提出一种带散热修正的地埋管储热的TRNSYS瞬态计算模型,考虑管道散热及地表空气对流散热损失;在山东省滨州市进行实地热响应测试,通过对实验测试井供回水温度的模拟,验证模型准确性。同时,模拟分析循环流量、加热功率等关键参数对岩土导热系数、钻孔热阻、延米换热量辨识精度的影响。研究结果表明,测试持续时间对岩土导热系数辨识精度影响高达24...
针对潮流能水平轴水轮机的水动力学特性的特殊要求,采用直接数值优化方法进行潮流能水平轴水轮机叶片翼型优化设计,得到最大相对厚度介于12%~40%之间、适用于从叶片尖部到根部的7个不同厚度的OUC-TTXXX潮流能水平轴水轮机专用翼型,数值模拟和模型水槽试验结果表明所设计的OUC-TT-XXX潮流能水平轴水轮机翼型族具有良好的水动力学性能。
为提高海洋温差能发电系统的综合性能,以单位换热面积发电量和单位海水流量发电量为基础建立综合目标函数,选取蒸发温度、冷凝温度、蒸发器和冷凝器的海水出口温度为优化变量,利用粒子群算法对海洋温差能朗肯循环系统进行多目标参数优化。研究结果表明,在28℃温海水和5℃冷海水条件下,循环工质为R717时,蒸发器内的最佳蒸发温度为23.10℃,温海水...
为寻求以提高波浪发电系统的平均输出功率为目标的系统最优负载,针对遗传算法、粒子群算法等优化算法存在早熟收敛和全局搜索能力不足的问题引入人群搜索算法。该算法通过建立目标函数值与步长的关系式,根据个体当前位置的适应度值计算下一步搜索步长;采用利己、利他和预动3个方向随机加权几何平均方案,确定个体搜索方向,提高个体全局搜寻能力,...
以地热发电有机朗肯循环系统中蒸发器为研究对象,利用R245fa与R601组成非共沸混合工质为研究背景,建立变蒸发温度变工质配比的有机朗肯循环系统模型。采用Pearson相关系数法研究蒸发器热力学性能与其影响因素之间的相关关系,相关程度以及相关方向,并与热力学计算分析结果进行对比。研究表明:温度滑移与热效率、蒸发器损分别存在显著性正相关和高...
为提高有机朗肯循环整体性能,从热力性、经济性和环境性3个方面出发,以系统总投资成本、环境、系统净输出功率、烟气进出口降、系统总不可逆损失构建多目标优化模型。针对523.15 K烟气余热热源,选取戊烷、庚烷、辛烷、葵烷、环己烷、苯、甲苯7种工质为待选工质,利用非支配解排序遗传算法(NSGA2),对亚临界有机朗肯循环(ORC)的蒸发温度和冷凝温度...
针对传统温室大棚供暖方式的不足,为充分和高效的将可再生能源用于温室供暖,设计建立温室大棚多热源热泵供暖系统的实验装置。该文通过实验对多热源热泵供暖系统的性能及供暖效果进行分析。实验表明系统在不同天气工况下运行稳定且供暖效果明显,温室土壤温度日平均提升1~2℃,室内空气温度日平均提升2~5℃。该文同时在节能和经济效益方面对系统进...
基于Monte Carlo光线追踪法,该文建立中温槽式集热器光学性能仿真模型,分析南京典型日集热器光学效率和接收器表面的能流密度分布。在仿真模拟的基础上以南京夏至日真太阳时12:00(北京时间11:55:04)为例,分析外形误差、跟踪误差及安装误差对集热器聚光特性的影响,得到集热器的外形误差需满足κ≤2.5 mrad,跟踪误差需满足Δp≤0.3°,接收器中心偏离...
针对中国"三北"地区冬季供暖期因热电机组"以热定电"运行约束,导致系统调峰能力不足而造成的大量弃风问题提出一种基于热电联产运行模式的光热电站调峰策略。该文首先分析光热电站辅助供热后热电机组电热特性及其调峰能力变化情况,然后根据不同时段的负荷特性及热电机组运行状况制定出基于热电联产运行模式的光热电站在各时段的运行策略,在此基...
针对镜面积尘所导致的槽式太阳能集热系统反射率降低和能流损失问题,该文通过搭建槽式太阳能集热器焦面能流密度分布测试装置,试验研究积尘引起的聚光镜反射率下降及能流密度分布规律。结果表明:在可见光测试区域内,随镜面积尘密度增加,镜面相对反射率的变化量不同,太阳长波辐射较短波反射率下降明显;镜面积尘对汇聚太阳光线路径发生改变,对比洁...
