全球水能资源评估模型与方法研究

为在全球范围开展水能资源评估,提高评估与规划的准确性与效率,通过建立水能资源评估的全球尺度参数标准、一般技术流程与方法体系,构建河流水能资源理论蕴藏量、技术可开发量评估和电站开发经济性测算模型,提出一套适用于内业工作的数字化评估方法与流程。以非洲刚果河流域为例,应用水能评估模型与数字化方法,实证评估了刚果河流域及干流的水能资源的理论蕴藏量、干流下游河段的技术可开发量,完成了刚果河下游水电基地开发成本测算。     

密封腔体、大电流条件下重复频率长寿命气体开关的烧蚀特性

为进一步提高铜钨合金(质量分数为30%的铜和70%的钨)二电极自击穿气体开关的性能,在干燥空气为绝缘气体、气腔温度最高达80℃、不可换气的有限密闭腔体(1.2 L)内,以及30 kV自击穿电压、75 kA通流能力、0.1 Hz重复频率且工作寿命达至少5 000次等极端工作条件下,实验研究了电极烧蚀量、表面烧蚀特性随放电次数的变化,进而分析了开关工作性能及失效原因。结果表明:阴极电极头烧蚀更为严重,电极烧蚀率为6.3×10-6cm3/C,阳极电极头的电极烧蚀率为5.5×10-6 cm3/C,阴、阳极电极头表面均存在大量蚀坑、凸起和裂纹;自击穿电压呈现较明显上升趋势,5 800次放电时加压至45 kV开关未击穿,判定开关失效;聚四氟乙烯绝缘子表面损失大量氟元素并新增铜、钨等元素。因此推断开关失效的主要原因为在密封腔体、大电流条件下,电极烧蚀的喷溅产物与绝缘子表面发生复杂化学反应并生成强电负性气态产物,造成开关自击穿电压骤升。     

无线电能传输技术发展与应用综述

二十一世纪以来,无线电能传输技术进入飞速发展阶段,相关的理论研究、创新实验以及应用推广都有了长足的进步,随着全球能源互联网的提出和构建,相关技术在未来会有更大的发展潜力和应用价值。本文从无线电能传输技术的发展历史出发,阐述了无线电能传输的诞生与发展;其次重点梳理了磁场耦合式、电场耦合式、微波式、激光式和超声式五种不同的无线电能传输技术在国内外近20年的关键研究动态;然后面向电力系统、交通运输、航空航天等领域,归纳展望了具体的应用场景;最后针对不同的无线电能传输技术分别讨论了各自面临的主要技术挑战。     

高压直流海缆工程应用现状及展望

近年来国际上大力发展电网区域互联和海上风能,而高压直流海缆工程是实现跨海输电的主要通道,因此对高压直流海缆的发展历程、应用现状和发展趋势进行综述性研究非常必要。首先回顾了绕包型绝缘和挤包型绝缘两种高压直流海缆的发展历程,对比了两种海缆的技术特点、应用场合及发展趋势;然后介绍了国内外主要高压直流海缆工程的应用现状,对当前国内外典型直流海缆工程的电压等级、输送容量和输电距离等关键指标进行了对比研究;展望了高压直流海缆工程的发展趋势和未来规划,分析了其面临的主要技术挑战,包括海缆绝缘材料的电气性能和热力学性能、海缆结构设计、附件可靠性和故障定位技术等。该研究将有助于解决电网区域互联和海上能源开发中的关键问题。     

