- 陈梓含;王忠;李瑞娜;刘帅;李立琳;
文章在186F柴油试验机上进行了气道喷射甲醇和柴油/甲醇机外混合两种甲醇掺烧方式的燃烧与排放性能对比试验，并以柴油机掺烧甲醇后最大爆发压力降幅不超过5%，最大压力升高率不超过0.6 MPa/°CA为原则，确定了两种掺烧方式的甲醇掺烧范围。试验结果表明：在低负荷时，与柴油/甲醇机外混合方式相比，气道喷射甲醇方式的放热率峰值增加了12.7%，燃烧持续期缩短，缸内平均温度降幅明显，CO和HC的排放量更高，两者的最大爆发压力基本相同；在高负荷时，气道喷射甲醇方式的最大爆发压力提高了0.11 MPa，放热率峰值增加了7.9%，降低NO_x和碳烟排放的效果显著，但两者的缸内平均温度差值减小。在最大扭矩转速和标定转速下，气道喷射甲醇的甲醇掺烧比均高于柴油/甲醇机外混合，同时气道喷射甲醇在各工况下的甲醇掺烧比均可调，性能优势更加明显。
2022年09期 v.40;No.289 1137-1143页 [查看摘要][在线阅读][下载 1010K] [下载次数：165 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：116 ] - 吕志超;洪洋;赵国江;
文章基于CHEMKIN软件对CH_4-空气对冲扩散火焰燃烧过程中掺混H_2对火焰温度以及NO_x生产量的影响进行了数值研究，分析了不同H_2摩尔分数和火焰拉伸率下火焰温度的变化特性以及NO_x的生成特性。研究结果表明：受到燃料气体传质能力和燃烧产热能力的综合影响，随着H_2摩尔分数的增加，混合燃料主燃烧区的峰值火焰温度点更靠近空气区；随着火焰拉伸率的增大，主燃烧区的范围变窄，反应物在燃烧区的滞留时间缩短，NO的生成受到抑制；NO_2和NO的摩尔分数表现出正相关的关系；随着混合燃料中H_2摩尔分数的增大，NO和NO_2的峰值摩尔分数显著增大。
2022年09期 v.40;No.289 1144-1148页 [查看摘要][在线阅读][下载 867K] [下载次数：109 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：56 ] - 王志敏;杨畅;产文武;袁拓;王海博;
文章针对一种槽式太阳能利用的倒梯形腔体接收器，采用ANSYS软件对腔体倾角、工质进口温度、环境风速变化造成的接收器热性能影响进行了模拟研究，并采用多场耦合的方式对其进行分析。结果表明：无风时，各管出口温度的变化趋势与腔体倒梯形结构相吻合，且进口温度T_(in)为353 K时的腔体热损失量是303 K时的6.9倍；腔体倾角θ_(cav)为30°，T_(in)为353 K时，中间管受扰流影响程度随风速增大逐渐减小，且风速V_w为3.0 m/s时的总热损失量是0.8 m/s时的2.8倍；在腔体变倾角研究中，当T_(in)为353 K,V_w为1.5 m/s,θ_(cav)为90°时的热损失是0°时的12倍。
2022年09期 v.40;No.289 1149-1156页 [查看摘要][在线阅读][下载 1160K] [下载次数：83 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：51 ] - 杨凌升;李伟;
为了精准预测光伏发电输出功率，文章提出了一种基于多气象要素降维、优化后的变分模态分解（OVMD）技术、自适应t分布的麻雀搜索算法（t SSA）和最小二乘法向量机（LSSVM）的光伏发电输出功率预测模型。利用OVMD技术对输入光伏时间序列数据进行分解处理，引入t SSA对利用各模态分量建立的LSSVM模型进行参数寻优，搭建了基于OVMD-t SSA-LSSVM算法的光伏功率预测模型，并使用了中国东南沿海某地区3 a的气象数据和实时的光伏输出功率数据进行模型性能验证，通过与SVM,LSSVM,VMD-LSSVM和VMDSSA-LSSVM 4种模型的预测性能对比，OVMD-t SSA-LSSVM模型的预测精度和拟合效果均最优。实验数据表明，该模型的平均绝对百分比误差（MAPE）和均方根误差（RMSE）分别小于3%和0.35，决定系数（R-Square）超过了97%。最后，通过光伏气象要素降维处理，进一步提升了OVMD-t SSA-LSSVM模型性能。
2022年09期 v.40;No.289 1157-1165页 [查看摘要][在线阅读][下载 1334K] [下载次数：458 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：59 ] - 马振;白润泽;鄂霖;朱永强;段春明;
