支撑中国能源安全的电氢耦合系统形态与关键技术 被引量：9

1

作者 郜捷 宋洁 +3 位作者 王剑晓 邓占锋 安麒 郑力涛 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2023年第19期1-15,共15页

氢能作为新兴的零碳二次能源,对于推动中国能源体系转型、支撑中国能源安全具有重要意义。为进一步推动氢能与电力系统的深度融合,支撑中国高比例新能源发展,对电氢耦合系统形态与关键技术展开研究。首先,构建了电氢耦合系统的技术框架... 氢能作为新兴的零碳二次能源,对于推动中国能源体系转型、支撑中国能源安全具有重要意义。为进一步推动氢能与电力系统的深度融合,支撑中国高比例新能源发展,对电氢耦合系统形态与关键技术展开研究。首先,构建了电氢耦合系统的技术框架。然后,从氢能供应链的制-储-输-用4个方面评述相关技术发展趋势,进而从发电侧、电网侧和消费侧3个角度出发论述氢能对电力系统典型场景的关键支撑技术,分析支撑中国能源安全的电氢耦合系统形态。最后,针对当前电氢耦合系统发展中的问题进行阐述并给出相关政策建议。 展开更多

关键词 能源安全 高比例可再生能源 新型电力系统 电氢耦合系统 氢能供应链 电制氢 政策建议

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复合绝缘子伞裙护套材料耐冲击力学特性研究 被引量：4

2

作者 尹立 张翀 +2 位作者 杨威 田野 颜丙越 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期44-53,共10页

鸟啄复合绝缘子为输电线路的安全运行带来了严重的隐患。为进一步理解材料特性与鸟啄损伤程度之间的关系,文中基于冲击动力学理论,对复合绝缘子的伞裙护套材料的耐冲击力学特性进行了研究。建立了包含材料弹性模量、密度、泊松比、鸟嘴... 鸟啄复合绝缘子为输电线路的安全运行带来了严重的隐患。为进一步理解材料特性与鸟啄损伤程度之间的关系,文中基于冲击动力学理论,对复合绝缘子的伞裙护套材料的耐冲击力学特性进行了研究。建立了包含材料弹性模量、密度、泊松比、鸟嘴形状系数等相关参数的复合绝缘子鸟啄冲击模型。模型根据鸟啄速度分为弹性变形、塑性变形与流体变形3个阶段,描述了复合绝缘子伞套材料的鸟啄深度与鸟啄速度之间的关系。设计了模拟鸟啄的人工冲击试验,以硅橡胶与脂环族环氧树脂两种伞套材料为例,对比了两种材料的耐冲击特性。结果发现,硅橡胶伞套材料随冲击高度的增加,经历了弹性变形至塑性变形阶段。鸟啄冲击模型可以很好的描述硅橡胶材料所受冲击速度与冲击深度之间的关系。脂环族环氧树脂材料的冲击过程同样存在弹性、塑性变形阶段,但最终以裂纹扩展断裂形式开裂,与鸟啄冲击模型中侵入深度逐渐增加最终贯穿的过程不符,因此不适合该模型。相较于硅橡胶材料,脂环族环氧树脂伞套材料具有更好的耐冲击力学特性,更能抵御鸟啄侵害。 展开更多

关键词 复合绝缘子 耐冲击 鸟啄模型 硅橡胶 脂环族环氧树脂

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国产6.5 kV/400 A SiC MOSFET模块研制及电气特性研究 被引量：1

3

作者 魏晓光 吴智慰 +9 位作者 唐新灵 杜玉杰 杨霏 李学宝 赵志斌 吴沛飞 徐云飞 齐磊 李士颜 单云海 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第10期4012-4025,I0022,共15页

