DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 5. 仿真案例 5.1. 仿真参数 仿真所采用的是经典的4机2区域系统，如图9所示。该系统含有11个节点，风场和储能系统分别经过变压器并入B 6 号母线上，储能系统的配置容量为30 MVA，风场为200 MW(2 MW × 100)，风速 图6. 系统控制框架结构图 图7. 储能系统频率控制框图 图8. PQ控制框图 图9. 仿真系统模型 恒为8 m/s。G 1 、G 2 、G 3 的容量均为800 MW且配备了调速器和电力系统稳定器。系统负荷L 1 ，L 2 大小分别为1600 MW，900 MW；L 0 为扰动负荷，扰动大小设置为：1% (25 MW)，2% (50 MW)，5% (125 MW)，10% (250 MW)，20% (500 MW)。整个仿真过程持续15 s，在5 s时刻系统负荷发生扰动。仿真对比了无频率控制、转子动能控制、附加储能系统以及二者联合控制的频率响应特性。 5.2. 仿真结果及分析 从图10中可以看到利用转子动能控制、附加储能系统以及两者结合的方式均能够改善在较小的负荷扰动时系统频率的动态响应特性。以10%的负荷扰动为例，无控制作用下，系统的最大频率偏差为0.3171 Hz，经过转子动能控制之后，最大频率偏差为0.29923 Hz，提高了0.01787 Hz；在储能系统的作用下，最大频率偏差为0.28086 Hz，提升了0.03624 Hz；两种控制方式的联合作用下，最大频率偏差为0.26066 Hz，提高了0.05644 Hz，见表1。这说明了转子动能控制联合储能系统控制策略的有效性，同时证明联合控制能够进一步提升最低点的频率，减小最大频率偏差，提高频率稳定性。 从稳态频率的偏差值可以得到，利用转子动能的控制方式不能够提高稳态的频率偏差，如表2所示。因为在扰动发生后，风电机组在转子动能控制的作用下，风机转子减速，将转子中蕴含的动能转化为 图10. 各种负荷扰动下系统的频率变化曲线。(a) 1%; (b) 2%; (c) 5%; (d) 10%; (e) 20% Table 1 Maximum frequency deviatio 负荷扰动/% 1 2 5 10 20 转子动能控制 0.03332 0.06588 0.15900 0.29923 0.56939 附加储能系统 0.01405 0.02980 0.12691 0.28086 0.51731 储能 + 转子动能控制 0.01351 0.02791 0.11778 0.26066 0.51181 无控制 0.03610 0.07120 0.17062 0.31710 0.55510 表1. 最大频率偏差 Table 2 Steady-state frequency deviatio 负荷扰动/% 1 2 5 10 20 转子动能控制 0.02015 0.04010 0.09872 0.19229 0.38675 附加储能系统 0.00850 0.01694 0.07141 0.16565 0.35447 储能 + 转子动能控制 0.00850 0.01695 0.07144 0.16588 0.35495 无控制 0.02014 0.04006 0.09873 0.19200 0.38625 表2. 稳态频率偏差 电能，增发有功、响应系统频率变化；但在频率的恢复过程中，转子吸收能量恢复原来的转速，转子动能没有发生改变，故不能够提高稳态的频率偏差。储能系统能够对系统提高能量，故其能够提高稳态的频率，减小稳态的频率偏差，其对稳态频率的贡献如下表3所示。在20%的负荷扰动下，转子动能控制不能提供有效的惯性作用，储能系统的加入很好的弥补转子动能控制在这方面的不足，在较大的负荷扰动下也能够提高系统的惯性响应，改善频率特性。 从最低频率时间可以看出，储能系统具有快速响应的能力，在负荷扰动后能够及时的做出调整，如表4所示。转子动能控制相比储能系统而言，其对系统调节速度的改观作用不是非常明显，这是由于其中的微分环节抑制了频率的快速变化，可以利用该微分环节去减小频率的波动。频率曲线图也充分可以体现储能系统能够加快系统的频率趋于稳定，减小频率的波动。 Table 3 The contribution of energy storage system to steady-state frequenc 负荷扰动/% 1 2 5 10 20 稳态频率提高值/Hz 0.01164 0.02312 0.02732 0.02635 0.03178 表3. 储能系统对稳态频率的贡献 Table 4 The lowest frequency time t/ 负荷扰动/% 1 2 5 10 20 转子动能控制 5.96876 5.96876 5.98376 6.00876 6.65876 附加储能系统 5.56876 5.60876 5.79876 5.84876 5.96876 储能 + 转子动能控制 5.59876 5.61876 5.84876 5.91876 6.67876 无控制 5.87876 5.88876 5.89376 5.90876 6.03876 表4. 最低频率时间t/s 利用转子动能控制的方式不需要增加额外的设备，节约成本，主要适用于系统中比较小的负荷干扰。适当的配置储能系统，加快系统响应速度，将会大大提高系统的频率响应特性，并且可以使系统在大负荷干扰的情况，能够保持频率稳定。
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user: 6. 结论 大规模风电并入电网中，给电力系统频率稳定性带来了巨大的挑战，然而蓄电池储能技术的不断发展给风电参与系统调频带来了福音。本文在转子动能控制风机的基础上，利用蓄电池储能系统的吐纳能量的能力，在系统负荷发生波动的时候对系统频率进行支撑。通过仿真，验证了该方法的有效性，同时得出以下结论： 1) 大量风机并网会减小系统惯性，如果不采取任何措施，在较大的负荷扰动下，系统频率会发生较大的偏差，不利于系统频率稳定运行。 2) 利用风机自身转子上蕴含的动能，能够改善系统的频率响特性，提高在扰动下的最低频率，但是不能提高稳态的频率偏差。 3) 附加储能系统不仅能够提高系统的动态频率响应特性，减小最大频率偏差，同时能够提高稳态频率偏差，增强系统的稳定性。配置合理容量的储能系统，能够在系统在很大负荷扰动下，也能够稳定运行。
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user: 资助信息 大规模风电场参与电网动态调频关键技术研究(SGSX0000KXJS[ 2016 ]191)。
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user: 摘 要 本文在分析了云计算技术、位置服务技术及林业日常巡护的实际需求，提出在基于百度公有位置云服务技术构建的林业巡护管理系统的技术方案和方法。在该系统中，每个护林员通过使用基于移动云计算技术设计的手机软件，随时将位置信息及采集回传到系统云中心节点，系统可以有效的对护林员的管护区域进行监控，同时及时的对突发事件进行响应，做出人员和车辆的调配，并对护林员的工作量进行统计分析、对发现的野生动植物及热点事件进行统计分析。通过实际的应用，不但提高了林业巡护的工作效率、按需规划巡护路线，也为林业部门节省了大量的IT硬件投资成本和维护成本。 关键词 :林业巡护，百度云，LBS
