新一代高韧性直流输电技术(二):高倍载模块化换向式换流器 被引量：2

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作者 赵彪 白睿航 +7 位作者 张雪垠 崔彬 屈鲁 吴锦鹏 宋强 余占清 魏晓光 曾嵘 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第2期665-678,I0022,共15页

针对高韧性直流输电技术对高倍载、高经济性直流换流器的需求,提出一种高倍载模块化换向式换流器(high-overload modular commutated converter,MCC)。首先,对MCC的拓扑构造和运行原理进行详细分析,指出其器件软开关特性、桥臂能量脉动... 针对高韧性直流输电技术对高倍载、高经济性直流换流器的需求,提出一种高倍载模块化换向式换流器(high-overload modular commutated converter,MCC)。首先,对MCC的拓扑构造和运行原理进行详细分析,指出其器件软开关特性、桥臂能量脉动优化和高倍载潜力;针对MCC的宽范围电压变比调节、串联模块电压均衡控制、架空线应用中的直流故障自清除等关键问题,给出解决方案;以±500 kV/2000 MW直流输电系统为例,分析MCC的元件用量、体积、效率、成本等技术特性,并与常规模块化多电平IGBT换流器进行综合对比;最后,研制基于IGCT-Plus器件的±15 kV/60 MVA MCC产品,开展综合性测试验证。结果表明,提出的MCC有望将现有换流器技术方案的体积、成本、损耗率分别减小达50%,在电能变换与传输中具有广阔的应用前景。 展开更多

关键词 直流输电 直流换流器 交直流功率变换 集成门极换流晶闸管

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自主可控的功率半导体器件仿真工具研发进展(一):二维计算的精度 被引量：1

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作者 庄池杰 石清元 +11 位作者 林波 彭晞雨 吴丹 刘志成 李立 施连军 任李鑫 纪瑞朗 余占清 吴锦鹏 魏晓光 曾嵘 《高电压技术》 北大核心 2025年第1期21-30,I0002,I0003,共12页

功率半导体器件是电力电子装备电流开断和电能转换的核心。作为全球最大的功率半导体消费国,中国功率器件自给率低,严重依赖进口,亟需自主化突破。功率半导体器件仿真软件作为器件多物理场分析、设计优化的必备工具,研发难度大、周期长... 功率半导体器件是电力电子装备电流开断和电能转换的核心。作为全球最大的功率半导体消费国,中国功率器件自给率低,严重依赖进口,亟需自主化突破。功率半导体器件仿真软件作为器件多物理场分析、设计优化的必备工具,研发难度大、周期长、见效慢。国内使用的功率半导体TCAD软件几乎全部由Synopsys、Silvaco等国外公司垄断。作为国产替代的第一步,自2019年以来,团队按照“先追赶、再并跑、最后超越”的思路,开展功率半导体器件国产仿真工具的研发工作。该文在分析功率器件物理模型、求解难点的基础上,介绍了自主可控的功率半导体器件二维仿真工具的初步研发进展,与垄断商业软件Synopsys TCAD Sentaurus Device计算结果开展了详细比对,在测试的算例和物理模型上,自研软件二维计算的精度向国际垄断商业软件看齐。 展开更多

关键词 功率半导体器件 仿真工具 二维 漂移扩散模型 国产替代

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支撑新能源送出的新型直流换流技术

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作者 曾嵘 屈鲁 +5 位作者 余占清 魏晓光 赵彪 袁志昌 王宗泽 杨天慧 《高电压技术》 北大核心 2025年第8期4194-4208,共15页

“沙戈荒”大规模新能源经高压直流输电系统送出,在送端面临低短路比弱电网等挑战,在受端面临换相失败风险,亟需提出支撑新能源送出的新型直流换流技术。为此,聚焦换相失败对新能源经高压直流输电送出系统的影响,首先分析大规模新能源... “沙戈荒”大规模新能源经高压直流输电系统送出,在送端面临低短路比弱电网等挑战,在受端面临换相失败风险,亟需提出支撑新能源送出的新型直流换流技术。为此,聚焦换相失败对新能源经高压直流输电送出系统的影响,首先分析大规模新能源送出直流输电系统送端与受端系统之间的相互影响特性,指出送端交流系统故障会导致受端发生换相失败,受端换相失败又会增加新能源机组脱网风险。然后,从器件改良、拓扑改造、控制优化3方面综述换相失败抵御技术研究进展,指出现有方法难以根本消除换相失败风险。最后,结合基于集成门极换流晶闸管(integrated gate commutated thyristor,IGCT)的混合换相换流器(hybrid commutated converter,HCC)方案,提出基于模块化多电平换流器-混合换相换流器的新型特高压混合直流输电系统架构,该架构可支撑无常规电源支撑的千万千瓦级新能源远距离、高可靠送出,消除直流输电系统换相失败风险,同时具备容量大、成本低等性能优势。 展开更多

