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  • 线性菲涅尔集热器镜场设计理论与光学分析
  • 文章介绍了线性菲涅尔反射镜场的设计方法与数学模型,分析了镜场模型的光学特性和镜场的各项光学损失,并计算了集热器的光学效率。在镜场反射镜数目一定的情况下,研究了光学效率随吸收器高度、镜面间隔与镜面宽度变化的规律。研究结果表明:吸收器高度对镜场的余弦损失、阴影遮挡损失影响较大,吸收器高度增加,集热器光学效率随之增加;镜面间隔变化对镜场余弦损失影响很小,对阴影与遮挡损失的影响很大,镜面间隔增大,阴影与遮挡损失迅速减小;镜面宽度对镜场余弦损失影响很小,太阳入射倾角较小时,镜面宽度对阴影与遮挡损失影响较大,镜面宽度增大这种损失迅速增大。
  • 全桥并网逆变器直流扰动分析
  • 在光伏并网发电系统中,无输出隔离变压器全桥逆变器高效率特性得到广泛应用,但该拓扑并网时不能有效地消除直流注入。由于各种扰动源的扰动本质均反映为逆变器开关侧输出电压的直流扰动,文章用一个集中的扰动源代替各种分散扰动,并建立了各种直流扰动源的数学模型。为了有效抑制输出电压直流扰动,用逆变桥开关侧输出电压中直流分量反馈构成闭环控制系统。最后在3 k W实验样机上进行了直流抑制实验,实验结果验证了文章所提方法的有效性。
  • 基于BSRN的呼和浩特市太阳辐射数据分析
  • 利用BSRN3000型辐射观测系统对呼和浩特市的太阳能辐射资源进行观测,并对测得的数据进行处理及统计分析,得到呼浩特市一年中太阳辐射的变化情况及其影响因素。为了进一步分析各辐射之间的关系以及总辐射与其他天文因素的关系,文章使用统计分析软件SPSS对影响辐射的各因素进行相关性分析,结果表明云量和环境湿度是影响太阳辐射的两个主要因素。文章还分别对实测总辐射值与理论总辐射值、实测总辐射值与卫星总辐射值进行对比分析和相关性分析,结果相关性均较高,验证了BSRN3000型辐射观测系统所测数据的可靠性,为下一步的太阳能资源评估工作奠定了基础。
  • 双馈风电机组的高电压穿越控制策略
  • 分析了广义电网电压骤升(含对称、不对称骤升)故障下双馈风电机组电磁暂态过渡过程,评估了影响机组高电压穿越运行的关键因素,并梳理了电压骤升、骤降故障诱发双馈机组脱网机理的异同。提出了一种基于瞬态灭磁控制和无功电流支持的双馈机组高电压穿越控制方案。仿真和实验结果表明,所述方案能够显著加快故障电网条件下双馈感应电机定子磁链中直流、负序分量的衰减,进而快速抑制机组电磁转矩和母线电压的波动;同时能够满足并网规范对机组无功电流输出的要求,实现机组的故障穿越运行。
  • 电压不平衡下笼型机风电场STATCOM控制策略的研究
  • 公共连接点(PCC)电压不平衡情况下,负序电压引起笼型风力发电机组电磁转矩以2倍电网频率脉动,从而降低传动装置的使用寿命。文章设计了笼型机风电场静止同步补偿器(STATCOM)的正、负序双环叠加控制策略,正序电压控制策略控制公共连接点电压和STATCOM直流侧电容电压为给定值,负序电压控制策略控制公共连接点负序电压分量为零,从而消除笼型发电机电磁转矩的脉动。最后,在PSCAD/EMTDC环境下建立包括风电场、STATCOM和电网的仿真模型。仿真结果表明,所提出的控制策略有效地改善了PCC电压不平衡度,消除风力发电机组电磁转矩的脉动,从而验证了所提出的正、负序双环叠加控制策略的正确性和有效性。
  • 基于混沌菌群优化的混合互补能源经济投资分析