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user: 1. 引言 基于位置的服务(Location Based Services， LBS)是指采用GPS、GPRS、GIS、Internet、Database等相关技术的基础上，提供空间位置服务的技术。通过这项技术，可以为车辆跟踪、突发事件应急响应、人员空间位置定位等各种应用提供位置定位服务。 林业对位置服务的需求主要表现在如下几个方面： 1) 在林业资源调查需求方面，从森林资源调查到湿地、荒漠化沙化土地调查，林业资源野外调查已经成为一项系统化，大规模的工作，为完成大量的野外调查工作，采用GPS定位，综合应用3S技术进行规划设计调查，已成为森林调查的发展方向。野外样地的快速、精确定位、面积测量、野外作业双向通信等 [ 1 ] ，可实现规划、设计、调查验收任务下载、实地数据采集过程中自动上报，实现图片回传；实现人员、车辆和飞机的导航、选择最佳路径、实时定位、行为管理、智能监控功能； 2) 在林业重点工程(如天然林保护工程、三北防护林工程)管护中，护林员管理是的重要工作内容之一。加强护林员的管理工作，提高护林员的工作责任感，可以有效的防止森林火灾，虫灾，乱砍乱伐事件的发生，防止发生不巡检或巡检不到位的现象 [ 2 ] 。通过对对护林员的位置信息进行采集和传输，可以有效的对护林员的管护区域进行监控； 3) 生物多样性保护方面，对于位置服务技术需求主要为生物多样性监测，实现野外样地，保护对象的快速、精确定位、面积测量、野外作业双向通信等，可实现任务下载、实地数据采集的上报，图片回传；实现人员、车辆日常巡护管理、与传感器等设备结合，实现野生动植物位置、行为轨迹(动物)、环境监测等 [ 3 ] 。 随着云计算、移动互联网、3G/4G通信技术、LBS技术、移动GIS技术以及智能手机的普及，移动互联网已经深入了人们的生活和工作当中。云计算作为一种新的应用计算方法，将异构自治的基于互联网的计算资源集中起来，能够处理海量的信息和数据。云计算与智能手机相结合，形成移动云计算，通过智能手机使得人在通讯网络覆盖范围内的任何地点、时间和环境下，按需从云平台上获取服务 [ 4 ] 。 我们根据林业日常巡护管护的需求，通过构建基于百度公有位置云服务的林业智能系统，通过智能手机和巡护云平台，林区不需要购买基础的IT软硬件环境，管理只需要通过web浏览器就可以为护林员设定巡检计划、巡检路线和巡检点、向手机客户端发布巡护信息，既减少了护林员的工作强度，又提高了工作效率，同时减少了大量的信息化投资。
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user: 2. 关键技术分析 2.1. 移动云计算技术 “云计算”的是在分布式计算、高性能计算、分布式存储等成熟的技术上发展起来的。通过云计算技术，可以将计算资源、数据资源、处理软件等资源按需提供给用户。移动云计算的发展始于移动互联网的发展，移动云计算是云计算将来发展的趋势之一 [ 5 ] ，用户通过可以不受终端设备局限，而使用感兴趣的计算服务。移动云计算的成功案例有： 1) 加拿大RIM公司的黑莓企业应用服务器使用案列，该案例中将企业应用、移动终端、无线网络整合在一起，用户的登录使用黑莓终端访问，由此远程同步邮件及日历，查看附件和地址本 [ 6 ] [ 7 ] ； 2) Google公司是移动云计算的发起者，通过开源的Android系统平台和终端，整合图形图像搜索、语音搜索以及手机地图等服务，用户可以基于这些开源的软件组合出不同的新应用，移动云计算的模型如图1所示 [ 8 ] [ 9 ] 。 移动云计算的服务模型可以用“端”、“管”、“云”3个组件来描述 [ 10 ] 。“端”是智能化程度非常高的智能手机等移动终端，它的数据需求和技术需求都会以服务的形式向云端提出。“管”是指完成信息传输的移动通信网络或者其他无线网络 [ 11 ] 。“云”则是包含了丰富资源和服务的平台 [ 12 ] 。“云”端的架构是基于服务的，有3个层次：底层是基云，由基础设施层面如各种服务器、数据库、存储设备、并行分布式计算系统等组成，即IaaS；中间层是平云，提供应用程序先进的集成环境和平台，即PaaS；最顶层是软云，提供软件、数据等各种应用，即Saa [ 13 ] [ 14 ] 。 2.2. 百度LBS云服务 基于位置的服务(即LBS)，获取移动终端用户的坐标信息(地理坐标，或大地坐标)是通过公共的移动通讯网络(比如GSM、CDMA、3G、4G网络(或其它定位方式(如GPS、北斗)得到的，是基于GIS平台为用户提供地图服务的一种业务(图2) [ 15 ] 。 本系统采用Android手持终端，基于百度地图LBS定位SDK进行二次开发和封装，利用百度地图LBS云作为后台应用服务端 [ 16 ] 。采用这种开发方式，一方面解决应用服务器端日益增长的海量位置数据的存储和维护压力，另一方面彻底解决所有用户基于位置数据的高并发检索瓶颈。 百度LBS云服务SDK支持GPS、北斗、运营商基站、Wi-Fi进行定位，当应用程序向定位SDK发起定位请求时，百度LBS云服务会自动根据应用的定位方式和当时的实际情况(如是否开启GPS、是否连接网络、是否有信号等)来生成定位结果 [ 16 ] 。 百度LBS云提供位置数据存储、空间计算能力、自定义扩展字段存储，可以方便开发者聚焦LBS应用本身的业务逻辑 [ 17 ] 。
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user: 3. 系统功能设计 林业智能巡护系统在移动通讯网络覆盖范围内的任何地点、任何时间和任何环境下，通过林区巡护员携带着安装了智能巡检APP的智能手机，实现了管护站与巡护员的双向通讯。系统分为手机端巡护APP、巡护数据采集子系统、分析决策子系统和系统管理子系统。林业智能巡护系统功能架构如图3所示。 图1. 移动云计算的“端”–“管”–“云”模型及服务类型构成 图2. 百度LBS云的应用模式 图3. 林业智能巡护系统功能架构图 平台主要提供了几个方面的功能： 1) 在巡护员管理方面，实现对巡护员的位置信息进行采集和传输，历史轨迹回放，保存所有巡护员巡护轨迹，有效的对巡护员的管护区域进行监控(图4)； 2) 在生物信息采集方面，实现野外作业双向通信、任务下载、实地数据采集的上报，图片回传，实现野生动植物位置、行为轨迹(动物)、环境监测等； 3) 在突发事件的响应方面，通过一键报警的方式，及时得将盗砍盗伐、森林火灾、森林病虫害等信息通过手机终端迅速的反馈到平台上，并可以进行拍照、录像，使得管护站对这些报警信息及时做出应对。 系统的工作流程是：各个林区的管理人员可以设定好本区内巡检计划后，通过巡护云平台与移动云终端互联，护林员携带着智能手机执行管护工作，巡护的情况都会实时的反应到云服务平台中。通过平台中统计软件分析，可以看见该护林员本周、本月的工作状况，有了科学准确的考核依据，就可以对护林员进行相应的奖惩了，也使得重点工程区的总体管护工作量有了量化的分析，使得管护资金得到合理的分配。同时护林员通过移动云终端获取的图片、视频、巡护日志、管护资源数据等反馈回巡护云平台中的盗砍盗伐、病虫害、林业资源等信息，使得管护区的管理员及时掌握林区内的突发事件和生态环境的变化，使整个林区有效的、科学的保护。
