高稳高效海上风电安装平台关键制造技术研究

海上风电作为可再生清洁能源之一,受到世界各国的高度重视与大力发展。我国将海上风电提升至解决能源危机、减缓气候变化、调整能源结构的国家战略高度,到2030年我国单位国内生产总值二氧化碳排放将比2005年下降65%以上,非化石能源占一次能源消费比重将达到25%左右。安装平台不足将是我国海上风电场无法如期建成投产的主要障碍。对自升自航式海上风电安装平台系列高端装备及其设计制造的三大技术难题——腿站立作业易“失稳”、大平台大跨距大倾覆力矩自升易“失控”、高空吊装巨型叶片逾百螺栓精准定位易“失准”,以及焊缝缺陷修复和局部裂纹损伤的激光锻造修复再制造进行了介绍,研制的具有不同规格的系列装备在中国、英国、丹麦、德国等国家的著名海上风电场建设应用情况良好。     

气藏平均地层压力跟踪计算新方法

平均地层压力是产能评价和动态分析的基础，准确、快速获取平均地层压力对高效开发气藏意义重大。基于地层压力随时间变化的规律，分析了平均地层压力的变化规律。研究结果表明：平均地层压力等效点仅随时间发生改变，平均地层压力的下降速率等于或者近似等于井底流压的下降速率。从封闭弹性驱动气藏的物质平衡方程出发，考虑偏差系数和井底流压随平均地层压力的变化，推导建立了平均地层压力跟踪计算新方法，根据生产数据可迭代计算平均地层压力。方法验证结果显示，采气速度和采出程度共同影响模型的计算结果。应用实例表明，跟踪计算法与压力恢复试井和物质平衡法之间的相对误差均较小，满足工程计算精度要求，且跟踪计算法不需依托生产测试数据，节约了测试费用，避免了测试占产。     

Re-Looking into the Active Moieties of Metal X-ides (X- = Phosph-, Sulf-, Nitr-, and Carb-) Toward Oxygen Evolution Reaction

Non-precious metal-based catalysts for oxygen evolution reaction (OER) have been extensively studied, among which the transition metal X-ides (including phosph-ides, sulf-ides, nitr-ides, and carb-ides) materials are emerging as promising candidates to replace the benchmark Ir/Ru-based materials in alkaline media. However, it is controversial whether the metal Xides host the real active sites since these metal Xides are thermodynamically unstable under a harsh OER environment—it has been reported that the initial metal Xides can be electrochemically oxidized and transformed into corresponding oxides and (oxy)hydroxides. Therefore, the metal Xides are argued as “pre-catalysts”; the electrochemically formed oxides and (oxy)hydroxides are believed as the real active moieties for OER. Herein, the recent advances in understanding the transformation behavior of metal Xides during OER are re-looked; importantly, hypotheses are provided to understand why the electrochemically formed oxides and (oxy)hydroxides catalysts derived from metal Xides are superior for OER to the as-prepared metal oxides and (oxy)hydroxides catalysts.     

基于概率法的电力系统安全分析

为应对电力系统安全分析中的停机问题，基于概率法的方式，将常用的确定停机计算与加入了概率法的概率停机进行比较，研究了二者的区别与其在长期投资方向的不同。在进行电力系统停机分析时，通常会分别从确定停机与概率停机的角度出发，对其应急状态下的潮流进行计算。但前者的方法可能导致极低概率的停机事件被忽略，进而影响长期的资金投资。通过加入概率法的计算，使得对单个停机事件的判定由其具体的频率来确定，增加了系统运行的稳定性。     

致密砂岩油藏能量补充方式评价及优化

针对致密砂岩油藏大规模体积压裂开发后能量补充困难的问题,利用自主设计制作的大型人造三维岩心物理模型和物理模拟实验舱,开展致密砂岩油藏能量补充方式优化研究。实验结果表明:致密砂岩油藏压裂开发过程中,地层能量损耗严重,采取注水或注气的方式可有效进行能量补充;地层中裂缝规模越大,越有利于原油渗流,后续补充能量的传播范围越广,有助于进一步提高原油采收率;从提高驱油效率和扩大波及系数方面优选吞吐渗吸介质,CO₂均优于活性水,CO₂吞吐开发在矿场试验中取得了显著的增油效果,因此,CO₂吞吐作为一种有效的能量补充方式在致密油开发中展现了良好的应用前景。该文分析了致密砂岩储层水平井压裂开发的渗流规律,优选出致密砂岩储层大规模压裂开发后最佳渗吸介质,可为致密砂岩油藏开发设计提供重要的理论依据。     

