基于两阶段鲁棒优化的轨道交通自洽能源系统新能源-储能规划配置

“双碳”战略和“交通强国”战略使得轨道交通系统向着高效能、高弹性和绿色化的方向发展。轨道交通系统自身具有丰富的资源,通过在其路域铺设新能源,并根据需要配置储能,构建轨道交通自洽能源系统,可实现系统的资产能源化,助力系统向绿色化方向演进。但随机性轨道交通负荷与随机性新能源出力相交织,使得轨道交通自洽能源系统的规划配置面临难题。为此,该文构建了轨道交通路域风力、光伏以及牵引负荷的不确定集合,从而考虑了供需双向不确定性;在此基础上,以年均成本最小为目标函数,并针对牵引变压器等自洽能源系统的组分进行分析,形成系统内各组分应满足的约束条件,从而构建了适应轨道交通运行需求的新能源-储能规划配置两阶段鲁棒优化模型;针对该模型的特点,采用改进列和约束生成(improved column and constraint generation,IC&CG)算法予以求解。算例分析结果表明,所提出的模型可以使得系统的自洽率满足设定要求,并降低了系统的碳排放成本,对推进轨道交通绿色化具有积极的推动作用。

基于两级索引的IC卡终端设备状态定位方法

针对由不同类型的IC卡终端设备组成的一卡通系统,下位机的状态对于系统至关重要。论文在建立终端设备状态表的基础上,提出了基于两级索引机制的终端设备状态定位算法。算法使用设备编号作为关键字,用压缩BCD码表示四位的设备编号被分成两部分,前两位与后两位分别形成索引,根据状态表中的索引值来快速定位相应设备状态信息,从而得到相应的设备状态信息。

跨临界CO_(2)两级压缩直冷制冰系统热力学性能研究

为降低CO_(2)制冰系统能耗,提高系统性能,提出了双级压缩中间完全冷却引射膨胀直冷制冰系统(TCEIS)。通过构建热力学模型,分析了关键参数对系统性能的影响,在此基础上对TCEIS应用于不同季节和城市的COP R+HR、年耗电量和热回收量及年运行费用和热回收收益进行了研究,并与双级压缩直冷制冰系统(TCS)、双级压缩中间完全冷却直冷制冰系统(TCIS)和单级压缩引射膨胀直冷制冰系统(ES)进行对比。结果表明:在考虑热回收的情况下,TCEIS具有最高的COP R+HR,且在越炎热的季节和城市优势越明显。TCEIS在广州运行时,在分别满足冬季(410.989 kW)、过渡季(542.092 kW)和夏季(701.353 kW)制冷负荷的需求下,年运行成本相较于TCIS、TCS和ES可分别减少10.76万元、39.79万元和58.31万元。可为CO_(2)直冷制冰系统的构建和应用提供理论参考。

藏东南高山峡谷区冰水堆积物塌岸预测方法选择

由于冰川强大的搬运能力和较短的堆积路径,冰水堆积物易产生结构性脆弱破坏,黏聚力快速衰减。因此,冰水堆积物受外力影响下的库岸边坡稳定问题与传统地层有较大的差异,不能直接采用现有塌岸预测方法进行库岸边坡计算。以西藏某水电工程的库岸边坡为对象,通过现场试验、数值模拟等方法,分析采用不同塌岸计算方法在冰水堆积物计算中的准确性。结果表明:两段法和冲堆平衡法的计算结果相差了3倍(分别为620万m^(3)和218万m^(3)),冲堆平衡法预测结果更接近蓄水后的真实塌岸情况;库区不稳定坡体的塌岸方量为233万m^(3),与冲堆平衡法塌岸预测结果接近。因此,冲堆平衡法基本满足冰水堆积物水库塌岸的计算要求,可为高山峡谷区水库岸坡设计和治理提供借鉴。

