Boosting the Durability of Triboelectric Nanogenerators: A Critical Review and Prospect

Triboelectric nanogenerators (TENGs) have attracted great interests in the development of sustainable energies and intelligent society. However, a big challenge for TENGs in practical applications is the unavoidable external mechanical abrasion and/or contaminant adsorption on the triboelectric materials, which leads to the significant decrease of the durability of TENGs and is urgently needed to be addressed. There are already a series of interesting progresses on the topic of the TENGs’ durability. In this study, reviewing the durability of TENGs via both the advanced materials/structure designing and the novel surface/interface engineering is focused upon, which includes choosing basic TENG materials, improving composites performance, optimizing structures, and designing triboelectric surfaces and interfaces. To get a better understanding of the durability of TENGs in published studies, the quantifiable levels of service life are also summarized including operation cycles, time, friction coefficient, and wear loss of triboelectric materials, where the boosting mechanisms are also discussed and summarized. Finally, the challenges as well as key strategies toward high durable TENGs are presented.     

800kV对接式直流穿墙套管缺陷分析及应对策略研究

本文针对对接式结构高压直流穿墙套管回路电阻异常的缺陷事件,根据力矩平衡原则,对套管关键部位受力情况进行了分析,并通过有限元仿真进行了验证。在此基础上,提出了一种端部新增接线端子的结构优化整改方案,通过仿真验证了方案的有效性。     

基于IGWO-XGBoost融合模型的沥青路面抗滑性能评估

为研究沥青路面抗滑性能影响因素,精确预测路面抗滑性能,本文使用Gocator 3110三维智能传感器采集沥青混合料试件表面纹理并使用摆式摩擦仪测试试件表面摩擦系数.针对三维纹理点云数据中的异常数据,提出基于径向基函数(RBF)的邻域插值算法进行数据质量提升.根据修复后的三维纹理点云数据计算出具有代表性的10类宏观纹理特征参数,并采用Pearson系数相关性分析法去除冗余因子,改进模型的输入特征,并构建基于改进灰狼优化算法(IGWO)与XGBoost融合的沥青路面抗滑性能预测模型,预测沥青路面的摩擦系数.结果表明,提出模型的预测精度优于多元线性回归模型、支持向量机回归模型以及基于网格化搜索的XGBoost模型.     

基于弹性秘密共享的多方门限隐私集合交集协议

$ (t, n) $门限隐私集合交集协议, 指$ N $个参与者各自拥有大小为$ n $的隐私集合, 在不泄露自身隐私信息的前提下, 如果各参与者交集数量大于门限值$ t $, 则参与各方能够获得交集信息, 其有广泛的应用, 如指纹识别、在线拼车、相亲网站等. 然而现有门限隐私集合交集协议大多针对两方参与者进行研究, 对多方门限隐私集合交集协议的研究仍存在许多挑战, 现有的多方门限隐私集合交集协议使用全同态加密等开销较大的公钥算法, 尚没有有效实现. 针对上述问题, 结合弹性秘密共享、布隆过滤器提出两种有效的多方门限隐私集合交集协议, 并首次仿真实现了协议. 首先, 设计一种新的布隆过滤器构造方法, 将弹性秘密共享生成的份额与参与方的集合元素相对应, 通过查询布隆过滤器获取的秘密子份额能否重构出正确秘密来判断各方交集是否达到门限值, 有效防止交集基数的泄露. 设计的第1个协议避免使用开销较大的公钥算法, 当设置安全参数$ \lambda $为128, 集合大小为$ {2^{14}} $, 门限值为$ 0.8n $时, 在三方场景下协议在线阶段的时间成本为191 s. 此外, 为了能在半诚实模型下抵抗至多$ N - 1 $个敌手合谋, 在第1个协议基础上结合不经意传输设计一种该协议的变体, 相同条件下, 在线阶段时间成本为194 s. 最后通过安全证明, 证明上述协议在半诚实模型下是安全的.     