关键词 新能源 高压直流输电 换相失败 集成门极换流晶闸管 混合换相换流器

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稠环芳烃加氢饱和催化剂活性调控策略研究进展

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作者 荆洁颖 田涛 +1 位作者 张雨 李文英 《煤炭学报》 北大核心 2025年第7期3588-3601,共14页

作为煤焦油主要成分,稠环芳烃保留了煤中特有的多环结构,其加氢饱和产物环烷烃是高能量密度燃料的优质组分。然而,稠环芳烃自身结构的高稳定性、中间产物的空间位阻及竞争吸附阻碍了其吸附活化导致加氢饱和困难。系统分析了稠环芳烃加... 作为煤焦油主要成分,稠环芳烃保留了煤中特有的多环结构,其加氢饱和产物环烷烃是高能量密度燃料的优质组分。然而,稠环芳烃自身结构的高稳定性、中间产物的空间位阻及竞争吸附阻碍了其吸附活化导致加氢饱和困难。系统分析了稠环芳烃加氢饱和反应特征,作为可逆放热反应,低温高压的反应条件有助于稠环芳烃加氢饱和,全氢产物具有较高的热力学选择性,但反应速率随着加氢程度的加深而降低。综述了催化剂中活性金属和载体的调控策略,活性金属与稠环芳烃间的吸附机制表明,适宜的缺电子结构有利于反应物的吸附活化,而活性金属的电子结构可通过金属载体间相互作用、掺杂其他原子促进电子迁移或晶格畸变及利用金属集团效应等方式调控。除了借助多孔结构充当活性金属的分散平台外,载体还能通过表面酸性、官能团功能化或缺陷工程等方式调控表面性质,实现反应物在载体表面富集与转化。总结发现,具有分散良好的缺电子活性金属和辅助反应物扩散吸附的载体的催化剂是稠环芳烃加氢饱和的关键。未来催化剂的设计研究应着重考虑以下3方面:煤焦油原料的复杂,反应中多组分稠环芳烃间的影响规律及针对影响规律的多功能催化剂的设计;溢流氢与载体表面上稠环芳烃的反应拓展了反应场所,L-H(Langmuir-Hinshelwood)机理无法直接应用导致催化加氢饱和途径和催化剂设计需重新审视;以及不同体系加氢饱和催化剂的失活机制与抗失活研究。 展开更多

关键词 稠环芳烃 加氢饱和 催化剂 吸附活化 电子结构 载体改性

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用于双层管井下水力举升的双喷嘴射流泵冲蚀磨损特性研究

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作者 唐洋 徐嘉庆 +2 位作者 张吴镝 熊浩宇 王国荣 《表面技术》 北大核心 2025年第1期120-131,共12页

目的研究双喷嘴射流泵在井下水力举升过程中的冲蚀磨损特性,探究影响冲蚀磨损特性的因素及其规律。方法结合固液两相流的冲蚀模型和计算流体力学(CFD)方法对射流泵泵芯在流场中的冲蚀磨损行为进行模拟,预测易发生冲蚀磨损的区域,并通过... 目的研究双喷嘴射流泵在井下水力举升过程中的冲蚀磨损特性,探究影响冲蚀磨损特性的因素及其规律。方法结合固液两相流的冲蚀模型和计算流体力学(CFD)方法对射流泵泵芯在流场中的冲蚀磨损行为进行模拟,预测易发生冲蚀磨损的区域,并通过实验验证,进一步探究颗粒直径、质量流量、动力液流量等参数对泵芯冲蚀特性的影响规律。结果射流泵泵芯的易冲蚀区域为喉管入口内壁面、喉管出口内壁面、扩散管入口附近内壁面等3个位置,通过实验验证了仿真模型的准确性。在控制单因素变量条件下,粒径从0.05 mm增大到1.1 mm时,喉管入口锥面冲蚀位置由闭合圆环状变为三角状,扩散管入口处冲蚀区域面积逐渐减小。质量流量从0.005 kg/s增至0.01 kg/s时,易冲蚀区域最大冲蚀率和冲蚀面积随之增大,喉管入口锥面的最大冲蚀率增大了2倍,喉管-扩散管的最大冲蚀率增大了1.93倍。动力液流量从11 L/s增至15 L/s时,易冲蚀区域的最大冲蚀率随之增大,喉管入口锥面的最大冲蚀率增大了14.2倍,喉管-扩散管的最大冲蚀率增大了1.3倍。结论对最大冲蚀率的数值和增长倍数进行综合分析发现,动力液流量是冲蚀率增长的主要驱动因素,该研究能够为双喷嘴射流泵的设计和应用提供参考。 展开更多