为满足当前新型电力系统中电能变换装备对器件高压、大容量、工作频率高、开关损耗低的需求,文中自主研制一款国内最高功率等级的6.5 kV/400 A碳化硅金属-氧化物-半导体场效应晶体管(metal-oxide-semiconductor field effect transistor... 为满足当前新型电力系统中电能变换装备对器件高压、大容量、工作频率高、开关损耗低的需求,文中自主研制一款国内最高功率等级的6.5 kV/400 A碳化硅金属-氧化物-半导体场效应晶体管(metal-oxide-semiconductor field effect transistor,MOSFET)模块,并对其电气特性开展研究。首先,对模块的电路与封装结构进行设计,通过热仿真和阻抗测量手段,对所研制模块的热特性以及回路寄生参数进行分析;其次,对所研制的模块开展常温(25℃)及高温(150℃)下的静态、动态特性测量。测量结果表明,在常温、高温条件下,模块的阻断漏电流与栅源极漏电流微小,且开关损耗维持一致,具备较好的耐高温特性。同时,相较于同电压电流规格的硅绝缘栅双极型晶体管器件,模块开关损耗可降低72%以上。最后,搭建碳化硅器件连续运行工况实验平台,模拟器件在换流装备中的实际运行工况,对模块进行半桥正弦脉宽调制逆变连续运行实验。连续运行实验结果表明,该模块在电压3600 V、器件电流峰值280 A条件下连续运行1h无异常,初步验证模块具备工程应用能力。研究可为高压碳化硅MOSFET的研制及工程应用提供一定支撑。 展开更多

关键词 碳化硅金属-氧化物-半导体场效应晶体管模块 封装结构设计 静态特性 动态特性 连续运行实验

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宽禁带半导体器件开关振荡研究综述 被引量：1

4

作者 孙帅 林仲康 +2 位作者 唐新灵 魏晓光 赵志斌 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期2386-2407,I0026,共23页

宽禁带半导体器件具有高频、高效率、高功率密度等优点。然而,低寄生电容、低阈值电压和快速开关等特性也使它们更容易受到开关振荡的影响。该文综述开关振荡的类型、产生机理、敏感参数以及抑制方法。首先,依据波形特征将振荡分为阻尼... 宽禁带半导体器件具有高频、高效率、高功率密度等优点。然而,低寄生电容、低阈值电压和快速开关等特性也使它们更容易受到开关振荡的影响。该文综述开关振荡的类型、产生机理、敏感参数以及抑制方法。首先,依据波形特征将振荡分为阻尼振荡及自持振荡两类;其次,建立开关振荡分析模型,包括器件模型和开关电路模型,依托该模型研究两种振荡的机理、敏感参数以及各敏感参数对振荡特性的影响规律;再次,分析两类开关振荡的差异性和关联性;最后,总结抑制开关振荡的主要方法,并对各种方法的优缺点进行比较分析。对前人研究成果进行总结和延伸,期望帮助研究人员更好地将宽禁带器件应用于高频高功率变换工况。 展开更多

关键词 宽禁带半导体 振荡 阻尼振荡 自持振荡 反馈 负电阻

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功率器件封装结构热设计综述 被引量：1

5

作者 王磊 魏晓光 +3 位作者 唐新灵 林仲康 赵志斌 李学宝 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第7期2748-2773,I0020,共27页

半导体技术的进步使得芯片的尺寸得以不断缩小,倒逼着封装技术的发展和进步,也由此产生了各种各样的封装形式。当前功率器件的设计和发展具有低电感、高散热和高绝缘能力的属性特征,器件封装上呈现出模块化、多功能化和体积紧凑化的发... 半导体技术的进步使得芯片的尺寸得以不断缩小,倒逼着封装技术的发展和进步,也由此产生了各种各样的封装形式。当前功率器件的设计和发展具有低电感、高散热和高绝缘能力的属性特征,器件封装上呈现出模块化、多功能化和体积紧凑化的发展趋势。为实现封装器件低电感设计,器件封装结构更加紧凑,而芯片电压等级和封装模块的功率密度持续提高,给封装绝缘和器件散热带来挑战。在有限的封装空间内,如何把芯片的耗散热及时高效地释放到外界环境中以降低芯片结温及器件内部各封装材料的工作温度,已成为当前功率器件封装设计阶段需要考虑的重要问题之一。该文聚焦于功率器件封装结构的散热方面,针对功率半导体器件在散热路径方面的结构设计进行归纳总结。通过对国内外功率器件封装结构设计的综述,梳理功率器件封装结构设计过程中在散热方面的考虑及封装散热特点,并根据功率器件散热特点对功率器件封装结构类型进行分类。最后,基于降低封装结构散热热阻、提高器件散热能力的目的,从高导热封装材料和连接工艺、芯片面接触连接、增加散热路径以及缩短散热路程4个方面对功率器件封装结构设计在散热方面未来的发展趋势进行展望。 展开更多

