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面向弱电网构网型储能测试的虚实阻抗协同短路比连续模拟方法研究
宗思佳, 亚夏尔· 吐尔洪, 李义岩, 苏麦雅· 艾克帕尔, 甫日甫才仁, 赵清华, 郑云平
DOI:10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0675
摘要:为解决构网型储能涉网试验中电网强度难以宽范围连续调节的问题,提出一种虚实阻抗协同的短路比连续模拟方法。针对固定物理阻抗调节离散、投切冲击及纯虚拟阻抗受数字延时影响易产生负阻尼的问题,分析两类传统方案的机理与局限。设计按1、2、4二进制权重配置的3-bit级联物理阻抗网络,提供真实阻尼和稳态潮流约束;在电网模拟源底层引入连续控制集模型预测控制,提高虚拟阻抗指令的动态跟踪能力。进一步提出物理阻抗档位与虚拟阻抗增益协同解算方法,将目标阻抗分解为整数物理档位和连续虚拟补偿量,通过限幅、二进制译码及边界处理,实现短路比在8.0至1.0范围内连续调节。基于全电磁暂态模型,设置短路比连续变化、阶跃突变、频率阶跃及电压跌落等工况,并与固定物理阻抗法和纯虚拟阻抗法对比。结果表明,所提方法能够连续复现目标阻抗变化,减弱档位切换产生的暂态失配,抑制极弱电网下的电流过冲与低频功率振荡。该方法兼顾物理阻尼和虚拟阻抗连续调节能力,可为构网型储能弱电网涉网试验提供连续、可控的阻抗环境及暂态性能评估条件。
关键词:构网型储能;极弱电网;短路比连续模拟;虚实阻抗协同调控;涉网性能测试;模型预测控制
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更新时间:2026-09-18
中国电池产品贸易特征及其对储能产业的启示
孙强, 黄恬冰
DOI:10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0730
摘要:为考察中国电池产品贸易的规模、产品结构、市场集中度及伙伴关系结构,并识别主要出口市场和进口来源的风险暴露,本文基于UN Comtrade 2015—2023年数据,选取HS 850760锂离子蓄电池、HS 850780其他蓄电池和HS 850790蓄电池零部件三类商品作为观察样本,采用赫芬达尔—赫希曼指数(HHI)和贸易伙伴网络分析方法,考察贸易规模、产品结构、市场集中度及伙伴关系结构。研究发现:2015—2023年,中国三类商品出口占全球对应商品出口总额的比重由32.6%升至50.8%;2023年出口额约为进口额的26.2倍,呈现明显贸易顺差;出口产品高度集中于锂离子蓄电池,占三类产品出口总额的97.9%;出口市场呈现“整体分散化与头部依赖并存”的结构特征:锂离子蓄电池出口HHI由2015年的0.150降至2023年的0.092,第一大出口伙伴份额下降,前五大市场内部份额分布趋于均衡;但2023年前五大市场合计占比仍达58.0%;蓄电池零部件进口来源较为集中,前三大来源国(韩国、德国、日本)合计占比67.0%。贸易伙伴网络分析显示,三类产品出口伙伴覆盖较广、进口来源相对较少,各子网络最大贸易伙伴占比介于20.3%—38.0%,部分高权重双边贸易关系较为突出。这表明贸易伙伴覆盖广并不意味着贸易额分布均匀,主要出口市场或关键进口来源的变化仍可能对相关贸易关系产生较为直接的影响。在此基础上,本文结合外部规则变化,兼论上述贸易格局对电化学储能产业链的启示,并从重点出口市场监测与中腰部市场培育、零部件进口来源动态监测与备选来源建设、海外法规信息服务和企业合规能力提升等方面提出建议。
关键词:电池产品贸易;国际贸易;贸易伙伴网络;贸易集中度;电化学储能产业链
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更新时间:2026-09-17
面向沙戈荒新能源大基地的煤电灵活性改造与储能协同配置研究
杨怡林, 樊艳芳, 侯俊杰, 潘王杰
DOI:10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0654
