风电变流器DC-Link电容器准在线状态监测方法

DC-Link电容是风电变流器中最核心但又最易失效的元件之一，对其进行状态监测可有效提高系统运行的可靠性。该文提出一种风电变流器DC-Link电容器准在线状态监测方法。首先，利用预充电阶段的交流电流重构DC-Link电容器的直流充电电流；采用二阶指数函数对电容器在预充电阶段的电压和电流波形进行精确拟合；取拟合函数的参数作为特征值，将实测的电容器状态参数(C和RESR)作为特征值对应的输出，并通过实验获得的样本数据，构建特征值与其输出的映射关系；最后利用多输出最小二乘支持向量回归算法对数据集合进行学习训练，建立特征值与电容器状态参数的回归模型。该方法无需增加额外传感器和改变变流器控制算法。实验结果验证了本方法的有效性。     

自同步电压源永磁直驱风电机组的直流电压同步机制及其统一控制结构

新型电力系统呈现出新能源高比例渗透和电力电子装置高比例接入的“双高”特点，电压源控制是提高“双高”电网下风电机组并网稳定运行的有效方法。基于并网变换器直流电压同步并网的控制方法可有效实现永磁直驱风电机组的自同步电压源控制，但该控制方法下存在直流电压无法维持在设定值的问题。为解决上述问题，提出一种新型直流电压同步控制方法，在电网频率变化时控制直流电压始终维持在设定值，且使同步控制器的输出频率保留实时映射电网频率变化的特点。详细阐明了所提控制方法的同步机制，揭示了其与现有2种直流电压同步控制方法之间的本质联系与区别；在此基础上，提出上述3种直流电压同步控制方法的统一控制结构，并利用频域分析法对3种同步控制方法的动态特性、抗扰性以及阻尼特性进行了对比分析。搭建了2 MW永磁直驱风电机组的仿真模型和硬件在环实验平台，仿真和实验结果表明，所提的直流电压同步控制方法在直流电压维持恒定的前提下，同步频率可以准确实时映射电网频率变化，且扰动项对同步频率的影响不超过0.5%。     

水工结构可靠性评估及补强加固研究——以佛山市高明区沧江船闸为例

水工建筑物建造过程中，因技术问题或施工管理不当等导致混凝土强度达不到设计要求引起的质量事故是目前工程质量事故的主要类型之一，该类质量事故的发生将直接影响到结构的使用安全。给出简单实用的可靠性评估的计算方法，分析混凝土补强加固技术，以佛山市高明区沧江船闸为例，对船闸混凝土结构的可靠性进行评估分析，并提出混凝土表面增强剂与钢纤维混凝土补强加固方案，最后以经验模型及质量检测结果论证方案的有效性，为混凝土结构的补强加固提供参考。     

基于粘弹性球形小磨头的小口径非球面模具抛光

传统的抛光方法加工小口径非球面模具，存在工具容易干涉和面型误差补偿精度差的问题。提出一种使用粘弹性聚酯纤维布包裹球形小磨头的子孔径抛光方式，以适应小口径非球面模具的轮廓形状变化。首先，通过探究纤维布的压缩量与其不可恢复形变量和粘弹性应力的关系，确定抛光过程中纤维布的压缩形变规律，提出以纤维布的粘弹特性为基础，建立抛光压强分布模型，并结合抛光工具与模具的位姿得出合线速度分布规律，建立小磨头抛光单位时间去除函数；然后，通过单点抛光和均匀抛光实验，证明了粘弹性聚酯纤维布包裹球形小磨头的抛光方式比单独采用刚性球形小磨头抛光的效果更佳；接着使用粘弹性球形小磨头进行环带实验，探究了驻留时间、抛光压力、抛光工具转速和工件轴线速度等工艺参数对碳化钨模具的材料去除深度和表面粗糙度的影响规律，并对直径为9.7mm的回转对称非球面碳化钨模具进行面型误差补偿仿真与验证；最后，结果表明模具的面型误差仿真结果和实验补偿效果都有效收敛，面型误差PV值(Peak to valley)从0.208 7μm改善至0.079 9μm，而且中心处表面粗糙度Ra由20nm降至10nm。证明了提出的基于粘弹性球形小磨头的子孔径抛...     