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user: 4. 基于百度LBS云服务的系统设计 林业智能巡护系统是采用百度LBS云服务的开发接口来实现，其中林业业务部门的数据的组织、存储和管理调用的是百度云存储API，利用可视化的数据编辑工具，使用地图标注或批量数据导入的方式轻松管理自有数据，利用百度地图引擎API的计算能力对存储的数据进行实时索引，使用百度云检索API返回各类基于位置数据的检索请求。同时，使用百度地图API实现丰富的地图可视化展现。利用百度LBS的AIP实现了从数据管理、数据处理、数据检索、数据存储等所有功能。利用百度LBS云服务开发应用系统流程如图5所示。 林业智能巡护系统的运行分为数据采集端、服务器端、操作端。数据流模式的设计情况是：首先调用百度LBS位置服务获得手机客户端的位置，并通过GPRS来传递回服务器端，然后由服务器端调用百度LBS云服务接口，将数据传输到云端，利用云存储来保存坐标数据，服务端通过调用百度LBS云的地图显示接口，通过操纵平台在网页中显示巡护监测数据，同时服务器端将各种指令发送给手机客户端，如图6所示： 智能数据采集终端一般采用目前主流的Android智能手机，采集的信息包括： 图4. 林业智能巡护系统的巡护轨迹显示 图5. 利用百度LBS云服务开发应用系统 图6. 林业智能巡护系统的数据流程 1) 文本信息：记录的各种信息以SQLite文件，db的形式存储在手机本地； 2) 数据信息：各种数据data，一般为.xls或.txt文件(或与文本信息记录在一起)； 3) 图片信息：各类照片，一般为.jpg、tif等文件。 根据林区内的特点，位置服务定位采用无线电通讯网络和GPS，网络传输采用GPRS，信息传输功 能，主要包括两种类型传输： 1) 即时信息传输：在有GPRS网络信号的时候，位置信息及时传回到远程服务器端，以方便即时处理； 2) 非即时信息的传输：如果没有GPRS网络信号的时候或信号不佳的情况，位置信息暂时缓存到终端设备中，而后在回传到远程服务端。 Android智能手机作为云端设备，封装了位置服务的API，在开发过程中主要用到Android操作系统中的管理Android用户定位(Location Manager)和供开发者选择的多种定位方式(Location Provider)两个对象。 管理Android用户定位对象可以用来获取当前的位置，追踪设备的移动路线，其中的获取位置更新(request Location Updates)方法可以进行快速的位置监视，该方法通过设定距离长短以及时间间隔来确定获取位置信息频率。管理Android用户定位对象(Location Manager)提供了四个参数，参数的作用分别为：(1) 定位方式的选取；(2) 位置变化的时间频率；(3) 长度，以米为单位；(4) 回调函数，该函数是在达到(1)(2)(3)条件时运行的函数。 Location Provider是提供定位功能的所有组件集合，集合中的每种组件以不同的定位模式指出设备的当前位置，主要从定位的精度、速度和成本等方面考虑。同时调用百度LBS云服务的location.BDLocation (回调的百度坐标类，内部封装了如经纬度、半径等属性信息)，location.BDLocationListener (定位请求回调接口)，location.LocationClient (定位服务的客户端。，宿主程序在客户端声明此类并调用)，location.LocationClientOption (配置定位SDK各配置参数，比如定位模式、定位时间间隔、坐标系类型等)来进行云终端的定位服务，调用mapapi.map.LocationData (百度地图可视化类)，进行地图显示服务。 系统服务器是云端与百度LBS云服务之间的桥梁。所有从手机采集到数据，集中到系统服务器上，同时将位置信息的副本上传到百度LBS云存储中进行管理，云存储接口功能：支持单个geotable亿级数 图7. 巡护信息采集界面 图8. 巡护数据的统计分析 据及百G大小的文件存储，支持百万量级/天和万量级/秒的读写。
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user: 5. 系统的应用 本系统在四川省宝兴县蜂桶国家级自然保护区进行了应用示范。四川蜂桶寨国家级自然保护区于1975年建立，位于四川省宝兴县东北部，地处邛崃山西坡，面积39039公顷。主要保护对象珍稀濒危动物大熊猫、金丝猴及山地混合森林生态系统。面积4万公顷，其中核心区27581.5公顷，缓冲区2897.5公顷，实验区8560.0公顷。峰桶国家林业局自然保护区地形复杂，多为山区，信号并非全覆盖，对系统的测试提供较为客观的环境。项目组共采购了20部智能手机，深入山区进行手机客户端与管理平台的通信，手机信号较强，GPS的信号也非常良好，系统设计轨迹回放时间间隔合理恰当，平台相应及时，测试的效果非常好(图7、图8)。同时保护区的领导和巡护人员反馈系统实用性强，对当地的巡护的高效管理非常有帮助。
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user: 6. 结语 林业系统信息化建设相对落后，尤其是在基层林区中，更是缺少IT人才和设备，通过采用百度LBS云服务来构建林业智能管护平台，降低了林业管护部门应用GIS技术的门槛，更方便、更快捷的搭建出林业管护业务应用。同时由于数据和大量的运算都在百度云中进行，解决了数据安全、统一访问接口、信息孤岛、软硬件重复投资等问题。通过了解百度LBS云服务技术，也为林业信息部门构建自己的云计算平台，提供了技术积累。
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user: 摘 要 电抗器噪声作为变电站噪声的主要来源之一，对于变电站外部声环境有重大影响。研究电抗器噪声对于电抗器的降噪分析具有重要意义。本文通过对750 kV甘肃永登变电站并联电抗器噪声声场分布的现场测量，得到了电抗器周围声场的干涉与衰减特性。并基于有限元法建立了并联电抗器的电磁、结构、声场仿真计算模型，通过时域电磁场分析得到了电抗器铁心与线圈中的磁场分布，将磁场所引起的铁心饼和线圈中的电磁力以及铁心中产生的磁致伸缩效应作为激励施加给铁心和线圈，通过振动分析得到铁心和线圈表面各节点的振动加速度，并将其作为声场分析的边界条件，最终得到电抗器噪声声场分布情况。将仿真结果与实测值进行对比分析，最大误差不超过15%，验证了有限元模型的可行性，为电抗器噪声预测及降噪措施提供了理论依据及控制方法。 关键词 :并联电抗器，声环境，有限元法，噪声预测，降噪