摘要:针对高比例风光外送场景中净负荷存在多时间尺度灵活性需求,且单一调节资源难以兼顾响应速度、调节功率与持续时间的问题,提出一种煤电灵活性改造与混合储能协同配置方法。首先,采用加权多尺度形态滤波(WMMF)方法将净负荷分解为短时、中时和长时分量,并分别以爬坡速率、功率幅值和调节电量量化各时间尺度下的调节压力;其次,构建计及低负荷运行区间、深度调峰持续时间、爬坡能力衰减及附加运行成本的煤电灵活性改造模型,并建立未改造煤电、煤电灵活性改造、功率响应型储能(PE)和日内能量调节型储能(IE)协同容量优化模型。最后,以新疆某风电装机容量为7000 MW、光伏装机容量为3000 MW的新能源大基地为例,设置不同资源组合方案进行对比分析。算例表明:净负荷最大上、下爬坡速率分别为1872.3 MW/min和1966.5 MW/min,中时峰谷差为4618.3 MW,长时正、负向调节电量分别为402.64万 MWh/a和274.26万 MWh/a,说明基地存在多尺度调节需求;四种资源组合的对比结果表明,煤电灵活性改造与PE、IE协同配置方案能够较好兼顾弃电率、系统成本、供电可靠性和多尺度调节压力改善效果,综合性能最优。研究结果表明,PE、灵活性改造煤电和IE分别承担短时快速响应、中时持续调节和长时能量搬移任务,三者协同能有效提升新能源消纳水平与多时间尺度调节能力。
关键词:沙戈荒新能源大基地;煤电灵活性改造;功率响应型储能;日内能量调节型储能;WMMF多尺度分解;容量优化配置
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更新时间:2026-09-17
基于多特征融合和CBLS模型的锂离子电池SOH估计方法
江善和, 荣浩威, 张朝龙
DOI:10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0639
摘要:针对锂离子电池健康状态(state of health,SOH)估计中单一健康特征表征能力有限,以及深度学习模型训练复杂、计算开销较大的问题,提出一种基于多特征融合和一维卷积增强宽度学习系统(convolutional broad learning system,CBLS)的SOH估计方法。首先,在电池恒流充电阶段提取循环次数、能量及温度统计特征,采用Pearson相关性分析筛选与SOH具有较强线性关联的循环次数和能量均值,并将表面温度均值作为互补健康特征,构建循环次数、能量均值和温度均值融合的多特征输入。其次,引入一维卷积增强节点改进传统宽度学习系统,实现随机映射特征与卷积增强特征有机融合,充分提取相邻循环局部退化信息,再通过Moore-Penrose广义逆一次性求解输出权重,从而在无须反向传播条件下实现SOH快速估计。力神18650锂离子电池数据集A和B的循环老化数据实验表明,所提的CBLS模型的RMSE值较CNN、BiLSTM和CNN-BiGRU分别降低92.52%和93.67%、83.35%和93.49%、92.93%和92.13%。不同特征组合下的消融实验结果表明,三类特征融合的CBLS在两个数据集上均获得最低估计误差。XJTU公开数据集中23个电池老化数据测试显示,CBLS的平均MAE和RMSE分别为0.178%和0.259%,在不同循环倍率下仍能保持较低的估计误差。所提方法能够有效融合电池老化特征信息,且CBLS模型具有较高的估计精度和泛化性能。
关键词:锂离子电池;健康状态估计;多特征融合;一维卷积;宽度学习系统
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更新时间:2026-09-17
固态储氢与热电储能集成的风光氢储综合能源系统多能协同优化
赵宏鹏, 苏昊翔, 李东耀, 胡碧洲, 兰景瑞, 洪文鹏, 李浩然
DOI:10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0589
摘要:本研究面向间歇性可再生能源消纳和近零能耗社区多能协同供能需求,提出一种固态储氢与热电储能集成的风光氢储综合能源系统。系统耦合风光发电、电储能、金属氢化物储氢、相变储热及冷热转换单元,利用相变材料(PCM)罐回收吸氢放热和氢能转换余热,并将其用于氢解吸、用户供热和余热制冷,缓解固态储氢热量供需错配。构建两阶段协同优化框架,第一阶段确定可再生能源和能量转换单元配置,第二阶段优化储能子系统及冷热协同单元规模,并以平准化能源成本、碳排放量和电网依赖指数评价系统经济性、低碳性和运行独立性。以六种场景下的近零能耗社区为对象进行分析,结果表明:风光互补配置较纯风配置可使平准化能源成本、碳排放量和电网依赖指数分别降低24.6%、32.9%和21.3%;在风光互补系统中,全集成储能模式较无电储能模式使碳排放量和电网依赖指数分别降低44.7%和27.0%,较无热储能模式使平准化能源成本降低6.5%。综上所述,热协调储氢策略可提升可再生能源消纳能力和多能协同运行性能,为低碳氢集成能源系统设计提供参考。
