适用于直流电网的推挽式直流自耦变压器及其控制策略

基于双有源桥拓扑结构的能量传输机理,通过融合直流自耦变压器与模块化多电平换流器的拓扑演绎规律,提出了具有高传输效率和高运行可靠性的推挽式直流自耦变压器。分析了推挽式直流自耦变压器的工作机理、控制策略和系统参数对运行特性的影响。通过采用特定拓扑结构的四绕组变压器并结合推挽式工作模式,推挽式直流自耦变压器内部的特定四绕组变压器可由2个相同的单相双绕组变压器等效代替分析,极大简化了稳态控制策略的设计难度。PSCAD/EMTDC仿真验证了推挽式直流自耦变压器的技术可行性与有效性。     

计及蓄电池寿命的微网群优化调度模型

为延长蓄电池使用寿命,减少微网群运行成本,构建了计及蓄电池寿命的微网群多目标优化调度模型.以包含风、光、储、柴、燃料电池的两个子微网所构成的交流微网群作为研究对象,采用改进后的加权吞吐量法构建蓄电池寿命模型并预测蓄电池寿命.综合考虑系统发电成本、环境污染成本和蓄电池寿命损耗成本,在满足负荷供需平衡、不同微源出力等约束条件下,通过加权系数法将多目标函数归一化为综合目标函数,并利用二元对比定权法确定权系数,把对蓄电池的重视程度分为较低、中等、较高三种情况.采用粒子群优化算法进行求解,并对三种情况下的微网群调度结果与蓄电池寿命损耗情况进行对比分析.结果表明,该优化调度模型可有效提高微网群经济效益,并减小蓄电池损耗,验证了该模型的有效性.     

基于Modflow和时间序列法的汝州市温泉镇地热可开采量预测

浅层地热资源作为一种埋藏浅、便于开发且清洁环保的可再生新能源,广泛分布于我国中东部的平原地区.为准确预测浅层地热的可开采量,以河南省汝州市温泉镇为例,将三维可视化地下水流建模软件Visual Modflow模拟出的浅层地热储层结果与常规时间序列法计算出的地热可开采量相比较,深入探讨两种方法主要的优缺点,并预测出研究区地热流体的最大可开采量应在2400～3432 m3/d之间.研究结果对当地地热资源的可持续开发利用提供了重要参考依据,同时表明将数值模拟法应用于浅层地热的勘查分析具有重要的价值.     

桂林环城水系整治及生态修复——景区景观工程

景区景观工程是桂林环城水系整治与生态修复工程中的重要组成部分,工程的实施充分结合桂林两江四湖及其周边的自然山水和人文景观,特别考虑了新建景区、桥梁的特征,其灯光的设置再一次在夜晚展现了桂林“城在景中,景在城中”的特色,创造了城市夜景景观工程新的规划思路和技术实践,是我国城市夜景景观工程的一个范例。     

基于CAN总线的连铸结晶器振动控制器设计

针对结晶器振动控制器数据传输量大、工作可靠性要求高等特点,设计了1种基于CAN总线和STM32F407单片机的结晶器振动控制器.控制器主要实现振动波形产生、位移数据采集、控制信号输出和监控上位机通信等功能.实验表明:该结晶器振动控制器工作可靠、性能稳定、数据传输速率高、成本低廉,具有较高的实用价值.     

新型地下跨季节复合储热系统性能规律

可再生能源受天气、地域、季节限制,具有间歇性和不稳定性属性,从而导致供需不匹配,跨季节储热是解决上述问题的有效方法.然而,传统地下跨季节储热具有储热方式单一、热量损失大等缺点,本文将水箱储热和地埋管储热相结合,组成新型跨季节复合储热系统.建立并通过实验验证了复合储热系统模型,在此基础上,分析了储/释热质量流量、储热体模匹配、地埋管数量和层间距以及土壤热导率等参数对储热体温度、储/释热量、储/释热功率和热量损失等的影响规律.结果表明,随着储/释热质量流量的增加,系统效率也逐渐增加;储热体规模匹配α值增加,系统效率随之上升,但水箱体积占比的提高,会导致热量损失增大,故储热体规模匹配需综合考虑,既要能达到较高的系统效率,获得较大的储/释热功率,又需尽量减少投资成本,同时降低热量损失;提高地埋管数量,有利于增加储/释热量,提升系统效率;地埋管层间距的增大,增加了储热体土壤体积,从而降低了储热温度,不利于释热的进行,导致系统效率降低;土壤热导率的增加,强化了土壤间热量传递,地埋管储热功率增加,储热峰值温度也因此提高,然而热量散失也加快,释热功率显著降低,导致系统效率下降.     