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user: 1. 引言 新世纪以来，我国逐步扩大了基础设施建设规模，电力建设也得到了相应的发展。电网线路和相应的供用电设备取得了长足的发展。与此同时，相应的供电设施之一的大容量电抗器也得到了相应的开发，由于电抗器容量的增加，出现了更为严重的振动噪声问题。电抗器结构较为复杂，制作工艺繁琐，振动噪声不确定性很多，且振动噪声问题相比变压器更为严重。 电抗器作为变电站噪声的主要声源之一 [ 1 ] ，在电压等级较低时并没有引起足够的关注和重视。关于变电站噪声特性 [ 2 ] [ 3 ] 、评价 [ 4 ] 、仿真计算 [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] 的研究在不断深入，变电站内变压器噪声 [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] 以取得阶段性成果，但国内外电抗器噪声研究文献相对较少，电抗器噪声的声源强度较主变压器小，且尚无电抗器噪声控制标准。随着我国输电电压等级的提高，高压并联电抗器的应用越来越多，电抗器噪声问题逐渐突出，已引起了国网公司和环保部门的高度重视。 国内学者对于电抗器噪声做了很多相关研究。哈尔滨工程大学为电抗器设计了局部隔声罩及消声器，局部隔声罩的隔声效果约为7~9 dB。上下都装消声器后整体降噪效果约为13~15 dB [ 13 ] ；上海电力设计院应用一种噪声预测评估软件进行变电站的噪声计算，该软件对新建变电站的方案选择以及已建变电站的工程改造有指导作用 [ 14 ] ；上海交通大学应用有限元分析软件利用I-Deas 软件对电抗器静结构强度和振动模态进行了有限元仿真分析，证明了有限元方法可在产品设计阶段提供非常有价值的数据，使技术人员能及时调整设计方案，避免产品制造完成却未通过昂贵的振动冲击与试验而造成的巨大损失 [ 15 ] ；中国电科院对电抗器噪声做了大量研究，通过，测量站内变压器与电抗器的噪声水平及其频谱特性、衰减特性以及与功率负荷之间的关系，得到电抗器噪声能量集中在中心频率为100 Hz的 倍频带上，与功率负荷关系较小 [ 16 ] ；国外学者也对电抗器噪声进行了积极的研究。2009年，日本研究人员实验发现单相电抗器的振动和磁致伸缩有关，并且水平方向的位移较大，他们在横向增加了一组气隙，采用较大硬度的气隙，使得噪音大大降低 [ 17 ] 。 本文基于有限元法建立了并联电抗器的电磁、结构、声场仿真计算模型，通过时域电磁场分析得到了电抗器铁心与线圈中的磁场分布，在充分考虑了磁场所引起的铁心饼间电磁力以及铁心中产生的磁致伸缩效应和线圈中的电磁力的基础上，通过振动分析得到铁心和线圈表面各节点的振动加速度，并将其作为声场分析的边界条件，最终得到电抗器噪声声场分布情况。本文通过多物理场耦合计算的方法考虑了物理场之间的相互影响，并且通过对变电站内电抗器附近噪声测量值与仿真模型附近计算值的对比分析，验证了有限元模型的可行性，为电抗器噪声预测及降噪措施提供了理论依据及控制方法。
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user: 2. 并联电抗器噪声产生机理 2.1. 磁致伸缩 磁致伸缩指铁磁材料在磁场的作用下发生形变，主要分为自发磁致伸缩和场致磁致伸缩两种。前者是由于材料内部的磁场作用，后者是由于外部施加的磁场作用。 理论上认为铁磁材料由很多磁畴组成，当铁磁材料降温经过其居里点时，本来无序的磁矩变得有序，每个磁畴内部的磁矩都平行排列，可以在显微镜下观察到。在整个材料的范围内，一个磁畴和另一个磁畴的自发磁化强度Ms的方向是不一样的，以确保块体磁化强度为零( )，如图1(a)所示。当施加一个外部磁场时，磁畴开始朝着外部磁场方向移动旋转，如图1(b)和图1(c)所示。当外部磁场足够大时，最后所有的磁畴都延外部磁场方向分布，此时铁磁材料的磁化达到饱和，如图1(d)所示。 为了形象的说明磁致伸缩引起材料尺寸变化的机理，因此我们考虑一个在居里温度以上的内部无应变，可以形象的认为材料由若干个处于无序状态的固体组成，因此处于无序状态的球形固体，如图2中第一行所示。当材料经过居里点变成铁磁体时，在磁畴内出现自发磁化强度，随之产生特定方向的自发磁致伸缩，如图中第二行所示。那么这就是随着铁磁性的产生，由磁矩的有序性引起的自发磁致伸缩。如果材料是各向同性的，磁畴排列在任意方向的几率都是相同的，因此所有方向的应变也是相等的。于是，在这种情况下尽管样品的尺寸发生了变化，其形状却保持不变。 此时延外施磁场方向样片的尺寸增加，这就是所说的场致磁致伸缩，当外部磁场继续增大，该磁场的强度足以使沿磁场方向饱和磁化，最后所有的磁畴方向都沿一个方向，并和磁场方向保持一致，这就是所谓的饱和磁致伸缩，如图第三行所示。外场使场致磁致伸缩择优取向，因此样品形状会有所改变。 对于电抗器铁心叠片来说，磁致伸缩的宏观表现就是：当铁心硅钢片励磁时，硅钢片在沿着磁力线方向的尺寸会增加，而垂直于磁力线方向硅钢片的尺寸会缩小，就是由于这种尺寸的变化使得电抗器铁心随着外加励磁频率的变化而周期性的振动。为了表示这种硅钢片磁致伸缩的大小，人们通常习惯用符号 来表示，其大小为硅钢片在励磁时硅钢片片长的增量与硅钢片片长的比值，其表达式为(以 方向为例)： 图1. 磁畴的运动。(a)退磁；(b)磁畴移动；(c)磁畴选择；(d)饱和 图2. 磁致伸缩引起的尺寸变化 (2-1) 式中， 是沿 方向的磁致伸缩率，无单位纲量； 为磁性材料沿 方向的长度，单位m； 为磁性材料 方向增量，单位m。 2.2. 噪声产生机理 高压并联电抗器噪声主要由四方面原因产生：铁心饼间麦克斯韦力引起振动以及铁心磁致伸缩振动、绕组电磁力引起振动及冷却风扇运转。其中，铁心和绕组噪声是电抗器噪声的主要部分，而冷却风扇噪声相对较小。电抗器铁心的磁致伸缩引起振动从而产生噪声的过程与变压器相同，但电抗器磁通密度较低，一般约1.4特斯拉(T)，较变压器磁通密度小，由此铁心振动引起的噪声相对较小。 磁致伸缩是变压器铁心磁化时的固有特性，硅钢片铁心的磁致伸缩是非线性的。变压器铁心磁致伸缩特性可用张量形式的压磁方程表示 (2-2) (2-3) 式中， 、 、 分别为常磁场下弹性常数，磁致伸缩系数和常应力条件下的磁导率； 、 分别表示应变和应力的张量分量； 、 分别为磁感应强度和磁场矢量分量。 高压并联电抗器铁心分析系统的总能量包含应变能、磁能、磁致伸缩能、外力的位能和电流的位能。根据本构关系式(2)，可得到分析系统的能量泛函 (2-4) 根据压磁方程式，磁场作用引起的铁心应变为 (2-5) 忽略硅钢铁心的剪应变，耦合系数 。 ， 分别由取向硅钢片磁致伸缩特性曲线插值得到。叠片铁心除了搭迭处，铁心中z方向的磁通很小，绝大部分可忽略z方向的磁致伸缩作用。为计算铁心搭迭处磁–机械振动问题建立精确的三维数值模型，取 来表示硅钢片铁心厚度方向的磁致伸缩特性。 为泊松比。 由此得到高压并联电抗器的磁致伸缩能即 (2-6) 式中， ，E为杨氏模型。 基于变分原理对能量泛函做单元离散化处理，将泛函的变分问题转化为多元函数求极值问题，由此形成整体磁—机械强耦合有限元方程组 (2-7) 式中，M和K分别为磁弹性系数矩阵和机械弹性系数矩阵；C，D为磁-机械的耦合作用矩阵，足 ，其中D表示机械振动对磁场分布的影响矩阵，C表示磁场对铁心振动的贡献矩阵。 对并联电抗器铁心进行磁-机械耦合分析的主要目的是研究铁心磁致伸缩对铁心振动噪声的影响以及如何正确计算电力变压器产品的噪声大小和分布情况。由磁致伸缩和电磁力作用引起的铁心振动和电磁力作用引起的绕组振动作为噪声的总能量来源。依据计算声学基本原理，铁心和绕组每个与空气介质接触的面都独立地辐射噪声，它们表面或叠片方向侧面上每个单元位移以时间空间分布的 ， ， 表示，辐射声源总能量等于单元对应振动速度 ， ， 的机械振动能量总和。铁心和绕组振动辐射的声能源为 (2-8) 式中，W——总辐射噪声声功率； ——声传播介质的特性阻抗，并联电抗器周围介质为空气，即是 ； ——铁心或绕组i面的声辐射系数，与铁心或绕组面的高度、宽度等因素有关； ——铁心或绕组与空气介质接触面振动的时间空间均方速度； ——铁心或绕组与周围介质交界面的面积。 根据声源方程得到振动声辐射总能量后，可根据标准声压方程计算铁心周围声压级的大小和分布。
