基于数字孪生混合储能的电动汽车参与微电网负荷功率波动平抑研究

针对电动汽车接入微电网后负荷峰值会显著增加,使得峰谷差提升,从而影响微电网的稳定运行的问题,提出基于数字孪生混合储能的电动汽车参与微电网负荷功率波动平抑方法。通过计算电动汽车初始荷电状态和电动汽车离网时间,分析电动汽车负荷特性;将数字孪生技术和微电网混合储能系统相结合,构建数字孪生混合储能模型,结合电动汽车负荷特性结果,构建负荷功率波动平抑目标函数,实现负荷功率波动一次控制;通过HESSS自调节二次修正负荷功率,完成电动汽车参与微电网负荷功率波动平抑。测试结果显示:在该方法应用下负荷功率的波动情况均在20~60kW之间,微电网供电不足概率结果均低于33%,典型日和非典型日中电力负荷峰谷差的结果均在44%以下。由此说明该方法能够分析电动汽车在不同的状态下的荷电状态,可有效实现微电网负荷功率平抑。

面向风电场频率支撑的混合储能层次化容量优化配置

为应对风电大规模并网给新型电力系统运行的安全稳定带来新的重大挑战,通过混合储能技术参与风电场并网平滑输出功率和辅助一次调频可以有效减缓风电场输出功率波动,主动支撑电网频率安全。兼顾不同储能系统的优势,该文提出一种基于飞轮和锂电池的混合储能平抑-调频方案,并考虑混合储能系统的全生命周期成本,结合多时间尺度的需求,构建容量优化配置的层次化模型。平抑层计及售电收益和碳交易收益,调频层考虑一次调频收益。充分考虑层次化模型间的耦合特性,以年化收益最大为目标,并通过实际数据进行计算分析。结果表明,相比混合储能仅参与平抑波动,计及风电消纳和一次调频需求的层次化容量配置模型可以有效发挥各自在功率平抑和调频支撑上的优势,整体经济性更好,可有效提升风-储联合系统的全生命周期净收益。

电池储能平抑风电场功率波动的稳定性分析

电池储能装置是平抑风电场功率波动的有效手段,其与风电场组成典型的电力电子化系统,复杂的耦合特性带来谐振振荡失稳风险。首先,通过构建电池储能装置接入风电场及送出线路的主电路等效模型,采用状态空间建模方法建立了整个系统的理论分析模型。其次,采用模态分析方法辨识了引起系统谐振失稳的关键影响因素及其影响因子,并采用根轨迹法研究了主电路和控制系统参数等关键因素的影响规律。最后,基于电磁暂态仿真模型,从主电路和控制系统参数两个方面验证了所建模型的正确性。结果表明,交流系统强度降低、锁相环控制器参数以及风电场与储能同时逆变的工况对稳定性影响显著,同时理论模型所预测的谐振失稳频率和电磁暂态仿真模型所得到的失稳频率基本一致,相对误差小于2.0%。

压水堆中涂层式轴向非均匀MA/^(6)LiD嬗变棒的嬗变性能研究

为提高次锕系核素(Minor Actinides,MA)在压水堆中的嬗变效率,同时利用MA核素展平堆芯轴向功率分布,以华龙一号(HPR1000)177压水堆堆芯结构作为参考,研究利用热-快中子转换材料^(6)LiD设计的涂层式轴向非均匀MA/^(6)LiD嬗变棒性能。嬗变棒内部为UO2,外部为MA核素与^(6)LiD混合组成的嬗变涂层材料,该涂层材料在嬗变棒上的布局为轴向三、五、七段式结构,涂层厚度由中间向两端依次减小。计算研究嬗变棒在堆芯内照射540 d的嬗变性能发现,当嬗变涂层材料中^(6)LiD与MA的质量之比为2∶8时,嬗变率达到23.25%的最好效果;涂层式轴向三、五、七段式非均匀嬗变棒中七段式嬗变棒的嬗变率最高,为25.43%,三段式非均匀嬗变棒的裂变效果最好,MA核素裂变率为4.48%;同时该轴向非均匀结构的嬗变棒可将堆芯轴向功率峰因子由1.778降低至1.375。研究结果表明:相较于轴向均匀的嬗变棒,轴向非均匀嬗变棒不仅具有较高的嬗变效率,而且具有良好的轴向功率展平效果。