关键词 功率器件 封装结构 散热路径

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风光波动电源下质子交换膜电解水制氢技术发展与应用 被引量：3

6

作者 丁历威 彭笑东 +4 位作者 侯继彪 康伟 吕洪坤 章康 侯成龙 《中国工程科学》 CSCD 北大核心 2023年第6期237-247,共11页

发展具有波动性负荷跟随能力的质子交换膜(PEM)电解水技术,是实现可再生能源耦合电解水制氢、促进可再生能源消纳的有效途径。本文梳理了风电耦合制氢、光伏发电耦合制氢等可再生电力制氢场景,分析了可再生能源的波动特性;从风光波动电... 发展具有波动性负荷跟随能力的质子交换膜(PEM)电解水技术,是实现可再生能源耦合电解水制氢、促进可再生能源消纳的有效途径。本文梳理了风电耦合制氢、光伏发电耦合制氢等可再生电力制氢场景,分析了可再生能源的波动特性;从风光波动电源对电解池影响显著、风光波动电源加速电解池部件衰减、风光波动电源模拟方式三方面,详细阐述了PEM电解水制氢的基本特性以及研究进展;进一步讨论了PEM电解槽技术研发、PEM电解槽制氢技术发展方向。在把握风光耦合制氢现状及经济性、明晰风光波动电源电解水制氢产业应用态势的基础上,提出了深化研究高效电解池的基础科学问题和核心部件、进一步降低制氢成本、开展风光耦合制氢优化布局和制度保障研究等发展建议,以期促进可再生能源制氢产业的高质量发展。 展开更多

关键词 可再生电力 风光波动电源 电解水制氢 质子交换膜

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储热参与电网调峰的技术及商业模式分析 被引量：1

7

作者 姚文卓 章康 +4 位作者 陈梦东 马美秀 康伟 陈思艺 韩高岩 《浙江电力》 2024年第2期105-114,共10页

常规热电厂“以热定电”运行模式和新能源发电的随机性及波动性限制了其调峰能力,通过储热技术参与电网调峰可以优化能源系统的配置能力。分别介绍了显热储热、相变储热和化学能储热3种不同储热技术的基本原理、适宜储热材料、优缺点以... 常规热电厂“以热定电”运行模式和新能源发电的随机性及波动性限制了其调峰能力,通过储热技术参与电网调峰可以优化能源系统的配置能力。分别介绍了显热储热、相变储热和化学能储热3种不同储热技术的基本原理、适宜储热材料、优缺点以其未来发展趋势;综述了国内外不同储热技术参与电力系统调峰的策略和实际调峰项目的应用情况。基于储热技术参与电网调峰面临的特殊工况,指出了储热技术参与电网调峰需考虑的安全性、性能匹配、可靠性和经济性四类关键性评判指标;探讨了储热参与电力交易的主要商业模式,包括合同能源管理模式、两部制电价模式和辅助服务市场模式,为储热技术参与电网调峰及其规模化商业运营提供了一定的参考。 展开更多

关键词 储热技术 电网调峰 商业模式 辅助服务 电力市场

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电缆绝缘材料交联聚乙烯的老化及寿命调控

8

作者 王江琼 李维康 +2 位作者 张文业 万宝全 查俊伟 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期28-39,共12页

