轨道交通“网-源-储-车”协同供能技术体系

为降低轨道交通系统牵引能耗,轨道交通“网-源-储-车”协同供能技术通过可再生能源的就地消纳,构建新型协同供能技术体系,实现跨时空高效用能.针对此新型供电系统结构,本文全面分析协同供能系统的物理架构、信息架构和社会架构的基本组成及类型特征;在此基础上,围绕资产能源化的基本概念,总结“荷-源”时空匹配评估方法与优化技术,并从系统角度阐述多源融合技术、保护重构、弹性评估等重要技术体系;重点分析“网-源-储-车”协同的高效能与高弹性的能源自洽技术,并基于人工智能和信息技术构建多层级能量管控系统,实现不同能量流的高效耦合,保障系统安全稳定经济运行.本文系统性地总结了轨道交通“网-源-储-车”协同供能系统的架构特征、评估优化、安全运维及协同运行等关键技术,阐述协同供能系统的技术组成体系,为协同供能系统的工程实践提供相应参考.

“双碳”目标下民用建筑用户侧储能应用展望与策略

探索“双碳”目标下民用建筑用户侧储能应用前景和应用策略,分析建筑用户侧储能安全性等问题,探讨建筑光储直柔、储能创新技术的推广应用,并提出利用用户侧储能构建多样性自备电源的策略。

液压四足机器人油源流量自适应控制研究

在保证机器人正常运行的前提下,为了控制方便,通常液压四足机器人的油源采用恒压恒流的供能方式,这将会导致机器人驱动功率远低于油源提供的功率,造成了严重的能源浪费。为了减小能量损失,提出变流量动态供油策略。介绍油源的变流量控制基本原理,通过负载预测得到各个液压缸速度大小,再结合阀控缸的数学模型推算出单腿在运动过程中实时供油流量需求,并建立仿真模型与机器人样机实验验证流量自适应控制的有效性。实验结果表明:利用油源流量自适应控制策略,液压四足机器人的节能效率相比恒流量供能系统提高了56.51%。

基于摩擦纳米发电机的输电线路振动能量收集装置

在电力物联网蓬勃发展的当下,如何持续且长时间地供能成为了数以万计的传感器所要面临的技术难题。摩擦纳米发电机(triboelectric nanogenerator,TENG)作为新崛起的高效供能技术,在传感器的自供电领域有着非常广阔的应用前景。文中基于摩擦电工作原理,利用多层弹性体结构的垂直接触分离TENG,设计出一种面向输电线路微风振动的多层弹性体TENG能量采集装置。通过振动能量采集器输出性能测试平台模拟输电线路微风振动状态,对不同频率和振幅下能量采集器的基本电气特性进行测试,结合电能管理策略,构建面向输电线路微风振动的振动能量采集自供电系统,实现宽频带振动能量的高效采集与转换,完成对商用传感器的供能。最后,通过输电线路振动缩比模型验证文中所设计振动能量采集装置的有效性与可行性。文中设计的振动能量采集自供电系统能够有效地将输电线路宽频振动能量转换为电能,具有结构简易、经济性好的特点,解决了电力物联网传感器不能持久绿色供电的问题。

可穿戴设备高效自供电结构设计研究

基于法拉第电磁感应定律和压电效应原理,该文设计一款自供电可穿戴设备。该设备包括设备主体和安装于设备主体内的供电装置,供电装置包括组合发电模块、电路板、电池,组合发电模块包含线圈、强磁体及若干组压电陶瓷片,组合发电模块通过强磁体来回穿过线圈产生电动势和强磁体撞击压电陶瓷片产生电动势实现发电,线圈和压电陶瓷片均分别与电路板电连接,电路板、电池及设备主体依次电连接。该自供电可穿戴设备通过组合发电模块能够将动能转变为电能,不仅发电快而且穿戴便捷,重要的是,这种可穿戴设备可以通过自供电系统节约能源。

某超高层建筑供配电系统设计探讨

通过大连某工程实例,介绍超高层公共建筑的供配电系统设计,包括负荷分级、供电电源、备用电源配置、变配电所及变压器选择,重点对高区变配电所不同位置及数量的设置方案进行比较分析,最后结合新版变压器能效标准介绍变压器的节能设计。

