考虑氢储的风光氢综合能源系统多时间尺度随机生产模拟

风光发电出力的不确定性和电力存储困难制约着新能源的发展.氢能作为一种优质二次能源,具有绿色无污染和能量密度大的优点.为应对新能源出力的波动性与随机性,提出一种考虑氢储的风光氢综合能源系统多时间尺度随机生产模拟方法.首先,考虑在氢储系统模型中加入热能回收环节,构建包含电热氢多元储能的风光氢综合能源系统模型;其次,对风光氢综合能源系统进行多时间尺度随机生产模拟,通过中长期生产模拟得到系统检修安排与氢储季节分配方案,并将中长期模拟结果作为边界进行短期生产模拟,实现电氢热多元储能相互配合平抑风光随机波动性.最后,利用IEEE-RTS79节点算例验证所提方法能够提高系统运行的可靠性、灵活性、低碳性.

稠油油藏SAGD开发后腔体储氢潜力数值模拟

氢气作为一种清洁能源有望替代化石燃料成为主要能源载体,地下储氢是实现氢气大容量长期存储的有效途径,是近年来新兴研究领域。为此,在目前盐穴、枯竭油气藏及含水层3种传统地下储氢地质体外,探索了一种新的储氢方法,即利用稠油油藏蒸汽辅助重力泄油(SAGD)后形成的腔体进行储氢。首先对比了稠油油藏SAGD开发后储层储氢与常规地层储氢的优缺点,进而采用数值模拟方法对其建立地下储氢库的可能性进行论证,最后明确了不同注采方案的氢气储量及回收率,揭示了储层注采氢气阶段氢气与地层原有气体的流动特征。研究结果表明:①相较于常规枯竭油气藏储氢库,利用稠油油藏SAGD开发后的枯竭腔储氢具有储气量大、氢—油过渡带导致的氢损更低、无需注入或仅需注入少量的垫气、可降低氢脆风险、可提前监测闭圈盖层稳定性及气体密封性等优点;②典型单井组SAGD开发后的枯竭腔可储存约490 t氢气,回收率约为90%,且随着注采周期增多,采出的氢气纯度越高,第4个采氢周期后氢气采出纯度高达99%;③氢气存储方式的差异会导致甲烷在枯竭腔中的聚集位置发生变化,长期存储方式在氢气注入结束后,甲烷主要聚集在枯竭腔的底部,而短期存储方式下甲烷只会被氢气挤压到枯竭腔顶部的左右两侧,导致产氢过程中甲烷的产出规律不同。结论认为,利用稠油油藏SAGD开发后的储层进行高纯氢气的储存在储氢量、氢气回采纯度和建库成本方面都具有显著优势,是一种解决大规模储氢的高经济效益储氢技术,该研究成果能够为中国地下储氢技术的选址和建设运行提供指导和参考。

新型电力系统电力电量平衡调度问题的思考

随着新能源渗透率的不断加大,电力系统的电力电量平衡特性、分析方法和应对策略都将发生重大改变。有效应对新能源出力的不确定性,保证电力可靠供应与清洁能源最大限度消纳的难度显著增加。基于新能源出力预测精度与电力调度保供应、保消纳决策目标期望均随时间尺度的缩短而逐渐提高的特点,提出一种按时间尺度逐层分解、递进优化的电力电量平衡分析方法与调度优化策略。通过分层递进与目标解耦,可在新能源高占比场景中实现以电力可靠供应与清洁能源最大限度消纳为目标的高效求解。以某电网的新能源高占比规划场景为例,对该系统中的电力电量平衡分析与调度策略优化问题进行年、月、周、日等各时间尺度上的全过程研究,揭示新能源高占比场景中调度机构开展电力电量平衡工作面临的新问题与新挑战,提出调节资源协同配置、发电机组检修策略调整、送受电策略调整及配套电力市场机制建设等建议措施。

项目群甲供非商品化资源费用与生产规模优化模型

根据NCRPE生产系统生产不均衡、项目群实施过程中难以扩大规模的特点,分析NCRPE初始配置的相关费用以及初始配置相关费用与NCRPE生产规模之间的关联关系,同时利用资金时间价值原理,对NCPRE生产系统建设费用和运行费用进行折现,构建基于生产规模的项目群NCRPE费用现值优化模型,选用模拟退火粒子群算法进行仿真实验,并开展案例分析验证模型的可行性与有效性。研究结果表明,构建的NCRPE费用优化模型能够有效地缩小NCRPE生产规模、降低NCRPE生产系统总费用,从而实现业主支付费用现值最小化;选用模拟退火粒子群算法所求解得到的NCRPE生产系统费用优化模型具有高效性,能够有效提高管理效率。基于研究结果,提出未来研究需要对NCRPE初始配置费用进行更为详细地分析。