交联聚乙烯(cross-linked polyethylene,XLPE)因其优异的力学性能和绝缘性能广泛应用于电力电缆领域中,但在高压电缆的运行过程中XLPE不可避免会受到电老化、热老化和电-热联合老化的影响,使得材料的性能和寿命下降,因此需要对XLPE的老... 交联聚乙烯(cross-linked polyethylene,XLPE)因其优异的力学性能和绝缘性能广泛应用于电力电缆领域中,但在高压电缆的运行过程中XLPE不可避免会受到电老化、热老化和电-热联合老化的影响,使得材料的性能和寿命下降,因此需要对XLPE的老化性能和使用寿命进行调控.本文介绍了XLPE的结构特性和交联机理,系统分析了其老化过程及影响机制,并概述了接枝、共混和纳米粒子改性等调控策略,同时基于寿命评估模型探究了XLPE因老化而导致的寿命衰减问题.最后,展望了调控XLPE电缆绝缘材料使用寿命策略的未来方向,为XLPE电缆绝缘材料的进一步改进和长期稳定运行提供理论指导. 展开更多

关键词 交联聚乙烯 交联机理 耐老化性能 长寿命

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城市换热站热泵补热系统优化运行研究

9

作者 蒋利民 李昊 +4 位作者 张思瑞 卜凡鹏 马美秀 李拓 苏娟 《电力需求侧管理》 2024年第1期101-107,共7页

为推动清洁能源供暖,提高北方城市供暖的质量和效率,提出了一种城市换热站热泵补热系统的优化运行策略。首先,对城市换热站热泵补热系统设备进行建模;然后,构建热泵补热系统与电网的互动场景,包括响应峰谷平电价和参与调峰辅助服务市场... 为推动清洁能源供暖,提高北方城市供暖的质量和效率,提出了一种城市换热站热泵补热系统的优化运行策略。首先,对城市换热站热泵补热系统设备进行建模;然后,构建热泵补热系统与电网的互动场景,包括响应峰谷平电价和参与调峰辅助服务市场;接着,建立系统运行成本最低、热网稳定性最优的双目标优化模型,并将其转为单目标优化问题,采用粒子群优化算法进行求解;最后,通过算例进行4种供热方案的对比分析,验证所提模型的经济性和低碳性,为城市供暖的低碳化转型提供了新思路。 展开更多

关键词 换热站 热泵 电补热 优化运行

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质子交换膜电解制氢膜电极制备技术研究进展

10

作者 朱玉婷 叶青 +1 位作者 邓占锋 宋小云 《电源技术》 CAS 北大核心 2024年第7期1206-1211,共6页

膜电极(MEA)是质子交换膜(PEM)电解堆的核心,是物质传输和电化学反应的场所,直接决定电解堆的性能、成本和寿命。综述了PEM电解制氢膜电极的制备方法,主要包括:多孔传输层表面制备催化层(PTE)、质子交换膜表面制备催化层(CCM)、有序化... 膜电极(MEA)是质子交换膜(PEM)电解堆的核心,是物质传输和电化学反应的场所,直接决定电解堆的性能、成本和寿命。综述了PEM电解制氢膜电极的制备方法,主要包括:多孔传输层表面制备催化层(PTE)、质子交换膜表面制备催化层(CCM)、有序化制备法(OME)及直接膜沉积法(DMD)。PTE工艺可避免质子膜溶胀,但对传输层孔隙结构要求较高;CCM工艺过程简单,具有良好的催化层/膜界面,但电极极化损失高、物质传输性能较低;OME工艺具有良好的导电性及物质传输通道,有助于增加三相界面;DMD工艺可改善催化层与质子膜界面,自由调节膜厚,提升膜电极的性能并降低成本。 展开更多

关键词 膜电极 PTE型膜电极 CCM型膜电极 OME型膜电极 DMD型膜电极

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基于活性炭‖Na_(0.44)MnO_(2)的低成本、高倍率和长寿命碱性钠离子电池电容器

11

作者 薛晴 李圣驿 +9 位作者 赵亚楠 盛鹏 徐丽 李正曦 张波 李慧 王博 杨立滨 曹余良 陈重学 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2024年第2期87-88,共2页