基于粒子群自调节的水力发电机组运行负荷动态分配研究

为了优化资源配置,提高水力供电综合效益,研究基于粒子群自调节算法的水力发电机组运行负荷动态分配。通过水力发电机组负荷变化能耗曲线拟合,了解与建立水力发电耗水量与负荷变化之间的关系;建立机组负荷经济分配数学决策模型,以水力发电耗水最低为目标函数,设置各项约束条件,修正发电机组目标期望值;基于粒子群自调节算法实现对当前发电机组运行负荷动态分配的求解。经实验分析,所提方法动态负荷分配后的负荷率较高,耗水量大大减少,有效提高了发电机组运行的经济性,满足动态负荷分配要求。

景福公司自备应急电源方案设计

景福公司建设时没有考虑应急备用电源,存在安全隐患,因此为防范和遏制煤矿无计划大面积停电事故,确保井下工作人员安全升井,决定在矿井增设自备应急电源。本文根据景福公司实际情况,对自备应急电源的类型进行选择,选择大容量静态储能装置EPS作为自备应急电源,并根据设计所需负载量等信息进行储能装置规格计算和相关系统的布置。实践表明,此次设计的7.15MW/10kV的升压一体化单元以及8.08 MWh的储能电池系统运行良好,可以在突然断电情况下保证景福公司井下重要用电负载的正常运行,达到了预期目的,保障了景福公司安全高效生产。

基于新型电源供电的无线传感网络节点设计

基于新型集成式压电能量收集模块LTC3588-1,结合压电自发电单元特性,进行了面向环境监测的无线传感网路节点的设计。实验结果表明,与改进后的电荷捕获电路相比,系统具有能量收集效率高、传输距离较远等优点,有效地解决了无线传感网络节点能源供电的问题,达到了节能环保的目的。

基于自适应功率输出控制的电流互感器取能电源设计方法

电流互感器取能电源在母线大电流时存在发热问题,影响电源的使用寿命。为此,文中提出了一种基于自适应功率输出控制的电流互感器取能电源设计方法。在分析电流互感器取电原理的基础上建立了电流互感器取能线圈的负载等效模型,推导了线圈的输出功率与母线电流的关系。通过控制双向晶闸管的通断达到控制取能线圈功率输出的目的,保证了电源在大电流时不发热。给出了该自适应功率输出控制电路的实现形式,通过建立其等效模型,推导了导通角与母线电流的关系。试验表明,依据所提设计方法制作的电源样机可在宽电流范围内工作在低热耗状态,验证了所提方法的可行性。

一种带有能量自补给节点的异构传感器网络分簇路由算法

针对现有无线传感器网络分簇路由算法的网络生命周期短、能量消耗不均衡等问题,结合节点的能量采集技术,提出了一种带有能量自补给节点的异构传感器网络分簇路由算法。考虑到实际环境中节点能量补给不稳定,根据节点的剩余能量和当前能量自补给状态,设计了能量均衡的簇头选举机制和簇间多跳机制。仿真结果表明,在延长网络生命周期和均衡全网能量消耗方面,该算法优于采用相同能量补给规律的传统分簇路由算法(LEACH算法和SEP算法)和其他基于能量自补给的分簇路由算法(PHC算法和EBCS算法)。

基于压电俘能装置的刨刀受力检测系统

为实现刨煤机刨刀在作业过程中受力在线检测,克服刨煤机机身上安置电源难的问题,提出一种基于压电振动俘能的自供电受力检测系统。将刨煤机工作过程中的振动能量有效地转换为电能,保证检测装置和无线信号发射装置能够长期正常运行。通过多个周期测试表明,检测系统的自供电性能稳定,能够实现刨刀三向载荷的在线检测;并得到了100 s内三向载荷变化曲线,分析发现刨削阻力(Y向)、煤壁挤压力(X向)和煤壁侧向力(Z向)大小依次降低,且载荷波动性也呈现相同的规律,测试结果与实际工况相近,表明检测系统具有较高的精确度。

单组元发动机——能量自给机器人的新型动力源

供能问题是目前制约能量自给机器人广泛应用和进一步发展的关键技术之一。在对能量自给机器人常规储能动力装置进行比较分析的基础上,阐述了单组元推进剂及单组元发动机的基本概念、释能方式和工作特点,并推导出单组元燃料做功能力的基本特征参数。随后,根据能量自给机器人动作行为的不同,综述了国内外正在开展的不同类型单组元发动机的工作原理和研究现状。结合前期开展的单组元发动机和内燃式液压自由活塞发动机的研究工作,指出了单组元发动机的深入研究所需解决的关键技术问题,认为单组元发动机是解决能量自给机器人供能问题的一种值得深入研究的新型动力源。