IC+二级A/O工艺处理白酒废水

采用IC+二级A/O工艺处理白酒废水,介绍了其工艺流程、工艺参数和运行效果。运行结果显示,该工艺处理此类高COD、高SS含量、高色度、水质成分复杂的白酒废水,COD、NH_3-N、TN、TP的去除率可分别达到99.57%、96%、86.55%、99.1%,出水水质满足GB 27631-2011要求。

兼顾平原与高原性能的二级增压系统性能试验研究

针对某款需要进行高原适应性改进的发动机,研究了二级非可调和二级可调增压对发动机平原和高原工况的性能影响。通过对二级非可调增压方案的匹配试验分析提出了增压器的优化改进措施,并最终确定了二级可调方案。试验结果表明:在平原工况下,可调二级增压方案可以实现平原工况功率不下降的指标,并且在高原工况下标定点的相对功率达到315kW,相比平原下降了21%;转矩点相对功率达到228kW,比平原下降了10.8%,满足发动机对高原性能的要求。

高/低压EGR对两级增压柴油机性能和排放影响的试验研究

在一台两级增压高压共轨柴油机上,进行了高压废气再循环(HP-EGR)和低压废气再循环(LP-EGR)对柴油机燃烧、性能和排放影响的试验研究。研究结果表明:随EGR率增加,LP-EGR的高低压级压气机的压比和流量变化较小,而HP-EGR的高压级和低压级压气机都由中心高效区向低效区和流量减小的方向偏移,并快速靠近喘震线;低负荷时,HP-EGR的滞燃期延长,预混合燃烧比例较高,燃烧持续期缩短,更好地改善了NOx排放与油耗率和碳烟排放之间此消彼长的关系;低速高负荷时,随EGR率增加,相对HP-EGR,LP-EGR能提高两级增压系统的效率和做功能力,明显提高氧燃当量比,同时显著改善NOx排放与油耗率和碳烟排放之间此消彼长的关系;中高转速高负荷时,随EGR率增加,HP-EGR的进排气压差逐渐下降并越加低于LP-EGR,使得泵气损失明显减少,NOx排放与油耗率和碳烟排放之间此消彼长的关系好于LP-EGR。

增压式高压共轨柴油机燃烧排放特性研究

增压式高压共轨系统能够实现二级喷射压力和可调喷油率。在对系统的核心部件——基于两位三通电磁阀的新型电控增压泵的性能进行深入分析的基础上,建立系统仿真模型,确定了增压持续期的合理范围为1.0～3.0ms。仿真得到相同喷油量时的各种不同喷油率,并将喷油率曲线导入CFD软件中进行燃烧排放计算和结果分析。研究结果表明:增压式高压共轨系统能够在工况确定的情况下,通过在矩形、斜坡形、靴形及不同基压的靴形喷油率中选择最优的喷油率形状,因而可在不明显恶化碳烟排放情况下,使NOx排放明显下降。

带不同类型调节阀的二级增压系统结构与性能对比

对带外置式蝶阀的二级增压系统和带内置式旁通阀的二级增压系统进行了结构和性能比较。从结构上看,带内置式旁通阀的二级增压系统结构更为紧凑,但2个涡轮箱都需要重新设计。由试验结果可知,带外置式蝶阀的二级增压系统具备更大的流量调节能力,可实现高压级增压器的短路,带内置式旁通阀的二级增压系统旁通废气量可达总流量的30%以上。

两级增压系统参数对泵气损失影响的热力学分析

建立了两级增压系统热力学模型,分别分析了压比分配、级间中冷、增压器效率和排气温度等参数对泵气损失的影响,并确定了不同参数下的最佳压比分配。研究结果表明:在高、低压级压气机入口温度和增压器效率均相同时,压比分配为1时可获得最低泵气损失;降低高压级压气机入口温度能明显降低泵气损失,最佳压比分配随高压级压气机入口温度的降低而增加;增压器总效率的提高能显著降低泵气损失,级间无中冷且增压器总效率一定的情况下,泵气损失随压气机效率的提高而减小;级间无中冷时,不同增压器效率对应的最佳压比分配存在突变,但此时泵气损失对压比分配变化不敏感;泵气损失随涡前温度的降低呈线性增加,这对新型燃烧方式的涡轮增压器设计和匹配提出更高的要求。

