DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 2. 水环境中PPCPs污染现状 PPCPs主要通过以下两条途径进入水环境 [ 6 ] [ 7 ] ：一是含有较高浓度PPCPs的医疗废水、工业废水和市政生活污水等经过污水处理厂的不完全去除后排入湖泊河流等自然水体；二是农业、畜牧业、水产养殖、以及人类水上娱乐活动等直接或间接排入水体中。目前，国内外在地表水、地下水、饮用水中均已检测出不同水平的PPCPs残留。 国外一些发达国家对相关研究开展较早。研究显示，在地表自然水体和市政污水中，PPCPs类污染物多以ng/L至μg/L的水平赋存，其中污水中往往具有更高的浓度 [ 8 ] [ 9 ] 。值得关注的是，在饮用水中也已有大量PPCPs被检出。Subedi等在纽约斯卡尼阿特勒斯湖附近的自来水中检测出了8种PPCPs类有机物，其中双酚A的浓度最高达421 ng/L [ 10 ] 。 近年来，我国对水中PPCPs污染也已开展了大量的研究 [ 11 ] 。目前已有上百种PPCPs在我国地表水体中被检出，其中抗生素类检出浓度较高，珠江流域和辽河流域污染较为严重 [ 12 ] 。在我国自来水中亦有PPCPs类污染物检出。Cai等在北京的自来水检测了14种PPCPs类有机物，其中检出浓度最高的是卡马西平(38.24 ng/L)，其余的物质均小于5 ng/L [ 13 ] 。
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user: 3. 水中PPCPs去除技术 基于PPCPs在水环境中广泛存在且具有较低的生物效应浓度，目前已有大量针对水体中PPCPs去除方法的研究。常用的水中PPCPs去除方法可分为物理法、化学法和生物法三大类。 3.1. 物理法 物理法通过将污染物从水相中分离到其他相而净化水质。目前水中PPCPs的物理去除技术主要包括了混凝絮凝、气浮、沉淀、吸附、过滤等。物理法通常操作简单，成本低廉且运行稳定，在国内外的污水及给水处理中的应用广泛。但是物理分离对水中PPCPs的去除效果受污染物本身的理化性质和污水水质影响较大。采用混凝絮凝、气浮、沉淀等处理工艺对水中PPCPs有一定的去除作用，但往往效率较低，不能满足水质要求。如混凝和絮凝法对麝香类有机物的去除率大约在77.7%~83.4%，而对其他的PPCPs类有机物的降解率均不超过25%，尤其是对碘普罗胺几乎没有去除作用 [ 14 ] [ 15 ] 。李淞等研究表明，混凝沉淀、砂滤、澄清不能有效去除给水系统中的PPCPs [ 16 ] 。 吸附法对水中有机污染物的去除有较好的效果。一些研究表明，多孔材料吸附可以有效去除水中PPCPs，且不产生副产物 [ 17 ] 。但仅通过物理吸附作用有时处理效率较低，且吸附效果受吸附剂性质、投加量，水体pH、水温以及水中其它共存化合物的影响较大 [ 18 ] 。此外，吸附饱和以后吸附剂需要再生处理，增加了处理工序和成本。 膜过滤技术对水中PPCPs也有较好的去除作用。常规的膜过滤处理包括微滤、超滤、纳滤、反渗透等。其中，微滤和超滤由于膜孔径相对较大，对水中的PPCPs截留效率较低，而反渗透技术能较好地去除水中的PPCPs [ 19 ] 。然而反渗透处理成本较高，且存在膜污染等问题。 3.2. 化学法 化学法主要利用氧化或还原作用将水中的污染物降解转化。目前，对水中PPCPs的化学去除技术常采用氧化性药剂氧化或通过生成高活性自由基的高级氧化技术(Advanced oxidation processes， AOPs)处理 [ 20 ] 。常用的氧化剂有高锰酸钾、过氧化氢(H 2 O 2 )、高铁酸盐、氯、二氧化氯和臭氧(O 3 )等 [ 21 ] 。其中，研究臭氧氧化去除水中PPCPs报道较多。臭氧是一种强氧化剂，可通过空气或氧气制备，操作简便，被广泛用于消毒和有机污染物降解处理。臭氧作用机理主要分为直接氧化作用和间接氧化作用。