可再生能源


  • 进气相对湿度对PEMFC能量效率的影响特性分析

    刘鑫桐;刘永峰;裴普成;张璐;姚圣卓;

    为了探究进气相对湿度对质子交换膜燃料电池(PEMFC)发电性能的影响,文章提出了PEMFC能量效率(GE)的数值模型。首先,通过用户自定义函数(UDF)将GE模型添加到Fluent中对划分好的网格进行计算;其次,建立PEMFC试验系统,并将工况参数设置为工作温度为60℃、进气压力为10 kPa、进气相对湿度分别为50%和100%;最后,对GE模型、Fluent模型和试验数据进行比较分析。分析结果表明:当进气相对湿度为50%时,GE模型值的精确度比Fluent模型值提高了约15.18%;当进气相对湿度为100%时,GE模型值的精确度比Fluent模型值提高了约21.07%;PEMFC的能量效率随着进气相对湿度的增加而增加,当进气相对湿度为100%,功率密度增加到110.869 mW/cm~2时,PEMFC的能量效率为46.879%。

    2022年07期 v.40;No.287 853-859页 [查看摘要][在线阅读][下载 1133K]
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  • 基于LSD-DEM模型的鼓泡流化床物料运动特性分析

    张昕;温飞;张天浴;毛颖;马明;陈巨辉;

    鼓泡流化床内部的气固流动结构在整体和局部上呈现出明显的非均匀性的特征,因此会对床内颗粒的流动状态、热量传递、掺混造成显著的影响。文章基于计算流体力学和离散元模型(Discrete Element Model,DEM),结合局部结构相关(Local-Structure-Dependent,LSD)曳力模型,充分考虑了两相流中颗粒相、气泡相以及乳化相之间多尺度的相互作用,对鼓泡流化床内的气固两相流动特性进行数值模拟,分析了床内颗粒浓度、颗粒速度等分布特性。结果表明,LSD-DEM曳力模型下床层膨胀比较小而气泡直径较大。LSD-DEM曳力模型能够更好地预测鼓泡流化床内气固两相流动。

    2022年07期 v.40;No.287 860-865页 [查看摘要][在线阅读][下载 1033K]
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  • 基于LSTM的变频太阳能-空气源热泵系统逐时负荷预测研究

    胡洋;程志江;崔澜;

    文章以建筑中可再生能源系统为研究对象,利用长短期记忆(Long Short-Term Memory,LSTM)神经网络建立变频太阳能-空气源热泵(Variable Frequency Solar Air Source Heat Pump,VFAP)系统,在乌鲁木齐市气象条件下选取一个6层办公楼进行分析。首先,在实测数据校验模型的基础上,基于TRNSYS软件搭建VFAP系统,以一个供暖季为研究周期,获取VFAP系统的室外参数和过程运行数据。其次,利用灰色关联度分析(Grey Relation Analysis,GRA)计算各特征与供暖负荷的灰色关联度,并利用局部保留投影算法(Locality Preserving Projection,LPP)进行数据降维,得到VFAP系统的最优预测向量。最后,通过选择合理的网络参数,提出基于LSTM神经网络的VFAP系统的短期负荷预测模型,并与现有预测模型相对比。结果表明,LSTM神经网络对VFAP系统的负荷预测具有较好的识别效果,该精度要优于传统的神经网络预测模型,具有潜在的应用价值。

    2022年07期 v.40;No.287 866-873页 [查看摘要][在线阅读][下载 1464K]
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  • 基于光伏遮阳板供电的闷晒车辆通风降温研究

    刘明瑞;陈海进;