关键词:金属氢化物储氢;热储能;多能协同;多目标优化
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更新时间:2026-09-16
低熔点四元混合硝酸熔盐试验及性能研究
阿木古楞, 吴玉庭, 张灿灿, 王道红
DOI:10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0651
摘要:为了验证低熔点四元混合硝酸熔盐的工程应用价值,以课题组优选出的低熔点、高分解温度且低成本的四元混合硝酸熔盐为研究对象,对其进行了两次吨级工程应用上的中试试验,随后对其在不同升高温度下进行了热物性测试,得到了不同加热温度下的熔点、初晶点、分解温度等参数。之后对熔盐进行了扫描电镜、X射线衍射分析以及离子色谱分析。研究结果表明:工业级低熔点四元混合硝酸盐熔点为89.77℃,初晶点为151.46℃,分解温度达到616.2℃。空气气氛下,亚硝酸根离子向硝酸根离子转化以及硝酸钙的持续分解是该熔盐体系在不同升高温度下熔点及初晶点升高的主要原因。而在高温段熔点和初晶点的变化不大,表明了该熔盐在高温工况下有着良好的热稳定性。
关键词:太阳能热发电;熔融盐;低熔点;硝酸熔盐;热物性;储热材料
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更新时间:2026-09-16
光伏发电-质子交换膜电解水耦合制氢系统动态性能研究
徐珊珊, 朱国金, 齐志诚, 李心怡, 李查德, 沈佳超, 豆丙乾, 王秀红, 焦泽林, 张茜, 王凯晨, 徐超
DOI:10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0577
摘要:在“双碳”目标和可再生能源消纳需求推动下,光伏(PV)直接耦合质子交换膜电解水(PEMWE)制氢是绿氢生产与长周期储能的重要技术路径。针对光伏输出波动导致的功率匹配不足和PEMWE电-热动态响应问题,本文基于光伏工程模型和已验证的PEMWE电-热耦合模型,构建了PV-PEMWE耦合系统和含Boost变换器及电导增量法MPPT控制的间接耦合系统,比较了辐照阶跃、进水流量和进水温度对系统动态性能的影响,并从能量传输效率、电压、温度、制氢效率、系统效率和产氢速率等方面对两种耦合方式进行了对比分析。结果表明,间接耦合系统能够更充分捕获光伏最大功率,使能量传输效率较直接耦合提高约1.5%~5%,产氢速率提高约6%;在辐照波动工况下,间接耦合能够改善光伏与PEMWE之间的动态功率匹配,减弱光伏输出扰动对电解槽运行状态的直接影响,表现出更好的运行稳定性。进水流量增大可增强散热能力,降低温升、电压超调和热平衡时间;进水温度升高有助于改善电解反应动力学,提高制氢效率和系统效率。研究结果表明,间接耦合模式在复杂气象波动条件下具有更优的功率匹配能力和动态稳定性,可为光伏制氢系统架构选择、参数优化和稳定运行提供参考。
关键词:光伏发电;质子交换膜电解水;耦合制氢;动态仿真
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更新时间:2026-09-16
货架仓储场景下锂离子电池热失控多米诺传播模拟与风险评价
刘小勇, 张震渝, 刘小杰, 王珺楠
DOI:10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0581
摘要:针对货架仓储场景下锂离子电池热失控及其多米诺传播风险,构建了一种耦合动态热辐射叠加效应、剩余失效时间修正策略及喷淋响应机制的半经验预测模型。设计并开展了高镍三元电池货架火灾实验,设置两种热失控初始位置(边缘起火与中间起火)及两种洒水喷头触发温度(68℃与93℃)共四种工况。模型准确复现四种工况下的热失控电芯数量,喷淋启动时间平均绝对误差9.75 s,偏差均在实验波动范围内。基于模拟结果提出单元电芯多米诺演化风险指数(Unit Cell-Domino Evolution Risk Index,U-DERI)与电芯货架布局多米诺风险指数(Cell Rack Layout-Domino Risk Evolution Index,L-DERI),量化评价表明:边缘起火工况的风险(68℃洒水喷头配置U-DERI为13.98,中风险;93℃洒水喷头配置U-DERI为18.11,高风险)显著高于中间起火工况(68℃洒水喷头配置U-DERI为1.78,极低风险;93℃洒水喷头配置U-DERI为2.65,低风险)。93℃洒水喷头配置货架整体风险(L-DERI为10.86,中风险)高于68℃洒水喷头配置(L-DERI为8.05,低风险)。该模型及双层级指标可为锂电池的仓储消防优化设计及分级防控提供工程参考。
