o 电网损耗——通过补偿项目造成的电力系统热损耗的成本进行评估。对于电网损耗计算,将使用市场和网络模型——在网络模型中,将计算损耗量(GWh),然后乘以从市场模型获得的边际价格,以充分实现这一收益货币化。
摘要 — 电池储能 (BESS) 技术的快速发展促使人们以最优成本将其用于辅助服务。本文讨论了一种在给定网络中 BESS 放置的优化工具,以减少有功/无功功率损耗。该策略基于基于实际数据的网络进行测试,并使用损耗灵敏度因子方法来选择最佳总线以容纳 BESS,从而使相关参数保持最佳状态。据观察,由于所选总线上的 BESS 本地发电,电网性能在功率损耗方面有所改善,该总线具有最高的损耗灵敏度因子指数,可以量化总线性能的严重程度。索引术语 — 有功功率损耗;电池储能;损耗灵敏度因子;电力网络
开发下一代光子集成电路 在过去二十年里,硅光子学 1,2 已经从学术研究转向广泛的工业应用。然而,尽管硅光子学 3 取得了商业上的成功,被用于数据中心的收发器,但硅并不是光子学和光学的理想材料。硅的带隙为 1 eV,因此不能用于可见光的生成和处理 4,5 ;另外,硅不能承受高光功率。同样,即使在最先进的全球代工厂的硅光子商业生产线中,使用数十亿美元的制造设备,损耗水平也只有每厘米 1dB。事实上,在芯片中获得超低损耗是极具挑战性的。对如此低损耗的追求不仅仅是一项学术努力:从历史上看,高锟的工作还为损耗仅为 1dB/km 的光纤奠定了基础,这导致了 2008 年诺贝尔物理学奖并彻底改变了通信领域 6 。然而,直到最近,低损耗集成光子电路的进展几十年来一直停滞不前——在 dB/cm 的水平。然而,芯片上的超低传播损耗对于众多未来应用至关重要。
硅光子集成电路通常需要 3 dB 光功率分配器,该分配器具有最小损耗、小尺寸、超宽带宽和宽松的制造公差,用于在芯片上分配光,并作为形成更复杂设备的关键构件。对称 Y 型结因其与波长无关的响应和简单的设计而在其他功率分配设备中脱颖而出。然而,当前制造方法的分辨率有限,导致两个 Y 型结臂之间的尖端出现最小特征尺寸 (MFS),从而导致基模的严重损耗。在这里,我们建议通过在新型超宽带和制造公差 Y 型结中利用亚波长超材料来规避这一限制。对 260 nm 带宽(1420-1680 nm)进行的详尽实验研究表明,对于高分辨率光刻工艺(MFS ~ 50 nm),基本横电模式(TE 0 )的额外损耗低于 0.3 dB,对于 100 nm 的制造分辨率,额外损耗低于 0.5 dB。亚波长 Y 结具有 ±10 nm 的确定性诱导误差,进一步证明了稳健的制造公差。此外,使用高分辨率光刻技术,分路器在 100 nm 带宽(1475-1575 nm)内表现出低于 1 dB 的一阶横电模式(TE 1 )的额外损耗。
非共振衰减率 𝛾 由几个因素决定。原子可以在与腔模式不一致的方向上发射共振频率的光子,或者它可以衰减到其他能级,发射与腔不共振的不同频率的光子,或者电子可以衰减而不发射光子。参数 𝛾 和 𝜅 都决定了腔损耗。这些损耗导致在实验中测量阻尼真空 Rabi 振荡,与代表理想两能级系统的图 4 不同。
化石燃料正在迅速耗尽,随着对环保能源的需求不断增加,电网正在寻找基于分布式发电的可再生资源。这些能源的分布与智能微电网的发展密切相关,而智能微电网也与能源互联网密切相关。本文探讨了能源互联网的运作,重点是开发一种能源路由器的路由算法。借助模拟,进一步证实了能源路由算法。该算法可以找到两个节点之间可用于能源传输的所有路径,并选择损耗最小的轨道作为传输路径。所有可能的路线都与每个方向相关的损耗一起显示,以确保采用损耗最小的方法。该算法还以每小时为间隔进行 24 小时的测试,以观察系统上传输的功率变化。© 2022 作者。由 Elsevier Ltd. 出版。这是一篇根据 CC BY 许可 ( http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ ) 开放获取的文章。