风储系统混合储能的功率分配与双层能量管理策略

为有效抑制风电功率波动,提出了基于自适应滑动平均算法与遗传算法-变分模态分解(GA-VMD)的混合储能功率分配策略.针对普通功率分配策略会造成混合储能深度充放电问题,提出了一种考虑混合储能荷电状态(SOC)的优化、协调调度的双层能量管理结构.在获得混合储能系统初级功率指令的基础上,优化层根据当前储能设备SOC修正初级充放电功率指令;协调调度层通过对比两种储能设备SOC的状态来合理选择储能设备进行功率调整.仿真结果表明,所提方法能够自适应地对风电功率进行分解,保证混合储能整体充放电能力,同时有效避免过充过放问题.

压水堆中环形轴向非均匀MA嬗变棒的中子学性能研究

为提高次锕系核素(Minor Actinides,MA)在压水堆中的嬗变效率,同时利用MA核素展平堆芯轴向功率分布,研究工作以177压水堆堆芯结构作为参考,利用蒙特拉洛程序RMC计算研究环形轴向非均匀MA嬗变棒的中子学性能。嬗变棒为中空的环形结构,嬗变材料为MA与UO2的均匀混合物,其中MA质量份额为1 wt%、3wt%以及5 wt%,MA核素在嬗变棒上沿轴向进行非均匀填充,分别开展了三、五、七段式嬗变棒的中子学性能研究。研究结果发现:(1)该嬗变棒具有优良的嬗变性能,当环形嬗变材料厚度的2 mm时,轴向分5段的环形轴向非均匀嬗变棒的嬗变率最高,可达64.55%;(2)相较于环形轴向均匀嬗变棒,该环形轴向非均匀嬗变棒具有良好的轴向功率展平效果,可将轴向功率峰因子由1.778降低至1.390;(3)压水堆堆芯装载MA嬗变棒后,可显著优化堆芯在高硼浓度下的慢化剂温度反应性效应,使堆芯在1300×10^(-6)的硼浓度下依然具有负的温度效应。

小型氦氙冷却移动式反应堆堆芯设计优化分析

小型移动式核反应堆电源能为偏远地区、事故应急等场景提供所需的电能和热能,而堆芯的轻量化和小型化是小型移动式核反应堆电源的设计重点。由此,基于前期概念设计,本研究提出了一个高可靠、长寿命的小型氦氙冷却固体核反应堆堆芯设计及其反应性控制方案。首先,在综合考虑反应堆寿命以及热工安全设计等限制条件的基础上,使用蒙特卡罗程序OpenMC进行了堆芯几何优化分析,得到了堆芯质量最小化的设计方案。其次,分析了含可燃毒物的布置优化方案,通过在堆芯靠近反射层附近的燃料棒中添加2%质量分数的可燃毒物Gd2O3,寿期初径向功率峰因子从2.22降低至1.43。最后,基于分层分块滑移反射层的反应性与功率控制方法,提出了反应性线性控制方案,该方案还可以保证事故情况下的反应堆安全。相关结果可为小型移动式核反应堆电源的堆芯设计及反应性控制提供参考。

基于超短期光伏功率预测的混合储能控制策略

针对储能系统平抑光伏输出功率波动存在滞后性的问题,提出了一种基于超短期光伏功率预测的混合储能控制策略.在功率预测方面,使用改进的灰狼算法对最小二乘支持向量机(LSSVM)预测模型的超参数进行优化,提高了预测速度与精度.在功率平抑方面,使用基于超级电容荷电状态(SOC)的功率分配策略,提高了平抑速度.仿真结果表明,所提出的控制策略能够有效地提高储能系统平抑速度,缓解储能系统平抑功率波动存在的滞后性问题.