采用三因素三水平响应面试验设计研究含水率、温度、压力对向日葵秸秆成型燃料物理特性(密度、耐久性、抗跌碎性)的影响规律,并应用马氏距离法对工艺参数进行三响应优化设计。结果表明:向日葵秸秆固体燃料密度与含水率成反比,与压力成正比,随温度升高呈先增后缓趋势。耐久性和抗跌碎性均随含水率升高而降低,随温度、压力的升高而升高。当含水率...
提出一种考虑实际工况与环境因素的光伏逆变器综合寿命预测方法。对光伏逆变器一年内实际运行中的光照强度及温度采样值进行处理作为任务剖面,利用二重傅里叶级数得到器件的电流频谱幅值,即转换后的电流任务剖面;将电流任务剖面作为输入,基于电热模型与寿命模型对中小功率光伏逆变器中低可靠性器件,如功率半导体开关管和电解电容进行寿命预测,最...
提出一种基于递推最小二乘的光伏逆变器动态模型辨识方法,不考虑三相光伏逆变器及其控制系统的拓扑结构,将其整体视为一个"黑箱",通过对输入量、输出量的分析将其等效为双输入多输出系统,利用递推最小二乘法在线实时辨识光伏逆变器的动态模型及参数。针对夏季、冬季不同典型天气下的数据集建立光伏逆变器等效动态模型,模型输出与测试数据误差较...
对三相桥式PWM整流器中单个功率开关管开路时的电路模型进行化简,并对其分析和讨论,提出一种基于电路等效替换的容错控制算法。当开路故障发生时,在不改变整流器拓扑结构的前提下,该方法能有效减少交流侧电流畸变,维持直流母线电压稳定。通过仿真和实验验证所提出的容错控制方法的正确性和有效性。
为解决单相高频链矩阵式逆变器在换流时变压器副边后级电路功率器件上存在的电压过冲问题,通过在变压器原边的前级H桥逆变电路中引入LC串联谐振槽的方式,提出一种串联谐振式高频链矩阵逆变器结构,并对此提出一种电流型解结耦单极性调制方法。在所提方案中,高频链变压器前级逆变电路采用脉宽脉位调制(sinusoidal pulse width and position modula...
传统的并联型有源滤波器(SAPF)控制均包含检测环节,而单周控制则可省去该环节。但传统的单周控制仅适用于三相对称系统,因此该文引入"零和分量"概念,使其还能实现非平衡状态下的控制。另外在仅采用单周控制时的各开关都工作在高频状态(损耗大),为此引入矢量运算。此外,SAPF直流侧电压常采用PI控制,但效果并不理想,该文采用粒子群算法来优化PI的...
将弱电网中的三相LCL型并网逆变器作为研究对象,在基于传统的并网电流反馈结合公共连接点(PCC)电压比例前馈的控制方式上建立系统闭环控制模型,明晰系统的谐振机理,并提出采用基于电流误差信号补偿的控制策略,对系统的稳定性进行改善。最后通过实验验证该控制策略的正确性和有效性。
针对综合能源系统中存在潜在的可调度资源,基于能源集线器构建包含储能、燃气轮机发电系统、柔性负荷等在内的社区综合能源系统数学模型。该模型综合考虑用户侧柔性负荷的可平移、可转移、可削减的负荷特性。最终建立以总运行成本最小为目标的综合能源系统供需联合日前优化调度模型,采用Yalmip工具箱和Cplex求解器对算例进行求解,得到3种场景下...
为充分发挥定量相变材料在填充墙体中的作用,在相同体积含量和周期性边界条件下以4种空间分布形式相变材料(PCM)填充墙体为研究对象,采用enthalpy-porosity法,讨论PCM填充墙体不同空间分布形式对墙体内/外壁面温度波幅、热流密度、温度延迟等参数的影响,并得出:1)4种形式墙体内部各点温度按照一定振幅随时间周期性波动,由内向外依次呈幂函数形式...
建立PEX螺旋盘管加热沼气池的实验平台,对影响盘管换热的运行参数(热媒入口温度、平均流速)和设计参数(螺旋管直径、螺距)进行实验研究。对比分析不同因素对沼气池内温度变化、盘管换热量和传热系数等参数的影响。结果表明:入口水温对螺旋盘管换热性能的影响大于管内平均流速,提高螺旋盘管入口水温可显著缩短沼气池的预热时间,将入口水温由40℃...