水系钠离子电池电容器具有成本低、功率大、安全性好等优点,是下一代大规模储能系统的理想选择之一。本文采用Na_(0.44)MnO_(2)正极、活性炭(AC)负极、6mol·L^(-1)NaOH电解液和廉价的不锈钢集流体构建了可充电碱性钠离子电池电容... 水系钠离子电池电容器具有成本低、功率大、安全性好等优点,是下一代大规模储能系统的理想选择之一。本文采用Na_(0.44)MnO_(2)正极、活性炭(AC)负极、6mol·L^(-1)NaOH电解液和廉价的不锈钢集流体构建了可充电碱性钠离子电池电容器。由于Na_(0.44)MnO_(2)正极在碱性电解液中具有较高的过充耐受性,通过首次充电时的原位过充预活化过程可以解决半钠化Na_(0.44)MnO_(2)正极和AC负极初始库伦效率低的缺点。因此,AC‖Na_(0.44)MnO_(2)可充电碱性钠离子电池电容器具有优异的电化学性能,在功率密度为85 W·kg^(-1)时,能量密度达26.6 Wh·kg^(-1),循环10000次后容量保持率为89%。同时,在50℃的高温和-20℃的低温也具有良好的电化学性能。这些结果表明AC‖Na_(0.44)MnO_(2)可充电碱性钠离子电池电容器具备应用于大规模储能的潜力。 展开更多

关键词 钠离子电池电容 碱性电解液 过充自保护 低成本 宽工作温程

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双向拉伸聚丙烯电容器薄膜双向拉伸过程中工艺参数与晶体结构关系探究

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作者 戴熙瀛 张翀 +3 位作者 万彩霞 邢照亮 苏尧天 孟令蒲 《高分子通报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期80-88,共9页

研究了双向拉伸聚丙烯(BOPP)电容器薄膜在纵向、横向拉伸过程中微观晶体结构演化行为。通过示差扫描量热仪(DSC)、广角X射线衍射(WAXD)和固体核磁(SS-NMR)表征了不同拉伸温度、拉伸比下BOPP薄膜内部晶体结构演化规律,结果表明:较低温度... 研究了双向拉伸聚丙烯(BOPP)电容器薄膜在纵向、横向拉伸过程中微观晶体结构演化行为。通过示差扫描量热仪(DSC)、广角X射线衍射(WAXD)和固体核磁(SS-NMR)表征了不同拉伸温度、拉伸比下BOPP薄膜内部晶体结构演化规律,结果表明:较低温度下纵向拉伸,随着纵拉比增大,晶体被破坏生成了更多片晶厚度较薄的α晶;而较高温度下纵向拉伸,会发生熔体拉伸,结构中只生成一种片晶厚度较厚的α晶。同时发现,改变拉伸比并不影响α_(2)晶体含量,α_(2)晶体含量只与纵拉温度有关,升高纵拉温度有利于α_(2)晶体含量提高。而在横向拉伸过程中,升高横向拉伸温度,同样有利于生成α_(2)晶,但厚度更薄的晶体含量增多;α_(2)晶占比不受横拉比影响,此外增大横拉比有利于提高薄膜结晶度。 展开更多

关键词 BOPP 电容器膜 双向拉伸 α晶型 DSC

原文传递

高海拔地区晶闸管宇宙射线失效等效加速试验研究

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作者 李尧圣 张进 +5 位作者 陈中圆 李金元 王忠明 刘杰 梁红胜 彭超 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期682-690,I0021,共10页