通过聚光等形式提高光能密度，减少光伏材料的使用量，有助于保护环境和节约能源。文章提出一种新型聚光器设计方案，其在分析太阳张角对光路影响基础上，对聚光器模型进行改进，并得到接收器上反射光线分布规律。根据节省材料比和聚光硅电池效率选取聚光器参数，建立聚光器三维模型，在TracePro软件中进行仿真，得到接收器表面的辐照度分布和总光通量，与传统光伏聚光器聚光效果对比，验证聚光器模型的有效性，为聚光光伏发电系统的实物设计奠定了理论基础。
2022年09期 v.40;No.289 1166-1172页 [查看摘要][在线阅读][下载 1204K] [下载次数：116 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：56 ] - 曾召田;刘兆强;徐云山;张炳晖;梁珍;
文章建立了岩溶地下水渗流-传热地埋管试验平台，可有效模拟岩溶地区地埋管换热过程中土壤温度场、湿度场、渗流场共同作用的多场环境，并利用该模型装置进行了不同工况的模型试验，探讨了岩溶地下水渗流对地埋管换热性能的影响规律。研究结果表明：渗流速度为1.08×10~(-5)m/s时，渗流作用使得地埋管换热量平均提升了约12.5%，地埋管与土层间的换热速度提升约90%；岩溶地下水渗流将上游热量携带至下游，促进了地埋管释放的热量向下游传递的同时，也抑制了热量向上游的传递，有效减弱了地埋管周围土层的热量堆积；随着渗流速度的增加，岩溶地下水渗流对地埋管换热性能的影响越显著。
2022年09期 v.40;No.289 1173-1180页 [查看摘要][在线阅读][下载 1493K] [下载次数：127 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：37 ] - 王奕雅;于海龙;黄刘洋;刘丽;吴曙程;朱宝忠;孙运兰;刘恩海;
干热岩作为可再生能源，其有效开采途径是形成干热岩增强型地热系统，而建立干热岩增强型地热系统首先要通过水力压裂，在岩石间形成裂隙，其中压裂尺寸和工况参数均对传热产生影响。文章建立二维平行三裂隙模型，采用商业软件进行数值模拟计算，分析压裂尺寸和工况参数对传热的影响。结果表明：当工况参数一定时，不同压裂尺寸对传热的影响程度由高到低依次为裂隙宽度，裂隙长度，岩石开采宽度；当裂隙尺寸一定时，不同工况参数对传热的影响程度由高到低依次为进口水温，进口水流量，岩石初始温度。因此，根据生产生活需要，恰当改变压裂尺寸或工况参数，可以延长干热岩增强型地热系统使用寿命，节约施工成本。
2022年09期 v.40;No.289 1181-1188页 [查看摘要][在线阅读][下载 1350K] [下载次数：270 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：43 ] - 汤占军;孙栋钦;李英娜;陆鹏;
风力发电机往往工作在气候条件恶劣的环境中。风机叶片受到风沙、雨水的侵蚀会出现裂纹，裂纹在产生后会逐渐扩大，尽早发现叶片裂纹能给工作人员更多的维修时间。针对叶片微小裂纹难以发现的问题，文章提出了一种利用无人机拍摄的叶片图像结合机器学习进行裂纹检测的方法。对原始图像预处理后，进行特征向量的提取。提出一种用改进的萤火虫算法优化支持向量机（SVM）的裂纹检测模型。为增加萤火虫算法的全局搜索能力，引进了混沌映射生成种群初始位置，同时采用自适应步长以更好地趋近最优解。以云南某风电场的数据离线训练和测试，结果表明，所提的模型在检测精度和稳定性上均优于用粒子群算法（PSO）、遗传算法（GA）优化的SVM。
2022年09期 v.40;No.289 1189-1194页 [查看摘要][在线阅读][下载 1295K] [下载次数：287 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：33 ] - 焦念鹏;宋力;陈永艳;焦晓峰;冯瑞;樊亮;
针对风力机叶片表面裂纹扩展对叶片产生危害的问题，文章对1.5 MW复合材料风力机叶片在19 m/s风速下的应力分布进行了流固耦合计算，发现叶根和叶中位置易产生裂纹。基于扩展有限元（XFEM）研究叶片表面裂纹受力后的扩展问题，90°裂纹的扩展速率最快，叶片表面裂纹主要沿弦向进行扩展。当时间步长为100时，均质和复合材料叶片表面裂纹扩展时的最大应力分别为127.50 MPa和65.34 MPa，且裂纹仅在后者的表层进行扩展，这说明复合材料能阻碍裂纹扩展对叶片的破坏，减少应力集中。同时裂纹在叶片内部的扩展更危险，初始尺寸越大的裂纹，扩展时裂尖越容易产生应力积累。
2022年09期 v.40;No.289 1195-1201页 [查看摘要][在线阅读][下载 1441K] [下载次数：315 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：38 ] - 秦思远;李峥峰;