关键词 水力举升 双喷嘴 射流泵 固液两相流 冲蚀磨损 冲蚀率 数值模拟 实验验证

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基于时空图注意网络的磨煤机故障预警

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作者 牛玉广 徐健 +1 位作者 杜鸣 姚珺 《动力工程学报》 北大核心 2025年第9期1519-1526,共8页

为提升磨煤机故障预警结果的准确性与可信度,提出一种基于时空图注意网络的故障预警方法。通过最大信息系数与Top-K最近邻方法自适应求取邻接矩阵,将原始列表数据重构为时序图数据。随后,依次使用图注意力网络和双向门控循环单元,分别... 为提升磨煤机故障预警结果的准确性与可信度,提出一种基于时空图注意网络的故障预警方法。通过最大信息系数与Top-K最近邻方法自适应求取邻接矩阵,将原始列表数据重构为时序图数据。随后,依次使用图注意力网络和双向门控循环单元,分别提取图数据的空间特征和时间特征,并对下一时刻数据进行预测。在离线阶段,经指数加权移动平均法计算总体预警阈值与各分量阈值。在在线阶段,当预测残差总量越限时发出预警信号,同时绘制各分量的越限分数热力图。结果表明:以某热电机组中速磨煤机运行数据为例,所提方法能够准确预警设备潜在异常,并对预警原因进行有效解释,优于对比方法。 展开更多

关键词 磨煤机 故障预警 深度学习 图注意力网络 可解释性

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氢能提升火电机组灵活性研究综述及展望

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作者 袁铁江 王康 +1 位作者 滕越 邓占锋 《高电压技术》 北大核心 2025年第5期2061-2077,共17页

新型电力系统背景下,新能源占比持续攀升,电网灵活性调节需求大幅增加,火电装机占比显著下降,迫使现役火电机组具备更强的调节能力和更高的灵活性。为此,推动火电机组灵活性改造成为提升电力系统调节能力、保障能源安全的关键。氢能具... 新型电力系统背景下,新能源占比持续攀升,电网灵活性调节需求大幅增加,火电装机占比显著下降,迫使现役火电机组具备更强的调节能力和更高的灵活性。为此,推动火电机组灵活性改造成为提升电力系统调节能力、保障能源安全的关键。氢能具有绿色清洁、长时大规模存储和高能量密度等优势,通过制-储-用氢环节与火电耦合,有望提升火电深度调峰能力、降低碳排放,为火电灵活性改造提供低碳、高效的全新技术路径。结合火电与氢能产业的发展趋势和政策支撑,概述氢能对提升火电灵活性的应用前景。针对储氢耦合火电机组与储电、储热耦合的技术特征进行对比分析,明确储氢耦合优势。基于当前技术条件与需求,探索火电-氢能耦合技术的可行设计方案,重点分析耦合集成过程涉及的结构设计、动态调控和评价机制等关键问题,深入剖析制-储-用氢各环节与火电耦合技术瓶颈,并提出拟解决思路展望,以期为氢能提升火电机组灵活性研究与应用提供参考。 展开更多

关键词 火电机组 氢能 灵活性改造 深度调峰 电热耦合 集成设计

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循环流化床锅炉纯氨燃烧排放特性模拟 被引量：2

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作者 杜炳君 蒋苓 +3 位作者 张扬 张海 吕俊复 柯希玮 《动力工程学报》 北大核心 2025年第1期10-18,共9页