大气环境中的高能中子、γ射线和电磁脉冲以及空间辐射环境中的高能电子和质子等,都能造成半导体材料性质变化和器件性能蜕变以至失效,而在大气层内宇宙射线引起功率器件失效的主要原因是高能中子导致的单粒子烧毁(single event burnout... 大气环境中的高能中子、γ射线和电磁脉冲以及空间辐射环境中的高能电子和质子等,都能造成半导体材料性质变化和器件性能蜕变以至失效,而在大气层内宇宙射线引起功率器件失效的主要原因是高能中子导致的单粒子烧毁(single event burnout,SEB)。白鹤滩—江苏±800 kV特高压直流输电工程布拖换流站位于北纬27°,东经102°,海拔2500 m。中子通量是水平面4倍以上,将导致器件的失效率大幅上升。为验证工程中8.5 kV晶闸管在额定条件下的失效率不超过100FIT,该文采用200 MeV质子源进行辐照加速试验,根据当地大气中子通量核算中子总注量,对比研究不同电压、温度对晶闸管失效率的影响规律,试验结果给出晶闸管在高海拔地区宇宙射线SEB平均失效率,为换流阀中晶闸管工作电压设计提供依据。 展开更多

关键词 宇宙射线 高能中子 单粒子烧毁 平均失效率

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蒸汽型高温固体储热系统建模与控制仿真研究

14

作者 陈梦东 康伟 +1 位作者 张楠 刘文亮 《热能动力工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期82-91,共10页

基于MATLAB/simulink软件,建立了包含蓄热体、余热锅炉、风机、水泵等部件的蒸汽型固体储热供热系统仿真模型,分析了恒定入口风量和恒定出口风温模式下的系统动态特性。针对汽包压力升高和用户热负荷降低工况,根据汽包出口阀门开度和风... 基于MATLAB/simulink软件,建立了包含蓄热体、余热锅炉、风机、水泵等部件的蒸汽型固体储热供热系统仿真模型,分析了恒定入口风量和恒定出口风温模式下的系统动态特性。针对汽包压力升高和用户热负荷降低工况,根据汽包出口阀门开度和风机风量先后调节顺序组成4种控制方法。结果表明:当风量维持5.5 kg/s时,蓄热体出口热风温度及余热锅炉的产汽量均会持续减小,在6 000 s内蓄热体温度由710℃降到了612℃,余热锅炉的产汽量由0.88 kg/s降低到0.67 kg/s。针对压力升高工况,先调节汽包出口阀门开度、后控制风机出口风量,较相反的调节顺序,使系统供汽压力变化的调节时间节省1倍,仅需90 s左右。针对用户热负荷降低工况,先调节汽包出口阀门开度再调节风机出口风量,仅需60 s左右将蒸汽热负荷由0.6 kg/s降到0.4 kg/s,但是汽包压力和汽包水位波动较大,波动值分别为0.08 MPa和0.03 m。 展开更多

关键词 固体储热系统 蓄热体 SIMULINK仿真 动态特性 控制策略

原文传递

质子注入缓冲层结构的高压FS-IGBT动态坚固性研究

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作者 魏晓光 聂瑞芬 +4 位作者 金锐 王耀华 李立 田宝华 王松华 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期1924-1931,I0022,共9页

具有多重质子注入(multiple proton injection,MPI)缓冲层结构的FS-IGBT,相比传统磷注入缓冲层结构的同类型器件,其动态坚固性发生了改变。通过对MPI缓冲层结构的FS-IGBT的短路特性研究发现,MPI缓冲层的峰数越多,抗短路热失效能力越强,... 具有多重质子注入(multiple proton injection,MPI)缓冲层结构的FS-IGBT,相比传统磷注入缓冲层结构的同类型器件,其动态坚固性发生了改变。通过对MPI缓冲层结构的FS-IGBT的短路特性研究发现,MPI缓冲层的峰数越多,抗短路热失效能力越强,但是峰数太多,可能会引起IGBT在短路时的栅极电压振荡,造成器件失效。这与IGBT在短路大电流下的Kirk效应有关。Kirk效应造成短路时IGBT栅电极下电场降低,电子运动速率减小,进而栅电极下累积的电子造成栅极输入电容的改变,引起栅电压振荡。此外,实验发现,MPI缓冲层峰的氢相关施主(hydrogen-related donors,HDs)浓度不仅与注入剂量和激活温度有关,还与注入次数有关,具体表现为注入次数多,辐射损伤多,HDs浓度越高。文中研究不同MPI缓冲层结构的IGBT关断坚固性。 展开更多

