面向高比例分布式光伏发电消纳的复合型需求侧响应控制

在大力推进分布式光伏发电的形势下,利用负荷侧灵活性资源提升光伏消纳水平并改善电网运行经济性已成为促进新能源发展的重要措施,如何高效进行需求侧响应控制是目前该领域研究的关键问题之一。传统的峰谷分时电价仅根据区域电网内的负荷变化的总体情况确定分时段电价实现削峰填谷,该方法未考虑区域内新增电源的发电特性,从而导致负荷调整的灵活性较差,无法有效解决区域内光伏消纳的问题。该研究针对光伏装机比例较高的区域配电网尤其是乡村配电网,提出一种基于优化调整分时电价时段的激励型需求侧响应和区域集中优化调控相结合的配电网复合型需求响应控制策略。该策略首先结合负荷需求和光伏出力曲线对分时电价峰谷时段进行因地制宜的自适应调整;其次,基于新的电价时段进行用户侧分布式最优出力计划建模,并给出用户侧可削减、可时移负荷的响应调整范围的计算方法;最后由区域调度中心实现负荷集中控制。通过算例对比验证该文方法在计及用户舒适度的基础上,弃光率和系统综合运行成本较优化前均有明显降低,解决了含高比例光伏配电网的光伏消纳及经济运行问题,为配电网精细化管理水平的提升提供了理论依据。     

水轮机顶盖部分螺栓断裂后剩余螺栓的强度分析

针对水轮发电机组由于顶盖连接螺栓断裂而导致水淹厂房等严重事故的问题,建立了某电站实际顶盖及螺栓的模型并进行有限元分析.基于Ansys,采用有限单元法求解静力学基本方程,计算得到各种工况下螺栓的应力分布;研究了某混流式水轮机顶盖全部螺栓正常工作时的强度,对部分螺栓断裂后剩余螺栓的强度进行了分析,对比了螺栓在断裂数量为1,2,4,8根以及断裂位置为90°对称分布、邻近分布、180°分布时的应力情况.计算结果表明:部分螺栓断裂后,由于偏载和突变,其余螺栓的最大应力值都会升高;螺栓断裂个数越多,断裂螺栓的分布位置越邻近,则其余螺栓强度越不足.当断裂螺栓数量为4根且处于邻近分布位置时,剩余螺栓的最大应力为744.03 MPa,十分接近螺栓材料的极限容许应力744 MPa;当断裂螺栓处于邻近分布位置且数量达到8根时,剩余螺栓的最大应力达776.21 MPa,增幅达19.69%,已远远超过材料极限容许应力,威胁电站安全运行.     

多能互补能源系统多维度综合评价方法

随着风光等清洁能源的广泛应用，具有多能互补特性的能源系统受到了广泛关注。该研究基于多能互补能源系统架构和利益主体间关系，从清洁低碳水平、安全可靠水平、能源利用水平、高效经济水平、社会服务水平等维度构建多能互补能源系统评价指标体系；提出了基于G1-CV离差最大化综合赋权-多层次物元可拓评价方法，对系统的建设与运行成果进行综合评价；最后用算例验证了指标体系与评价方法的科学有效性。该研究可为多能互补能源系统的最优规划和运行提供理论指导。     