基于循环流化床(Circulation Fluidized Bed, CFB)技术的纯氨燃烧有望高效、低成本地解决氨燃烧面临的火焰传播速度低、燃烧稳定性差等问题,从而助力基于可再生能源的无碳燃料的消纳利用。构建了氨燃烧CFB整体数学模型,同时考虑了氨的... 基于循环流化床(Circulation Fluidized Bed, CFB)技术的纯氨燃烧有望高效、低成本地解决氨燃烧面临的火焰传播速度低、燃烧稳定性差等问题,从而助力基于可再生能源的无碳燃料的消纳利用。构建了氨燃烧CFB整体数学模型,同时考虑了氨的均相反应及异相催化反应,探究了纯氨燃烧CFB锅炉的氨逃逸、氮氧化物等排放特性,并分析了床温、过量空气系数、空气分级、燃料分级等运行参数对排放特性的影响。结果表明:直接将常规燃煤CFB锅炉结构与运行策略应用于纯燃氨CFB锅炉会导致较高的氨逃逸与氮氧化物排放体积分数,而适当调整运行参数可以显著改善排放特性。 展开更多

关键词 循环流化床 氨燃烧 排放特性 氮氧化物 无碳燃料

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基于深度强化学习与数据驱动的超临界热电联产机组宽负荷灵活控制策略 被引量：1

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作者 朱珂言 张光明 +3 位作者 王庆华 王玮 牛玉广 刘吉臻 《动力工程学报》 北大核心 2025年第5期785-795,共11页

为满足传统火电机组灵活调节性能的需求,提出了一种数据驱动的超临界热电联产(S-CHP)非线性环境建模方法和基于双延迟深度确定性策略梯度(TD3)的强化学习控制方法。首先,基于多层感知机(MLP)的深度学习算法与S-CHP机组动态特性,建立了... 为满足传统火电机组灵活调节性能的需求,提出了一种数据驱动的超临界热电联产(S-CHP)非线性环境建模方法和基于双延迟深度确定性策略梯度(TD3)的强化学习控制方法。首先,基于多层感知机(MLP)的深度学习算法与S-CHP机组动态特性,建立了数据驱动的非线性模型环境;进而基于深度强化学习算法,设计了契合S-CHP机组动态特性的演员-评委策略价值网络和S-CHP特定状态值与奖励函数,提出了一种TD3灵活控制策略以实现快速响应、保证供热及稳定运行的控制目标。结果表明:MLP模型环境与单层网络相比,在额定功率52%~93%负荷宽度下,均方根误差降低了51.7%;与传统协调控制方法相比,TD3控制策略具有更好的跟踪效果和更高的响应速率。 展开更多

关键词 S-CHP 强化学习 TD3 数据驱动模型 MLP 负荷响应

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变负荷下循环流化床锅炉内燃烧行为研究进展 被引量：1

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作者 武振国 杨楚轲 +7 位作者 张守玉 肖红亮 王君峰 吕俊复 柯希玮 吕邦勇 黄健添 梁宁 《煤炭转化》 北大核心 2025年第2期78-91,共14页

“双碳”战略下,煤电是以新能源为主要电源的电网的安全保障,其中循环流化床(circulating fluidized bed,CFB)燃烧发电技术在煤电深度调峰中担当着重要角色,但其热惯性大,制约了CFB锅炉的变负荷速率。降低粒径、改善燃料燃烧特性等燃烧... “双碳”战略下,煤电是以新能源为主要电源的电网的安全保障,其中循环流化床(circulating fluidized bed,CFB)燃烧发电技术在煤电深度调峰中担当着重要角色,但其热惯性大,制约了CFB锅炉的变负荷速率。降低粒径、改善燃料燃烧特性等燃烧调控行为可降低CFB锅炉的流动、传热和燃烧等热惯性,对提升CFB锅炉的灵活性具有重要意义。焦炭燃烧是固体燃料燃烧的主要放热过程,通过总结并对比常见的焦炭燃烧速率模型(包括动力/扩散表面反应速率模型、焦炭缩核燃烧模型和Coats-Redfern积分法),得出了焦炭燃烧的影响因素。结果表明:焦炭燃烧速率的主要影响因素为给煤粒径、床温、一二次风氧气体积分数和燃料种类;总结了上述主要影响因素对炉内燃烧速率和其他燃烧行为的影响,降低给煤粒径、升高床温、提高氧气体积分数和改善燃料特性均能改善燃料燃烧过程,提升CFB锅炉变负荷速率;基于粒径、燃料特性等因素对循环流化床炉内燃烧行为的影响,国内外研究者开发了不同技术(包括粉煤循环流化床燃烧(powdered coal circulating fluidized bed combustion,PC-CFB燃烧)和燃料高温预热等技术)以提高CFB锅炉灵活性,亦可采用绿色低碳多元燃料掺烧等技术提高CFB锅炉的升负荷速率。 展开更多