Y型模块化多电平换流器电流的微分平坦控制策略研究

Y型模块化多电平换流器(Y-type modular multilevel converter, Y-MMC)为一种具备大功率、低成本、高电压特性的三相交流-交流变换器,能够适用于海上风电领域。目前Y-MMC低频侧及工频侧电流一般均采用PI控制,而PI控制用于Y-MMC这种非线性复杂对象的控制效果并不理想。为此,提出了Y-MMC低频侧及工频侧电流的微分平坦控制策略来解决此问题。首先根据Y-MMC的拓扑结构,推导出其解耦模型;然后,推导正、负序微分平坦控制的数学表达式,并利用Lyapunov理论证明其全局渐进稳定性;最后,在Matlab/Simulink仿真平台上和在RT-LAB半物理平台上进行仿真和实验验证,结果表明所提微分平坦控制方法的正确性和有效性。

单相并网逆变器微分平坦-准比例谐振控制

针对单相并网逆变器并网时传统控制存在的动态响应能力不佳、鲁棒性能较差的问题,提出一种基于直接功率控制的新型控制策略——微分平坦-准比例谐振控制,在提高系统动态性和鲁棒性的同时能提高并网电流质量.根据单相逆变器拓扑结构,采用二阶广义积分器(second-order generalized-integrator,SOGI)构造虚拟量,建立dq坐标系下的数学模型,并根据微分平坦理论验证系统的平坦性;设计包括基于微分平坦理论的前馈控制和误差反馈补偿准比例谐振控制的电流内环控制器,以及功率外环微分平坦控制器;在MATLAB/Simulink中搭建系统仿真模型.仿真结果表明:在给定有功功率与电网电压突变工况下,该控制策略具有优越性和有效性,可在提高系统动态性和鲁棒性的同时降低并网电流谐波含量.

喇曼光纤放大器泵浦模块的设计

首先介绍了多波长泵浦的喇曼光纤放大器(FRA)的系统结构,然后详细分析了泵浦模块的结构以及设计中考虑的问题,最后讨论了泵浦激光器的功率配置问题,以达到设计所要求的开关增益、放大带宽和增益平坦特性等。

权力转换:网络权力与现实权力的互动研究

"网络权力"是网络空间权力的新形态,体现为一种动态的网络关系,它与现实权力无法割裂。网络权力不仅作用于虚拟空间,在现实空间中也具有巨大影响力;对现实权力的影响加以移植,可以使之在网络空间中发挥权力效力。在二者的互动中,依靠对应的转换策略,网络权力和现实权力能够得以互相转换,这种转换体现在现实权力的网络映射和网络权力的现实运作两个维度。互联网带来了"社会扁平化"的可能,以网民为主体的网络权力存在摆脱寡头规律的可能,网民的灵活多变、没有固定模式的网络权力转换实践,将成为影响网络社会变迁的强大的向上力量。

截断平顶高斯光束M^2因子的比较研究

使用熵束宽、渐近分析和环围功率法对截断平顶高斯光束的束腰宽度w、远场发散角θ0和M2因子作了比较研究.结果表明:按不同束宽定义得到的截断平顶高斯光束的w、θ0和M2因子不同,且与截断参量a/ w0(a为光阑半宽度,w0为平顶高斯光束初始束腰宽度)有关.随a/ w0的增加,三种方法计算得到的w、θ0和M2都分别趋于某常量.

三维平顶高斯光束通过环形光阑的传输特性

利用Collins衍射积分公式对三维平顶高斯光束通过有中心遮拦的矩形环状光阑的传输特性进行了详细研究。对菲涅耳衍射和夫琅和费衍射的数值计算结果表明 ,遮拦比e和截断参数δ对其光强分布和远场能量 (功率 )集中度有影响。

非傍轴平顶高斯光束M^2因子两种定义的比较研究

基于功率密度的二阶矩方法,推导出了非傍轴平顶高斯(FG)光束束宽和远场发散角的解析表达式·研究表明,当w0/λ→0时,远场发散角趋于渐近值θmax=63.435°,与阶数无关·使用非傍轴高斯光束代替傍轴高斯光束作为理想光束,研究了非傍轴FG光束的M2因子,并与传统定义的M2因子作了比较·在非傍轴范畴,非傍轴FG光束的M2因子不仅与阶数N有关,而且与w0/λ有关·按照定义,当w0/λ→0时,非傍轴FG光束的M2因子不等于0,对阶数N=1,2,3时,M2因子分别趋于0.913,0.882和0.886·当N→∞时,M2因子取最小值M2min=0.816·