基于干旱区煤矿废弃物利用的土壤配置及其对苏丹草生长的影响

新疆干旱区煤矿开采利用过程中产生大量废弃物,如粉煤灰、火烧石等,且原生态环境恶劣,不利于植物生长。本文以粉煤灰、火烧石为试验材料,结合当地荒漠土设置土壤配方,并通过小区试验种植苏丹草(Sorghum sudanense(Piper)Stapf.)来验证其效果。结果表明:在荒漠土中添加10%粉煤灰其土壤硬度降低5.94 kg·cm~(-2),土壤速效磷含量增加5.19 mg·kg~(-1);土壤表面覆盖火烧石可降低土壤水分的蒸发,覆石处理组总失水率仅为未覆石处理组的43.8%～58.8%。2019年4—8月通过小区试验种植苏丹草,在夏季高温干旱期,"荒漠土+10%粉煤灰+覆石"处理于灌溉后1～3 d, 15∶30 TM时,石缝中地表温度显著低于荒漠土(CK)裸地温度,降低了2.07℃～12.57℃,昼夜温差减少4.54℃～14.17℃,含水率高于荒漠土(CK)裸地5.93%～10.84%。在"荒漠土+10%粉煤灰+覆石"的配土方式下,苏丹草长势显著好于荒漠土(CK)(p0.05),其株高是CK的1.9倍,地上生物量是CK的5.9倍,地下生物量是CK的2.7倍。"荒漠土+10%粉煤灰+覆石"是一种有效的保水、促苗配土方式。     

导叶开度对水泵水轮机调相运行水环流动的影响

水泵水轮机运行在泵工况压水启动过程或压水调相工况时,需要在转轮腔体内注入空气以降低转轮的启动功率.为了避免转轮室内的压缩空气泄漏到蜗壳内,需要在无叶区内形成一定厚度的水环进行密封,以减少压水时的用气量.为了研究导叶开度对水泵水轮机的水环内部流动特性的影响规律,利用ANSYS CFX软件对3种不同的导叶开度(全关闭、1%最优导叶开度、2%最优导叶开度)水泵水轮机模型两相流进行非定常数值计算分析.研究结果表明:水环的厚度随导叶的关闭而增大,从而增大了转轮的阻力,加大了轴功率的消耗;无叶区内的压力脉动特征频率为叶频及其倍频,呈现出明显的动静干涉现象.研究结果可为水泵水轮机在泵工况压水启动过程或压水调相工况下的水环控制提供一定的依据.     

Viscoelastic characterization of a new guar gum derivative containing anionic carboxymethyl and cationic 2-hydroxy-3-(trimethylammonio)propyl substituents

A new guar gum derivative (CMHTPG) containing anionic carboxymethyl and cationic 2-hydroxy-3-(trimethylammonio)propyl substituents was characterized with the help of a stress-controlled rheometer for its linear viscoelastic behavior in aqueous systems. The frequency-dependent elastic modulus (G′) and viscous modulus (G″) curves for 0.5, 1.0, 1.5 and 2.0 g/dl of aqueous CMHTPG solutions were found to cross at a given frequency. The crossover frequency value decreased with the increase of CMHTPG concentration. At 25 °C, the longest relaxation time was obtained to be 5.556 s for aqueous 2.0% CMHTPG solution while the shortest relaxation time to be 0.027 s for aqueous 0.5% CMHTPG solution, showing a strong concentration dependence on the viscoelastic properties. Moreover, the complex viscosity (η*) of aqueous CMHTPG solution was found to increase with the increase of CMHTPG concentration, and to decrease with the increase of frequency. By investigating the viscoelastic properties of aqueous CMHTPG salt solutions containing various concentrations of NaCl, it was observed that the addition of NaCl could lead to a slight increase in the G′, G″ or η* value. Temperature was confirmed to have an important influence on the viscoelastic properties of aqueous CMHTPG solution. For aqueous 1.0% CMHTPG solution, the activation energy reflecting the temperature sensitivity of the complex viscosity was determined at the frequency of 1.0 rad/s and found to be 16.94 kJ/mol.     