关键词:锂离子电池;货架仓储;热失控;多米诺传播;风险评价
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更新时间:2026-09-16
Li
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FeO
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补锂剂对磷酸铁锂电池电化学性能的影响
尚永亮, 雷京, 张望, 高伟萍, 刘祥, 施志聪
DOI:10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0681
摘要:本文以反萤石型富锂材料Li
5
FeO
4
(LFO)作为正极补锂剂,采用物理掺杂方式制备LFO-LiFePO
4
复合正极,并装配方形铝壳电池,系统探究LFO对磷酸铁锂电池电化学性能的调控作用。研究结果显示:当掺杂2 wt% LFO时,LFO能够有效弥补循环过程中的活性锂损失,改善电极界面特性,降低电荷转移阻抗(R
ct
)与直流内阻(DCR)。与基准电池相比,改性电池R
ct
下降15%,-20℃低温容量保持率提升5.4%,直流内阻降低30.1%;25℃循环2000次容量保持率提升5.7%,25℃存储180 d容量保持率提升3.6%。机理分析证实:LFO在首次充电过程中发生脱锂反应,可有效构建长效锂源储备体系,并调控固态电解质界面(SEI)膜组分与微观结构;通过多重协同效应,显著改善LFP方形电池的低温放电能力、循环稳定性与存储性能。
关键词:磷酸铁锂电池;Li
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FeO
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;正极补锂剂;循环稳定性
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更新时间:2026-09-16
压缩空气储能电站人工硐室储气库抗抬升稳定性分析
贺家新, 纪文栋, 安晓宇, 程少振
DOI:10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0618
摘要:针对压缩空气储能人工硐室储气库抗抬升计算方法不统一、安全评价标准不完善的工程难题,本文系统梳理了刚性锥、刚性锥-抗剪、刚性锥-抗拉、垂直-剪切四种极限平衡模型的计算原理与适用边界,构建了包含超载系数、循环荷载系数、岩体完整性系数的分项式抗抬升安全系数框架。结合工程案例与数值模拟,深入探究了不同计算模型下储气库抗抬升安全系数随埋深、运行压力的演变规律,分析了不同埋深工况下储气库围岩的位移特征与塑性区分布规律。研究结果表明:同等埋深条件下,刚性锥-抗剪、刚性锥-抗拉模型的计算结果偏于激进,刚性锥模型与垂直-剪切模型的计算结果相对较小;在压缩空气储能电站日循环运行工况下,Ⅰ~Ⅱ类、Ⅲ类、Ⅳ类及以下围岩对应的储气库抗抬升安全系数推荐值分别为1.98、2.15、2.48;随埋深增加,储气库围岩位移量与塑性区范围均呈现先快速降低后逐渐稳定的特征;当覆土厚度由1倍硐室内径提升至7倍硐室内径时,围岩位移由96.16 mm降至7.20 mm,围岩塑性区体积占比由40.3%降低至10.1%,此时硐室群效应基本消散,继续增大覆土厚度,对抑制围岩变形、控制塑性区扩展的改善效果有限。
关键词:压缩空气储能;人工硐室储气库;抗抬升稳定性;理论计算;数值分析
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更新时间:2026-09-07
计及需求响应与碳交易的高原数据中心复合式压缩空气储能系统协同优化策略