关键词 循环流化床 焦炭燃烧 升负荷速率 粒径 床温 氧气体积分数 燃料特性

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循环流化床锅炉全负荷调峰特性研究 被引量：4

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作者 乔磊磊 王孝全 +7 位作者 聂浩 柳成亮 魏绍青 郝海俊 李绍军 冯浩 吕俊复 柯希玮 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第1期184-193,I0015,共11页

基于循环流化床(circulating fluidized bed,CFB)燃烧技术的燃煤发电机组可实现长周期压火热备运行与快速启停,即具备全负荷调峰能力。在某300 MW亚临界CFB锅炉上的试验结果显示,机组功率能够以10.4%Pe/min的速率快速降至1 MW,后在1%极... 基于循环流化床(circulating fluidized bed,CFB)燃烧技术的燃煤发电机组可实现长周期压火热备运行与快速启停,即具备全负荷调峰能力。在某300 MW亚临界CFB锅炉上的试验结果显示,机组功率能够以10.4%Pe/min的速率快速降至1 MW,后在1%极低负荷率下维持长时间稳定运行,总压火时长超过110 min,压火结束后又能以3.5%Pe/min的速率实现热态再启。压火期间,平均床温以2.2℃/min的速度从800℃降至553℃;主汽温度和主汽压力分别下降了165℃和1.7 MPa;各受热面横向温度偏差基本在10℃以内;汽轮机和发电机运行平稳,各项参数都在安全限值以内。扬火瞬时烟气CO浓度急剧上升超过1%,但无爆燃风险。调峰全过程尘硫氮污染物排放小时均值满足超低排放要求。该研究为深入挖掘煤电机组灵活性提供了一个更具竞争力的方向,对高比例消纳风光等可再生能源、保障新型电力系统可靠稳定运行具有重要意义。 展开更多

关键词 灵活煤电 循环流化床(CFB) 全负荷调峰 快速启停 压火热备

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经DRU-HVDC送出的海上风电场汇集网电气调节特性分析及集群构网控制策略 被引量：2

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作者 于浩天 蔡旭 +2 位作者 杨仁炘 杨明扬 汤广福 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第6期2318-2334,I0024,共18页

基于构网型风电场与二极管不控整流单元(diode rectifier unit,DRU)的低成本直流送出方案是目前大规模远海风电开发的热点问题。风电机组的构网控制策略是该送出方案的关键,针对现有风机构网策略控制率设计原理不完善、控制结构改造难... 基于构网型风电场与二极管不控整流单元(diode rectifier unit,DRU)的低成本直流送出方案是目前大规模远海风电开发的热点问题。风电机组的构网控制策略是该送出方案的关键,针对现有风机构网策略控制率设计原理不完善、控制结构改造难度大、缺乏同步机理分析等问题,提出使用电压/功率因数节点来刻画DRU的基频功率特性,并利用BP-神经网络实现考虑换流特性及多重化后的DRU节点特性拟合。在此基础上,通过节点-潮流关系揭示风电汇集网络的等效负荷特性、电压/频率构建机理和对风电机组控制率设计的要求。进而提出一种基于锁相环与频率-无功下垂实现自同步的机组网侧变换器集群构网控制策略,完善下垂增益的设计和机组间的同步机理,并采用阻抗法分析验证所提控制策略在系统不同工况的宽频交互稳定性。最后,通过PSCAD/EMTDC仿真验证分析建模的准确性和构网控制策略的有效性。 展开更多

关键词 海上风电 二极管不控整流单元 电压/功率因数节点 构网控制 宽频交互稳定性

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基于帝王蝶算法的CNN-GRU-LightGBM模型短期风电功率预测 被引量：1

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作者 向阳 刘亚娟 +2 位作者 孙志伟 张效宁 卢建谋 《太阳能学报》 北大核心 2025年第1期105-114,共10页