风轮的平衡性直接影响到风电机组的安全运行和发电效率。为分析风轮不平衡对风电机组振动的影响，文章在GH Bladed中搭建了3 MW风电机组模型，仿真得到了正常和不平衡工况下的机舱振动加速度信号，并引入快速傅里叶变换和小波分解的方法将原始信号转换为频域信号和频域细节信号，并对比其频域特性。对比结果显示，不平衡工况下机舱振动加速度在风轮1倍转频处的幅值明显增大，细节信号的幅值和波动程度也有所增加，而气动不平衡的影响较质量不平衡更为严重。分析结果表明，机舱振动加速度信号可作为风轮不平衡故障的判别依据。
2022年09期 v.40;No.289 1202-1208页 [查看摘要][在线阅读][下载 1759K] [下载次数：261 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：46 ] - 周文平;汪异;杨茂立;
在进行风力机结冰问题的水滴收集率计算时，三维旋转效应的作用会改变叶片周围空气和水滴的流动，从而大大改变叶片气动性能和表面水滴收集。文章以NREL Phase VI风力机为研究对象，基于欧拉两相流模型对水滴流动及表面撞击特性进行计算，并与准三维计算结果进行比较，分析三维旋转效应对水滴绕流和收集率的影响。分析结果表明：在同一展向位置，三维旋转效应的存在会增加叶片表面最大水滴收集率及吸力面的水滴撞击区域，但对压力面水滴撞击区域的影响不明显；叶片表面的展向流动会将边界层内的水滴沿展向抽出，抑制水滴相流动分离及涡的形成，弦向流动会将主流区的水滴吸入边界层内，增大边界层内水滴的体积分数；三维旋转效应对水滴相流动及水滴收集率的影响在叶根附近较大，沿叶片展向方向的影响逐渐减弱。
2022年09期 v.40;No.289 1209-1214页 [查看摘要][在线阅读][下载 1824K] [下载次数：79 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：39 ] - 李广;樊艳芳;
针对光伏变功率制氢无法维持在高效工作区间，造成欠经济运行的问题，文章提出一种兼顾效率和灵活性的光伏制氢控制策略及容量优化配置方法。首先以电解水制氢功率与效率模型为基础，提出基于自适应功率阈值的电网辅助光伏制氢控制策略，通过电网辅助吸收光伏多余电量或补充缺额电量，以电网年净出力为零为约束，计算出制氢设备的自适应功率阈值，确定制氢系统高效经济的运行方案，使制氢工作模式更灵活地响应光伏出力。最后建立电网辅助光伏制氢成本及收益模型，以系统净收益为目标对制氢系统进行容量优化配置。通过仿真验证，所提制氢控制策略及容量配置方法提高了光伏制氢变功率运行的产出效率，在低成本投资下，实现较高的产能收益，系统经济性显著提高。
2022年09期 v.40;No.289 1215-1222页 [查看摘要][在线阅读][下载 1519K] [下载次数：338 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：36 ] - 刘青;张彤钰;
直流配电网中接入多个光伏电源时，功率裕度不同的光伏电源对系统不平衡功率的调节能力存在差异。为利用光伏电源的输出功率裕度调节直流母线电压，文章提出一种考虑光伏输出功率裕度的直流配电网自适应下垂控制策略。该策略利用光伏侧变流器输入端与输出端的电压信号对系统负荷变化以及光伏电源输出功率裕度的情况进行判断。对传统的下垂系数引入了基于光伏侧变流器输入端电压偏差的修正量，在输出功率裕度不同的光伏电源间，实现不平衡功率的合理分配。建立光伏侧变流器输出阻抗模型。理论分析表明，文章所提自适应下垂控制能有效提高多光伏并联接入直流配电网系统的稳定性。最后，基于Matlab/Simulink平台仿真验证了所提控制方法的有效性。
2022年09期 v.40;No.289 1223-1231页 [查看摘要][在线阅读][下载 1850K] [下载次数：243 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：40 ] - 颜湘武;梁白雪;贾焦心;王晨光;
文章从光伏机组暂态特性和并网保护策略两个角度，研究光伏机组自身运行特性、保护控制特性、故障穿越特性对暂态频率稳定性的影响。根据二元表判据划分频段并给予权重系数的思路，考虑光伏机组暂态特性，结合系统频率安全运行要求和光伏机组保护措施，细化了各频段的权重系数，构建了计及扰动瞬间频率偏移量的频率稳定裕度指标。在仿真软件中，搭建配有储能装置和不同并网保护策略的光伏电站模型，以及基于IEEE39节点系统的含不同光伏占比电网模型。仿真分析不同程度负荷扰动下系统暂态频率稳定性。结果表明，改进频率稳定裕度指标提高了高渗透率光伏并网系统频率量化评估的准确性。
2022年09期 v.40;No.289 1232-1240页 [查看摘要][在线阅读][下载 1637K] [下载次数：479 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：39 ] - 王苏蓬;张新慧;张军;白文渊;