    针对闷晒车辆车内温度过高问题,文章基于汽车光伏遮阳板供电的闷晒车辆进行了通风降温研究。采用当量满负荷运行时间法,分析驻车通风系统的功耗与光伏遮阳板的发电量,采用数值模拟方法对不同朝向闷晒车舱进行遮阳通风降温的仿真。仿真结果表明,使用光伏遮阳板维持2 m/s的驻车通风,可减少车舱空气14.27%的日总热负荷,最高可使车内空气温度降低11 K,减少人员进入车辆后27%的降温等待时间,并有盈余电量对汽车蓄电池进行充电维护。对比汽车光伏天窗与光伏顶棚,光伏遮阳板具有低成本、降温效率高和易于维护的优势。

    2022年07期 v.40;No.287 874-880页 [查看摘要][在线阅读][下载 1122K]
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  • 可再生能源耦合供热系统在严寒地区的适宜性分析

    冯国会;张磊;常莎莎;黄凯良;崔航;张雪萍;

    为提高可再生能源耦合系统供热的效果,文章以沈阳市某净零能耗建筑为例,分析了5种多能源耦合供暖系统方案的适宜性。在建筑动态负荷计算的基础上,使用TRNSYS瞬时仿真模拟软件建立了5种可再生能源耦合供热系统,对其性能进行了对比分析。通过与实验数据比较,模型误差范围小于10%。分析表明:在所考虑的工况下单独空气源热泵、“光伏幕墙余热+空气源热泵”、“太阳能+空气源热泵”、单独地源热泵、“太阳能+地源热泵”供热系统机组制热性能系数COP从低到高依次为2.57,2.79,2.90,3.04,3.49;“太阳能+地源热泵”、单独地源热泵、“太阳能+空气源热泵”、单独空气源热泵、“光伏幕墙余热+空气源热泵”耦合系统的采暖季能耗从低到高依次为3 882.6,4 573.5,4 690.5,5 162.6,5 460.2 kW·h。严寒地区净零能耗建筑太阳能供热量占耦合供暖系统15%为宜,建议优先采用“太阳能+地源热泵”系统,其次采用单独地源热泵系统。文章的研究成果可为可再生能源耦合系统在严寒地区的推广应用提供技术支撑,具有重要的实践意义。

    2022年07期 v.40;No.287 881-889页 [查看摘要][在线阅读][下载 2020K]
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  • 基于EOSSA-ELM的光伏短期输出功率预测

    陈骏嚎;张娜;刘广忱;郭力萍;李静宇;

    为了进一步提升光伏短期输出功率预测的精度,提出一种改进的基于精英反向策略的麻雀搜索算法(EOSSA)优化极限学习机(ELM)的光伏短期输出功率预测模型。EOSSA利用动态安全值和精英反向学习来优化ELM模型的输入权值及阈值,可以有效避免ELM陷入局部最优,提升预测精度。与传统的ELM模型、SSA优化的ELM模型和Elman神经网络模型的比较结果表明,EOSSA算法的收敛速度及精度均优于SSA算法。EOSSA-ELM模型对于不同天气状况的功率预测精度高,具有较高的实用价值。

    2022年07期 v.40;No.287 890-898页 [查看摘要][在线阅读][下载 1391K]
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  • 中深层地埋管换热器运行模式对岩土热恢复特性的影响

    黄帅;董建锴;李骥;朱科;姜益强;

    为探究中深层地埋管换热器的运行模式对其周围岩土热恢复特性的影响,建立了中深层地埋管换热器与周围岩土的耦合传热模型,基于有限差分法将控制方程离散求解,并利用项目实测数据加以验证。研究结果显示:在系统运行的15 a间,不同运停比下的中深层岩土温度均呈周期性变化,而且运停比越小,岩土热恢复程度越高;当运停比分别为24∶0,16∶8,12∶12和8∶16时,运行15 a后的中深层岩土温度能分别恢复至初始温度的95.24%,96.62%,97.35%和98.16%;系统运行15 a后,在24∶0,16∶8,12∶12和8∶16运停比下,热影响半径分别为91.36,83.07,75.52,68.65 m;以运停比24∶0所对应的热影响半径为基准,其余3种运停比下的热影响半径分别减少9.07%,17.34%和24.86%。

