可再生能源


  • 水热技术处理抗生素菌渣的研究进展

    周腾;宋英今;颜蓓蓓;陶俊宇;穆兰;裴乐庚;曾雅美;陈冠益;

    文章首先介绍了抗生素菌渣的组成、性质、危害和处理现状,总结了水热技术的定义、原理以及控制参数;然后阐述了水热技术在去除菌渣中残留抗生素、抗性基因和稳定重金属方面等的无害化作用,讨论了水热后的菌渣作为厌氧发酵原料、肥料、固体燃料、生物油和生物炭的资源化应用;最后根据当前研究存在的不足,提出了若干建议并展望了未来的前景,以期为水热技术处理抗生素菌渣的发展与推广应用提供参考。

    2024年11期 v.42;No.315 1421-1430页 [查看摘要][在线阅读][下载 910K]
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  • 基于机器学习算法的生物质水热炭特性的预测与评价

    孙亮;马中青;张志霄;胡艳军;王树荣;

    文章利用从文献中收集的305组水热炭的基础特性数据,采用决策树、随机森林、梯度提升树3种机器学习算法建立水热炭基础特性的单任务和多任务预测模型,并利用SHAP法研究输入特征参数对水热炭基础特性影响的差异。结果表明:在3种机器学习算法中,梯度提升树模型在水热炭基础特性的多任务和单任务预测过程中,均体现出最高的准确性,测试集的平均相关系数分别为0.89和0.87,均方根误差分别为0.34和0.37;通过SHAP法对梯度提升树模型的输入特征参数进行评价,发现水热反应温度和原料中C元素含量是影响水热炭产率、高位热值和C元素含量的最主要参数。通过构建水热炭基础特性的预测模型,有利于优化水热炭制备工艺,降低实验成本,提高水热炭制备工艺的经济效益。

    2024年11期 v.42;No.315 1431-1439页 [查看摘要][在线阅读][下载 1180K]
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  • 生物炭基超级电容器电极材料研究进展

    孙洋;赵世玉;张晓梅;于倩倩;杨天华;

    超级电容器具有优异的充、放电效率,在储能领域具有广阔的应用前景。电极材料是决定超级电容器性能的关键因素,生物炭由于来源广泛、经济性强和性能优异等特点,被认为是极具前景的电极材料。文章阐述了生物炭基电极材料的特点,详细介绍了高比表面积生物炭的制备方法、生物炭孔隙结构优化与调控方法以及基于缺陷工程技术的生物炭表面修饰调控手段,总结了用作超级电容器电极材料的高性能生物炭面临的问题,展望了生物炭基电极材料的未来研究方向。

    2024年11期 v.42;No.315 1440-1448页 [查看摘要][在线阅读][下载 967K]
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  • 以NH_3为燃料的船用SOFC-GT混合动力系统特性分析

    郑天石;吕小静;翁一武;马翼;

    文章设计了以氨为燃料的船用SOFC-GT混合动力系统,建立了混合动力系统的模型。对氨流量和氨分解器入口温度对氨分解转化率的影响进行了分析,并在燃料电池温度梯度、压气机喘振安全区和透平入口温度等限制条件下,研究了氨流量和氨分解器入口温度对混合动力系统性能的影响。研究结果表明:混合动力系统的输出功率可达到350.5 kW,发电效率可达到62.40%;当氨分解器入口温度高于1 050 K时,氨分解转化率接近100%;其他运行条件不变时,氨分解转化率随氨流量的提升呈降低趋势,当氨分解器入口温度较高时,氨流量对氨分解转化率下降的影响逐渐减小;当氨流量逐渐接近1.80 mol/s时,燃料电池、燃气轮机以及系统的性能均随着氨流量的提升而逐渐升高,但氨流量不宜过高,当氨流量达到1.80 mol/s时,透平入口温度已超出安全运行范围;在其他运行条件为设计工况时,随着氨分解器入口温度逐渐升至1 129 K,系统整体性能随之提升。

    2024年11期 v.42;No.315 1449-1457页 [查看摘要][在线阅读][下载 1358K]
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  • 热负荷占优型建筑物地源热泵复合系统的仿真模拟及控制策略分析

    吴建华;高鹏;文兰;孙文峰;张文科;