利用电磁 (EM) 场进行的无线通信是人体周围可穿戴设备之间信息交换的支柱。然而,对于植入式设备,电磁场会在组织中被大量吸收,而其他传输模式(包括超声波、光学和磁电方法)会由于一种能量形式转换为另一种能量形式而导致大量的转导损耗,从而增加了整体的端到端能量损耗。为了解决脑植入物中无线供电和通信的挑战以及低端端通道损耗,我们提出了双相准静态脑通信 (BP-QBC),通过使用电准静态 (EQS) 信号,避免了因没有场模态转换而导致的转导损耗,在通道长度约为 55 毫米的情况下实现 < 60dB 的最坏情况端到端通道损耗。 BP-QBC 利用基于偶极耦合的信号在脑组织内传输,在发射器 (TX) 中使用差分激励,在接收器 (RX) 中使用差分信号拾取,同时通过阻断流经脑组织的任何直流电流路径,在 1MHz 载波频率下提供比传统人体电流通信 (G-HBC) 低 ~41 倍的低功耗。由于通过人体组织的电信号传输是电准静态的,频率高达几十 MHz,因此 BP-QBC 可实现从植入物到外部可穿戴设备的可扩展 (bps-10Mbps) 占空比上行链路 (UL)。BP-QBC TX 的功耗在 1Mbps 时仅为 0.52 μW(占空比为 1%),这在从可穿戴设备中枢通过 EQS 脑通道到植入物的下行链路 (DL) 中收集的功率范围内,外部施加的电流小于 ICNIRP 安全限值的 1/5。此外,BP-QBC 消除了对颅下询问器/中继器的需求,因为它由于没有场传导而提供了更好的信号强度。这种低端到端通道损耗和高数据速率是由一种全新的大脑通信和供电方式实现的,在神经生物学研究、脑机接口、电疗和联网医疗领域具有深远的社会和科学影响。
利用电磁 (EM) 场进行的无线通信是人身周围可穿戴设备之间信息交换的支柱。然而,对于植入式设备,电磁场会在组织中产生大量吸收,而其他传输模式(包括超声波、光学和磁电方法)会由于一种能量形式转换为另一种能量形式而导致大量的转导损耗,从而增加了整体的端到端能量损耗。为了解决脑植入物中无线供电和通信的挑战并实现低端端通道损耗,我们提出了双相准静态脑通信 (BP-QBC),通过使用电准静态 (EQS) 信号,在通道长度约为 55 毫米的情况下实现 < 60dB 的最坏情况端到端通道损耗,从而避免了因没有场模态转换而导致的转导损耗。 12 BP-QBC 利用基于偶极耦合的信号在脑组织内传输,在发射器 (TX) 处使用差分激励,在接收器 (RX) 处拾取差分信号,同时通过阻断通过脑组织的任何直流电流路径,在 1MHz 载波频率下提供约 41 倍的低功耗,相对于传统的人体电流通信 (G-HBC)。由于通过人体组织的电信号传输是电准静态的,频率高达数十 MHz,因此 BP-QBC 允许从植入物到外部可穿戴设备的可扩展 (bps-10Mbps) 占空比上行链路 (UL)。 BP-QBC TX 的功耗在 1Mbps(占空比为 1%)时仅为 0.52 μW,这在从可穿戴中枢通过 EQS 脑通道到植入物的下行链路 (DL) 中收集的功率范围内,外部施加的电流小于 ICNIRP 安全限值的 1/5。此外,BP-QBC 消除了对颅下询问器/中继器的需求,因为它由于没有场传导而提供了更好的信号强度。如此低的端到端通道损耗和高数据速率是由一种全新的脑部通信和供电模式实现的,对神经生物学研究、脑机接口、电药物和互联医疗保健等领域具有深远的社会和科学影响。
太阳能光伏 (PV) 产生的能量以直流电 (DC) 的形式产生,如今住宅建筑、家用电器和 HVAC 系统 (暖通空调) 中的几乎所有电气负载都采用直流电运行。对于传统的交流 (AC) 配电系统,这需要在最终用户阶段之前进行多个转换步骤。通过将配电系统切换到直流,可以避免交流到直流之间的转换步骤,从而减少损耗。包括电池存储 - 系统的损耗可以进一步减少,并且产生的光伏能量可以得到更好的利用。本论文研究并量化了在住宅建筑中使用直流配电拓扑以及太阳能光伏和电池存储的分布式能源发电时的节能效果。以位于瑞典 Borås 的一栋独户住宅的测量负载和光伏发电数据作为分析案例研究。还使用了基于电力电子转换器和电池实验室测量的详细动态模型,以更准确地反映系统的动态性能。本研究提出了电池损耗的动态表示,该表示基于基于磷酸铁锂 (LFP) 的单个锂离子电池的电阻和电流依赖性的实验室测量。使用来自单户住宅的 PV 和负载数据,与其他两种常用的损耗表示进行了比较研究,并根据整个系统的性能进行了评估。结果表明,在对负载、PV 和电池之间的相互作用进行建模时,详细的电池表示对于正确预测损耗非常重要。还使用电力电子转换器和电池测量的实验结果对四种直流系统拓扑进行了建模,并将其与等效交流拓扑进行比较。准动态建模的结果表明,建议的直流拓扑的年节能潜力在 1.9-5.6% 之间。直流拓扑结构还可以通过减少逆变器和电池转换的相关损耗,将光伏利用率提高 10 个百分点。结果还显示,并网转换器是主要的损耗因素,当使用恒定并网效率时,能源节省被高估。