HPGe探测器测量低能γ射线^(241)Am的研究

目前,广泛使用的HPGe探测器已经很好地应用于能量范围从100～2000keV之间的γ射线测量,但是在低能区(<100keV),测量分析结果不是很理想。通过实验的方法测量241Am的59.5keVγ射线,然后对结果采用不同的修正并与参考值进行比较分析,得到一种测量低能γ射线的实验方法。

晶闸管中频电源软启动电路研究

针对中频电源启动问题,介绍了两种软启动电路——自激软启动电路和基于CD4046的软启动电路的构成和原理。实际应用表明,此两种电路启动成功率高、简单实用、可靠性高。

重庆养猪场自给能源废水中温发酵系统温度调控研究

该文提出了针对中小规模养殖场废水治理的一种能源自给的中温UASB(上流式厌氧污泥床)工程系统。该系统中发酵温度高于常温UASB,并且随季节变化不大,反应速度快,处理效果好,产气率高且稳定。在设计实例的基础上分析了中温UASB工程系统工作的合理废水温升选择的依据和方法和废水加热系统的调节方法。为了适应重庆的气候特点,计算分析得出了适当的温升控制方案。研究结果表明:在年平均气温高于14.2℃的地区,不需要额外的燃料补充即可使用该系统进行中温厌氧处理废水,发酵温度可维持在28℃以上。

一种基于无线传感器网络的生物信息检测系统节点电源设计

针对电源系统需要为系统中微处理器、传感器、信号调理电路、无线通讯模块等提供工作电源的目的,提出一种生物信息检测系统中无线传感器网络(WSN)节点的电源设计方案。除了通过内部3.7 V锂电池,振动产生的机械能也可以用来提供能量。系统工作过程中能自动对供电方式进行选择,并完成对锂电池的充电任务。节点采用带有8051内校的CC2430无线射频芯片,通过有效的动态电源管理和唤醒休眠机制的软件设计,针对生物信息检测系统实现了一种低功耗的能量自供给的无线传感器节点电源设计。

绿色节能住宅设计

通过一次京郊农村住宅的设计竞赛 ,试图将综合节能节地的技术手段与空间处理联系起来 ,寻求人、建筑、自然三者和谐统一的建筑设计方法 。

美国“能源独立”战略及影响分析

历届美国政府都将"能源独立"作为政府孜孜以求的理想和目标。近年来,由于美国油气产量,尤其是页岩气等非常规油气产量的大幅增长,同时国际金融危机导致美国石油需求减缓甚至负增长,美国"能源独立"战略取得了显著进展。石油对外依存度出现拐点,并逐步摆脱了对中东地区石油的依赖,能源自给率逐渐提高,2011年达到81.4%。美国经济将因能源成本优势而加速复苏,贸易赤字大幅削减,并进一步吸引国际资本回流。北美正在成为世界能源供应版图中隆起的板块,将在一定程度上削弱中东地区能源的战略地位,并深刻影响地缘政治和全球经济格局。以中印为代表的发展中国家将成为全球,特别是中东能源消费的主力。未来围绕石油的核心矛盾将从OPEC与OECD之间的利益冲突,逐步转移到新兴经济体与OPEC之间的供需稳定问题上。全球能源格局调整将使我国能源发展和能源安全面临更为严峻的挑战。我国应加快推进和完善石油战略储备体系,积极推动"走出去"战略,强化全球能源供应能力建设,加大非常规能源勘探开发的科技投入,同时要大力发展清洁/替代能源,大幅提高能源利用效率。

面向电力设备的温度检测节点功耗研究及自供电电源设计

对电网中电力设备进行实时的温度检测是避免电网设备故障与安全事故的重要手段,采用非接触式的无线测温技术是近年来电力系统向智能化发展的重要体现。针对智能电网的发展需求,设计了一种基于无线射频通信技术的温度检测节点,该节点由温度传感器DS18B20、超低功耗单片机PIC18LF14K50与无线射频收发芯片MRF49XA组成,可实现休眠等待、数据采样处理与无线通信3种工作状态。通过设置不同工作状态下的关键参数,对温度检测节点的平均功耗进行测试比较,总结归纳了节点功耗规律。在此基础上,为温度检测节点设计了一种基于LTC3588-1芯片的自供电电源管理单元,采用成熟可靠的感应电流取能技术满足温度检测节点的自供电需求。研究表明,当节点处于充满电状态时,一旦切断能量源,节点仍能持续稳定工作47h,足以维持温度检测节点的正常工作直至电网恢复正常运行。