    2022年07期 v.40;No.287 899-906页 [查看摘要][在线阅读][下载 1550K]
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  • 海上风电筒型基础整机深水导向沉放及稳性分析

    练继建;熊浩;郭耀华;王海军;王芃文;

    针对深远海、大容量风电机组基础整机沉放的实际需求,文章提出了一种适用于较深海域整机沉放的新型导向沉放技术。借助有限元软件建立船-筒-塔筒-机组全耦合体系的沉放过程动力学模型,深入剖析风、浪、流环境荷载对筒型基础整机运动响应的影响机理。研究结果表明:基于此项导向沉放姿态控制技术,可使得筒型基础整机在一定海况中的横摇角和纵摇角保持在4°以内,且机头处加速度也能满足机组具体指标要求;筒型基础整机的垂荡运动主要受波浪影响,横摇和纵摇运动受波浪和风的影响较大,海流会引起结构的整体位移,横浪会对结构产生较大的响应。

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  • 半潜式与固定式海上风力机气动性能水池模型试验对比研究

    李荣富;方龙;宁巧珍;章丽骏;张子檀;李晔;

    近些年,浮式风力机已经进入了小规模实尺度试验及商业运营阶段,然而对浮式风力机的试验及数值模拟研究还不够充分。文章结合荷兰海洋研究所(MARIN)海洋水池的风浪联合模型试验结果,将一种三立柱半潜型浮式风力机与固定式风力机的气动性能进行了对比研究。经模型试验研究发现:在风力机的水池试验中,缩尺模型的推力系数较理想,但难以获得较好的能效系数;在相似试验条件下,相较于固定式风力机,浮式风力机叶轮受到的气动推力稍大。

    2022年07期 v.40;No.287 914-920页 [查看摘要][在线阅读][下载 1417K]
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  • 基于再制造技术的风电机组偏航制动盘修复

    刘洪冰;姚鹏;李振国;陈超凡;陈涛;王金生;

    风电机组运行期间,由于偏航系统的频繁运行,其核心部件之一的偏航制动盘容易出现磨损。针对该问题,文章提出了再制造修复工艺。该工艺首先采用自主研发的铣削装置对磨损的盘面进行铣削,使盘面初步达到平整的条件;然后,用耐高温环氧结构胶将同材质的镶块粘接到偏航制动盘上;最后,对镶块表面进行铣削,确保修复后偏航制动盘的尺寸、表面跳动、粗糙度等参数满足要求,并提高其表面耐磨性。强度校核和老化试验校核结果表明,该修复可靠性满足要求,工程应用验证了该方法效果好、效率高、成本低。该工艺不需要对机舱进行吊装,可以直接在机舱内对偏航制动盘进行修复,对于提高风场经济性具有一定意义。

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  • 基于OpenFOAM的层结性对风力机尾流大气参数的影响

    吴正人;张智博;刘梅;杜思源;张雷;

    层结性是影响大气参数变化的重要因素,不同的层结状态会对风力机尾流大气参数产生不同的影响。文章基于开源CPD平台OpenFoam,并结合大涡模拟和大气边界层理论,开发编译了特定求解器下的风力机模型,实现不同层结状态下风力机尾流对大气参数影响的研究。研究结果表明:稳定层结下风力机尾流的影响范围远,不稳定层结的风速损失较小,两种层结状态下风速分布规律相似;在轮毂高度处,不稳定层结下温度下降,稳定层结则上升;与来流大气温度相比,不稳定层结的远尾流区温度变化明显。在风轮高度以下及3d(风轮直径)以上区域,风力机后各处的温度分布不受尾流发展的影响;在风轮高度以下区域,不稳定层结下的尾流温度比来流大气温度低,而稳定层结则相反。

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  • 低电压调制比MMC在海上风电并网中的应用研究

    袁曼曼;王海云;王维庆;武家辉;