澳大利亚露天煤矿发展研究

为借鉴先进产煤国家经验，推进我国露天煤矿高质量发展，通过研究分析澳大利亚60年来露天煤矿的发展历程，采用定量研究和定性分析相结合的方法，研究分析了澳大利亚露天煤炭资源分布、露天煤矿生产现状和生产结构、开采技术和装备应用、生态环境保护等方面的规律、特点和经验。研究表明，澳大利亚充分发挥了露天开采生产规模大、劳动效率高、煤炭供应有保证等优势，优先发展露天开采，开采工艺以无运输倒堆工艺和间断式开采工艺为主，开采装备向大型化和智能化发展；露天煤矿向大型化和集约化发展，大型露天煤矿智能化发展进入规模化应用阶段；生态环境保护的原则是恢复到扰动之前的状态。基于此，中国可借鉴澳大利亚在煤炭资源条件适宜的地区持续扩大露天煤矿生产规模的做法，进一步扩大露天煤矿产量和开采集中度，重点发展半连续开采工艺，将生态环境保护要求贯穿于露天煤炭开采的全过程，实现露天煤矿开采的良性循环。     

稳定边界及多目标约束下自同步电压源双馈风电机组参数整定

自同步电压源双馈风电机组采用“机侧惯量传递-网侧惯性同步”的控制方法，具备自主同步并网和惯量响应的能力，目前缺乏对该控制方法并网稳定性及多目标约束下参数优化设计的研究和分析。鉴于此，建立了同时考虑自同步电压源双馈风电系统网侧变换器和转子侧变换器动态的状态空间模型，分析了在不同电网强度下惯量传递环节及致稳环节的控制参数对中高频段小扰动稳定性的影响规律，给出了考虑机组不同工作点及动态性能的控制参数多目标优化模型，并采用粒子群优化算法对控制参数进行全局优化。在PSCAD/EMTDC中构建了2 MW双馈风电机组的仿真模型，仿真结果验证了理论分析和参数设计的正确性。     

露天矿矿坑涌水水质特征分析与处理工艺优化研究

针对宝日希勒露天煤矿矿坑涌水中细颗粒物难去除、混凝剂投加量大的问题，开展了矿坑涌水水质特征分析与处理工艺优化研究。通过分析矿坑涌水的悬浮物颗粒粒径、ζ电位和PAC/APAM配比对混凝沉淀效果的影响，提出一种经济有效的矿井水处理新工艺——磁混凝分离技术。研究结果表明：矿坑涌水中悬浮颗粒物平均浊度高(1 794 NTU),细颗粒物(粒径≤10μm)占比大(85%),且ζ电位高，导致混凝沉淀的效果不佳；2号矿坑污水处理厂的PAC投加量约为200 mg/L,远超正常投加量(20～60 mg/L),需要进一步优化；采用“初沉+混凝+磁分离+过滤”的处理工艺，可提高细颗粒物的去除率，同时减少混凝剂投加量，理论估计处理系统运行成本为0.415元/m³,可实现经济效益为106.76万元/a。     

大面阵碲镉汞芯片的耦合热应力模型与结构优化

针对大面阵碲镉汞芯片热应力仿真分析过程中计算量与准确性不能兼容的问题，通过在芯片互联区的不同位置引入小规模铟柱阵列建立了耦合热应力的优化仿真模型。借助此模型进行热应力分析，发现在铟柱的上下表面附近区域产生了较大的热应力，同时边缘及角落处的阵列单元内部所产生的热应力更大(最高达225.69 MPa)。进一步对芯片的结构进行了优化，获得了最优读出电路及碲锌镉衬底厚度。此外，仿真结果表明，单面铟是热应力较低的铟柱结构，减小铟柱的半径可以进一步减小其内部的热应力。所提出的热应力仿真优化模型为大面阵碲镉汞芯片内部的热应力分析提供了更准确有效的分析方法以及器件设计方面的理论指导。     

区域风光低频相关性互补与高频混合储能平抑的并网方法研究EI北大核心CSCD

风光电场中风光出力的随机性会造成并网的功率波动性,传统调度方法不能有效平抑对并网的负面影响,该文提出一种低频相关性与混合储能高频平抑的风光出力并网平抑方法。根据历史风光出力数据提取出低频分量,以低频段风光出力的相关性实现最大程度的互补,选取与原始数据距离最小的典型场景作为并网功率,从而减小原始出力中的波动性和随机性,中高频用混合储能平抑。算例结果表明,所提方法能够充分利用风光出力低频段的高互补特性,以及混合储能对高频出力的平滑效果,使风光组合并网波动更小,可有效降低风光出力中的不确定性和不规律性对电网侧带来的压力。     

石墨表面CVD氮化硅涂层的制备与抗氧化研究

采用化学气相沉积法，以SiCl₄-NH₃-H₂为先驱体气体和载气，在等静压石墨表面制备了氮化硅涂层，沉积温度900～1 300℃,沉积压力1 000 Pa,并在600～1 000℃进行了空气气氛静态氧化实验。X射线衍射结果表明，900℃和1 100℃沉积的氮化硅为非结晶态，1 300℃沉积的为结晶的α-Si₃N₄。氧化增重结果表明，900～1 300℃沉积的涂层，对石墨氧化均有明显的防护作用，其中，1 100℃涂层防护效果最好，900℃涂层防护效果最差。采用SEM对氧化前后的涂层表面进行了观察，900℃涂层在800℃或更高温度的空气气氛中发生了明显的氧化现象；1 100℃和1 300℃涂层即使在1 000℃下也未发生明显的氧化现象。基底的氧化由涂层开裂导致，且α-Si₃N₄结晶涂层开裂更显著。