基于较高收割机生产率的东北地区适宜水田规格阈值分析

农业规模化机械化是东北地区农业产业发展的必然趋势,规模化水田布局除了考虑灌溉效率问题,还需要协同农机作业性能等目标来满足当前农业生产的需求。本文将田间试验与数值模拟相结合,田间试验测量了庆安国家灌溉试验重点站内22块水田的收割机生产率,数值模拟选取了收割机机型、田块面积、田块长宽比共计210组方案,利用收割机生产率模型开展数值模拟,分析了水田不同形状、面积和长宽比对收割机生产率的影响,探究了基于较高收割机生产率前提下东北地区适宜水田规格阈值。研究结果表明,具有较大面积、较大长宽比的矩形水田规格有较高的收割机生产率,适宜东北地区水田长度和宽度的阈值分别为[160 m,200 m]和[40 m,200 m],该结果可为水田优化布局提供技术参考。

某油田注水全工段结垢预测及结垢离子控制

W油田随着开发的深入产液量不断增大且矿化度较高。采出液随温度、压力、流速等变化使成垢离子相互碰撞结垢。在不降低产量和不堵塞储层的基础上,要想实现产出水的循环利用就必须对其进行处理再回注。本文利用ScaleChem软件对W油田注采全工段的结垢趋势进行预测,结果表明生产水回注结垢风险较大且结垢类型为碳酸钙、硫酸钡和硫化亚铁,将结垢离子控制至Ca^(2+)/HCO_(3)^(-)/Fe^(2+)/S^(2-)<40/200/0.3/5 mg/L时回注,可减少99%的结垢风险,为现场提供了有效的参考依据。

多时间尺度的新型电力系统调峰分析

随着新能源穿透率的提高,新型电力系统在电力保供和新能源消纳两方面的问题愈发突出。首先,分析了新型电力系统在季节尺度、连续多日尺度和日尺度遇到的向上调峰和向下调峰的问题和解决思路;然后,提出了基于电量平衡和生产模拟的多时间尺度调峰分析方法和流程;最后,以某省级电网为算例,对该系统各时间尺度的向上、向下调峰情况进行了详细的测算分析,并给出了解决不同时间尺度调峰问题的建议措施。

含大规模清洁能源电力系统的多时间尺度生产模拟

随着大规模清洁能源的并网,其波动性和随机性给电力系统带来的挑战日益凸显。为兼顾清洁能源的季节不均和短时波动,该文提出一种电力系统多时间尺度生产模拟方法,由中长期模拟和短期运行模拟两部分组成。前者主要解决清洁能源的季节分布问题,考虑风、光与水电的互补,制定常规机组检修计划和水电电量分配方案;后者以此为基础,考虑预测误差等新能源出力的随机特性,在确定系统运行计划的同时,给出新能源电力的可消纳区间,量化评估系统的新能源消纳能力。基于我国西北某省规划数据的算例分析证实,所提出的框架和方法准确有效,能全面反映并处理新能源出力的季节和短时分布特性,通过不同时间尺度多能互补可进一步优化系统中长期和短期的运行方式。

实验模拟指示曲线法确定气井合理生产压差

通过对气井的二项式方程以及采气指示曲线的分析可知:为充分利用地层能量,采气指示曲线上翘点所对应的气井流压即为气井的合理流压,该点所对应气井的生产压差即为气井的合理生产压差,在此理论基础上,采用实验模拟研究的方法,根据油气藏实验模拟相似定律,充分模拟地层条件下井筒壁附近储集层采气指示曲线,确定合理流动压差,进一步转化为气井的合理生产压差。通过对长庆油田8口井的实验研究,得出该地区一类储集层气井的合理生产压差应该控制在2.5MPa以内,二类储集层气井的合理生产压差应该控制在3.5MPa以内,三类储集层气井的合理生产压差应控制在4.5MPa以内。