在水体pH较小时，臭氧主要通过臭氧分子与PPCPs类污染物发生直接氧化作用。在碱性水体中，臭氧可分解生成羟基自由基(HO•)，HO•是一种比臭氧氧化性更高的活性基团，对PPCPs类污染物具有更好的降解性能。然而臭氧氧化的选择性和生成溴酸根等潜在有害副产物限制了臭氧在水中PPCPs污染控制中的实际应用 [ 22 ] [ 23 ] 。 相较于传统的氧化药剂，AOPs通过生成HO•等活性基团，对水中PPCPs去除往往具有更好的效果。常见的高级氧化技术包括催化臭氧氧化、O 3 /H 2 O 2 、UV/O 3 、UV/H 2 O 2 、电化学、芬顿(Fenton)、光催化等技术。催化臭氧氧化、O 3 /H 2 O 2 和UV/O 3 等是对传统臭氧氧化技术的改进，通过添加催化剂、光源或投加H 2 O 2 促进臭氧分解生成HO•，从而提高对污染物的去除效率。Sui等研究表明，碳纳米管负载锰氧化物催化臭氧化体系比单独臭氧对环丙沙星有更好的降解矿化效果，HO•生成量的提高是主要的作用机制 [ 24 ] 。Ikehata等研究发现在臭氧体系中添加适量的过氧化氢能显著提高PPCPs类污染物的处理效率 [ 25 ] 。秦伟伟等研究发现采用UV/O 3 方法处理黄连素制药废水后，水体的可生化性大大提高 [ 26 ] 。 电化学技术可通过阳极氧化、阴极间接氧化以及阴极还原作用实现PPCPs类污染物的降解去除。电化学反应体系中，阳极区域可生成HO•使有机污染物转化为小分子物质或者直接矿化为CO 2 和H 2 O [ 27 ] 。在外界供氧条件下，氧气可在阴极还原生成H 2 O 2 ，从而亦可引发自由基链式反应，通过活性中间体将水中有机物氧化降解。电化学还原主要是在阴极发生，一般用于处理含卤素有机物。阴极还原可以使含卤素有机物发生脱卤反应，转变成低毒性物质，同时还能提高产物的生物可降解性 [ 28 ] 。但是目前电化学技术存在受水体导电性能影响较大，处理耗时较长，电极不稳定等缺陷 [ 29 ] 。 Fenton及类Fenton氧化法是通过催化H 2 O 2 分解产生HO•，从而实现水中PPCPs的降解去除 [ 17 ] 。Fenton氧化法处理效率高，实用性强。但是传统的均相Fenton技术通过投加亚铁离子来实现HO•的生成，受水体pH限制较大，且在处理过程中会产生含铁污泥，增加了处理成本，限制了该技术的应用。非均相Fenton氧化通过投加固相金属氧化物催化剂，拓宽了处理水体的pH应用，并避免了铁泥的生成，近年来在PPCPs去除中受到关注 [ 30 ] 。此外，通过与光、电技术结合，构建光Fenton、电Fenton等新型氧化技术，在PPCPs的降解去除中亦获得了较好的实验效果 [ 17 ] 。 光催化氧化技术通过向水中投加半导体催化剂，在一定波长光辐射下产生HO•，可氧化去除水中的PPCPs。光催化技术清洁、高效、稳定性好。Liang等采用可见光催化技术实现了对水中茶碱、布洛芬、双酚A等PPCPs类污染物的有效降解 [ 31 ] 。目前，光催化技术水处理实验研究报道较多，但其应用于实际水体的可行性还有待进一步验证。 3.3. 生物法 生物法利用微生物的凝聚、吸附和新陈代谢作用将水中的污染物质降解转化，是当前污水处理领域应用最普遍的技术。生物法处理成本低廉，适用性较广。但由于水中PPCPs类污染物浓度较低，并且具有一定的生物毒性，限制了其可生化性，传统生物处理技术并不能完全去除此类物质。有研究表明，活性污泥法对非甾类药物萘普生、非诺洛芬、酮基布洛芬去除效果较好，而对双氯芬酸和卡巴咪嗪的去除效果不佳 [ 32 ] 。厌氧消化污泥法虽然能提高抗生素、天然雌激素、显影剂等易降解物质的去除效果，但对卡马西平几乎没有去除作用 [ 33 ] 。 人工湿地因具有低成本、维护简单和环境友好等特点，近年来也被用来进行水中PPCPs去除研究。人工湿地去除PPCPs主要包括光解、吸附、植物吸收和降解、微生物降解等过程，污染物的具体去除机制因种类而异 [ 34 ] 。