基于PMU的电力系统监控体系结构优化设计

文中提出了一种利用有限数量的相量测量单元(PMU)和相量数据集中器(PDC)设计最优监控结构的方法。通过在大量的设定值场景下,使电力系统可观测性曲线的期望值最大化,同时使通信基础设施成本最小化,最终确定PMU和PDC的最佳位置。提出了一种非线性动态扩展卡尔曼滤波(EFK)状态观测器。这种状态观测器可以将暂态行为转换为由代数微分方程描述的广域电力系统,而无需非线性反演技术。最后以IEEE-5电力系统为例,说明了该方法的有效性。     

超宽带大功率合成器设计北大核心CSCD

在80 MHz~1 GHz频段,单个功率管输出功率能达到100 W以上,为研制输出功率400 W的功率放大器,文中设计了四路功率合成器。该合成器需要实现功率容量大、工作频带宽、体积小的设计目标。在功率容量方面,文中采用悬置带状线结构,其功率容量远远大于微带线结构;在工作频带方面,采用切比雪夫九节阻抗变换器,将工作带宽拓宽为80 MHz~1 GHz;在体积方面,文中合成器的功率合成部分采用Y型节级联实现四路功率合成,阻抗变换部分采用切比雪夫阻抗变换器进行阻抗变换,该结构相较于磁环巴伦功率合成器,不但具有损耗小、平坦度高的优点,而且通过将阻抗变换器设计成曲折的形状,进一步缩小了合成器体积。仿真与实测结果显示该合成器在80 MHz~1 GHz范围内还具有较高的平坦度,合成效率可达90%以上。     

磨矿动力学研究现状及应用

磨矿动力学是描述被磨物料的磨碎速率与磨矿时间之间关系规律的一种数学模型，对分析物料在磨矿过程中的粒级及能量变化具有重要作用。为充分发挥磨矿动力学在磨矿过程中的作用，论文在分析国内外研究现状的基础上，系统介绍了两种典型的磨矿动力学模型：m阶磨矿动力学模型和磨矿总体平衡动力学模型，分析了模型中各参数的含义；以磨矿总体平衡动力学模型为重点，分析了破碎速率函数和破碎分布函数的求解方式，包括零阶产出率法、奥-勒理论简算法、卡普尔G-H算法以及经验公式法等；从物料性质、磨矿介质及配比、磨矿方式及参数、化学添加剂等几个方面分析了影响磨矿动力学模型的因素；指出了磨矿动力学模型在矿物加工工程领域的应用现状并对其未来的研究方向提出展望。研究表明磨矿动力学在矿物加工领域具有广泛而重要的应用，为进一步改善磨矿工艺提供了理论依据。     

温度对核电站传热管阵列声透射特性的影响

为了研究温度分布对于管阵列结构中的声透射特性的影响，以核电站的实际工况为背景，构建了不同的温度场以及周期性变化的非均匀温度场，利用有限元方法进行数值模拟。结果表明：（1）温度分布会改变管阵列声透射频谱的“禁带”宽度以及中心频率位置。在同一介质中，温度变化对频率较高位置的影响大于频率较低的位置。（2）在同样为10℃的温度差下，当水的平均声速为1 653 m·s^-1、饱和水蒸气的平均声速为522.5 m·s^-1时，介质为水时的禁带宽度及中心频率位置变化较大，即声速大的介质的频谱对于温度的变化更敏感。（3）当温度差在10℃以内，在周期性变化的非均匀温度场和与均匀温度场中管阵列声透射特性在第一中心频率23 996.1 Hz之前，两频谱差别很小，在第一禁带之后会出现明显区别。该研究成果对完善核电站应用的声学检测提供了理论基础。     

Stable power supply of an independent power source for a remote island using a Hybrid Energy Storage System composed of electric and hydrogen energy storage systems

We propose a self-sustaining power supply system consisting of a “Hybrid Energy Storage System (HESS)” and renewable energy sources to ensure a stable supply of high-quality power in remote islands. The configuration of the self-sustaining power supply system that can utilize renewable energy sources effectively on remote islands where the installation area is limited is investigated. It is found that it is important to select renewable energy sources whose output power curve is close to the load curve to improve the efficiency of the system. The operation methods that can increase the cost-effectiveness of the self-sustaining power supply system are also investigated. It is clarified that it is important for increasing the cost effectiveness of the self-sustaining power supply system to operate the HESS with a smaller capacity of its components by setting upper limits on the output power of the renewable energy sources and cutting the infrequent generated power.