长庆油田地层硫酸盐结垢预测模拟

长庆油田主要开采层系中生界侏罗系延９、延１０油层组，地层水中普遍含有钡、锶、钙离子，而且含量很高，作为该区注入水的洛河水含较高的硫酸根离子，引起硫酸盐垢沉淀。文中着重研究油田作业过程中ＢａＳＯ_４、ＳｒＳＯ_４、ＣａＳＯ_４垢的沉积问题，利用电子计算机来模拟地层水和注入水混合引起的结垢趋势，提出了在油藏不同条件下硫酸盐垢的预测模型和高精度的数值模拟方法，研制了具有全面预测功能的软件系统。

轿车生产线装配工艺规划的仿真系统设计

轿车生产线工艺规划是连接轿车设计与大批量生产的桥梁。为提高计算机辅助生产线装配工艺规划的质量和效率,本文在完成轿车装配工艺建模和装配序列生成的基础上,综合考虑流水线装配生产中与装配工艺规划密切相关的因素,提出建立装配流水线工艺图的仿真建模方法,设计了相应的软件包进行面向生产线的装配任务规划,直观显示任务规划结果,为工艺规划提供了有效的工具。

特殊黄铜合金用于N80钢的电化学防垢效果

用高温熔炼方法制备含稀土铈的特殊黄铜合金,并将该合金和C7701合金分别浸泡于模拟油气田产出水中对产出水进行处理,之后采用EDTA络合滴定方法和失重法分别测定产出水中Ca^(2+)的浓度;然后将N80钢片分别浸泡于经两种合金处理前后的模拟油气田产出水中,72h后计算N80钢片表面的结垢率,并分别观察和分析水垢的形貌和物相;结合金属阳离子及原电池作用对N80钢片表面水垢的影响,研究了特殊黄铜合金的防垢效果。结果表明:特殊黄铜合金在模拟油气田产生水中能够析出更多的Zn^(2+),阻碍CaCO_3晶体形核;在经特殊黄铜合金处理过的模拟油气田产出水溶液中浸泡72h后,N80钢片表面的结垢率下降了20%;特殊黄铜合金能够将更多的方解石型CaCO_3转变为文石型CaCO_3,故其比C7701合金具有更好的防垢效果。

注采单元地层结垢机理及数值模拟研究

注水开发是确保油田持续稳产,提高原油采收率最经济、有效的措施之一。然而长期的注水开发过程中地层结垢不可避免,严重影响和制约油田开发效果。以注采单元为研究对象,基于热力学及溶度积规则等理论,考虑地层温度、压力、成垢离子浓度以及流速等因素的影响,建立了注采单元地层结垢数值模型,包括压力场模型、温度场模型、孔隙度与渗透率分布模型以及地层结垢模型,并根据油田实际生产数据,运用MATLAB数学模拟软件进行实例模拟,分析各因素对注采单元内结垢总量、结垢范围、结垢量分布以及地层结垢对视吸水指数和渗透率的影响。结果表明,注水井近井地带温度较低,溶解平衡常数较小且流速大,难以结垢;径向往外,地层温度升高,注入水的流速大幅减缓,最易成垢;继续往外,成垢离子浓度低于最小结垢浓度时,不再结垢。

中坝须二气藏工艺排水规模的论证

应用双重介质气水二维二相模型 ,借助排水采气的单井处理技术 ,针对中坝须二气藏目前排水采气中存在的问题 ,成功地对该气藏排水规模进行了论证 ,推荐了科学合理的排水规模 (方案 ) ,对该气藏的排水采气具有指导意义 ,可为气藏排水采气的方案论证借鉴。

考虑常规机组调峰特性的新能源生产模拟系统

为应对规模化新能源接入电网面临的巨大挑战,通过对宁夏地区常规机组及新能源场站的深入研究,建立了常规电源的出力特性、调峰特性模型,并在考虑网架约束条件下,开发了适用于宁夏电网的新能源生产模拟系统,可用于量化评估新能源发电的接纳能力以及新能源规划的经济性。仿真结果验证了系统的有效性和先进性,可为新能源规划及调度运行部门提供技术支撑。

基于关键输入和多输入层高维小波网络

提出一种基于关键输入和加工工序的多输入层高维小波神经网络结构，该网络结构是在传统前馈神经网络的基础上，将一部分输入节点根据实际情况移到神经网络的相关隐层，关键输入节点不仅与随后一层隐节点相连，而且与输出节点相连，更真实地反映了大工业生产过程中变量之间复杂的函数关系．将该种小波网络模型应用于连铸连轧生产线产品质量建模，其效果较其他4种神经网络为优越．