为获取更多风电并网功率分量信息，降低储能配置需求，文章将WPD-LPF、灰色关联度以及模糊控制相结合，提出了风电并网功率获取和储能功率分配的方法。该方法首先利用小波包分解风电功率，获取低频、高频功率分量，以风电功率波动限值约束，采用低通滤波进一步分解高频功率分量，提取部分高频功率分量，得到风电并网功率由部分低频功率分量和部分高频功率分量组成。然后，采用灰色关联度聚类重构剩余的各高频分量，进而获得混合储能系统的功率曲线。根据超级电容的荷电状态，利用模糊控制对混合储能系统的功率进行修正，得到优化后的混合储能功率。最后，与其他风电平抑策略进行了对比，验证了文章所提方法的有效性和优越性。
2022年09期 v.40;No.289 1241-1248页 [查看摘要][在线阅读][下载 1975K] [下载次数：304 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：36 ] - 王婷婷;王玥;于红丽;汤奕;谷卫星;卢俞帆;韩建沛;
文章提出了含高比例新能源的新型配电系统韧性资源调度方法。分析了新型配电系统韧性的基本概念，研究了分布式新能源发电等多种资源对于提升配电系统韧性的作用，提出了考虑多资源协同的新型配电系统韧性资源调度框架；分析了新型配电系统韧性提升措施，建立了考虑鲁棒性与快速性的配电系统韧性量化指标；综合考虑配电网以及各类韧性资源的运行约束，构建了含高比例新能源的新型配电系统韧性资源多目标调度模型，并提出了多目标模型转化与求解方法。基于IEEE 33节点系统进行的算例分析结果表明，通过对应急资源的优化调度，可显著降低系统的失负荷比例。文章提出的调度方法对于提升配电系统韧性具有积极作用。
2022年09期 v.40;No.289 1249-1256页 [查看摘要][在线阅读][下载 1637K] [下载次数：426 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：40 ] - 王顺江;李志伟;王洪哲;金鹏;葛朋;
针对双馈风力发电机组对低电压穿越能力要求较高的问题，提出一种新型的内电势串级比例积分控制策略。控制器包括电压和功率两个串级控制回路，通过调节内电势dq轴分量，实现双馈风机有功、电压控制，进而完成对有功功率和无功功率的解耦。为提高双馈风机故障穿越能力，引入变增益功角补偿模块，实现故障过程中对功角的完全控制。仿真对比结果验证了该控制策略降低故障中双馈风机端电压跌落程度的有效性。
2022年09期 v.40;No.289 1257-1262页 [查看摘要][在线阅读][下载 1684K] [下载次数：221 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：50 ] - 张垚;赵振宇;
掌握演化特征和驱动机理是实现可再生能源电力发展规划和管理优化的基础。文章基于空间重心模型、标准差椭圆分析法和空间错位模型分析了我国省域非水可再生能源电力生产、消纳空间分布特征和趋势，并运用偏最小二乘回归分析法探析其发展驱动机制。研究结果表明：我国非水可再生能源电力生产和消纳重心向东南移动的趋势明显，且消纳重心位于生产重心东南侧；非水可再生能源电力生产和消纳重心空间耦合错位明显，但程度较稳定，变动一致性基本同步；我国非水可再生能源电力生产与消纳基本呈东西向扩散，但扩散方向性减弱，发展地域均匀性加强；省域非水可再生能源电力生产与消纳空间呈现负向错位为主的特征，从西北到东南呈现正向-负向错位；各因素对非水可再生能源发展作用方向和强度存在明显的地域差异性。
2022年09期 v.40;No.289 1263-1272页 [查看摘要][在线阅读][下载 1635K] [下载次数：252 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：36 ] - 王宪萍;马津;倪喜军;王晓东;
文章针对实际电网工况存在不对称、谐波等非理想工况时，常规虚拟同步发电机（Virtual Synchronous Generator,VSG）控制存在影响并网电能质量的并网电流不对称和谐波畸变等问题，提出利用正弦幅值积分法实时提取电网负序和谐波分量的改进VSG控制方法。基于正弦幅值积分法的电网电压前馈实现对并网谐波电流的抑制，使VSG在非理想电网电压下实现电网电压负序分量和谐波分量的完全抵消。最后，基于MATLAB仿真验证了该控制方法在不同电网工况下对电流谐波的抑制效果。
2022年09期 v.40;No.289 1273-1278页 [查看摘要][在线阅读][下载 1829K] [下载次数：356 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：48 ] 下载本期数据