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user: 4. 结语与展望 PPCPs对水体的污染问题已十分严峻，其种类复杂，兼具生物累积性和生物毒性等特点，传统的污水和饮用水处理工艺很难将其完全去除。基于现有的研究，今后对水中PPCPs去除可从以下几个方面进行深入研究： 1) 结合物理、化学、生物处理方法各自优势，研发高效的联用技术，提高处理效能，降低处理成本； 2) 在现有的污水处理设施基础上进行工艺改良，开展处理技术的实际可行性分析； 3) 对污染物降解过程中的中间产物、终产物进行测定，深入研究相关作用机制及污染物降解归趋，并通过毒理学分析进行处理后水体的生态风险评价。
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user: 摘 要 直流输电无接地极运行有助于尽早实现双极送电，换流站接地网替代直流接地极是目前最有效的措施。换流站接地网替代直流接地极情况下可能存在人身和二次设备安全问题，变压器直流偏磁危害，接地网发热和腐蚀问题。论文对这些问题进行逐一分析，最后综合各影响因素提出了直流输电控制策略的要求，即单极故障联跳双极、不平衡电流控制、双极同步解闭锁。论文工作为直流输电新型的无接地极运行方式提供有效参考，相关控制策略在南方电网普侨特高压直流输电工程中得到了良好的应用。 关键词 :换流站，接地网，直流接地极，接地网发热和腐蚀，单极故障联跳双极
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user: 1. 引言 接地极是直流输电工程的重要组成部分 [ 1 ] 。在实际工程建设过程中，由于征地和选址等外部原因导致接地极不能如期投产，影响直流输电工程的投运。随着我国大容量直流输电工程的大量建设，为了尽早实现双极送电，甚有必要研究直流系统的无接地极运行方式 [ 2 ] 。 目前高压直流输电工程无接地极运行的最有效方案是使用换流站接地网临时充当直流接地极以实现双极运行。站内接地网代替接地极双极运行将带来许多问题，包括对人身和二次设备安全的影响，系统内变压器直流偏磁，接地网发热和腐蚀、直流输电调整运行方式等。如何分析和克服上述问题均需深入开展大量的研究。 论文提出了高压直流输电工程无接地极运行的整体需求，分别对人身和二次设备安全，变压器直流偏磁，接地网发热和腐蚀等问题展开分析，最后综合各影响因素提出对直流输电控制策略的要求。论文工作为直流输电新型的无接地极运行方式提供有效参考，相关控制策略在南方电网普侨特高压直流输电工程中得到了良好的应用。
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user: 2. 换流站接地网替代直流接地极总体分析 换流站接地网替代直流接地极的问题主要包括以下几个方面 [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] ： (1) 严格保证站内人员和二次设备的安全。 (2) 保证换流变以及系统内其他变电站内的变压器免受严重的直流偏磁危害。 (3) 确保接地引下线和接地网本体不会出现温升超标的问题。 (4) 接地网腐蚀问题及其应对措施。 上述四个方面是换流站接地网替代直流极运行需要重点考虑的因素，这些因素确定的边界条件将作为直流输电的控制要求。下面将对上述因素开展逐一分析。