  • 在计算初期建设成本和维护费用的条件下,估测独立混合供电系统投资总价。提出运用菌群算法进行目标函数寻优。菌群算法对复杂问题具有良好的准确度和较快的收敛速度,并在寻优末期引入具有"奇异因子"特性的混沌优化,避免了菌群算法早熟现象的发生。MATLAB仿真实验表明:混沌BCC算法在估算混合供电系统投资成本领域的有效性和可行性。
  • 基于LMI的5MW海上风力发电机组载荷控制技术研究
  • 当风速大于额定风速时,通过调节桨距角可以限制输入气动功率和风轮转速,使等效在低速轴上的发电机转速更好地跟踪风轮转速,从而减小低速轴扭矩,实现风机叶片、塔筒和传动链的动态载荷控制。文章基于线性矩阵不等式(Linear Matrix Inequality,LMI)设计多目标鲁棒H_∞/H_2状态反馈变桨距控制器。设计变桨距控制器时充分考虑了海上机组的运行环境,分析了海浪对机组产生的影响,控制目标选取机组的功率和机组的关键部位疲劳载荷,在保证功率稳定输出、减小功率波动同时,减小机组载荷。使用MATLAB和FAST软件进行联合仿真,仿真结果表明新型控制策略可以有效平稳风电机组输出功率并降低机组载荷,实现了优化H_∞/H_2鲁棒控制性能。
  • 考虑风电消纳能力的含风电场电力系统多目标优化调度研究
  • 针对含风电场的电力系统调度中存在的风电消纳问题,提出一种基于第二代非劣支配排序遗传算法(Non-dominated Sorting Genetic Algorithm II,NSGA-II)的多目标优化调度方法。为使电力系统在消纳尽可能多的风电同时,兼顾经济性、安全性和环保性,分别以风电消纳、发电成本和污染物排放量为目标建立了含风电场电力系统双目标及三目标调度模型,采用NSGA-II进行优化求解,并详细分析了不同目标组合策略下电力负荷、机组组合和优化目标对风电消纳的影响程度,同时引入伪权向量法为决策者提供非劣解信息,辅助决策者完成优化调度。分析结果表明,该方法有助于评估机组组合、目标组合等因素对电力系统优化调度的影响程度,对合理提高含风电场电力系统的风电消纳能力有一定的指导意义。
  • 采用样板机法计算风电场弃风电量的实测数据统计分析
  • 弃风限电问题已经成为制约我国风电产业发展的严重问题。准确估算弃风电量对合理评价弃风影响、制定风电发展政策和用于调度运行等都具有重要的意义。目前,我国采用样板机法进行弃风电量估算,基于甘肃省风电场实测数据,对估算的有效性和精度进行了统计分析。主要分析了弃风限电对风电机组出力特性的影响;基于蒙特卡罗方法提出了在选择不同数量的样板机组的情况下计算风电场出力分布的统计方法,并与穷举法对比,证明了该方法的有效性;研究了采用样板机法估算风电场理论应发电量的精度及其与样板机台数的关系;计算了典型风电场的弃风率。
  • 基于风储经济调度的储能容量优化配置
  • 大容量储能系统理论上可抑制风电出力波动,但其经济性不足成为实践应用的巨大瓶颈。文章从含储能的风电系统优化经济调度角度出发,以含风储的电力系统总成本最小为目标,主要考虑了因储能补偿风电功率预测误差而减小的火电旋转备用容量折算成本、因储能补偿平抑风电出力波动而减小的火电旋转备用容量折算成本,储能补偿风电场弃风成本,储能补偿火电排污和环境治理成本,以联合提高风电预测精度和平抑风电波动满足国网规定标准为约束,构建含风储的电力系统优化经济调度数学模型,采用遗传算法针对新疆某含风电的地区电网加装储能进行了储能容量优化配置。仿真结果表明,所提储能容量配置占风电场装机容量的9.60%,经济性较好,方法有效可行,具有较好的应用前景。
  • 一种基于模型修正的海上风电桩基弱化识别方法
