高氧浓度下大气压Ar/O_2脉冲介质阻挡放电频率特性数值研究

使用一维流体模型,研究了高氧浓度(1.0%~5.0%)下大气压Ar/O_2脉冲介质阻挡放电的频率(100k Hz)效应。在所考虑的氧浓度和频率范围内,计算了放电电流密度以及四种(O、O(~1D)、O~2(~1Δg)、O_3)活性氧粒子产生与消耗的主要路径及其贡献随频率的变化。结果表明,一个电压脉冲周期中均发生两次极性相反的放电,并分别发生在外施电压脉冲的上升沿和下降沿。不同氧浓度下,第一次放电与第二次放电的放电电流密度峰值均随着频率的增加先减小后增大,即存在最小值,相应的频率定义为特征频率,并获得了二特征频率随氧浓度的变化。另外,在氧浓度为3.0%时,给出了四种活性氧粒子产生与消耗的主要路径及其在不同频率下相应的贡献。     

综合能源系统混合时间尺度运行优化

综合能源系统融合电、气、热等多种能源子系统,不同能源网络动静态特性与设备控制特性差异显著。为实现电、气、热异质能流网络和设备协同运行,建立综合能源系统混合时间尺度运行优化框架,包含混合分辨率建模与混合指令周期调度。混合分辨率建模采用与气网、热网动态过程相匹配的模型分辨率刻画能流动态过程,平衡模型的精确度与问题的复杂度,实现电气热多能网络动态过程的协同优化;混合指令周期调度立足于多种异质能流的传输特性差异和多类型设备的控制特性差异,兼顾源/荷多重不确定性,确定各子系统的最佳调度指令周期,实现多能子系统间的协调运行。算例结果验证了所提方法的可行性。     

新型电力系统背景下的电制氢技术分析与展望

作为一种与电能互补的二次能源载体,氢能有望在未来低碳能源系统中发挥关键作用。为探究新型电力系统背景下的氢经济,文中聚焦耦合电力与其他能源领域的关键环节——电制氢技术,对其进行技术经济分析与应用前景展望。首先,从技术发展水平、能源系统中的应用两个角度综述国内外电制氢技术研究现状;然后,建立电制氢经济模型,基于新型电力系统技术特征开展新型电力系统背景下的电制氢技术经济分析;最后,从各地氢能发展政策、终端氢需求潜力及对新型电力系统的支撑作用3个方面对电制氢技术进行应用前景展望。     

大气压脉冲介质阻挡放电长脉宽效应研究

大气压脉冲介质阻挡放电已得到广泛应用,它的机理和放电特征一直是人们关注的课题。文中对长脉宽脉冲电压作用下氩气放电等离子体进行了模拟研究,以给出这一放电所具有的特征的理论估计。模拟使用了一维流体模型,并对边界条件作了较严格的理论处理,这一处理使得在不同脉宽下计算的放电电流与实验符合得更好。应用建立的流体模型,分别对长脉宽和相应的短脉宽下的放电电流峰值、各粒子密度的空间分布、电场强度的轴向分布等作了计算和比较,对各态氩粒子的产生反应路径及其贡献进行了分析。文中研究表明:长脉宽下的计算结果与相应的短脉宽的结果呈现交换对称的特征;无论是长脉宽还是相应的短脉宽,放电模式均为典型的大气压辉光放电;改变脉宽对各态氩粒子反应路径的贡献影响较小。     

面向高比例可再生能源消纳的电氢能源系统

氢作为一种优质的二次能源,在能源存储和利用中具备巨大的应用潜力,并有助于解决电力系统中可再生能源的消纳问题。为了进一步提升可再生能源在一次能源消费中的占比,文中提出一种以电和氢为能源载体的新型能源承载形式——电氢能源系统。文中论述了发展电氢能源系统的意义,然后给出电氢能源系统的结构框架,并从发（制）、储、输、配、用等方面评述相关研究基础与关键技术。最后,从经济性分析、系统集成和近期实施路径3个方面对电氢能源系统进行展望。     

“碳达峰、碳中和”目标下混氢天然气技术应用前景分析

氢能是我国实现“2030年前碳达峰,2060年前碳中和”的重要能源载体,基础设施发展动力不足是制约其大规模发展的重要因素。将氢气与天然气掺混形成混氢天然气(hydrogen enriched compressed natural gas,HCNG),并注入全国天然气管网,能够实现氢能的跨省区输运和利用,从而有效促进可再生能源的大规模消纳,助力“双碳”目标的早日实现。为此,该文全面探究混氢天然气技术在我国的应用前景。首先,从多角度评估氢能在我国碳减排进程中的发展潜力,并针对混氢天然气供应链的关键环节开展技术经济分析;随后,展望混氢天然气在我国能源系统的中长期发展路径;最后,阐述混氢天然气技术发展过程中一系列待研究的关键问题。     

大气压氩氧脉冲介质阻挡放电等离子体中长生存时间活性氧粒子的演化机理

大气压脉冲介质阻挡放电等离子体中,活性氧粒子的生成和调控对于等离子体在生物医学中的应用具有重要意义,而活性氧粒子的生成和调控又与他们在放电中密度的时空演化密切相关。因此,研究活性氧粒子在1个放电周期中随时间的演化十分必要。使用1维流体模型,模拟研究了氧气体积分数为1%情况下大气压氩氧脉冲介质阻挡放电等离子体中,所考虑的各粒子的空间平均粒子数密度在1个完整周期内随时间的变化。结果表明:电子e、Ar~+、Ar_r、Ar_m和Ar*等粒子均主要生成于脉冲的上升沿和下降沿,并随脉冲的关断继续演化而后缓慢衰减至0,而O、O_2(~1Δg)和O_3 3种活性氧粒子在脉冲关断以后仍大量存在于气隙中。因此,针对具有长生存时间的O、O_2(~1Δ_g)和O_3粒子,进一步研究了他们在1个完整脉冲周期内的生成与消耗途径及随脉冲参数的变化,分析了相应的机制。