张兴业, 陈晓弢, 李晓康, 朱昱豪, 海昕, 梅生伟
DOI:10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0601
摘要:针对高原地区数据中心柴油发电机备用成本高、碳排放量大及新能源消纳压力突出等问题,提出一种计及综合需求响应与阶梯式碳交易的复合式压缩空气储能综合能源系统协同优化调度策略。首先,以满足数据中心多能流供能需求为目标,构建以压缩空气储能为能量枢纽的综合能源系统,实现压缩热回收与多能协同利用。其次,引入可转移、可替代和可削减三类负荷响应机制,并建立阶梯式碳交易模型,以购能、运维、需求响应补偿和碳交易成本之和最小为目标,构建混合整数线性规划模型。最后,以高原地区某数据中心产业园为算例,设置四种场景进行对比。结果表明,同时引入需求响应机制与阶梯式碳交易后,系统可根据分时电价、新能源出力及碳成本变化优化设备运行,促进多能负荷削峰填谷。与两种机制均未引入的场景相比,系统总运行成本降低了3840元,碳排放量减少了3.651吨,降幅分别为6.72%和8.09%。所提策略可有效提升系统经济性、低碳性和运行灵活性,为高原地区数据中心产业园优化运行提供了理论参考。
关键词:综合能源系统;需求响应;阶梯式碳交易;压缩空气储能
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更新时间:2026-09-07
典型水合盐相变材料与金属封装材料的腐蚀相容性及缓蚀剂防护效果
华维三, 王嘉伟, 徐西栋, 章学来
DOI:10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0649
摘要:为评价水合盐相变材料与金属封装材料的相容性,采用浸泡-失重法和光学显微观察,研究了316不锈钢、1060铝和紫铜在十二水磷酸氢二钠、十水硫酸钠及六水氯化钙三种水合盐中的腐蚀行为,并考察苯并三氮唑(BTA)、葡萄糖和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的防护效果。暴露时间为120~600 h。结果表明:在十二水磷酸氢二钠中,铜和铝的累计平均腐蚀速率最高分别约为0.901和0.451 g·m
-2
·h
-1
,不锈钢始终低于0.005 g·m
-2
·h
-1
;在十水硫酸钠中,铜的腐蚀程度高于铝和不锈钢;在六水氯化钙中,三种金属在600 h时的腐蚀速率均低于0.02 g·m
-2
·h
-1
。在所考察浓度范围内,添加1.5%BTA、1.5%葡萄糖和1.0%CTAB的试片在600 h后呈现较少的表面腐蚀特征。结合腐蚀速率变化、表面形貌和已有文献,推测界面吸附、配位作用及表面膜稳定化可能参与缓蚀过程,相关膜层组成尚需表面化学表征进一步确认。研究结果可为静态熔融条件下水合盐相变材料的金属封装选材与缓蚀剂优化提供实验依据。
关键词:相变材料;水合盐;金属相容性;失重法;缓蚀剂
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更新时间:2026-09-07
离网绿电电解水制氢技术的动态适配特点与应用展望
鲍正洋, 孟海军, 雷宪章, 姚婷婷, 赵云, 肖国萍, 孔凡鹏, 邵志刚
DOI:10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0678
摘要:在“双碳”目标牵引下,风电、光伏等可再生能源快速发展,离网绿电制氢已成为提升绿电消纳和推动绿氢规模化制备的重要路径。然而,可再生能源波动会直接传递至电解槽,使电解过程由额定稳态转向宽功率、强瞬态和频繁切换运行,并对气体安全、传质传热、界面稳定性和寿命提出更高要求。本文围绕波动电源与电解槽动态运行窗口匹配,构建低负荷安全适应性、高负荷承载能力、动态爬坡能力、启停灵活性和规模化经济性五维评价框架,比较碱性电解水(AWE)、质子交换膜电解水(PEMWE)、阴离子交换膜电解水(AEMWE)和固体氧化物电解水(SOEC)的运行特征、关键材料、动态适配机制及工程边界。分析表明,AWE成本低、规模化基础好,但受液态电解液、多孔隔膜和气液两相传输限制;PEMWE负荷范围宽、响应快,但贵金属和钛基组件成本较高;AEMWE兼具低成本和柔性潜力,仍需突破膜电极动态寿命瓶颈;SOEC更适合稳定热源耦合下的高效制氢与共电解转化。在此基础上,进一步从功率预测与储能缓冲、多类型电解槽协同运行以及储氢/氨醇耦合消纳等方面提出发展方向,为离网绿电条件下电解水制氢技术优化与规模化发展提供参考。