可调二级增压系统涡轮级热力学分析

针对重型车用、带有调节阀的可调二级增压系统的涡轮级进行了热力学分析,推导了涡轮级绝热效率的计算公式,给出了高、低压涡轮流量和膨胀比的计算方法。计算结果显示,当高压级涡轮进口压力和温度保持不变的时候,随着调节阀逐渐关闭,高压级涡轮的流量和膨胀比均逐渐上升,低压级涡轮的流量和膨胀比均逐渐下降。涡轮级绝热效率在调节阀开度为60°时最低,在调节阀完全关闭时最高。

两级可调增压系统变海拔适应性研究

在D6114柴油机原机模型校核的基础上,建立两级可调增压系统仿真计算模型。通过对压气机图谱的高原修正和高压级涡轮旁通阀门的控制,进行两级可调增压系统的变海拔适应性计算研究。研究结果表明:柴油机通过采用两级可调增压系统可以实现海拔3000m和4500m的功率恢复目标;高压级涡轮旁通阀门需要采用不同的开度来适应不同海拔高度和不同转速工况,阀门开度的调节幅度会随着海拔的升高和转速的减小而越小;采用两级可调增压系统及相应的阀门控制策略可以固定最大扭矩和最低燃油消耗率所对应的转速。

蝶阀在可调二级增压柴油机中的调节特性计算研究

建立了以蝶阀作为调节阀的可调二级增压柴油机的平均参数模型,包括发动机本体模型、进排气系统模型、涡轮增压器模型和调节阀模型,其中蝶阀模型以工程上常用的流量系数为基础,针对柴油机排气的可压缩性进行了修正。利用该模型对调节阀的调节特性进行了计算研究。研究结果表明：蝶阀用作可调二级增压系统的调节阀在90°~60°开度区间内几乎无调节能力;在60°~0°开度区间内,能够近似地呈线性调节排气流量在阀门和高压级涡轮间的分配,同时也能实现对总增压压力的连续调节。

可调二级增压柴油机增压压力控制策略计算研究

对可调二级增压柴油机的增压压力控制策略进行了计算研究,建立了可调二级增压柴油机的瞬态平均参数模型,应用模型对可调二级增压柴油机进行了系统辨识,得到了不同工况下增压压力对调节阀开度的频率响应伯德图。针对不同工况设计了增压压力的PI反馈控制模块参数,为了加快瞬态响应能力,为控制器添加了前馈模块。设计了柴油机的瞬态加载工况和稳态干扰工况。模拟计算结果表明:该控制器在增压压力提高了22 kPa的基础上,稳定用时却比单级增压的原机减少了4.6 s。在稳态测量误差的干扰下,控制器使增压压力的变化幅度只有不到2%。

汽油机两级增压系统的匹配与性能研究

在某单级涡轮增压汽油机的基础上,围绕提升低速扭矩及改善涡轮迟滞效应进行了复合增压系统、两级涡轮增压系统匹配方法研究。采用GT-Power软件建立某汽油机单级涡轮增压与两级增压发动机(复合增压发动机和两级涡轮增压发动机)仿真模型,并借助实测结果进行校核。在此基础上,利用模拟计算结果对单级涡轮增压和两级增压系统的低速扭矩特性、动态响应特性和燃油经济性进行比较分析。研究结果表明:复合增压与两级涡轮增压发动机的低速扭矩特性比单级涡轮增压发动机分别增加了62.80%和54.35%,燃油经济性分别减少了23.45%和22.71%;动态响应特性由优到劣依次为复合增压、两级涡轮增压、单级涡轮增压发动机,并且在1 500r/min(低速区域)三者动态响应特性差距最为明显。