怒江电网分列运行后孤网稳定性研究

局部电网故障、自然灾害或人为操作失误等偶然事故导致电网分列成孤网运行,电网频率产生大幅度波动.本文根据怒江电网的实际运行情况,通过采用夏大、夏小两个典型运行方式的高频切机方案进行分析,首先对孤网系统存在的安全稳定问题进行详细分析,按照电力系统安全稳定导则的要求采取必要的控制措施,尽可能地保证孤立电网由紧急状态恢复为运行状态.方案按照有效性的排序原则切除机组来解决功率过剩的问题,按照先投入无功补偿装置,然后使发电机迟相或进相运行改变发电机端电压,最后调节变压器分接头的控制顺序解决无功不平衡的问题.从而保障电网分列运行后,孤网稳定运行.     

基于遗传算法的离心压缩机蜗壳参数化及多目标优化

排气蜗壳对离心压缩机的整体性能、工作范围有直接且不可忽视的影响.排气蜗壳由于其完全三维的、湍流的内部流动会引起蜗壳进口周向压力畸变,从而影响上游部件的流动稳定性.本工作针对先进压缩空气储能系统离心压缩机排气蜗壳进行多目标优化设计,提出了一种可变截面形状的参数化设计方法.以总压损失系数和静压恢复系数为优化目标变量,采用多个控制面和控制点的方式对离心压缩机蜗壳截面参数进行全周控制,结合最优拉丁超立方试验设计方法和全三维CFD数值方法生成样本空间,利用二代非支配排序遗传算法对Kriging近似模型进行多目标寻优,建立优化平台和优化方法.研究结果表明:优化后的截面形状能够减小通流截面旋涡中心的剪切应力,使排气蜗壳内部通流速度分布更加均匀;优化方案在设计工况下整级等熵效率提高了 0.45％,压比提高了 0.36％;与初始模型相比,优化后的排气蜗壳可以有效改善离心压缩机的整体性能.本研究有助于推动数值优化设计方法在离心压缩机排气蜗壳中的应用,为高性能、低总压损失离心压缩机的优化设计提供参考.     

沸石-液态水吸附储热系统的释热特性

吸附储热是一种有着较高储热密度和较低热损失的储热方式.沸石-液态水吸附储热系统以沸石颗粒作为储热介质,具有系统简单、换热性能好和储热密度大等优点.利用Fluent建立了反应器二维轴对称对流换热模型,分析了进水流速、反应器高径比和颗粒粒径对系统释热过程出口水温的影响.研究表明,在计算条件下,该系统能够获得最大70℃的温升幅度,且进口流速越小,温升幅度越大;高径比越大,温升幅度越大,当高径比≥1.5时,温升不再随高径比的增加而增大;此外,粒径越小,反应速率和温升幅度越大,也越有利于沸石与水的充分反应.本研究有助于完善固-液吸附过程释热特性,为沸石-液态水吸附储热系统的设计和应用提供理论指导.     

Functionalized metal–organic frameworks with strong acidity and hydrophobicity as an efficient catalyst for the production of 5-hydroxymethylfurfural

In the dehydration of fructose to 5-hydroxymethyl furfural(HMF), in situ produced water weakens the acid strength of the catalyst and causes the rehydration of HMF, causing unsatisfactory catalytic activity and selectivity. In this work, a class of benzenesulfonic acid-grafted metal–organic frameworks with strong acidity and hydrophobicity is obtained by the direct sulfonation method using 4-chlorobenzenesulfonic acid as sulfonating agent. The resultant MOFs have a specific surface area of greater than 250 m~2·g~(-1), acid density above 1.0 mmol·g~(-1), and water contact angle up to 129°. The hydrophobic MOF-Ph SO_3 H exhibits both higher catalytic activity and selectivity than MOF-SO_3 H in the HMF synthesis due to its better hydrophobicity and olephilicity. Moreover, the catalyst has a high recycled stability. At last, fructose is completely converted, and 98.0% yield of HMF is obtained under 120 °C in a DMSO solvent system. The successful preparation of the hydrophobic acidic MOF provides a novel hydrophobic catalyst for the synthesis of HMF.