关键词:可再生能源发电;离网制氢;电解水;绿氢;动态适配;发展路线
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更新时间:2026-09-07
燃料电池供氢系统用比例阀关键技术进展:高频驱动、氢相容材料与协同设计
李维波, 吴体珂, 虞丽娟, 李庆, 罗仁超, 赵子涵
DOI:10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0644
摘要:燃料电池供氢系统用比例阀承担氢气流量调节、压力匹配和运行状态切换等功能,其动态响应、流量控制精度、故障能量限制和氢环境耐久性会影响电堆入口氢气化学计量比、阳极压力稳定性及系统运行效率。本文围绕高频驱动、氢相容材料和协同设计三个方面梳理比例阀关键技术。比较IGBT、Si MOSFET和SiC MOSFET在不同供电电压、负载功率和开关频率下的适用特点,分析高频PWM驱动对线圈电流纹波、开关损耗、温升和电磁兼容性的影响,指出SiC器件在中高压和高频场景具有应用条件,但在12V或24V低压比例阀中的系统收益仍需结合功率、散热、成本和故障能量进行评价;归纳金属氢致损伤、聚合物氢渗透、快速卸压、涂层缺陷和交变载荷对阀体、阀芯、密封件及连接界面的影响,比较316L奥氏体不锈钢、镍基合金、聚合物密封材料以及阻氢涂层和表面改性技术的适用范围;并从电堆供氢需求出发,分析阀门动态开度、可压缩氢气流动、压力波动、线圈温升和密封界面载荷之间的耦合关系,讨论三维流动模拟、热结构分析和状态反馈控制在协同设计中的作用。综述表明,比例阀性能不能仅由开关频率、响应时间、材料硬度或渗透系数评价,其结果取决于驱动、结构、材料、控制方法和试验条件的共同匹配。现有研究在长期氢环境耐久、动态密封、产品一致性、三维多物理场耦合及电堆级验证方面仍需加强。后续应建立统一的工况定义、数据提取和寿命评价方法,为比例阀设计和工程应用提供依据。
关键词:燃料电池;供氢系统;比例阀;氢相容材料;协同设计
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更新时间:2026-09-07
电制氢反应器径向分层策略提升氨分解率的研究
王欣, 李永辉, 陈飒, 周娜, 刘斌
DOI:10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0692
摘要:氨分解反应器结构优化对强化流动传热过程、提升氨氢转化效率至关重要。本文以圆柱状电制氢反应器为研究对象,建立二维稳态多物理场耦合数值模型,采用径向分层策略,对氨分解率提升进行研究。对比分析了不同氨气入口流速下,径向分层的层间距、层数及层位置对氨分解率的影响。结果表明径向分层策略可提升氨分解率,在较大氨气入口流速下提升效果更加显著。层数越多,层间距越大,氨分解率越高。内嵌式结构对氨分解率提升明显优于外壁式结构。若协同加热层径向分层与加热功率轴向分段,可进一步提升氨分解率。氨分解率的提升归因于结构优化使得热量传递更均匀,氨分解用热匹配更精准。本文结论可为电加热氨分解反应器结构的设计与优化提供理论依据。
关键词:反应器;氨分解率;径向分层;热量传递
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更新时间:2026-09-07
并联管数对跨季节土壤储热系统直埋套管式换热器热性能与管间热干扰的影响
汪建辉, 王海涛, 董冰妍
DOI:10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0637
摘要:本文以跨季节土壤储热系统直埋套管式换热器为研究对象,在总埋管长度400 m、系统总质量流量1.24 kg/s、最小相邻钻孔中心距3 m及直径15 m布管区域约束下,建立套管式换热器—回填材料—土壤三维非稳态传热模型,对并联管数为1~8根的方案蓄取热性能和蓄热/取热阶段温度响应进行比较,并采用有限线热源(FLS)模型分析土壤侧热响应及管间热干扰。结果表明,取热效率随并联管数增加呈先升高后降低趋势,由S1的22.31%提高至S6的34.39%,随后在S8下降至32.78%。S6至S8的等效热影响半径仅由7.279 m增至7.359 m,增幅为1.10%,表明高管数阶段水平空间覆盖的边际收益趋于饱和。长时间FLS平均无量纲响应指标