关键词 多重质子注入 缓冲层 短路坚固性 振荡 Kirk效应

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固体电蓄热技术的研究现状与展望 被引量：1

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作者 马美秀 章康 +4 位作者 陈梦东 康伟 陈思艺 姚文卓 韩高岩 《浙江电力》 2023年第10期25-33,共9页

固体电蓄热技术是储热技术的重要组成部分,其将低谷电能、风电、光伏等波动性电能转化为热能,具有环保、高效、节能、安全等优势,在区域采暖改造、电网深度调峰和工业生产用热等领域具有广阔的发展前景。为此,介绍固体电蓄热技术的原理... 固体电蓄热技术是储热技术的重要组成部分,其将低谷电能、风电、光伏等波动性电能转化为热能,具有环保、高效、节能、安全等优势,在区域采暖改造、电网深度调峰和工业生产用热等领域具有广阔的发展前景。为此,介绍固体电蓄热技术的原理,总结固体蓄热材料、装置结构的研究现状与进展,指出固体电蓄热技术瓶颈问题与关键技术发展方向。在此基础上,梳理固体电蓄热技术在国内外不同领域的应用现状并进行经济性分析,为推动固体电蓄热技术的进一步发展提供思路。 展开更多

关键词 固体电蓄热 蓄热材料 装置 应用

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电热相变储能系统的动态储热性能评价

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作者 贾亦轩 姜金玉 +4 位作者 张叶龙 宋鹏飞 徐桂芝 张高群 金翼 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第12期3670-3677,共8页

本工作以Na_(2)CO_(3)-K_(2)CO_(3)/MgO为储热介质,采用模块化集成思路建立了加热功率100 kW的电热相变储能系统。采用物理方法制备复合储热材料,借助扫描电子显微镜技术(SEM)和差示扫描量热法(DSC)等表征测试手段分析了复合储热材料的... 本工作以Na_(2)CO_(3)-K_(2)CO_(3)/MgO为储热介质,采用模块化集成思路建立了加热功率100 kW的电热相变储能系统。采用物理方法制备复合储热材料,借助扫描电子显微镜技术(SEM)和差示扫描量热法(DSC)等表征测试手段分析了复合储热材料的组分分布与储热特性。基于储热和放热过程的时间-温度测试曲线引入储热/放热进度函数,并通过研究系统不同位置储热模块的进度函数曲线变化趋势,阐明了系统的动态储热/放热过程。研究发现,储热过程中热风热量的传递是从储热模块中心向顶部聚集,再逐渐向四周扩散;而放热过程中冷风吸热是沿风道方向从前部模块的中心,依次向前部模块、中部模块与后部模块的表面进行。中部与后部储热模块内的热量从中心向底部、侧部和顶部等表面区域传递后向四周扩散。对基于复合相变材料和镁铁氧化物的储热系统的进度函数变化进行了比较分析,发现以复合相变材料作为储热介质时系统具有更快的储热和放热进程。系统的供热水温度设定为70~80℃,复合相变储热系统的稳定供热时间为1100 min,比镁铁氧化物储热系统提高了37.5%。本项工作有助于推动相变储热技术在供热系统中的应用,为研究电热相变储能系统中的动态换热过程提供参考依据。 展开更多

关键词 储能系统 相变储热 电加热 动态储热过程

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双碳背景下IGCC系统的发展趋势及研究方法 被引量：3

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作者 张语 郑明辉 +4 位作者 井璐瑶 肖思敏 杨浩冉 杨槐宇 范肖雅 《南方能源建设》 2022年第3期127-133,共7页