    针对传统采用柔性直流输电技术海上风电系统体积和重量大的问题,文章结合模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter,MMC)的工作特性,提出采用低调制比MMC直接连接风电场中压交流集电网和高压直流传输系统,减少电路变换环节,省去交流升压变压器,提高了海上风电系统并网的可靠性。针对MMC在低调制比下能量波动大、环流损耗大的问题,对低调制比下MMC的能量波动和环流特性进行了分析,利用准比例谐振(Quasi-Proportional Resonance,QPR)控制器对MMC的内部环流进行抑制。最后,在PSCAD/EMTDC软件平台上进行了仿真验证。

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  • 适用于双馈风电场集电线路保护的LVRT保护动作判据

    刘书玉;刘毅力;董哲;

    风电机组在低电压穿越时,传统三段式电流保护可能发生拒动。文章分析了双馈风力发电系统在低电压穿越时的特性,并基于撬棒保护和直流卸荷(Crowbar+DC-Chopper)保护的短路电流具有快速衰减特点,及其对集电线路继电保护的影响,采用保护电路投入的判据,提出了一种改进的电流保护方案。建立风电场仿真模型,验证改进方案的有效性。

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  • 用于平滑风力发电机输出功率的储能系统配置研究

    何海婷;柳亦兵;巴黎明;周传迪;滕伟;

    文章通过对风力发电机内转矩平衡的分析,在转子惯性的基础上,建立了风力发电机的风速-转矩-功率平衡模型。根据对实测风力数据的统计分析,建立了长周期和高分辨率的风速时间序列,并对风力发电机在一定风速分布下的输出功率特性进行了统计研究,提出了确定输出功率平滑所需的储能系统功率和能量配置参数的方法。研究结果表明,风力发电机的输出功率受到风速、功率控制逻辑的影响,其分布在不同平滑尺度下有显著变化。输出功率平滑所需的储能系统必须具备高功率、高倍率和长寿命特征,由飞轮和电化学储能构成的复合储能系统有望提供更好的平滑效果。

    2022年07期 v.40;No.287 945-951页 [查看摘要][在线阅读][下载 1611K]
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  • 基于压缩感知的新一代能源互联网的数据采集方法

    杨杉;谭博;郭静波;

    新一代能源互联网的数据采集须具有实时性、同步性和准确性。文章从同域采样与压缩采样结合的全新角度,提出一种可应用于新一代能源互联网的基于压缩感知的数据采集新方法。该方法在数据采集流程中,充分利用了压缩感知的同域空间投影和压缩信息测量的优势,并结合新一代能源互联网的数据特征,在KSVD(K-Singular Value Decomposition)字典学习算法的基础上,实现采集方法的数据稀疏化处理和数据传输处理。实验结果表明,所提方法具有优秀的数据传输量和重构精度,满足新一代能源互联网数据采集的应用要求。

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  • 输电网新能源出力和负荷调节特性协调调度策略

    张文军;胡浩;易善军;韩玉辉;宋昆;尹洪全;朱宏涛;吕兵;

    针对分布式电源渗透率的不断提高,导致现有输配电网分级调度运行模式的输配网调度难以实现全局最优的问题,文章提出了一种输电网新能源出力和负荷调节特性协调调度策略。首先,分析输配网协调关系,构建需求响应调度框架以及输配协调的需求响应模型;其次,考虑系统实际运行中源荷波动导致的风险,建立可再生能源与需求侧响应不确定性模型;然后,将不确定性模型与鲁棒模型结合,建立分布式电源与需求侧响应协调的输配网鲁棒优化调度模型。采用以某输配电系统运行数据建立的仿真模型,验证了所提优化调度策略的有效性。该策略可使输配网之间交互协调,运行成本与运行风险协同优化。

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  • 基于相位误差切换的并网逆变器并离网切换策略研究

    边俐争;付婷婷;李嫚;孙军伟;