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user: 3. 并联电抗器振动噪声理论计算与仿真建模 3.1. 并联电抗器振动噪声计算 利用有限元软件COMSOL5.2进行建模分析的流程如图3所示。COMSOL5.2中有大量可以相互耦合的物理场模块，包括电磁场模块、结构力学模块、声场模块、化学工程模块、传热模块等，能够满足仿真计算的需要。 图3. 有限元分析流程 本文基于COMSOL5.2对单相电抗器进行建模分析，并对电抗器铁心和绕组进行简化建模。由于电动力导致的硅钢片片间振动产生的噪声相对于磁致伸缩产生的噪声可以忽略，因此预计铁心结构的简化对仿真结果的影响很小。同时考虑实际情况中铁心的结构对涡流的抑制作用，以及求解的收敛性，适当减小了铁心材料的导电率。考虑仿真软件对绕组方向的判定，为避免出现绕组轴向长度小于辐向直径的情况，适当减小了绕组轴向的尺寸，由于模型几何结构的高度对称性，预计改动对结果造成的影响很小。考虑到网格划分过密将导致计算时间过长以及迭代求解的收敛性降低，将铁心简化为如图4所示。 本文在求解器的设置中选择多物理场全耦合求解的计算方式，线性求解器采用直接法求解，设置仿真计算的时间为0~0.02 s，设置步长为0.0002 s。由于本仿真研究涉及三个物理场耦合，收敛条件苛刻，因此增大迭代次数的限制。直接求解方法中采用MUMPS求解器，模型剖分结果如图5所示。 仿真得到某一时刻铁心与绕组的磁通密度的分布如图6所示以及铁心中心切面的磁通密度的分布和方向如图7所示。根据每一时刻铁心和绕组的磁通密度的分布可知，心柱上的磁通密度要高于旁柱上的磁通密度，且绕组上的磁通密度较低，这是因为相对于铁心饼，旁轭中没有气隙，相对于上下轭，旁轭尺寸更大，在旁轭的磁路中大部分区域不必改变磁场走向。磁感应强度分分布规律也是很合理的。铁心两个内框边角处的磁通密度较高，铁心外框边角处的磁通密度较低，这是由于铁心内框和外框的磁路长度不同所造成的，也是铁心噪声中存在高次谐波的原因。 旁轭中的磁路沿磁场方向分量的均值在1.48 T左右，铁心饼中的磁场沿磁路方向分量的均值在1.25 T左右，这样的结果与实际电抗器的运行状态是一致的。 计算得到电抗器铁心表面的应力分布如图8所示，以及形变分布如图9所示。由图可以看出铁心旁轭的形变量较大，且越靠近旁轭中间位置，形变量越大，铁心上表面和下表面以及铁心饼间的形变很小，这是是因为在实际变电站内，电抗器铁心底部和顶部会被固定住，所以在仿真过程边界条件的设定中将铁心顶部和底部作为固定约束来约束了。 通过结构力场与声场的耦合计算，得到了电抗器噪声的X-Z切面声场分布云图以及Y-Z切面声场分布云图分别如图10所示。 图4. 单相铁心电抗器仿真几何模型 图5. 剖分之后的模型图 图6. 铁心及绕组磁通密度分布 图7. 铁心中心切面的磁通密度分布和方向 图8. 铁心应力分布（ ） 图9. 铁心总位移云图（ ） 由图可知，由于铁心底部形变很小，故可以看出底部声压较其余位置较低。并且单相电抗器心柱轴线上的声压要略大于旁轭附近声压。 3.2. 实测对比分析 将所取点的声压换算为声压级并与现场实际侧量对应位置的测量噪声声压级进行对比，并绘制出了单相铁心电抗器仿真结果的声压级衰减特性与实测电抗器声压级衰减特性比对图。图11为仿真与实测声压级衰减特性比对图。 图10. X-Z切面声压分布云图（ ） 图11. 电抗器仿真与实测声压级衰减特性比对图 上述结果表明高压并联电抗器附近噪声声场仿真结果与实测结果有一些偏差，但基本上时吻合的，最大误差不超过15%，证实了多物理耦合分析方法可用于并联电抗器噪声的预估。
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user: 4. 结论 基于有限元法建立了并联电抗器的电磁、结构、声场仿真计算模型，通过时域电磁场分析得到了电抗器铁心与线圈中的磁场分布，将磁场所引起的铁心饼和线圈中的电磁力以及铁心中产生的磁致伸缩效应作为激励施加给铁心和线圈，通过振动分析得到铁心和线圈表面各节点的振动加速度，并将其作为声场分析的边界条件，最终得到电抗器噪声声场分布情况。将仿真结果与实测值进行对比分析，最大误差不超过15%，验证了有限元模型的可行性。
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user: 摘 要 经济的飞速发展离不开电力，而大量变电站的投运所带来的能源消耗问题越来越受到重视，评估变电站的运行管理的能效，从而提高变电站能效水平，对于实现绿色环保变电站的建设意义重大。本文通过对内蒙古东部地区现有的110 kV通用设计变电站的实地调查和测量统计，研究变电站的运行管理方法和电力设备的用能特点，采集反应变电站能耗的相关数据，提出能效评估的指标体系，结合国家行业标准，确定基于层次分析法的各因子在变电站能效中的权重，最后利用模糊评判法对110 kV通用设计变电站能效进行综合评定，从而得到完整的能效评估体系。利用实际测量的变电站能效数据对模型进行验证，证明了其可行性，为110 kV通用设计变电站的能效优化提供了指导。 关键词 :通用设计变电站，层次分析法，能效评估，运行管理
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user: 1. 引言 随着我国经济的发展，电力作为能源必不可少，变电站作为电力传输的纽带，发挥着不可忽视的作用。近年来我国有越来越多的变电站投运，而变电站的能源消耗的评估与节能问题愈来愈显的重要。 目前在变电站节能设计或评估方面，国外学者首先注意的是变电站部件的发明创新或技术性改造，Nagel W. D.通过研究非晶态铁芯变压器技术 [ 1 ] 的发展，对比其与传统的高效率硅钢变压器，发现非晶态铁芯变压器在效率和电能损失方面优于传统变压器。Y. Hsu运用启发式算法 [ 2 ] 对变电站馈线和分段开关进行了规划，达到节能降耗的目的。Van Bajsic提出了一种无需辅助能源供应热水变电站 [ 3 ] 的数值模拟的数学模型，目的在于减少能源消耗，优化热水器、热水服务。刘海忠 [ 4 ] 通过对合理选择光源、灯具、照明标准值以及照明控制方式等方面的探讨，结合变电站工程实际情况浅述了相应的措施以期更好地实施变电站的绿色照明。华北电力大学的李少勤对变电站建设项目的节能评估体系进行了研究，提出了变电站节能建设评估指标。 然而虽然国内外对节能技术研究日益加深，但很多指标不能量化，仍然缺乏完整有效的变电站能效评估体系，即难以对变电站电力设备及其运行管理方法给予较为全面准确的能效评估。 本文拟对110 kV通用设计变电站的主要能耗的电力设备和其运行管理方法进行深入分析，研究其耗能特点并且实地调查和采集相关数据，运用层次分析法 [ 5 ] 建立变电站能效评估模型，并且对110 kV通用设计变电站的能效优化做出一定的指导。