磁阻发生装置设计及其在功率车中的应用研究

针对现有功率车在测试训练过程中由于踩踏速度的变化无法维持功率恒定的问题,设计了一种新型磁阻发生装置。 首 先,基于永磁同步电机的原理对磁阻装置基本结构进行设计,通过功率车的整体结构确定装置的基本结构尺寸,结合测试时所 需的最大功率确定电磁负荷,选择永磁体,再进行定转子的结构尺寸以及绕组连接形式设计,并确定径向气隙参数,最后,分析 了系统恒功率控制原理,并通过模糊 PID 控制与迭代学习控制(ILC)对系统恒功率控制效果进行了仿真与实验。 结果表明,新 型磁阻式功率车在踩踏速度在 60( ±10) r/ min 的范围内变化时,功率误差控制在±5 W 以内,可以接受。 采用新型磁阻发生装 置的功率车提高了恒功率控制效果,验证了其在维持恒功率方面的先进性。     

单边限幅参与的并网VSC系统次同步振荡近似分析

针对电力电子设备引起的次同步振荡问题,现有研究集中在无法计及限幅的小信号模型分析或考虑限幅对称的近似分析,但极少考虑不对称的单边限幅的影响。针对不对称的单边d轴电流限幅(AU-d-CL,或上电流饱和限幅)参与的并网电压源换流器(voltage source converter,VSC)系统的次同步振荡现象,采用单边限幅的描述函数和广义Nyquist判据进行近似分析。具体地,首先,建立了并网VSC系统的简化模型,分析了其小扰动稳定性,并分析了AU-d-CL参与的负阻尼振荡现象。其次,给出了VSC系统的频域模型和AU-d-CL的描述函数。最后,结合AU-d-CL的描述函数和广义Nyquist判据,近似计算了不同参数和限幅值时的振荡幅值和频率,结果表明计算结果和仿真结果基本一致,可解释次同步振荡在限幅值改变时,频率基本不变,振荡幅值变化的现象。     

直流微电网分布式储能系统精确电流分配策略

在孤岛直流微电网中,需要采用储能系统（energy storage system,ESS）来维持发电和负载消耗之间的功率平衡。为了避免分布式储能单元（distributed energy storage units,DESU）的过度充放电,针对不同容量的分布式储能单元设计了基于自适应虚拟阻抗的荷电状态（state of charge, SOC）均衡策略。同时,提出了精确电流分配方法来消除不匹配线路电阻对SOC均衡的影响。通过所提方法,具有较高SOC的DESU在放电期间可向直流微电网提供更多的功率,反之亦然。此外,根据系统特征方程分析了所提方案的稳定性。最后,通过基于实时数字仿真系统（real time digital simulation,RTDS）的算例结果验证了所提控制策略的有效性。     

具有谐波治理功能的虚拟谐波电阻型储能逆变器控制策略

传统的储能逆变器在进行谐波治理时只能补偿指定的非线性负载产生的谐波电流,无法降低电网中原有的谐波含量。为此,分析了并联电阻对并网点处谐波电压以及系统谐振的抑制作用,提出了虚拟谐波电阻型储能逆变器的控制策略。对于基波而言,储能逆变器仍能实现正常充放电功能;对于谐波而言,控制储能逆变器输出与谐波电压幅值成比例、相位相反的谐波电流,此时逆变器相当于一个虚拟谐波电阻,可以吸收谐波功率并抑制并网点处谐波电压。在考虑谐振的情况下采用扰动观察法自动调节虚拟谐波电导值,使得储能逆变器最大化吸收谐波功率。仿真和实验结果表明,虚拟谐波电阻型储能逆变器能在正常充放电的同时实现良好的谐波治理功能。     

基于柔性调控零序电压的配电网高阻接地及 单相断线故障的选相方法

为提高配电网故障选相的精确性与灵敏度,针对高阻接地故障及单相断线故障,提出利用测算的偏转角进行故障选相的方法。首先,分析了高阻接地和断线故障选相失败的原因。然后,根据测量的对地参数来判别发生了高阻故障还是断线故障。最后,提出了基于柔性调控零序电压的选相方法,即:向配电网中性点注入零序电流,调控零序电压相角分别为配电网三相相电压相角,通过注入零序电流及返回零序电压测算故障偏转角,结合判据即可实现故障选相。PSCAD仿真结果表明,该方法可快速准确地选出20 k?的单相高阻接地故障相及线路末端断线故障相,且不受故障位置、故障类型、配电网中性点接地方式等因素的影响。     

一种四象限14位乘法型D/A转换器设计

设计了一种14位乘法型D/A转换器。采用高3位温度计编码、低11位二进制编码的分段电流模R-2R电阻网络结构,规避了高分辨率二进制电流模R-2R电阻网络开关尺寸大、版图匹配难度大的缺点。基于混合信号CMOS工艺进行了流片,实测DNL在±0.5 LSB以内,INL在±0.8 LSB以内。该D/A转换器适用于工业控制、仪器仪表等领域。