  • 海上风电桩基弱化对风机整体结构动力特性影响较大,严重时会造成风机停机,甚至结构失效。文章对海上风电支撑结构的桩基弱化识别方法进行了研究。首先,基于等效固定桩模型,构建了桩基边界单元刚度矩阵,提出了一种基于有限元模型修正的桩基弱化识别方法;其次,推荐了一种迭代修正过程,用于处理实测模态空间不完备问题;最后,以某个3.0 MW的Tripod海上风电支撑结构为算例,对该方法的有效性进行了数值验证。结果表明,在桩侧无任何测点的情况下,该方法可准确地识别桩基的侧向刚度弱化,且具有较强的噪声鲁棒性;另外,结合一定的损伤定位技术,该方法可对上部结构的损伤和桩基的弱化进行同时识别。
  • 基于AR-Hankel矩阵的风力发电机早期故障诊断方法研究
  • 针对风力发电机故障早期阶段,故障特征不明显,继电保护装置检测不到相关电气量异常的问题,文章提出了基于AR模型、Hankel矩阵和奇异值分解的风力发电机早期故障诊断方法。该方法先对主轴径向振动信号进行总体平均经验模式分解,再按照互相关准则选择若干个固有模态函数建立AR模型,然后对自回归系数构建Hankel矩阵并作奇异值分解,将奇异值作为故障特征输入支持向量机判断发电机的运行状态。试验结果表明,该方法能对直驱风力发电机正常运行、定子线圈匝间短路、发电机主轴偏心、发电机轴承磨损4种状态进行准确诊断。
  • 波动率优于国网标准的风电场储能容量经济优化配置
  • 基于某风电场出力的实际数据,从不同时间尺度上分析了该风电场的功率波动特性。考虑了风电场弃风成本、储能惩罚成本、储能投资和运行成本,通过3种成本间的制约关系,构建了储能容量经济优化计算模型;采用滑动时间窗口算法并引入平抑修正系数,制定出波动率优于国网标准的期望参考功率。采用改进粒子群算法,针对某含储能风电电网进行了储能容量优化配置,求解出最优储能容量和最小经济总成本,对比了不同储能容量配置策略下的经济性,并引入了波动率评估因子对平抑效果进行了量化分析。仿真结果表明,该优化配置方案能够将风电出力波动率限制在20%以内,优于国网标准,且经济性最好,具有较好的应用前景。
  • 在极端载荷作用下TLP型浮式风机基础的总体强度
  • 文章建立了TLP型浮式风机基础的有限元模型,对极端载荷作用下浮式风机基础的总体强度进行了分析;根据相关规范对浮式风机基础强度进行校核显示,该风机基础总体强度满足要求。研究结果表明了TLP型浮式风机基础在立柱与水平悬臂连接处的应力较大,为TLP型风机浮式基础的安全评估提供了相关理论支撑。
  • 水分迁移对地下土壤温湿度场分布的影响
  • 建立了考虑水分迁移影响下的一维土壤热湿传递数学模型;计算分析了土壤高温蓄热过程中土壤温湿度场随时间和空间的动态变化规律;揭示了土壤热湿传递中含水率峰值现象及成因;探讨了地下土壤热湿传递特性及水分迁移规律。搭建了一维土壤高温蓄热热湿传递测试实验台,通过实验测试对数学模型进行了验证,实验结果与模拟值吻合得较好。
  • 组合式高温相变蓄热器蓄热过程的数值模拟
  • 通过对相同管径蓄热管组成的高温相变蓄热器蓄热过程进行模拟,得到了蓄热过程中相变材料(PCM)温度和液相率随时间的变化曲线以及不同时刻液相率的分布云图。针对温度曲线和云图所显示的问题,在保证蓄热量的前提下,提出了蓄热管组合式排布的设计方案,并对其蓄热性能进行了模拟。研究结果表明,采用所提出的组合式方案有效地减少了蓄热时间,降低了"死区"对蓄热器蓄热性能的影响,使PCM的液相率分布更加均匀,可为用于太阳能热发电的高温相变蓄热器的优化设计提供理论依据。
  • 工质R123和R245fa的有机朗肯循环热力性能
  • 在回收热量一定的条件下,运用热力学第一定律建立了有机朗肯循环热力分析模型,基于蒸发参数法展开了工质R123和R245fa的优选研究。计算结果表明:相同蒸发参数下,工质R123的循环热效率高于工质R245fa;相同蒸发温度下R123具有低压特性,这有利于系统的安全运行。从工质的环保性和热力性能来综合考虑,认为工质R123优于工质R245fa。