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user: 2. 变电站能效管理现状及特点 110 kV变电站作为联系电力产业链的核心环节，担任着电力传输的重要的角色，是实现节能减排的效益的重要载体。变电站在节能减排中发挥着不可忽视的作用，目前我国变电站能效管理中所存在的主要问题有以下几个方面。 2.1. 设备发热量大 变电站内有大量的电力设备，主变压器、电抗器和电容器等的损耗。其中变压器损耗是变电站电耗的最主要组成部分，它主要包括变压器铁芯中的铁损(固定损耗)和变压器绕组电阻上的铜耗(可变损耗)。电抗器主要作用是吸收无功功率限制电压升高，提高输电能力。电抗器因能抵抗电流的变化，也被用来限制电力系统的短路电流。电抗器损耗是固定损耗，与运行电压有关。电容器的主要作用是为电力系统提供无功功率，提高电力系统运行的稳定性，达到节约电能的目的，电容器的损耗和其容量及运行时间都有关系。 2.2. 站用电量大 站用电是指变电站内为保证设备正常工作和电网安全可靠的用电负荷，主要是辅助生产设施及附属生产设施耗电，分为照明系统、暖通系统、生产系统、给排水系统、生活办公用电等，包括有主变冷却器、风机、空调、照明灯、水泵等设备。站用电水平不仅与变电站电压等级、规模及自动化程度有关，也与其节能管理制度和运行管理方法有关。 2.3. 站用水量问题 变电站用水主要为生活用水、消防用水及不可预见用水。生活用水为站内值守人员用水，变电站值守人员数量由变电站规模、项目所在地经济水平等因素决定，很多变电站给水系统以及用水设备问题，造成水资源浪费。 2.4. 节能管理问题 据调查，许多变电站的站用电量统计 [ 6 ] 都是在站用电出口处安装功率表，并通过自动化装置将表的读数传到控制室内，工作人员每月将数据读取一次，我国在这方面的管理存在着一些问题，主要是：  站用电量表计的安装点较少。目前，大部分变电站的站用电量表计只是安装在站用电进线所接变压器的低压侧，对站用电量的计量只是停留在总用电量的层面，没有细化到可以去分析主要的耗电量的位置，并及时做出节能优化。  在节能减排工作上，大部分只是停留在口头宣传上，缺少进行系统的节能基础数据的统计、形成节能评价指标体系和进行严格有效的节能绩效考核；应把节能管理看成一个系统的科学体系，要将节能管理规范化、制度化，有效的节能管理需要做到有步骤、有可执行性的以节水、节油、节电为重点的工作。  虽然各个变电站都进行了一定的节能技术改进，比如进行节能灯更换等，但对于各个变电站都还有很大的节能潜力，应对变电站的运行规律和设备情况进行调研分析，进行节能分析和可行有效的节能技术改造。  缺少对变电站站用电结构的系统认识。以往站用电量的考核及指标的下达，只是根据之前的历史数据确定下一年的指标，即使提出要降低站用电量也是在以前站用电量的基础下降一定的比例，由于缺少对变电站站用电结构的系统的认识，以前下达站用电量的指标是否合理也没有一个科学合理的评价标准。
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user: 3. 指标体系的建立 3.1. 指标体系构建原则 变电站能效指标体系是由一系列能全面反映被评价对象本质属性或特征的指标构成，是对研究对象进行评价的前提和基础。指标体系的合理性和全面性直接影响评价结果的准确性。 能效指标体系应能真实、全面地反映配电网的能效水平；指标体系的构建应考虑不同地区配电网结构客观存在的差异，确保评价结果的合理性和可比较性#多角度综合考虑，深入分析已有相关标准规范，确保指标体系的完整和均衡指标体系还应具备开放性和先进性，以适应被评价对象的发展趋势。 本文建立的指标体系涵盖了变电站主变压器损耗、电抗器损耗、电容器损耗以及站用电量大小，保证了指标的全面性；除此之外，对于这些变电站的客观条件之外，还加入了主观条件，就是节能管理方法，更加提升了指标的合理性。 3.2. 指标体系构建 依据AHP原理分层建立变电站能效评估指标体系，指标层从上到下分别为O = {变电站能效水平}，A = {电力设备能效，站用电能效，站用水能效，管理节能指标}，接下来就是包含各单项指标的B层，按照指标对总体能效水平方向的影响，可将指标分为正向指标和逆向指标。指标值越大，能效水平越高，即为正向指标，如空调能效水平；指标值越大，能效水平越低，即为逆向指标，如变压器损耗等。 参考资料文献 [ 7 ] 及国家相关标准和设计规范 [ 8 ] ，综合以上原则建立的变电站能效指标体系见图1。 图1. 变电站能效评估指标体系
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user: 4. 评估模型的建立 4.1. 层次分析法AHP的原理及特点 AHP [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] 就是把所要研究的复杂问题看作一个大系统，通过对系统的多个因素的分析，划出各因素间相互联系的有序层次；再请专家对每一层次的各因素进行较为客观的判断后，相应给出相对重要性的定量表示；进而建立数学模型，计算出每一层次全部因素的相对重要性的权值，并加以排序；最后根据排序结果进行规划决策和选择解决问题的措施。 特点：充分利用人们的经验和决策，采用相对标度对定量与不可定量进行统一测度，实现定性和定量的统一，直观反映决策结果。 4.2. 一般的AHP建模  建立递阶层次的结构模型 首先要把问题层次化，构造出一个有层次的结构模型，如图2。 最高层：分析问题的预定目标，目标指数。 中间层：准则层，包含了为实现目标所涉及的中间环节，它可以有若干个层次组成，包括所需要考虑的准则、子规则。 最底层：措施层和方案层，这一层次包括了为实现目标可供选择的各种措施、决策方案。  构造判断矩阵 由于某因子在该因素中所占的比重不易量化造成权重不好确定，从而采用判断， 各因素两两之间相互比较，引用数字1~9及其倒数作为标度，如表1。  层次单排序及一致性检验 判断矩阵A对应于最大特征值 的特征向量W，经归一化后即为同一层次相应 图2. 层次分析法结构框图 Table 1 Assignment standard of elements in the judgment matri 定义 定义 1 A i 和A j 同等重要 2 介于同等与略微重要之间 3 A i 较A j 略微重要 4 介于略微与明显重要之间 5 A i 较A j 明显重要 6 介于明显与十分明显重要之间 7 A i 较A j 十分明显重要 8 介于十分明显与绝对重要之间 9 A i 较A j 绝对重要 表1. 判断矩阵中元素的赋值标准 因素对于上一层次某因素相对重要性的排序权值，这一过程称为层次单排序。如果比较结果是前后完全一致的，则矩阵A的元素还应当满足： (1) n阶正互反矩阵A为一致矩阵，当且仅当其最大特征根 ；当A在一致性上存在误差时必有 ，并且，误差越大， 的值越大。判断步骤： 1) 计算一致性指标CI (2) 查找相应的平均随机一致性指标RI，如表2。 RI的值是这样得到的，用随机方法构造500个样本矩阵：随机地从1~9及其倒数中抽取数字构造正互反矩阵，求得最大特征根的平均值 ，并定义 (3) 2) 计算一致性比例CR (4) 当 时，认为判断矩阵的一致性是可以接受的，否则应对判断矩阵作适当修正。 3) 层次总排序及一致性检验 最终要得到各元素尤其是最低层中各方案对于目标的排序权重，从而进行方案选择。总排序权重要自上而下地将单准则下的权重进行合成。 4.3. 指标状态值 指标原始值与对应基准值的比，即为指标状态值 [ 12 ] 。