风电集群大规模并网和跨季节使用产生的不确定性对风电功率预测播报的准确度提出更高的要求。为提高风电功率预测的准确度,提出一种基于帝王蝶优化算法(MBO)的卷积神经网络(CNN)-门控循环单元(GRU)-梯度提升学习(LightGBM)复合风电功率... 风电集群大规模并网和跨季节使用产生的不确定性对风电功率预测播报的准确度提出更高的要求。为提高风电功率预测的准确度,提出一种基于帝王蝶优化算法(MBO)的卷积神经网络(CNN)-门控循环单元(GRU)-梯度提升学习(LightGBM)复合风电功率预测模型。首先,分别建立CNN-GRU和LightGBM的风电功率预测模型,利用方差倒数法将两个模型加权组合为CNN-GRU-LightGBM复合模型;为优化模型中的连续参数,使用MBO对模型进行超参数优化。最后,选取珠海某海上风电场的短期风电功率数据对所提方法与已有预测方法进行对比,实验结果表明,该模型结合了CNN-GRU、LightGBM等模型的优点,预测误差更小,预测精度更高,拥有更强的季节普适性。 展开更多

关键词 风电功率预测 卷积神经网络 门控循环单元 梯度提升学习 帝王蝶算法

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基于水-土-管耦合分析平台的海底管道在位稳定性研究 被引量：1

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作者 孟垂乾 王乐 +2 位作者 张春会 王智超 田英辉 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第3期618-626,共9页

海底管道是深海油气工程中的关键组成部分,其在位稳定性受波流荷载、周围土体抗力及管道自身特性等因素的影响,现有分析方法难以准确评估水-土-管耦合作用下的海底管道在位稳定性。为此,首先利用FORTRAN编程语言分别建立了管-水作用分... 海底管道是深海油气工程中的关键组成部分,其在位稳定性受波流荷载、周围土体抗力及管道自身特性等因素的影响,现有分析方法难以准确评估水-土-管耦合作用下的海底管道在位稳定性。为此,首先利用FORTRAN编程语言分别建立了管-水作用分析程序与管-土作用分析程序。管-水作用分析程序采用傅里叶分析法计算作用在管道上的水动力荷载,并依据管道位移变化对该荷载进行实时修正;管-土作用分析程序基于已有的管土相互作用模型,计算管道在发生运动时受到的水平向土抗力。随后,基于有限元分析软件ABAQUS中的DLOAD与UEL子程序将上述程序进行耦合,最终形成用以分析海底管道在位稳定性的水-土-管耦合分析平台。利用该计算分析平台,综合考虑海况条件、土体性质及管道外形参数等因素对管道在位稳定性的影响,为实际工程中海底管道的在位稳定性分析提供了参考。 展开更多

关键词 海底管道 计算平台 稳定分析 水动力 管土相互作用

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基于单向电流型混合MMC的海上风电柔性直流紧凑化换流阀设计方法

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作者 蔡放 李政轩 +3 位作者 宋强 余占清 赵彪 曾嵘 《高电压技术》 北大核心 2025年第6期2759-2769,I0001-I0003,共14页

针对海上换流平台体积和重量大的问题,对基于单向电流型混合模块化多电平换流器(unidirectional-current hybrid modular multilevel converter,UC-HYB-MMC)的紧凑化换流阀设计方法进行了研究。以±500 kV/2000 MW海上风电直流输电... 针对海上换流平台体积和重量大的问题,对基于单向电流型混合模块化多电平换流器(unidirectional-current hybrid modular multilevel converter,UC-HYB-MMC)的紧凑化换流阀设计方法进行了研究。以±500 kV/2000 MW海上风电直流输电系统为研究案例,对UC-HYB-MMC的参数进行设计,并基于所设计的换流器参数,分别对单向电流型箝位双子模块(unidirectional-current clamp double submodule,UC-CDSM)和单向电流型全桥子模块(unidirectional-current full-bridge submodule,UC-FBSM)的结构设计方法进行研究。热过程仿真结果表明子模块的散热设计可以使半导体器件结温在允许范围内,且阀串温度分布较为均衡。在子模块结构设计基础上,完成了UC-CDSM和UC-FBSM阀段的设计,并对UC-HYB-MMC阀塔结构进行设计。实现了UC-HYB-MMC阀厅布置的设计,并与常规半桥子模块MMC的阀厅尺寸进行对比,结果表明UC-HYB-MMC在换流阀的占地和体积方面都具有明显优势。 展开更多