基于人-车-土系统的撒肥机组能耗与一源多用潜力分析

针对“人-车-土”作业系统下重型撒肥机组油耗因素机制不清和农机单次作业期短、作业频次低导致的农机“电源撂荒”问题,分析“人-车-土”系统油耗结构方程模型互作机制并预测纯电动拖拉机电源“一源多用”模式对“生活-生态”的增益潜力。首先,开展重型拖拉机撒肥作业田间综合试验,采集驾驶员疲劳度、拖拉机燃油油耗、耕层土壤表征量等作业要素数据,建立驾驶员-拖拉机-耕层土壤的油耗结构方程模型;然后,基于结构方程因果关系探寻农机油耗因子间相关性;最后,基于油耗等值转换理论计算燃油农机等效需电量与碳排放量,预测纯电动拖拉机“一源多用”模式对生产生活电源互换共享与减排降碳的贡献潜力。结果表明：耕层土壤紧实度是拖拉机主要油耗影响因素;驾驶员操作疲劳对油耗具有间接影响,可通过操纵拖拉机间接影响耕层物理性质和拖拉机碳排放、作业效率。电动拖拉机电源“一源多用”对农网末端小型用电设施供电具有一定潜力,在机械化田间管理期,等效耗电量约为45kW·h/hm2,减少碳排放12kg/hm2(CO2),中小规模农场可减少农机碳排放约2464t(CO2),节约电9.24×106kW·h,并且其电源闲置时提供约110t玉米烘干所需电力,或165台通风设备全天同时通风所需电力,或5500个路灯夜间照明的电能,或11个值班室全年的用电需求。     

基于模态组合的短期负荷预测方法

随着电力市场化改革的深入推进,电力系统运行呈现出更强的灵活性和不确定性,对短期负荷精准预测提出了更高的要求。为有效协调发电、输电、配电、用电的关系,增强电力系统日运行调度的安全稳定性,该研究提出了一种基于模态组合的短期负荷预测方法。从时域和频域2个维度提出了负荷序列和影响因素序列分解评价方法,得到改进的变分模态分解法(Variational Mode Decomposition,VMD),对原始日负荷序列及影响因素序列进行分解,并采用粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization,PSO)对VMD的参数寻优。根据原始序列分解情况,对比各影响因素模态序列与负荷序列的频域特征,筛选出与负荷序列特征相近的模态并将其进行线性叠加组合,得到多个整合后的组合模态序列,以确定预测模型的输入量;分别利用粒子群优化的最小二乘支持向量机(Least Squares Support Vector Machine,LSSVM)模型进行负荷预测。算例结果表明,相比于直接采用PSO-LSSVM方法,本文提出的基于模态组合的短期负荷预测方法的最大相对误差降低了3.36个百分点,平均相对误差降低了1.71个百分点,最大绝对误差降低了95 MW,平均绝对误差降低了55.72 MW,短期负荷预测的精度得到明显提升。     

单缸发动机电控系统硬件设计

针对化油器式单缸发动机广泛存在的油耗高、废气排放超标等问题,提出了将化油器式发动机改造为电控式发动机的方法,并给出了这种电控系统硬件设计方案.该方案设计了此电控系统的数字控制电路、电源模块电路、传感器信号处理电路、执行器驱动电路等.其中转速信号处理倍频电路,可以方便地从化油器式发动机获取满足电控系统需要的转速信号.对该...     

碱性亚硫酸盐耦合低压蒸汽预处理慈竹及其纤维素酶解转化

慈竹作为一种富含纤维素、分布广泛的草类资源,是生产纤维素燃料乙醇的潜在原料。本文采用碱性亚硫酸盐法与低压蒸汽爆破相结合对慈竹原料进行预处理,在保留碳水化合物的同时能够有效脱除大量木质素进而提升后续的纤维素酶水解效率。通过正交试验确定最优工艺条件为反应温度140 ℃、亚硫酸盐用量40%、氢氧化钠用量15%。水解试验中加入质量分数5%的最优工艺条件预处理慈竹原料72 h,纤维素酶解生成葡萄糖得率达到88.54%。在此基础上将碱性亚硫酸盐与低压蒸汽爆破预处理相耦合,有效简化了预处理工艺并降低成本,可实现慈竹原料“一步法”高效预处理,纤维素保留率为89.25%,葡萄糖得率达87.25%。