    采用地源热泵系统进行供暖、制冷的建筑物热负荷明显高于冷负荷,导致地下介质温度逐渐降低,从而影响系统的制热性能。文章构建了空气源热泵与地源热泵联合承担冬季热负荷的双源系统,并提出具有创新性的负载比控制策略,较已有的控制策略更有优势,且能够有效克服单一地源热泵系统的弊端。以某办公建筑为研究对象,采用TRNSYS仿真平台完成建筑负荷的模拟计算,建立了地源和空气源热泵机组的数学模型,并基于仿真平台建立了双源系统的模块;以减缓降低地下介质温度为目标,基于双源系统制定时间控制、干球温差控制和额定最大负载比控制3种策略,逐时模拟输出各项参数。分析结果发现:干球温差为14℃和额定最大负载比为70%控制策略的复合系统具有最好的均衡土壤温度效果;将单一地源热泵和复合系统进行对比分析,在额定最大负载比为70%条件下,复合系统运行10 a时土壤温度的波动最低。文章的研究结果可为地源热泵复合系统项目提供理论依据和技术指导,促进地热能技术的推广应用。

    2024年11期 v.42;No.315 1458-1467页 [查看摘要][在线阅读][下载 1832K]
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  • 太阳能+空气能一体化热泵室外侧换热器气流组织及换热性能研究

    尹丽媛;胡超越;田琦;王美萍;

    常规空气源热泵在制热运行中,由于室外侧换热器冷风回流和迎面风速不均匀性过大,会导致换热性能恶化。为了解决这些问题,文章调整室外侧换热器结构并利用太阳辐射能量,提出了一种适用于公共建筑的新型太阳能+空气能一体化热泵室外机方案;建立了室外侧换热器数学模型,对常规空气源热泵室外侧换热器的气流组织及换热性能进行仿真分析,并通过实验验证模型的正确性;构建了涂敷太阳能吸收膜的单倒型和双倒型两种新型室外侧换热器结构,并对其气流组织及换热性能进行模拟研究。结果表明:单倒型和双倒型结构均能改善换热器迎面风速不均匀现象,其中双倒型结构改善效果更为明显,其外侧换热器和内侧换热器迎面风速不均匀度与常规空气源热泵室外侧换热器相比分别降低了46%和83%;在换热器面积、风机型号和数量相同的情况下,双倒型结构换热器空气侧换热量比单倒型结构提高了5.4%。该研究可提高热泵换热器换热效率,降低系统能耗,为太阳能耦合空气能一体化热泵相关研究提供理论支撑。

    2024年11期 v.42;No.315 1468-1476页 [查看摘要][在线阅读][下载 1578K]
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  • 电阻式熔盐加热器内部传热特性研究

    常东锋;赵四海;张国龙;赵洋;王伟;倪平;张建元;吴波;雒青;王飞;

    高温熔盐电加热器是储热系统中实现电热转换的核心设备,掌握内部温度分布特性是推动其结构优化的关键。文章建立了传统电阻式熔盐加热器计算模型,采用CFD软件,通过求解三维N-S方程和能量方程,研究了加热器内部温度分布特点,得到了电加热器内部温度分布在不同工况下的变化规律。结果表明:沿流动方向上熔盐和管壁温差逐渐增加,而多组串联布置能够有效降低传热温差,在加热器连接处二者温差可从27℃降低至2℃;同时,由于内部加热管密集程度不一致,横截面内中心位置熔盐、电阻丝、填充材料温度明显高于边缘位置,且伴随着负荷的增加温度梯度也逐渐增加,当平均热流密度从5.71 W/cm~2增加至28.57 W/cm~2时,截面熔盐温差从49℃升高至68℃,可以看出,合理分配电加热管排布是降低截面温差、减小热应力的关键。

    2024年11期 v.42;No.315 1477-1483页 [查看摘要][在线阅读][下载 1673K]
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  • 海上风电单柱复合筒型基础承载特性

    张浦阳;张一博;校建东;乐丛欢;丁红岩;

    文章针对一种新型海上风机基础型式的单柱复合筒型基础的承载特性,在砂土中进行了小比尺物理模型试验。试验中采用了位移控制的水平单调加载方式,选择加载速度与压载为变量,得到水平承载力荷载位移曲线。试验结果表明,基础极限承载力与加载速度和压载质量均呈正相关。得出了基础在加载过程中不同舱内孔隙水压力的变化规律。

    2024年11期 v.42;No.315 1484-1490页 [查看摘要][在线阅读][下载 1482K]
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  • 偏航工况下风力机叶片动态挥舞变形实验

    牛大川;张立茹;贾靖;高伟;路瑶;邱桐;

    风力机叶片在运行过程中受多种载荷作用会产生变形,且偏航导致叶片的受力情况更加复杂。为探究偏航工况下叶片动态挥舞变形情况,文章利用数字图像相关技术(DIC)开展实验,寻找偏航角、风速、转速的变化对叶片动态挥舞变形的影响规律。实验结果表明:水平轴风力机叶片的动态挥舞变形呈正弦规律变化,风速越大,动态挥舞变形越大;转速越大,动态挥舞变形增大的同时,到达最大值所用时间也越短,经历的变化周期越多;偏航角的存在改变了叶片的受力情况,偏航角越大,动态挥舞变形有增大趋势,到达峰值所用时间越短,峰值位置提前,同时正向动态挥舞变形占比减少,负向动态挥舞变形占比增多,30°偏航角时最明显。