若指标为正向指标，指标状态值为： (5) 式中： 为第 项评价指标原始值； 为第 项评价指标基准值 若指标为逆向指标，指标状态值为： (6) Table 2 The different value of RI with different n 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 RI 0 0 0.58 0.90 1.12 1.24 1.32 1.41 1.45 1.49 1.52 表2. 矩阵阶数n不同时对应的RI值 4.4. 综合权重 关于综合评价模型，对于变电站评估的多指标评价问题，有很多评价的模糊算子可用于将多个指标值“合成”为一个整体性的综合评价值，常见的有主要素确定、主要素突出、不均衡平均和加权平均等。针对本文研究，在变电站中存在着多项能效评估指标，并且有些指标间的联系不大，比如设备损耗与变电站运行管理方法，所以综合评价的模糊算子必须要兼顾各元素权重的大小，这样才能体现变电站能效评估的整体特征，而这些模糊评价算子中，只有加权平均型是比较合乎要求的，故本文选择加权平均型进行整体指标的优化综合。 令由AHP计算得到最底层各指标对于总目标的层次总排序权重为 ，各指标状态值为 ，则最后的综合权重为： (7)
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user: 5. 实例分析 5.1. 各项指标的实际分析  对于B1电抗器能耗，电抗器能耗理论计算方法参照《电力系统设计手册》，计算公式如下： 式中： ——电抗器额定电压下的功率损耗(kW)，T——电抗器运行时间(h)  对于B2变压器能耗理论计算方法参照《电力系统设计手册》 [ 1 ] ，计算公式如下： (8) 式中： ——变压器空载损耗(kW)，T——变压器运行时间(h) ——变压器负载损耗(kW)，S——变压器运行容量(MVA) Se——变压器额定容量(MVA)，τ——最大负荷损耗小时数(h)  对于B3电容器损耗，电容器能耗理论计算方法参照《电力系统设计手册》，计算公式如下： (9) 式中：Q c ——电容器容量(kW)，T——电容器运行时间(h)  对于B4照明系统能效 照明系统能效 = 节能灯具占比 + 照明节能控制覆盖率 (10) 节能灯具占比指变电站节能灯具功率与变电站照明总功率的比率，单位为%。节能灯具为国家认可的光效高的、节能型光源，如用紧凑型、细管径荧光灯等，LED灯，螺旋管或U形管节能灯等。照明节能控制覆盖率是指照明节能控制覆盖面积与变电站总面积的比率，单位为%。照明节能控制覆盖面积是指采用了时控、声控、红外线控制等照明控制手段的灯具的照明面积。照明系统指标为正向型指标，指标值越大代表变电站照明系统节能效果越好。  对于B5冷却系统能效 旨在评价变电站冷却系统耗能大小以及单位变电站容量下冷却系统的能耗水平，所以在本节能指标体系中定义冷却系统能效指标的计算方法如下，单位为kW/MW。 (11) 其中n为冷却系统用电设备的数量； 为第i台冷却系统用电设备的额定功率； 为变电站的容量大小。  对于B6空调系统能效 在站用电节能指标体系中空调系统能效指标旨在评价变电站空调系统耗能水平，从空调机组的能效等级等方面进行评价，所以在本节能指标体系中定义照明空调系统指标的计算方法如下： (12) 其中n为变电站空调数量； 为第i台空调机组的能效等级，可为1， 2， 3， 4， 5。  对于B7站用水量 一般的110 kV变电站都是无人值守的，但是在实地调查中发现，为保证电网安全，有些变电站是有人在看守的，有一定的生活用水，其用水量和值守人员的数量成正比。消防用水量的计算主要是主控楼和主变消防用水。根据GB50229-2006《火力发电厂与变电站设计防火规范》，主控楼体积不超过3000 m 3 ，可不设消防用水。主变消防可设置泡沫喷雾或水喷雾，如果设置水喷雾，流量为80 L/s~120 L/s，灭火时间0.4 h，室外消防栓10 L/s，灭火时间2 h。不可预见用水量较小，一般需依据工程规模估算。  对于B8、B9、B10，调研发现，很多变电站并没有成文的规定，稍微先进的变电站有节能经验的积累，但是对于节能管理制度的建立与发展，还基本上是一片空白。 5.2. 综合权重的确定 准则层元素对于目标层元素的重要程度两两进行对比，构建A对B j 的判断矩阵，见表3。 用yaahp软件计算指标权重分析如下： 用yaahp软件计算一级指标的权重，得出结果为： ，最大特征值为 ，一致性检验为0.0043，小于0.1，符合要求，三个指标对总目标的权重为1.000。 同理对A 2 进行判断矩阵的列写并利用yaahp软件计算指标权重，最终得出一级指标权重为
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user: 6. 总结 通过对以上的实验数据分析及变电站用能特点的研究发现，变电站设备的能源损耗在能效评估中占着较大的比重，用水及运行管理方法所占比重较小；而在实际中变电站的运行中，变电站的设备损耗确实是其主要原因，在用水方面，现在很多变电站建设越来越规范，甚至无人值守，水量损耗因素确实比较小，对于变电站的运行管理，由于在一年中，用电调度范围较小，其节能管理考虑甚微；综合看来， Table 3 The judgment matrix of Bj to A A 1 B 1 B 2 B 3 B 1 1 B 2 6 1 4 B 3 2 1 表3. B j 对A 1 的判断矩阵 本文所建立的变电站能效评估模型在一定程度上和实际情况相验证，对于直观反应变电站能效水平提供了参考。
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user: 摘 要 在《太阳能集热器热性能试验方法》GB/T 4271的基础上，结合对两台不同类型的中温真空管型太阳能集热器的测试数据，提出了中温太阳能集热器的热性能测试方法的建议，给出了中温太阳能集热器的热性能结果表达方式，可以用于指导中温太阳能集热器热性能的测试。 关键词 :中温太阳能集热器，热性能
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user: 1. 引言 随着我国太阳能热利用产业的快速发展，太阳能热利用已经由低温应用向中高温领域拓展。目前，已有不少企业和科研单位在研究开发、生产工作温度在100℃以上的中温太阳能集热器，并且已经有相当数量的中温太阳能集热器应用在空调、工业系统工程中。中温太阳能集热器的热性能与系统的性能密切相关，因此评价中温太阳能集热器热性能就显得非常重要。目前国内关于太阳能集热器热性能测试所用的标准为《太阳能集热器热性能试验方法》GB/T 4271 [ 1 ] ，该标准规定了平板集热器的最高进口温度不高于70℃，真空管集热器的最高进口温度比环境温度高40℃，由于中温太阳能集热器的工作温度均高于100℃，本文将在GB/T 4271 [ 1 ] 基础上，参照新修订的国际标准ISO 9806:2013 [ 2 ] ，结合国家太阳能热水器质量监督检验中心(北京)的测试经验，给出一种可以准确测试中温集热器热性能的方法。