g
F
L
S
,
s
s
由7.579增至15.359,热干扰比例同步增大;S6至S8期间
g
F
L
S
,
s
s
仍增加2.54%,而取热效率下降1.611个百分点,说明更强的土壤侧理论响应并不必然转化为更高的实际热回收。水力趋势与工程实施分析表明,在总流量固定条件下,增加并联支路使单支路地下直埋套管的沿程阻力趋势降低,但同时增加孔口、接口和调试需求。综合热回收、有效土壤利用、热干扰、水力趋势与工程实施因素,S6可视为本文固定资源约束下的合理转折方案,而非适用于所有场地的普适最优值。研究结果可为固定总埋管长度和总流量条件下跨季节地下储热系统的并联支路数量筛选提供参考。
关键词:直埋套管式换热器;跨季节土壤储热;并联管数;FLS-g函数;热干扰
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更新时间:2026-09-04
天冬氨酸掺杂聚苯胺人工界面层协同效应实现高性能锌负极
卢雅欣, 张桂鑫, 鲁保良, 王菱, 马兆玲
DOI:10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0528
摘要:水系锌离子电池凭借高安全性、低成本及高离子电导率等优势,在规模化储能领域极具发展潜力,但其金属锌负极面临枝晶生长、析氢副反应及界面腐蚀钝化等严峻挑战,严重制约了电池的循环寿命与安全性。为此,本文提出采用天冬氨酸(Asp)掺杂的聚苯胺(APANI)人工界面层修饰稳定锌负极。聚苯胺(PANI)主链形成三维多孔网络结构,构建高效的离子传输通道,其含有的-N=、-NH-官能团为Zn
2+
提供均匀成核位点,调控沉积行为。侧链Asp富含的-COOH官能团,能够通过氢键作用促进水合锌离子的去溶剂化。通过主链与侧链的协同作用,显著抑制了锌枝晶生长和析氢腐蚀行为。APANI人工界面层修饰的锌负极能够在2 mA/cm
2
,1 mAh/cm
2
的条件下实现1600 h的循环。组装的非对称电池能够在1500圈后仍保持99.81%的平均库伦效率。全电池在1 A/g的电流密度下,能够稳定循环1000圈,且保持152.9 mA/g的放电比容量。APANI人工界面层实现了锌负极的高效稳定保护,为高性能水系锌离子电池的开发提供新思路。
关键词:水系锌离子电池;锌金属负极;人工界面层;聚合物
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更新时间:2026-09-04
NASICON型Na
4
MV(PO
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)
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(M = Mn,Fe)钠离子电池正极的局域结构畸变与调控研究进展
李艳艳, 樊博, 李成贵, 金贤锐, 陈亮, 阮殿波, 林良栋, 李高锋
DOI:10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0615
摘要:在钠离子电池中,NASICON型Na
4
MV(PO
4
)
3
(M = Mn,Fe)正极兼具高工作电压与三电子反应潜力,但深度脱钠诱发的局域结构畸变既是其高压失效的根源,也是构效关系解析与改性设计的关键所在。本文回顾了Na
4
MV(PO
4
)
3
的晶体结构特征与多电子储钠机制,梳理了脱/嵌钠过程中固溶体与两相反应的相变行为及其与结构稳定性的关联,围绕Mn
3+
的Jahn-Teller畸变、高价V诱导的 vanadyl (V=O)与Na位占据无序三种局域结构畸变,从晶体结构、电子结构与离子输运三个层面剖析其起源,阐明三者如何共同导致电压滞后、首周不可逆容量损失与循环衰减;介绍了原位XRD、原位XAS等表征手段捕捉三种畸变结构特征的具体途径,以及第一性原理计算在解析畸变起源、预测Na
+
迁移势垒方面的作用;并分类评述阳离子取代、阴离子取代、熵工程与碳复合/界面工程四类基础策略及多策略组合的复合协同改性,比较了各类策略在缓解畸变、提升容量与倍率循环性能方面的优势与局限,指出单一策略难以同时兼顾多个调控目的。针对高压区氧化还原归属、Mn溶解定量分歧与构型熵真实作用等争议,本文指出,以原位表征追踪畸变演化、第一性原理计算佐证其起源,并发展兼顾 Mn、V与Na子晶格的协同设计,是实现三电子反应可逆的关键路径。