天然气水合物储层颗粒级尺度微观出砂数值模拟

构建颗粒级尺度的天然气水合物储层地层砂颗粒结构模型,在此基础上进行天然气水合物储层颗粒级尺度微观出砂过程和形态模拟,研究出砂机制和出砂形态及其影响因素。颗粒结构模型根据地层砂粒度分布曲线随机确定颗粒直径、圆球度系数及位置倾角,根据测井曲线利用随机方法表征颗粒胶结强度和水合物饱和度的随机非均质性分布和粒间应力。使用水合物强度比例系数和影响系数表征水合物分解对胶结强度的影响。根据构建的颗粒剥落判别模型,结合水合物分解模型,建立颗粒剥落孔道延伸扩展模拟及出砂形态模拟方法。结果表明:对于胶结强度较低的高水合物饱和度储层,出砂首先从孔壁边界上开始,沿胶结弱面不均匀扩展形成类蚯蚓洞形态,最终总体呈现前端类蚯蚓洞与后端连续垮塌的复合出砂形态;水合物分解会大幅度降低储层强度,生产过程中出砂前沿与分解前沿非常接近;随着初期生产延续,最大剥落出砂粒径由16μm降低为6μm,剥落出砂速度呈上升趋势;水合物饱和度及其分解对出砂形态和出砂速度有明显影响;水合物饱和度越低,其分解对储层总体内聚强度的影响越小,越不容易出砂;饱和度为0.4、0.3和0.18时的砂粒剥落速度分别约降低到平均水合物饱和度0.48对应的砂粒剥落速度的80%、69%和58%。

中国东北地区植被NPP模拟与时空变化分析

利用北方生态过程模型(BEPS)模拟我国东北地区2003-2012年间植被生产力,以森林、草地通量站点和区域森林样地生产力调查数据两个尺度验证了模型精度,并对其植被净初级生产力(NPP)的时空变化特征及影响因素进行了分析.结果表明:在站点上,森林的总初级生产力(GPP)与站点观测值的决定系数(R^2)为0.94,均方根误差(RMSE)为1.53 g·(m^2·d)^(-1),草地植被的R^2与RMSE分别为0.79和0.59 g·(m^2·d)^(-1);区域森林生产力调查数据处理结果与模拟的森林NPP的决定系数R^2=0.84,RMSE=42.73 g·(m^2·a)^(-1);研究区域NPP值呈现东北部高西南部低,由东北向西南方向逐级递减的分布格局;10年来,林地NPP增长最为明显,农田增长缓慢,灌木增减不明显,而草地呈弱下降趋势.温度和太阳辐射是影响东北NPP变化的主要因素,森林干扰是引发局部剧烈变化的重要驱动因素.

大型钢结构多机器人协同焊接控制虚拟仿真实验设计

大型钢结构多机器人协同焊接是制造业先进基础工艺的重要组成部分,对传统产业高端化、智能化、绿色化转型发展起到重要支撑作用。针对构件尺寸大、质量重,焊接高危性和系统参数调控复杂等现实条件制约,通过以研哺教、虚拟不虚,设计单—双—多机器人协同焊接“三层递进”模块;流程再造、仿真真仿,打造大型港口机械箱梁钢结构多机器人协同焊接孪生版;系统生成的知识短板、个性化资源,构建以学生为中心的多元评价持续学习机制。实验再现企业的生产流程、融入企业的创新要素,聚焦多机器人协同焊接运动控制、安全控制和质量控制等共性关键技术,促进高校教学、行业应用与技术创新融合发展,实现了工业机器人技术及应用传统教学的时空延伸与模式创新。

考虑频率安全约束的西北电网新能源开发及直流外送规模评估方法

新能源的快速发展,给系统带来调峰困难、抗扰动能力下降等问题。为了支撑新能源合理规划建议,亟需评估电网能承载的新能源上限。该文结合西北电网能源结构和网架特点,梳理新能源开发和直流外送规模研究的思路框架;推导考虑频率安全约束的高比例新能源系统指标,包括一次调频容量与稳态频率偏差、频率响应特性与暂态频率偏差和直流送出规模与系统惯量指标;建立基于生产模拟结果的频率安全仿真算法。结合"十四五"规划边界条件,研究提出西北电网新能源开发及直流外送建议规模,验证了该文所提方法的有效性和工程实用性。