喷油策略对直喷汽油机混合气形成影响的模拟计算

利用三维仿真软件FIRE建立直喷发动机的仿真计算模型。经过喷雾可视化试验标定,对直喷发动机的单次喷射和二次喷射进行仿真计算,得出二次喷射策略的燃油碰壁量比单次喷射降低25%,有利于混合气的形成和燃烧。进一步研究推迟二次喷射时间对混合气形成的影响发现,一定程度上推迟喷油时间后,燃油的碰壁量会有所下降,同时也会导致最终油膜量的提高,反而导致混合结果不佳。此外,若喷油过迟,碰壁量不仅不会减少,还会增加。

二级增压对重型高压共轨柴油机燃烧及微粒排放特性的影响

针对某电控高压共轨重型柴油机匹配二级增压系统后的燃烧、排放及微粒粒度分布特征进行了试验研究，分析了二级增压系统对柴油机性能、燃烧及微粒排放的影响规律。研究结果表明：重型高压共轨柴油机微粒更趋于超细化，核态微粒数量浓度峰值在8～15nm，绝大多．数微粒粒径〈200nm；中高负荷工况下核态微粒比例达93％以上。匹配二级增压系统后，进气量和空燃比明显增大，缸内最高燃烧压力及放热率峰值升高，消光烟度及微粒排放大幅度降低；13工况微粒加权平均比排放量比单级增压减少了75．6％；低负荷工况下核态微粒数量及其所占比例高于单级增压，积聚态微粒数量有所降低；中高负荷工况下50nm以下的核态微粒数量及其所占比例降低，且微粒总数及积聚态微粒数量减少，核态微粒平均粒径增大。

二级增压重型柴油机排放和燃烧特性的试验研究

在一台电控高压共轨柴油机上进行二级增压优化匹配,并以单级增压作为对比基准,分析了不同工况下二级增压柴油机的性能、排放与燃烧特性,研究了进气温度对其的影响。试验结果表明:相对单级增压,柴油机二级增压后低速外特性扭矩达到1 170N.m,烟度与燃油经济性改善幅度分别为99.3%和13.4%;二级增压能够提高EGR的引入能力,减小进气节流损失,并可显著改善中低转速、高负荷时NOx与烟度和燃油消耗率之间的平衡关系;在压气机特性图中二级增压柴油机的运行线远离喘振边界线;在各个工况下,进气温度升高使NOx比排放快速增加,导致柴油机NOx与烟度之间的平衡关系变差。

直喷增压汽油机扫气条件下喷油策略对超级爆震的影响

在缸内直喷汽油机上,将扫气和两次喷射相结合,研究在扫气条件下燃油策略对超级爆震抑制作用及对发动机经济性和排放性的影响。试验中制定了一种考虑发动机实际运行工况的超级爆震的试验测试程序。在不同喷油策略下发动机超级爆震工况点的试验结果表明:采用一次喷射策略,不同的燃油喷射角对性能影响很大,燃油喷射角过于提前,会产生油束与活塞顶面碰壁现象,推迟燃油喷射角可以降低碳烟排放。采用两次喷射相对一次喷射,碳烟排放可更进一步降低,输出转矩变化不大。两次喷射中二喷油起始角对超级爆震十分敏感。采用两次晚喷的分层模式会增大超级爆震频次,采用两次早喷的均质模式能减少超级爆震频次。

黄姜皂素废水处理工程实践及分析

基于黄皂素废水处理示范工程运行实际,着重分析了pH值、温度、COD/SO42-、及容积负荷等因素对IC反应器启动的影响.该工程利用三阶段两相厌氧+好氧+混凝、脱色组合工艺处理黄姜皂素废水,在进水平均COD和平均色度分别达35600 mg/L和3500倍的情况下,出水平均值分别为298 mg/L和60倍,COD去除率达99%.废水经处理后出水水质符合国家皂素水污染物排放标准.