高热导率聚丙烯/石墨复合材料的制备与性能

为了提高聚丙烯(PP)的导热性能,扩大其使用范围,采用价格低廉的商用石墨对PP进行改性,利用转矩流变仪制备了PP/石墨导热复合材料。研究了粒径为2μm和20μm的石墨及其复配对复合材料热导率及力学性能的影响。结果表明,复合材料的热导率随着石墨用量的增加而显著增大,20μm石墨填充的复合材料热导率高于2μm石墨填充的复合材料;由于石墨的各向异性,层内热导率远高于层间热导率;将两种粒径的石墨复配,固定石墨总质量分数为40%,当2μm石墨与20μm石墨质量比为1︰5时,复合材料层间和层内热导率达到最大,分别为1.125 W/(m·K)和2.897 W/(m·K),比相同用量下单一2μm石墨填充PP分别提高了121%和61%,比单一20μm石墨填充PP分别提高了3.6%和20%。随石墨用量增加,单一粒径石墨填充的复合材料拉伸强度和弯曲强度呈现先减小后增大的趋势,随复配填料中20μm石墨用量增加,复配填料填充复合材料的力学性能呈下降趋势,但弯曲强度变化不大,拉伸强度也在10 MPa以上。     

微电网的综合能源系统规划与电网协同运行优化

<正>随着能源需求的不断增长和环境问题的日益凸显，经济社会发展对于清洁可持续能源的需求愈发增加。在此背景下，微电网综合能源系统成为了实现能源高效利用和可再生能源大规模应用的重要途径。微电网是由可再生能源发电设备、传统能源发电设备以及储能系统组成的小型电力系统，可以实现自给自足的能源供应，并更好地整合可再生能源和传统能源，减少对传统电网的依赖。然而，微电网的综合能源系统规划和电网协同运行优化面临着一系列的挑战和问题，诸如综合能源系统规划中，     

大电流气体火花开关聚四氟乙烯绝缘子绝缘劣化产物分析

开关自击穿放电过程中高温电弧等离子体将对电极材料产生不可避免的烧蚀作用,电极熔融、喷溅并在高温大电弧作用下与绝缘子材料、绝缘气体等发生一系列复杂多变的化学反应,生成烧蚀产物附着于绝缘子表面,造成绝缘性能降低乃至失效。针对聚四氟乙烯绝缘子材料在大电流气体火花开关中满足长寿命要求条件下,共计进行20 000次自击穿放电实验,主要采用X射线光电子能谱仪与气相色谱仪作为检测手段,研究自击穿放电过程中固态与气态烧蚀产物的化学成分研究。研究表明:阳极、阴极绝缘子烧蚀产物成分相近;绝缘子内、外表面固态烧蚀产物的化学成分近似而含量却大不同;阳极与阴极绝缘子内外表面均损失大量氟元素,绝缘子外表面氟元素损失更为剧烈;气态产物中可检测到四氟化碳气体CF4,虽含量较少但因其强电负性,亦将对开关绝缘性能与工作性能造成较显著影响等。     

一种基于杆塔监测设备的新型超声传能供电系统北大核心CSCD

目前的供电方式难以满足高电压等级环境下杆塔侧监测设备的用电需求,因此文中提出了一种新型超声传能供电系统。首先,详细介绍了超声传能系统的设计方案,然后根据超声传能系统的等效电路模型推导出该系统输出功率与效率的计算公式,通过理论计算对比了4类不同种类绝缘材料作为传输介质对系统的影响,并提出了电路部分的设计方法。最终,设计了一套超声传能样机,成功以39%的效率为相距1 m远的接收侧负载提供68.8 W的输出功率。     

基于电—热场耦合分析的高压大容量直流XLPE海缆绝缘结构研究北大核心CSCD

随着交联聚乙烯直流海缆向着高电压、大容量的方向发展,其在工程应用中也遇到了温度和电场两方面的挑战。文中结合±160 kV XLPE直流海缆建立了XLPE海缆的电场仿真模型和热路模型,对更高电压等级的XLPE直流海缆的结构特点进行了探讨。通过仿真发现,直流海缆绝缘层的厚度同时影响海缆的温度和场强分布,在对高电压、大容量海缆设计时需要综合考虑绝缘材料能承受的最大场强和最高温度,选取合适的绝缘层厚度。同时,通过仿真对比铜、铝导体电缆对电场、温度的影响发现,铜导体电缆运行温度较低,有利于电缆稳定运行,而铝导体海缆虽然体积更大,但其重量小,更有利于安装敷设。