  • 增强型地热系统中溶解二氧化碳对热储层溶蚀作用的实验研究
  • 增强型地热系统(EGS)是通过人工形成热储层的方式从深部低渗干热岩体中经济地开采地热能的人工地热系统。为了增强热储层的孔隙度和渗透率,需要对热储层的人工裂隙实施化学刺激,增加深部岩体中地热能的采收率。文章针对松辽盆地地热储层岩石对CO_2的反应进行了实验研究,分别对目标储层的流纹岩和花岗岩进行了高温高压水-岩-气研究,结果表明,在溶解CO_2的作用下,石英、钾长石、钠长石和方解石均出现了溶蚀现象,其中方解石的溶蚀最为强烈。实验中发生了石英、伊利石和含"C"新矿物的沉淀反应。
  • 基于人工神经网络的转轮除湿系统建模方法研究
  • 转轮除湿系统具有除湿精确度高且能耗低的优点,但其除湿机理相对复杂,除湿过程具有很强的非线性和时变性,对其建模具有一定难度。现有的建模手段以物理方法为主,建模过程复杂且模型误差大。本文引入了神经网络技术,建立了转轮除湿系统的两种神经网络模型——反向传播(BP)网络模型和径向基函数(RBF)网络模型,通过对两种模型进行运算分析,可知两种神经网络对于转轮除湿系统具有良好的适用性,同时RBF网络模型具有较高的精度,应用前景较好。
  • 甲醇/生物柴油/F-T柴油混合燃料燃烧特性与排放特性研究
  • 选取煤基燃料F-T柴油和甲醇,并辅以生物柴油,配制成甲醇/生物柴油/F-T柴油混合燃料,在未做调整的四缸增压中冷柴油机上进行试验研究。结果表明:混合燃料的燃烧放热率峰值、压力升高率峰值和缸内压力峰值均随混合燃料中生物柴油比例的增加而增加,且对应的相位延迟;外特性下燃用混合燃料时,碳烟、氮氧化物的排放量明显降低,在低转速下一氧化碳降低幅度较大,混合燃料对甲醛也有较大幅度的减排作用。
  • 固体聚合物电解质水电解制氢的放大试验研究
  • 文章在前期工作的基础上进行了固体聚合物电解质水电解制氢的放大试验研究。首先,探索了大面积(100 cm2)膜电极的制备工艺,建立了用于放大试验的电解试验装置。其次,对所制备的大面积膜电极进行了性能测试,考察了膜电极的电解性能,电解池的电解能耗及电流效率。最后,对膜电极的成本进行了分析。
  • 压力水洗法沼气脱碳的模拟研究
  • 采用PRO II 8.0电解质模型模拟了压力水洗法沼气脱碳单元的运行成本和CH_4回收率,要求净化气CO_2浓度〈3.0%,CH_4收率〉96%。通过改变进口浓度、吸收塔理论板数、吸收压力、吸收温度、闪蒸压力和再生气-液比,模拟对运行成本和收率的影响。结果表明:高理论板数、低温、高压、高闪蒸压力有利于降低运行成本。吸收压力为0.8 MPa,吸收温度为5℃,闪蒸压力为0.35 MPa时,沼气压力水洗脱碳单元的运行成本为14.4分/m~3,CH_4回收率可以达到98.4%。
  • 麦秆水热炭化水溶液循环对碳及水溶物分布的影响
  • 以农业废弃物麦秆为原料,通过水溶液循环利用的水热炭化实验,对麦秆水热炭化过程中碳及水溶有机物主要组分浓度的分布进行了深入研究。结果表明:在220℃、120 min、液固比为30∶1的水热条件下,随水循环次数的增加,水溶产物产率及碳质量分数逐渐减少,水循环第6次以后,水溶产物产率和碳质量分数变化不大,分别约为15%和5%;水溶产物中还原糖、糠醛和5-羟甲基糠醛(5-HMF)的浓度均随循环次数的增加而减少,而乙酸浓度一直呈逐渐增加趋势,并催化了水热炭化反应,水循环第10次时,乙酸浓度达到18.32 g/L。
  • 绿藻分批培养过程中细胞大小及密度与生物质干重的关系研究