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user: 3. 中温太阳能集热器热性能测试数据分析 选取热管式真空管型中温太阳能集热器和U形管式真空管型中温太阳能集热器作为研究对象。 3.1. 热管式真空管型中温太阳能集热器 选择的热管式真空管型中温太阳能集热器规格为Φ100 × 2000 × 6，集热器采光面积为1.20 m 2 ，集热器总面积为1.58 m 2 。 该集热器共测试8个工况，其中1~5工况满足GB/T 4271 [ 1 ] 要求，进口温度控制在22.6℃~71.7℃之间，均匀选取5个测试点，此外还进行了3个工况的测试，集热器进口温度分别为86.5℃、100.6℃和126.1℃。 按照GB/T 4271 [ 1 ] 的规定，分别使用一次拟合和二次拟合方法得出太阳能集热器的热性能效率曲线，如图1所示。 一次拟合效率方程为： (9) 二次拟合效率方程为： (10) 将测试工况点带入方程9和10，并与实测值进行比较，得到图2。 从图1和图2可以看出，按照GB/T 4271标准规定工况计算，一次拟合和二次拟合效率曲线拟合程度R 2 均较好，两种拟合方法集热效率计算值与实测值偏差较小，可以准确的表达中温太阳能集热器热性能。 对全部测试数据，分别使用一次拟合和二次拟合方法得出太阳能集热器的热性能效率曲线，如图3所示。 一次拟合效率方程为： (11) 二次拟合效率方程为： (12) 将测试工况点带入方程11和12，并与实测值进行比较，得到图4。 图1. 按GB/T 4271规定工况拟合热管式真空管型太阳能集热器效率曲线图 图2. 按GB/T 4271规定工况计算热管式真空管型太阳能集热器效率偏差 图3. 热管式真空管型中温太阳能集热器曲线图 图4. 热管式真空管型中温太阳能集热器效率与测试值偏差 从图3和图4可以看出，二次拟合效率曲线的拟合程度R 2 大于一次拟合曲线，一次拟合的计算结果与实测值偏差最大为9.5%，二次拟合的计算结果与实测值的最大偏差为6.7%，明显小于一次拟合计算结果予实测值的偏差，以上分析表明，对于热管式真空管型中温太阳能集热器应采用二次拟合的处理方法来获得中温太阳能集热器热性能效率曲线。 3.2. U形管式真空管型中温太阳能集热器 选择的U形管式真空管型中温太阳能集热器规格为Φ58 × 1800 × 16，集热器采光面积为1.58 m 2 ，集热器总面积为2.20 m 2 。 该集热器共测试8个工况，其中1~4工况满足GB/T 4271 [ 1 ] 要求，进口温度控制在7.2℃~57.7℃之间，均匀选取4个测试点，此外还进行了4个工况的测试，集热器进口温度分别为71.6℃、86.6℃、100.1℃和117.7℃。 按照GB/T 4271 [ 1 ] 的规定，分别使用一次拟合和二次拟合方法得出太阳能集热器的热性能效率曲线，如图5所示。 一次拟合效率方程为： (13) 二次拟合效率方程为： (14) 将测试工况点带入方程13和14，并与实测值进行比较，得到图6。 从图5和图6可以看出，按照GB/T 4271标准规定工况计算，一次拟合和二次拟合效率曲线拟合程度R 2 均为1，两种拟合方法计算值与实测值偏差较小，在GB/T 4271 [ 1 ] 规定的工况下，两种方法均可以准确的表示集热器热性能。 对全部测试数据，分别使用一次拟合和二次拟合方法得出太阳能集热器的热性能效率曲线，如图7所示。 一次拟合效率方程为： (15) 二次拟合效率方程为： (16) 将测试工况点带入方程15和16，并与实测值进行比较，得到图8。 从图7和图8可以看出，二次拟合效率曲线的拟合程度R 2 大于一次拟合曲线，一次拟合的计算结果与实测值最大偏差为9.1%，二次拟合的计算结果与实测值的最大偏差为3.9%，明显小于一次拟合偏差，以上分析表明，对于U形管式真空管型中温太阳能集热器应采用二次拟合的方法来获得中温太阳能集热器热性能效率曲线。
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user: 4. 结论 通过以上的实验数据分析表明，在GB/T 4271 [ 1 ] 的基础上，做如下调整可以用于中温集热器的热性能测试和评价，具体为： 1) 中温太阳能集热器测试至少五个工况，其中测试进口温度大于100℃的工况应不少于两个； 2) 采用二次拟合的方式对中温集热器的热效率测试值进行拟合。 图5. 按GB/T 4271规定工况拟合的U形管真空管型中温太阳能集热器效率曲线图 图6. 按GB/T 4271规定工况计算U形管真空管型中温太阳能集热器效率偏差 图7. U形管式真空管型中温太阳能集热器曲线图 图8. U形管式真空管型中温太阳能集热器效率与测试值偏差 本次试验的对象是热管式真空管型中温太阳能集热器和U形管真空管型中温太阳能集热器，是否适用于其他类型的中温太阳能集热器还需要进一步验证。
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user: 摘 要 目的：甲状旁腺激素(parathyroid hormone， PTH)，是甲状旁腺主细胞分泌的碱性单链多肽类激素，在慢性肾病的并发症发病中日益显示其重要性。通过检测本肾病中心599例慢性肾病患者的PTH值，探讨不同阶段的慢性肾病PTH异常率的差异，并分析性别和年龄是否影响慢性肾病患者的PTH值。方法：利用化学发光免疫夹心法检测PTH浓度。结果：统计结果显示尿毒症患者组的PTH异常率显著高于非尿毒症患者组(P = 0.02)；男性尿毒症患者的PTH异常率明显高于女性尿毒症患者(P = 0.007)；尤其值得注意的是，无论是尿毒症组还是非尿毒症组，年龄 ≥ 50的慢性肾病患者PTH异常率比年龄 < 50的患者低，且在非尿毒症组具有显著性差异(P = 0.006)。结论：PTH异常与慢性肾脏病的恶化明显相关，年龄因素参与慢性肾病患者PTH调控的机理有待进一步阐明。 关键词 :甲状旁腺激素，慢性肾脏病，尿毒症
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user: 1. 引言 慢性肾脏病(chronic kidney disease， CKD)具有的四高(发病率高、住院率高、死亡率高和治疗费用高)特点，已成为危害全世界公共卫生健康的重大疾病 [ 1 ] 。我国目前有1.3亿慢性肾病患者，若没有得到及时治疗或坚持动态监测和治疗，将会不可避免出现肾脏功能的下降，而肾脏功能下降到一定的程度便会发展为尿毒症，只能寻求透析和换肾来维持生命。慢性肾脏病患者普遍存在钙磷代谢紊乱，导致高磷血症，高磷血症除了引发慢性肾脏病患者常见的并发症继发性甲状旁腺功能亢进、肾性骨营养不良、VD代谢功能障碍；还会加重血管钙化，是增加终末期肾脏病患者发生心脑血管疾病及病死率增高的独立因素和重要因素 [ 2 ] 。慢性肾病最重要的激素失平衡为高甲状旁腺素(PTH)血症，PTH是由甲状旁腺主细胞合成并分泌的激素类型，其结构为由84个氨基酸组合而成的单链多肽分子，其主要功能是调节钙、磷代谢，使血钙升高，血磷降低，主要作用于骨骼、肾脏等靶组织 [ 2 ] 。甲状旁腺素增高对慢性肾功能衰竭患者造成的不良影响可涉及全身的各个系统，如皮肤瘙痒、周围神经改变、肾性骨病、异位钙化等。同时甲状旁腺素对中性粒细胞和淋巴细胞的损伤可导致慢性肾功能衰竭患者免疫功能下降，甲状旁腺素还对红细胞的生成有抑制作用，可加重尿毒症患者的贫血。因此，甲状旁腺素是引起慢性肾功能衰竭患者出现临床症状的重要毒性物质，其增高是引起慢性肾功能不全患者多脏器功能损害的重要原因之一 [ 3 ] 。本研究对不同严重程度的慢性肾病患者的PTH进行测定，并统计不同性别和不同年龄段患者PTH的异常发生率，旨在探讨慢性肾病患者PTH的相关危险因素。