以成型颗粒在卧式管式炉中燃烧时的热解阶段为例,对成型颗粒采用一维壳层模型划分单元,采用Matlab软件编程求解;对炉内环境采用二维模型划分单元,用Fluent软件计算;计算过程中颗粒和环境间的数据交换采用C程序编写的Matlab和Fluent各自I/O函数实现。结果表明,计算和实验数据吻合良好,计算速度快。
针对当前环模成型机成型密度低的问题,提出一种倾斜式模孔结构,推导出倾斜式模孔挤压能耗和成型密度模型,并分析各参数对倾斜式模孔成型性能的影响。结果表明:随着模孔倾斜角度从0°增加到20°,模孔挤压能耗增加43.6%,但成型密度提高75.5%;在倾斜式模孔中,挤压能耗随物料与孔壁间摩擦系数、物料泊松比及孔长的增大而增加,随物料与环模内壁间摩擦系...
以苹果修剪枝为试验对象,选取温度、升温速率和保温时间为试验因素,以木醋液产率为指标,通过单因素试验和响应面分析,研究炭化条件对苹果修剪枝制备木醋液产率的影响规律。采用单因素试验初步确定适宜的炭化条件,根据响应面分析法的中心组合设计试验,得到木醋液产率最佳的炭化工艺条件为温度483.87℃、升温速率6.91℃/min、保温时间137.31 min,...
以NREL 5 MW单桩式海上风电机组为研究对象,基于p-y曲线法与土壤阻尼曲线建立有限元模型,通过自由振动分析与时域仿真分析,分别获得基于土壤阻尼曲线的海上风电机组结构响应。结果表明:支撑结构土壤阻尼对土壤剪应变较为敏感,且在自由振动分析结果额定条件下达到最大值1.259%;相比塔顶位移与转角,泥面位移与转角最大值对土壤阻尼响应更为敏感。...
在低速风洞闭口实验段,利用TR-PIV技术测量水平轴风力机有、无格栅时尾迹流场连续、瞬态信息。应用高时间分辨率(1 kHz)速度场数据获得风力机尾流的相干结构(拟序结构)及脉动速度空间相关系数分布,进一步计算提取不同工况下的湍流积分长度。分析结果揭示了风力机尾迹湍流拟序结构的演化规律,可为风力机尾迹湍流机理研究及尾迹控制奠定基础。
对一种槽式太阳能新型腔式吸热器建立一维非稳态传热模型,搭建槽式太阳能集热器热性能实验平台,系统集热效率的模拟值与实验值的最大误差为5.36%,验证一维非稳态传热模型的准确性。根据中国太阳能资源带和建筑热工分区,选取13个典型地区进行全年集热性能分析,结果表明:各地区的年集热效率差异较小,当吸热器入口流体温度为150℃时,集热效率在45%~...
对于高比例接入风电电网,消纳风力发电的前提是对风力发电和弃风电量特性进行全面了解,同时需对风力发电和弃风过程进行评估。根据风力发电和弃风电量实际历史数据,提出风力发电应发电量计算方法,构建风力发电和弃风过程的评估指标体系。结合实际算例表明,风力发电和弃风可由该文提出的指标体系描述,不能简单地用天或时段描述,有的过程超过24 h,...
由于半潜式海上风力机平台的浮体(立柱和下浮箱)之间的相互影响,船长与浮体中心线间距的比值L/b不同时半潜式风力机平台的水动力性能存在显著差异。对5种不同L/b值的半潜式风力机平台的波浪载荷、运动性能进行频域水动力数值预报,探究半潜式风力机平台水动力性能随L/b值的变化规律。结果表明,当L/b值介于1.8~2.0之间,半潜式海上风力机平台具有最...
针对互联电网低频振荡辨识过程中Prony算法对噪声敏感的问题,该文将总体经验模态分解法、鲁棒性独立分量分析方法与Prony进行有机结合,运用到关键振荡模式辨识中。将待处理信号进行总体经验模态分解后得到的本征模态函数作为鲁棒性独立分量分析算法的输入,对得到的独立分量进行软阈值去噪后进行反变换得到重构后的本征模态函数,接着将重构后的本...
以叶素-动量理论为基础建立垂直轴风力机的矢量气动模型,分析叶片在360°圆周上的静态动力学特性及在各个方位角下叶片的转矩与功率,提出基于等效实度法的直叶片垂直轴风力机风能利用系数计算方法。借助Matlab对垂直轴风力机风能利用系数进行数值计算,并通过样机对所提方法进行测试,测试结果表明样机的实际风能利用系数与数值计算结果相接近,由此...
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