100MW级高峰值功率高光束质量Nd:YAG激光器

报道了一台高峰值功率、高光束质量、高稳定性的100 MW级脉冲灯泵浦Nd:YAG激光器。激光器整机采用种子注入功率放大方式,由激光脉冲放大理论出发,理论分析了影响放大级输出能量密度的因素,结合腔型结构优化设计,合理地选取了实验器件参数。实验中,本振级采用基模动态稳定腔结合电光调Q方式,实现了42mJ基模脉冲激光稳定输出,发散角为0.9mrad。当重复频率为10Hz时,经过腔外两级放大,激光器最终获得了1.146 J的1 064 nm动态激光,脉宽为9.2 ns;输出光束为平顶高斯型分布,发散角为0.3 mrad,1 h内的能量不稳定度RMS≤2.88%。

一款平顶特性窄带滤波器的设计

为满足地球物理勘探中频域测试的需求,利用数值计算的方法,计算并得出了两级级联的有源带通滤波器在临界偏调时各级中心频率f0与Q值的关系;据此设计并制作了具有平顶特性的窄带通滤波器。实测结果表明其特性与理论计算曲线一致。此外,还对电路的选择性、灵敏度、平顶宽度以及等效噪声带宽等参数作了进一步讨论。建议利用该电路设计成50Hz工频陷波器。

一种新型宽带EDFA及其实验研究

文章提出了一种基于三端口增益平坦滤波器、且在拓扑结构上不同于以往并行或串行结构的掺铒光纤放大器(EDFA)的新结构。理论模拟显示,同常规的并行结构EDFA相比,该新型结构在保证C波段EDFA性能的同时亦可将L波段掺铒光纤(EDF)用量减少48%以上,改善L波段泵浦效率55%以上。实验中,我们在C波段使用两只输出功率分别为106.9和109.6 mW的980 nm泵浦激光器,两段EDF的长度分别为8.5和9.6 m,在L波段我们仅用1只80 mW的1 480 nm泵浦激光器,EDF长度为19.8 m。试验结果显示,在C+L波段内得到的信号增益>23 dB,增益平坦度<0.6 dB,噪声指数在C和L波段内分别<4.4 dB和5.6 dB。

10MW级小型铅基反应堆功率展平分析

铅基反应堆在小型化方面具有独特的优势。为保证燃料元件的完整性,提高反应堆的安全性和经济性,反应堆功率分布需要进行展平。本文针对小型铅基反应堆开展功率展平分析。首先,分析了反应堆堆芯直径、反射层材料占比和燃料分区布置对功率分布的影响,结果表明堆芯直径对功率分布的影响相对较小,而反射层材料占比和燃料分区布置对功率分布的影响相对较大。然后,基于以上结论从反射层材料占比和燃料分区布置两方面对10 MW小型铅基堆CLEAR-M10进行功率展平设计,选择3cm的氧化铍与7cm的不锈钢作为反射层,堆芯燃料采用四区布置方式,燃料富集度沿堆芯径向由内到外依次为18%、18.5%、19.75%、17%。功率展平后的径向功率峰因子由1.55降低到1.13,满足热工限值,具有较好的安全性和经济性。

微网柔性并网功率平抑控制策略研究

微电网内分布式电源存在发电功率不稳定的问题,当微网与大电网并联运行时会对大电网系统的稳定性产生影响。为了消除微网内功率波动对大电网的影响,需对并网接口做出改进。文中提出了一种可平抑微网内功率波动的柔性并网接口,将配电网与微电网进行柔性互联。该接口以背靠背变流器为雏形,将混合储能技术运用在并网技术上,计算出微网内功率的波动量,再通过并网接口中的混合储能环节进行平抑,消除了微网功率波动对配网功率的影响,并简化了微网内微源的控制方式。利用MATLAB/Simulink仿真平台进行实验,验证了柔性并网接口可有效平抑微网功率波动的能力以及微网运行模式切换时并网接口可有效简化微网内控制方式的作用。