    2024年11期 v.42;No.315 1491-1497页 [查看摘要][在线阅读][下载 1445K]
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  • 海上风电开发潜力与外送经济性分析

    刘钟淇;吕循岩;王哲;赵杨;孙旭敏;李鹏;

    中国浅海风电开发潜力达17.3亿kW,深海风电开发潜力达18.3亿kW,是亚洲海上风电开发潜力最大的国家。随着漂浮式风机技术的不断突破,海上风电正逐步向深、远海推进,开发与外送成本将快速下降。经测算,2030年漂浮式风电的平准化度电成本将下降到0.28¥/(kW·h),2050年下降到0.14¥/(kW·h)。采用柔性直流输电对漂浮式风电进行外送,到2050年,离岸100,150 km和200 km的输电成本在基本情景下的测算结果分别为0.050,0.059¥/(kW·h)和0.068¥/(kW·h),在技术快速进步情景下的测算结果分别为0.033,0.040¥/(kW·h)和0.046¥/(kW·h)。

    2024年11期 v.42;No.315 1498-1503页 [查看摘要][在线阅读][下载 1432K]
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  • 涡量反演尾流场特性研究

    熊雪露;徐琛苑;

    尾流场的快速计算具有重要的科学意义及工程应用价值。文章从涡量控制方程出发,构建了一种尾流快速计算方法,并基于快速计算方法对平板尾流进行了模拟分析。快速计算方法可以准确地模拟平板尾流区卡门涡街的形成与演化。通过与前人研究结果对比,验证了快速计算方法的可靠性。通过对尾流剖面进行分析,发现尾流场中不同湍流统计量达到自相似状态的位置并不相同,且在平板尾流上游区域存在一个非平衡态自相似区域。相关研究成果不仅有助于阐明湍流尾流特性,而且对风电场尾流预测与控制等工程应用场景具有重要指导意义。

    2024年11期 v.42;No.315 1504-1510页 [查看摘要][在线阅读][下载 1744K]
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  • 高容配比光伏电站储能运行方式及其容量配置研究

    庞秀岚;徐希蒙;马超;

    随着光伏产业的不断发展,高容配比逐步成为光伏电站设计的主流趋势。针对高容配比子阵内部储能优化充、放电策略的问题,文章提出了一种基于工作模式识别的储能运行方式,以实现能量搬移和平抑波动两种非协同的工作目标。综合考虑光伏储能联合系统的发电收益、储能成本、波动特性、典型日类别等信息,构建了以全生命周期净现值最大和平抑波动效果最优为目标的储能容量优化配置数学模型。以东北某大型光伏电站1.8容配比的1 MW光伏子阵作为案例研究对象,优化得到的最佳储能容量为700 kW·h。不同典型日的仿真结果表明,文章所提出的储能运行方式及配置模型可行有效。

    2024年11期 v.42;No.315 1511-1518页 [查看摘要][在线阅读][下载 1731K]
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  • 基于分布鲁棒优化的风光氢微电网容量配置方法研究

    伊国通;赵辉;王红君;岳有军;

    风光氢微电网对推动能源转型及提高能源利用效率具有重要的作用。文章对风电、光伏、氢储能微网系统的容量配置问题进行了研究,构建了风光氢微电网系统模型,考虑到风电、光伏出力不确定性,基于历史数据,通过改进K-means聚类算法选取典型日场景,并采用综合范数1-范数和∞-范数共同约束不确定性概率分布置信集合。文章建立了风光氢微网容量配置两阶段分布鲁棒模型,第一阶段确定各设备容量,以投资成本最低为目标,第二阶段以运行成本最小为目标,该模型通过列与约束生成(Column and Constraint Generation,C&CG)算法实现求解。结果表明,该模型能取得合理的容量配置,且能提高风光氢微电网的能源利用率和经济性。

    2024年11期 v.42;No.315 1519-1526页 [查看摘要][在线阅读][下载 1675K]
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  • 计及绿证-碳交易的源荷分布鲁棒优化调度

    宋旭;张新燕;

