论文标题：研究论文引读
期刊：Frontiers in Energy
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1.文章简介
本文介绍了两篇发表在《Frontiers in Energy》上的研究论文：
[1] Chao SHEN, Wei GU, Enbo LUO. Transient performance comparison of grid-forming converters with different FRT control strategies. Front. Energy,https://doi.org/10.1007/s11708-022-0856-2
[2] Haoqing WU, Yaoyuan ZHANG, Shijie MI, et al. A methodology for regulating fuel stratification and improving fuel economy of GCI mode via double main-injection strategy. Front. Energy,https://doi.org/10.1007/s11708-022-0859-z
2.文章一
不同FRT控制策略下
并网变流器的暂态性能比较
摘要：在遭受电网故障时，并网变流器 (GFM) 面临瞬态浪涌电流和同步不稳定的威胁。GFM需要具有故障穿越 (FRT) 能力，以在电网故障期间以并网模式保持安全稳定运行，而不是无意中断与电网的连接。在最近的研究中，已经提出了不同的FRT控制策略，这些策略具有不同的特点，适用于不同的运行条件。为了确定它们的应用范围，本文对不同 FRT 控制策略的瞬态性能进行了直观比较。首先，介绍了三种典型的FRT控制策略（虚阻抗控制、限流控制和模式切换控制），并建立了瞬态数学模型。然后对瞬态涌流和瞬态同步稳定性进行了详细的比较分析。研究结果将有助于指导FRT控制策略的选择和设计。最后,基于PSCAD/EMTDC的仿真结果验证了理论分析的正确性。
图1 采用三种典型的FRT控制策略的GFM并网控制框图。
文章具体的结论如下：
(1) 从励磁涌流限制的角度，将GFM的瞬态励磁涌流分为周期性交流励磁涌流和非周期性直流励磁涌流。当采用虚阻抗控制（VIC）时，GFM保持在压控模式，附加虚阻抗可以有效地限制周期性交流分量，而非周期性直流分量保持不可控。当考虑时间延迟时，这种特性将不利于电流限制。然而，限流控制（CLC）和模式切换控制（MSC）都会将GFM转变为电流控制模式，可以直接调节输出电流。因此，即使在考虑时延的情况下，它们也具有良好的限流性能。
(2) 在瞬态稳定分析的基础上，VIC和CLC在整个故障期间都利用电源同步控制（PSC）实现了与电网的同步，而MSC在电网故障时依靠锁相环实现与电网的同步，并在故障排除后转变为PSC主导模式。这使得MSC的控制设计更加复杂。此外，由于锁相环的存在，MSC对系统的短路比（SCR）更加敏感，这意味着当受到极弱的系统条件时，它容易出现不稳定问题。然而，当系统的SCR发生显著变化时，VIC和CLC的临界间隙时间在小范围内变化。
阅读原文请点击“Transient performance comparison of grid-forming converters with”
3.文章二
一种通过双主喷策略调节燃油分层并提高GCI模式燃油经济性的方法
摘要：汽油压燃式（GCI）燃烧面临最大压力上升率（MPRR）高、高负荷燃烧劣化等问题。本文旨在通过利用双主喷射 (DMI) 策略调节浓度分层和促进燃料-气体混合来提高 GCI 模式的发动机性能。两个直喷器同时喷射辛烷值为82.7的汽油，研究两个主喷射和废气再循环（EGR）之间的能量比对燃烧和排放的影响。使用 DMI 策略进行高负荷实验，并与单主喷射 (SMI) 策略和传统柴油燃烧进行比较。结果表明，DMI 策略在降低 MPRR 和提高 GCI 模式的燃油经济性方面具有巨大潜力。在 10 bar的指示平均有效压力下，增加主喷-2比率 (Rm-2) 会缩短注射持续时间并增加平均混合时间。优化的Rm-2可以缓和 MPRR 和指示比油耗之间的权衡，同时两者都有所降低。考虑到燃烧和排放，应采用适当的废气再循环。DMI策略实现了高负荷下的高效稳定燃烧，指示热效率（ITE）大于48%，CO和THC排放处于低水平，MPRR在合理范围内。与SMI策略相比，ITE最大提升为1.5%，MPRR最大降低为1.5 bar/°CA。
图2 实验装置示意图。
主要研究结论概括如下：
(1) 在DMI模式下，两个直喷器同时主喷，可以实现快速供油和燃料分层控制。当Rm-2增大时，平均混合时间增加，MPRR和指示比油耗先减小后增大。大量的主喷-2会导致燃油粘在活塞顶部和气缸套上，导致燃烧和排放恶化。
(2) 废气再循环对DMI模式的燃烧和排放有显著影响。当废气再循环率从0增加到55%时，NOx排放量减少了约6g/kWh。废气再循环将延迟燃烧阶段，从而降低ITE。废气再循环率的增加减少了颗粒物的数量，同时增加了MPRR。因此，应综合考虑燃烧和排放，采用合适的废气再循环率。
(3) DMI策略实现了GCI模式的高效稳定燃烧。在高负荷时，ITE大于48%，CO和THC排放处于较低水平(低1×10−4)，最低排放比在合理范围内。随着发动机负荷的增加，扩散燃烧比增大，放热率曲线呈双峰型。
(4) DMI策略可以降低GCI模式对喷油压力的要求，改善高MPRR和燃烧恶化的问题。与高负载下的SMI策略相比，DMI策略表现出更高的ITE和更低的MPRR。在15.5bar时，MPRR降低约1.5bar/°CA，ITE增加约0.7%。DMI模式的CO和THC排放量低于或相当于SMI模式的排放量。DMI模式的主要缺点是略微增加了NOx排放。
DMI策略可以提高燃油经济性，降低高负荷下的MPRR，这对GCI模式具有重要意义。然而，这只是在GCI模式下对发动机的两个直喷器进行的初步尝试。将来可以研究喷油时间的影响，以实现清洁燃烧。此外，通过CFD模拟来优化喷油器的喷油位置是必要的。
阅读原文请点击“A methodology for regulating fuel stratification and improving fuel economy of GCI mode via double main-injection strategy”
Frontiers in Energy（SCI，2021 IF 2.964），能源领域综合性英文学术期刊，于2007年创刊，现为中国工程院院刊之一 (Transactions of CAE)。翁史烈院士和倪维斗院士担任名誉主编。中国工程院黄震院士、周守为院士、苏义脑院士和彭苏萍院士任主编，加拿大皇家科学院/加拿大工程院张久俊院士、美国艺术与科学院Radenka Maric院士、Nicolas Alonso-Vante 教授和巨永林教授任副主编。本届编委会中国工程院、中国科学院、外籍和国外科学院或工程院等院士共46名，占比为51%。
出版能源领域原创研究论文、综述、展望、观点、评论、新闻热点等。涉及领域包括（不限于）：能源转化与利用，可再生能源，储能技术，氢能与燃料电池，二氧化碳捕集、利用与封存，动力电池与电动汽车，先进核能技术，智能电网和微电网，新型能源系统，能源与环境，能源经济和政策等。
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