关键词 海上风电 单向电流型混合模块化多电平换流器 子模块结构 阀塔设计 换流阀紧凑化技术

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机器学习在循环流化床锅炉技术中的应用进展

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作者 肖红亮 柯希玮 +6 位作者 潘帅 郎丽萍 王君峰 祁海鹰 张守玉 吕俊复 黄中 《热力发电》 北大核心 2025年第7期1-13,共13页

循环流化床(CFB)锅炉在我国发电行业具有重要地位,然而炉膛燃烧系统具有多参数、多变量、非线性、时变性等强耦合特征,使系统的精确建模和预测困难。机器学习凭借强大的非线性处理能力和预测性能,在CFB领域展现出广阔的应用前景。探讨... 循环流化床(CFB)锅炉在我国发电行业具有重要地位,然而炉膛燃烧系统具有多参数、多变量、非线性、时变性等强耦合特征,使系统的精确建模和预测困难。机器学习凭借强大的非线性处理能力和预测性能,在CFB领域展现出广阔的应用前景。探讨了机器学习技术在该领域的应用,包括最小流化速度预测、污染物排放预测、床层压力预测、床层温度/热效率预测、颗粒循环流率预测、计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)场的降阶模型、锅炉安全控制系统模型等方面。分析了这些技术在不同场景中的优势和局限,展望了CFB锅炉在大数据时代面临的机遇和挑战,关注模型解释性、泛化能力提升、数据质量多样性、模型结合传统方法、实验验证等是未来研究的重点方向。 展开更多

关键词 燃煤锅炉 CFB锅炉 机器学习 非线性 预测

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柔性直流输电系统高频振荡有源和无源协调抑制策略 被引量：2

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作者 李云丰 孔明 +4 位作者 曹一家 朱介北 文涛 陈长胜 钱学威 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第5期1874-1890,I0022,共18页

柔性直流换流站采用虚拟串联阻抗有源阻尼控制策略无法彻底将交流阻抗在中高频段全部重塑为正阻尼特性,高频振荡风险依旧存在。针对有源阻尼控制策略解决高频振荡全工况适应性难问题,首先基于换流器简化模型,以数学解析形式分析电压前... 柔性直流换流站采用虚拟串联阻抗有源阻尼控制策略无法彻底将交流阻抗在中高频段全部重塑为正阻尼特性,高频振荡风险依旧存在。针对有源阻尼控制策略解决高频振荡全工况适应性难问题,首先基于换流器简化模型,以数学解析形式分析电压前馈环节如何影响换流器第一个高频段负阻尼频率区间及其电导最小值的规律;其次,为彻底解决高频振荡问题,提出有源和无源协调抑制方案与原则,其中有源阻尼控制策略并不用于抑制高频振荡,而是用于改善换流器第一个负阻尼区间的电导特性,以至于降低无源阻尼滤波器的参数;再次,以电压直接前馈特征和协调抑制原则为基准,分析传统二阶高通滤波器作为阻尼控制器改善换流器电导特性时的不适应性,提出采用四阶低通滤波器作为有源阻尼控制器的主导形式;最后,以换流站高频段电导正阻尼为准则,对有源阻尼控制器和无源阻尼滤波器的参数进行解析计算与优化设计,并开展电磁暂态仿真验证。 展开更多

关键词 柔性直流输电 高频振荡 有源阻尼控制 无源阻尼滤波器 协调抑制 参数解析计算

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超超临界机组灵活运行下基于观测器的PID过热汽温控制

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作者 庞大卫 秦天牧 +1 位作者 杜鸣 牛玉广 《动力工程学报》 北大核心 2025年第8期1290-1298,共9页

