测不合格患者再住院率显著高于合格者,差异有统计学意义(P<0.05)。结论CHF患者落实出入量监测是容量管理的重要内容。目前患者居家出入量监测状况不容乐观。不同时期监测情况与CHF居家疾病预后有显著相关性,建议结合随访期患者需求优化方案,着重提升出院后3个月与6个月患者的出入量监测能力,改善预后。

人行悬索桥的步行参数研究

以九峰山人行悬索桥为观测点,采用视频记录与人工筛选相结合的方法获取了2236个行人样本的实测数据,进而统计得到人行悬索桥上的行人步行参数(步频、步幅和步速)的分布特性和统计值,并给出了人行悬索桥上的步频-步速、步幅-步速和步频-步幅之间的转换关系式,得到以下结论:1)在人行悬索桥上,全部行人的步行参数都服从正态分布,即步频~N(1.726,0.258)Hz、步幅~N(0.596,0.094)m、步速~N(1.013,0.260)m/s,它们的合理性也在某工程实例的应用中得以验证;2)人行悬索桥上的行人步行参数的均值(标准差)要小于(大于)其他行走环境所统计得到的行人步行参数的均值(标准差);3)中国人的步频和步幅的均值(标准差)都小于(大于)西方人的步频和步幅的均值(标准差).因此,在设计我国的人行悬索桥时,不能直接采用其他人种和行走环境的行人步行参数的统计值,而应采用适合于人行悬索桥的步行参数.

碳氢树脂高频覆铜板的研究进展

本文综述了高频覆铜板的特点,并对其基体树脂的介电性能进行对比,重点介绍了碳氢树脂(PCH)高频覆铜板的研究进展。通过对目前碳氢树脂高频覆铜板研究的总结,找出现存的问题并对其未来发展趋势进行展望。

基于时频域分析的车载毫米波雷达干扰抑制方法

文中针对车载调频连续波雷达之间相互干扰导致虚警和漏警的问题,提出一种在时频域基于改进经验模式分解和自回归模型相结合的干扰抑制方法。该方法首先使用经验模式分解区分出拍频信号中干扰分量主导的低阶本征模态函数,将其转换到短时傅里叶变换域后通过全局阈值方法进行干扰分量定位;其次,在时频域根据定位信息将拍频信号包含干扰的数据置零;最后,使用自回归模型对拍频信号中缺失的有用信号进行估计并插值。通过仿真和实测结果显示,该方法在精确地去除干扰分量的同时可以减少有用信号的功率损失,干扰抑制后的信号与参考信号的相关系数达到0.9697。与现有干扰抑制技术相比文中方法也体现出更优的干扰抑制性能。