    针对电力系统面临风电消纳困难、调节能力短缺的问题,文章建立了计及绿证-碳交易的源荷分布鲁棒优化调度模型。首先,在电源侧引入绿色证书交易机制和碳交易机制以提升风电上网功率,在负荷侧引入高载能负荷以提高系统调节能力;其次,为了减小风电出力不确定的影响,采用数据驱动的分布鲁棒方法,通过风电出力历史数据构建概率分布不确定集,进而寻找最恶劣的场景进行优化,利用列约束生成算法求解;最后,基于IEEE 39节点系统进行算例验证。结果表明,通过整合源荷双侧可调节资源进行协同优化,可以在促进风电消纳的同时保证电力系统具有良好的调节能力。

    2024年11期 v.42;No.315 1527-1535页 [查看摘要][在线阅读][下载 1791K]
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  • 计及新能源消纳与碳捕集电厂的多能源系统优化调度研究

    姜河;周航;赵琰;孙笑雨;解相朋;

    针对新能源发电占比提升、电热耦合程度加深以及燃煤机组高碳排量等问题,文章建立了一种基于新能源最优消纳与电热需求响应的含碳捕集电厂多能源系统、多时间尺度调度模型。首先,建立综合灵活运行模式的碳捕集燃煤电厂以降低系统的碳排量,提高燃煤机组配合新能源并网的灵活性;其次,将不同类型需求响应资源对应不同时间尺度的系统需求,平滑负荷峰谷差,并配合新能源最优消纳策略深挖碳捕集燃煤电厂的低碳特性;再次,计及多类电源与热源设备,以系统运行成本最小为目标函数,建立源荷协调的日前-日内-实时多时间尺度调度模型,优化不同时间尺度下负荷分配与机组出力计划,提高新能源消纳能力;最后,通过算例仿真验证了该模型的有效性与可行性。

    2024年11期 v.42;No.315 1536-1545页 [查看摘要][在线阅读][下载 2020K]
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  • 基于贝叶斯推理的电力系统转动惯量和新能源虚拟惯量估计方法

    黄海东;徐云清;张琦兵;徐贤;刘凯;

    在新型电力系统背景下,以风光为代表的可再生能源导致系统惯性水平低、不确定性强,电网频率稳定问题凸显。基于虚拟惯量控制的新能源虽然在一定程度上提升了低惯量电网的频率稳定性,但同时增加了电网惯量评估难度。针对传统电网在线惯量监测方式难以准确估量同步机转动惯量和新能源虚拟惯量的问题,文章在无需任何线性假设的前提下,提出一种基于多重重要性采样-贝叶斯推理的电力系统转动惯量和虚拟惯量综合估计方法。基于相量测量单位(PMU)局部测量信息和贝叶斯推理框架,通过多重重要性采样算法抽样获得惯量参数的非高斯后验分布,从而保证惯量估计准确性。仿真结果表明,该方法在同步和非同步发电机的在线惯量估计方面均具备较高的精度,可推广应用于以新能源为主导的新型电力系统。

    2024年11期 v.42;No.315 1546-1553页 [查看摘要][在线阅读][下载 1771K]
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  • 考虑经济性与可靠性相协调的多能源系统碳减排优化模型

    寇汉鹏;步天龙;聂伟峰;高振;聂大禹;林盛;

    电力行业的低碳化发展是实现“双碳”目标的重要举措,为促进碳减排,实现多能源系统在经济性、可靠性、环保性方面的提升,文章提出了一种考虑经济性与可靠性相协调的多能源系统碳减排优化模型。首先,通过分析含电、气、热的低碳多能源系统(Low-Carbon Multi-Energy System, LCMES)拓扑结构,建立LCMES协调模型;其次,基于LCMES内各能源转换和存储设备故障特点,建立LCMES的多状态可靠性模型;再次,在LCMES可靠性约束和运行约束条件下,以LCMES的运行成本和碳交易成本最小为目标提出了考虑经济性与可靠性相协调的多能源系统碳减排优化模型;最后,通过算例仿真验证了文章提出的多能源系统优化模型能够在实现碳减排的同时,保障多能源系统运行的可靠性及经济性的提升。

    2024年11期 v.42;No.315 1554-1562页 [查看摘要][在线阅读][下载 1918K]
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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.

    2024年11期 v.42;No.315 1563页 [查看摘要][在线阅读][下载 231K]
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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。目前,《可再生能源》杂志是全国中文核心期刊(能源与动力工程类)、CSCD来源期刊(C库)和中国科技核心期刊,是美国《化学文摘》(CA)、英国《国际农业与生物科学研究中心》(CABI)、美国《剑桥科学文摘》(CSA)和波兰《哥白尼索引》(IC)的收录期刊。《可再生能源》杂志以发布新能源、可再生能源技术领域科研成果和应用技术为办刊宗旨,涉及太阳能、生物质能、风能、地热能、水能、垃圾再利用能等方面内容,是可再生能源及相关行业广大科技人员、管理人员和高等院校师生的得力助手。

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