为消纳更多可再生能源,火电机组长期处于宽负荷运行,频繁的负荷变化给过热汽温控制造成困难。以某1000 MW超超临界机组过热汽温为对象,分析了其动态特性在不同负荷下的差异。针对宽负荷运行带来的多模型特性与非线性特性,提出了一种基... 为消纳更多可再生能源,火电机组长期处于宽负荷运行,频繁的负荷变化给过热汽温控制造成困难。以某1000 MW超超临界机组过热汽温为对象,分析了其动态特性在不同负荷下的差异。针对宽负荷运行带来的多模型特性与非线性特性,提出了一种基于观测器的比例积分微分(observer-based proportional-integral-derivative,OB-PID)控制结构,以增强过热汽温在宽负荷运行时的稳定性。仿真结果表明,相比于常规比例积分微分(proportional-integral-derivative,PID)控制,OB-PID控制能在保持较好跟踪性能的同时,提高系统的扰动抑制性能和鲁棒性能。此外,OB-PID控制具有极简的结构,基于PID框架的改进不增加额外的信号测点,在火电机组灵活性改造中具有极大的应用潜力。 展开更多

关键词 超超临界机组 过热汽温 观测器 扰动抑制 灵活运行

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基于IGCT器件的阀单元串联均压特性研究

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作者 张胤禄 汤广福 +4 位作者 魏晓光 单云海 余占清 张闻闻 张杰 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第16期6449-6460,I0025,共13页

基于逆阻型集成门极换流晶闸管串联阀组的特高压主动换相换流阀是构建我国新型电力系统的关键换流装备之一。由于阀臂器件主动关断不一致引起的器件间电压分布不均现象,一方面威胁器件的运行可靠性,另一方面将造成阀臂器件的过度冗余使... 基于逆阻型集成门极换流晶闸管串联阀组的特高压主动换相换流阀是构建我国新型电力系统的关键换流装备之一。由于阀臂器件主动关断不一致引起的器件间电压分布不均现象,一方面威胁器件的运行可靠性,另一方面将造成阀臂器件的过度冗余使换流阀建设成本增加。为此,该文首先通过分析集成门极换流晶闸管(intergrated gate commutated thyristors,IGCT)器件开关特性,建立基于物理特性的器件模型并通过试验数据对模型进行校核;其次,基于器件模型开展了阀最小单元的串联均压特性研究,在驱动延迟条件下分析了缓冲回路杂散电感、缓冲阻容参数对器件间不均压系数的影响,以不均压系数5%为前提给出阻容参数的选取范围。最后,提出“RCD+MOV”拓扑,并对其均压效果进行仿真分析。结果表明,所提拓扑具有较好的均压效果,当驱动延迟200ns时,不均压系数仅为2.59%,相比原拓扑降低64.7%,研究工作对今后IGCT串联阀组的均压设计具有一定参考价值。 展开更多

关键词 特高压直流输电 主动换相换流阀 IGCT器件模型 串联均压技术

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耦合太阳能储热的CFB机组长周期近零出力运行特性研究

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作者 韩佩兴 冯浩 +4 位作者 钟旭东 郭俊菲 王兴 黄中 柯希玮 《煤炭转化》 北大核心 2025年第5期3-12,共10页

CFB机组压火热备技术是一种极深度调峰技术,可实现对外近零功率输出。然而,在压火期间受蒸汽参数限制,目前压火时长仅有1 h~2 h。为解决压火时长短的问题,构建了一种CFB机组耦合太阳能储热的长周期压火热备技术方案。在压火运行期间,通... CFB机组压火热备技术是一种极深度调峰技术,可实现对外近零功率输出。然而,在压火期间受蒸汽参数限制,目前压火时长仅有1 h~2 h。为解决压火时长短的问题,构建了一种CFB机组耦合太阳能储热的长周期压火热备技术方案。在压火运行期间,通过光热生成高参数辅助蒸汽,使锅炉原生蒸汽与辅助蒸汽协同维持汽轮机运行,从而突破传统CFB机组压火时长限制。为探究耦合储热的CFB机组的压火运行特性,使用EBSILON建立了该机组的热力系统模型,获得了机组主蒸汽流量在20 t/h~40 t/h范围内的主要运行参数。建立了火用分析模型,揭示了极端低负荷下CFB机组火用损分布特性,量化了关键部件的火用性能指标。结果表明:压火工况下,机组最小输出功率仅3.3 MW,扣除厂用电后,对外可实现近零输出。火用分析表明,随着主蒸汽流量增加,机组关键部件的火用损失和火用效率都呈上升趋势。其中,给水加热器的火用效率最高,均在93%以上,而高压缸的火用效率仅有50%左右。机组的火用损率从高到低依次为:凝汽器、汽轮机、熔盐换热器、给水加热器。 展开更多

关键词 循环流化床 灵活调峰 近零出力 火用分析 模拟

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