    在可再生能源快速发展的大背景下,微电网系统能够给大电网带来较高灵活性的能量调度。微电网系统具有并网和孤岛离网两种工作方式,并网时通过并网逆变器向大电网注入交流能量,孤岛离网时能够作为小型电网向附近用电单位供电,但是两种工作方式的切换会给大电网带来能量冲击。对此,文章提出一种相位误差切换的控制策略,实现并离网两种工作方式的平滑切换,以减小对电网带来的冲击。仿真和实验结果证明了所提控制策略的有效性。

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  • 含可响应资源的综合能源多目标低碳优化调度

    付岚;单智习;牟光臣;

    分布式电源增加了配电网的灵活性,但同时也给配网调度带来一定挑战。文章针对含有可响应分布式电源的配网多目标优化调度进行研究,说明了配网综合能源系统的特点。通过建立可削减负荷、可转移负荷、电动汽车模型和电价、热能价格不确定因素的模型,实现了能源市场和电量市场的耦合关系。以成本最小、排污最小和用户满意度最高为目标建立了多目标优化模型,考虑了功率平衡约束和能源约束。最后利用决策算法求解优化模型,并在IEEE33节点系统中进行仿真,验证了所建模型和算法的有效性。

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  • 考虑负荷与风电跟踪备用的含可再生能源电网调度

    贾磊;段好运;牟光臣;

    文章建立了考虑负荷与风电跟踪备用的含可再生能源电网调度模型。针对负荷跟踪备用概念进行说明,提出了负荷跟踪备用解决可再生能源电源波动性的备用问题。针对风电以及负荷预测进行分析,说明了动态备用量化方式与预测误差之间的关系,并建立了备用需求量化的动态模型。建立以成本最小为目标函数的机组调度模型,模型约束中考虑了机组备用约束。仿真分析表明,在不同置信水平下机组备用量化对系统经济性以及弃风成本有较大的影响。

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  • 不同形状的多自由度内置PTO式波浪能转换装置的性能分析

    谢惠媚;孟凡泰;徐潜龙;王尚明;谢彬;李晔;

    在模态分析法的基础上,文章系统性地阐释了一种多自由度内置波能转换系统(PTO)式波浪能转换装置(WEC)的运动特性和输出功率之间的关系,探究了外壳形状对WEC工作效率的影响。在势流理论的基础上建立多自由度频域运动模型,通过PTO多参数优化得到最大输出功率,采用模态分析法探究内部PTO在二维平面上的相对运动与输出功率之间的关系。对球形WEC、短圆柱WEC和高圆柱WEC分析后发现,高圆柱WEC可有效提高低频共振的幅值,但降低了全频域上的能量捕获带宽,短圆柱WEC和球体WEC更适合实际应用。内置PTO式WEC存在低频和高频两种共振模式,其输出功率主要来源于低频时横荡方向吸收的波浪能。在设计内置PTO式WEC时,应着重优化其在横荡方向的运动响应。

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  • 科技论文参考文献编排格式

    <正>1专著、论文集、学位论文、报告[序号]主要责任者.文献题名[文献标识类型].出版地:出版者,出版年.起止页码(可选项).[1]刘长浥,王伟胜,赵海翔,等.风力发电机[M].北京:中国电力出版社,2009.42-76.[1] L iu Changyi,Wang Weisheng,Zhao Haixiang,et al.Wind Driven Generator [M].Beijing:China Electric Power Press,2009.42-76.[2]江涛.信息技术国际研讨会论文集[C].北京:中国社会科学出版社,1994.

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  • 《可再生能源》杂志自办发行启事

    <正>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》杂志自办发行。《可再生能源》杂志自1983年创刊以来,得到了可再生能源与新能源领域广大科技工作者的全力支持和倾心爱护,使《可再生能源》杂志取得了长足的进步。

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