  • 研究了3种常见绿藻在分批培养过程中细胞密度、细胞大小和生物质干重的变化,定量分析细胞大小与生物质干重的关系。分析表明,在培养前期细胞密度增加和体积增大共同影响干重,在培养后期细胞密度不再增加,细胞体积增大成为影响生物质干重的主要因素。细胞大小不仅影响生物质干重,还影响生物质干重与光密度的比值(DW/OD):对于同一种微藻,随着培养时间的延长,细胞增大,DW/OD上升;对于不同微藻,细胞越大,DW/OD越高。对于分批培养,无论是OD值还是细胞密度的变化都不能准确反映微藻的生长,只有利用干重变化计算生物质比增长速率是适用的。与比生长速率相比,生物质比增长速率反映藻细胞的生产特性,更适合于在微藻的生产中应用。
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  • 《可再生能源》杂志自办发行启事
  • 尊敬的读者: 为提高期刊发行效率,扩大期刊影响,方便读者与编辑部的联系,自2016年起,《可再生能源》杂志将自办发行。
  • 线性菲涅尔集热器镜场设计理论与光学分析(宋景慧;马继帅;代彦军)
    全桥并网逆变器直流扰动分析(何国锋)
    基于BSRN的呼和浩特市太阳辐射数据分析(任艳男;王志敏[1,2];郭枭;田瑞[1,2])
    双馈风电机组的高电压穿越控制策略(白恺;宋鹏;徐海亮;刘汉民;刘京波;张扬帆)
    电压不平衡下笼型机风电场STATCOM控制策略的研究(田桂珍;王生铁;庞洋)
    基于混沌菌群优化的混合互补能源经济投资分析(卢旻)
    基于LMI的5MW海上风力发电机组载荷控制技术研究(姚兴佳;谢洪放;朱江生;王晓东;刘颖明)
    考虑风电消纳能力的含风电场电力系统多目标优化调度研究(辛晓刚;王彪;李昕;方彦军)
    采用样板机法计算风电场弃风电量的实测数据统计分析(丁坤[1,2];吕清泉;蔡旭[2,3];汪宁渤;何世恩;李征[2,3])
    基于风储经济调度的储能容量优化配置(殷志敏[1,2];晁勤;王纯琦;王一波;王境彪;石涛)
    一种基于模型修正的海上风电桩基弱化识别方法(李英超;张敏;杨彬)
    基于AR-Hankel矩阵的风力发电机早期故障诊断方法研究(尹勋;张新燕;常喜强;赵理威;王衡)
    波动率优于国网标准的风电场储能容量经济优化配置(殷志敏[1,2];晁勤;王一波;王纯琦;杨扬)
    在极端载荷作用下TLP型浮式风机基础的总体强度(李良碧;倪鹏;崔杰)
    水分迁移对地下土壤温湿度场分布的影响(陈红兵;褚赛;吴玮;丁翰婉)
    组合式高温相变蓄热器蓄热过程的数值模拟(任红霞;孙坤坤;崔海亭;李宁;赵华丽)
    工质R123和R245fa的有机朗肯循环热力性能(刘健;王辉涛;张凇源;葛众)
    增强型地热系统中溶解二氧化碳对热储层溶蚀作用的实验研究(侯兆云;许天福;何斌;冯波;那金)
    基于人工神经网络的转轮除湿系统建模方法研究(丛华;杨永利;江鹏程;冯辅周;张红星;李耀凯;郝晋峰)
    甲醇/生物柴油/F-T柴油混合燃料燃烧特性与排放特性研究(王文坤;王铁;曹贻森;左鹏)
    固体聚合物电解质水电解制氢的放大试验研究(卫国强;方鑫;杨智;刘世斌;段东红;卫慧凯;王宇新)
    压力水洗法沼气脱碳的模拟研究(孔望欣;王红卫;刘学军;黄进;林绍杰;齐学振;卢美贞)
    麦秆水热炭化水溶液循环对碳及水溶物分布的影响(董向元;郭淑青;吴婷婷)
    绿藻分批培养过程中细胞大小及密度与生物质干重的关系研究(梁芳[1,2];杜伟春;鸭乔;彭新安[2,4];李夜光;耿亚洪)
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