[目的]在“双碳”背景下,IGCC技术耦合低成本燃烧前CO_(2)捕集技术具有较大的应用潜力。[方法]文章首先综述了近年来IGCC发电系统的研究现状以及开拓研究的重点方向,其次分别从燃料多样性、系统形式的优化设计以及系统仿真软件应用等三... [目的]在“双碳”背景下,IGCC技术耦合低成本燃烧前CO_(2)捕集技术具有较大的应用潜力。[方法]文章首先综述了近年来IGCC发电系统的研究现状以及开拓研究的重点方向,其次分别从燃料多样性、系统形式的优化设计以及系统仿真软件应用等三个方面评述了现有研究的特点以及相关优化建议,最后着重介绍了结合“双碳”背景下IGCC发电系统进行深度优化的潜在优势,进而对IGCC发电系统进行了展望,重点分析了多能耦合及储能技术的应用前景与数值模拟在IGCC系统优化方面的优势。[结果]结果表明:通过多能耦合系统、多联产系统等方式,新型IGCC发电系统在低碳领域发展潜力巨大。[结论]研究结果将对IGCC发电系统的进一步研究研究提供了参考。 展开更多

关键词 煤气化联合循环 燃料多样性 系统多样性 仿真模拟 技术展望

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基于Workbench的固体电蓄热装置换热通道参数优化

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作者 陈梦东 章康 +1 位作者 马美秀 康伟 《热能动力工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第10期64-71,94,共9页

为了解决固体电蓄热装置储释热过程的温度分布均匀性问题,需要对蓄热体换热通道结构参数开展优化设计。根据对称性建立了表征空气与蓄热材料传热过程的传热单元,以传热单元平均温度最大和压力损失最小为优化目标,基于ANSYS Workbench的... 为了解决固体电蓄热装置储释热过程的温度分布均匀性问题,需要对蓄热体换热通道结构参数开展优化设计。根据对称性建立了表征空气与蓄热材料传热过程的传热单元,以传热单元平均温度最大和压力损失最小为优化目标,基于ANSYS Workbench的响应面优化模块对蓄热砖的几何参数(高度、宽度、厚度)和换热通道宽度开展优化设计。结果表明:恒定入口流速下,换热通道高度和宽度的增加,对传热单元平均温度的提高影响较小,但是换热通道宽度对压力损失的改变有显著影响;蓄热砖宽度或高度对于蓄热过程平均温度的改变影响明显,水平方向蓄热砖宽度由15 mm增加到40 mm平均温度降低约7.5 K,竖直方向蓄热砖高度由15 mm增加到30 mm整体蓄热温度线性降低(降温幅度7.5 K),竖直方向蓄热砖高度为20 mm、入口温度1 023 K时升温速度达到297.5 K/h;通过传热单元结构参数敏感性分析可知,设计换热通道选择的蓄热砖宽度和高度均不宜过大。 展开更多

关键词 电蓄热装置 储热性能 换热通道 结构优化

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影响BOPP电容膜击穿场强的微观结构及与制备工艺的关系探究

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作者 戴熙瀛 张翀 +2 位作者 万彩霞 杨威 邢照亮 《中国塑料》 CAS CSCD 北大核心 2023年第12期29-34,共6页

侧重研究了双向拉伸聚丙烯(BOPP)电容膜加工工艺对击穿场强的影响关系,及其背后影响击穿场强的微观结构因素。结果表明,影响击穿场强的微观结构包括结晶度、无定形区分子链运动能力及粗糙度,结晶度越高、无定形区分子链运动能力越受限... 侧重研究了双向拉伸聚丙烯(BOPP)电容膜加工工艺对击穿场强的影响关系,及其背后影响击穿场强的微观结构因素。结果表明,影响击穿场强的微观结构包括结晶度、无定形区分子链运动能力及粗糙度,结晶度越高、无定形区分子链运动能力越受限、粗糙度越小,击穿场强越高;在加工过程中,可以通过适当降低纵向拉伸温度来降低无定形区分子链运动能力和粗糙度,此外,可以通过提高横向拉伸温度来提高结晶度,从而实现提高击穿场强的目的;BOPP电容膜加工-结构-性能之间关系的建立为产线改善产品击穿场强提供了基础依据。 展开更多

关键词 双向拉伸聚丙烯 电容膜 击穿场强 结晶度 无定形区

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