关键词:钠离子电池;NASICON;Na
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MnV(PO
4
)
3
;Na
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FeV(PO
4
)
3
;局域结构畸变
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更新时间:2026-09-04
基于改进迟滞模型与可观测性自适应迭代CKF的储能电池SOC估计研究
李智超, 屈治国
DOI:10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0632
摘要:针对储能电池迟滞效应和电压平台导致荷电状态(SOC)估计精度下降的问题,提出了一种基于改进Prandtl-Ishlinskii(PI)迟滞模型与可观测性自适应迭代容积卡尔曼滤波(OA-ICKF)的SOC估计方法。在模型方面,采用二次修正函数改进PI模型以描述开路电压的非对称迟滞特性。在算法方面,基于开路电压-SOC灵敏度和电压曲线斜率连续调整滤波器的SOC校正策略。同时引入迭代量测更新控制迭代收敛,提高了强非线性条件下的SOC估计精度。采用RegD动态工况数据和储能电站实际运行数据对所提出的方法进行验证。RegD工况下SOC估计的绝对误差维持在2%以内。在模型初始SOC与实际值存在40%的偏差情况下,最大绝对误差仅为2.06%。储能电站0.5 C和0.25 C充电工况下SOC估计的均方根误差分别为0.718%和0.594%。在连续两次充放电的运行工况下,SOC估计的平均绝对误差和均方根误差分别为1.79%和2.10%。消融实验结果显示,去除改进PI模型、OA机制与迭代量测更新中的一个或多个组件后,SOC估计精度显著下降,表明上述改进模块对SOC估计精度的提升均不可替代。所提出的方法能够准确估计储能电池的SOC,为保证储能电站安全高效运行提供支撑。
关键词:磷酸铁锂电池;储能系统;荷电状态;迟滞效应建模;可观测性自适应迭代容积卡尔曼滤波
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更新时间:2026-09-04
计及电能量—调频耦合退化的光储联合电站多时间尺度协调竞价方法
董志国, 郭新宇, 李功强, 唐海锋, 赵斌, 谢佳
DOI:10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0641
摘要:光储联合电站同时参与电能量市场和调频辅助服务市场时,储能调节能力需在能量交易、偏差平抑和快速调频之间共享,易出现功率裕度重复占用、荷电状态(state of charge, SOC)能量裕度不足及多服务叠加工况寿命损伤低估。针对上述问题,提出一种计及电池电能量—调频耦合退化的光储联合电站多时间尺度协调竞价方法。日前阶段联合优化电能量申报、调频容量和SOC轨迹,将调频容量承诺转化为功率与持续响应能量裕度约束,并将电能量深循环、调频微循环及交互耦合损伤统一计入寿命成本;日内阶段采用模型预测控制(model predictive control, MPC)滚动修正储能出力,在中标曲线和容量承诺约束下协调偏差平抑、自动发电控制(automatic generation control, AGC)跟踪与SOC安全。基于5类典型场景和150个测试日的结果表明,完整方法未出现SOC越限和调频容量不可用;相较无MPC方法,偏差超限电量和偏差惩罚均降低约90.0%;相较无耦合退化方法,等效循环次数和寿命成本分别降低约9.4%和11.0%。在约18%预测误差的压力场景下,MPC仍保持SOC与调频容量安全,但超出剩余功率和能量裕度的偏差只能部分修正。结果说明,容量可交付约束、耦合退化内生化和日内闭环修正能够协同改善多市场参与的风险调整收益、运行可执行性和寿命友好性。
关键词:光储联合电站;电力现货市场;调频辅助服务;电能量—调频耦合退化;模型预测控制
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更新时间:2026-08-28
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