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user: 3. 人身和二次设备安全 3.1. 人身安全问题分析 分析人身安全必须明确不同工况下的人身安全判据。考虑到换流站接地网替代直流极运行会面对长期的直流电流和暂态故障的瞬态电流，所以人身安全判据包括两个判据： (1) 稳态判据，站内接地网的最大接触电位差U t 满足DL/T 437-2012《高压直流接地极技术导则》 [ 6 ] 和DL/T 5224-2014《高压直流输电大地返回系统设计技术规程》 [ 7 ] 的要求 (1) 而站外人员的最大接触电位差U t 则需要满足 (2) 式中，r S 分别为表层衰减系数和表层土壤电阻率。 稳态判据为两种情况，一种是站内人员的安全，另外一种是站外人员的安全。站内人员的安全是以公式(1)为标准的，稳态最大接触电位差按 取，取最大接触电位差与地电位升高的比值k t ，并令直流输电入地电流为I f ，列出接触电位差表达式必须满足的边界条件，有 (3) 折算允许入地电流I f 为 (4) 按式(4)可算出允许的入地电流上限，结果见表1。结果表明，为了保证人身安全，换流站接地网允许通过的直流电流可能低至500 A。该稳态判据为制订入地电流抑制策略提供参考，也可以用于指导运行和设计。 由于换流站连接有多条输电线路，这些线路的避雷线是和换流站接地网相连的。对于公众和电力系统人员可接触到的地上杆塔，避雷线–杆塔系统会导致直流故障时高电位引外的问题。如果直流故障持续时间长，加上杆塔和线路数目众多，站外人员触电的风险不容忽视。由于杆塔接地设计并不考虑触电问题，论文建议对杆塔接地进行均压改造。若不具备改造条件，建议换流站不做长时间单极运行，推荐单极故障联跳双极以保证站外人员的安全。 (2) 暂态判据，单极故障联跳双极时，站内接地网的最大接触电位差U t 满足GB/T50065-2011《交流电气装置的接地设计规范》 [ 8 ] 的要求 (5) 式中，C S 和r S 分别为表层衰减系数和表层土壤电阻率，t S 为故障持续时间。 考虑两种情况，站内无高阻层( )和有高阻层( )这两种情况，近似有 (高阻层) (6) (低阻层) (7) 从式(6)和式(7)的对比可以看出，高阻层对提高接触电位差允许值的重要作用。由式(6)和式(7)折算电流的允许作用时间为 (高阻层) (8) (低阻层) (9) Table 1 Tolerant current (kA k t R (W) 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.1 5.00 2.50 1.67 1.25 1.00 0.15 3.33 1.67 1.11 0.83 0.67 0.2 2.50 1.25 0.83 0.63 0.50 表1. 允许入地电流(kA) 按式(8)和式(9)可算出允许的入地电流上限。结果表明，使用高阻层可以提高暂态电流的作用时间。以普侨特高压直流为例，单极故障联跳双极时0.1 s瞬态电流可能高达16 kA。使用高阻层时为了保证满足暂态判据，16 kA电流作用时间可以控制在0.18 s内，故满足要求。若不使用高阻层，6 kA电流作用时间必须控制在14 ms内，这超出了目前直流输电工程的控制能力。综上所述，论文推荐站内敷设高阻层以保证人身安全。 3.2. 二次设备安全 二次设备的安全需要结合单极故障联跳双极的运行工况来考虑，这个暂态过程与交流故障相近，而一般换流站的交流故障在电流幅值和持续上均大于直流单极故障联跳双极的情况，鉴于在交流故障下二次设备是满足安全运行要求的，故直流故障情况下也是能够满足安全要求的。另外，交直流同时故障概率极低，故无需校核混合故障情况下的二次设备安全。
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user: 4. 接地网发热分析 接地网发热分析需要考虑引下线热稳定性和接地网的温升。 4.1. 接地引下线的热稳定性校验 单极故障联跳双极的运行工况下，GB/T50065–2011《交流电气装置的接地设计规范》要求接地引下线截面积必须满足 (10) 式中，S g 引下线的最小截面积(mm 2 )，I g 为流过引下线的直流电流(A)，C为热稳定系数，t e 为电流持续时间(s)。 按普侨特高压直流的实际工况，计算在不同故障电流和持续时间情况下的引下线最小截面积，结果见表2。 表2结果表明，这个截面积小于一般交流故障电流热稳定的最小面积，故引下线是能够完全满足直流故障电流热稳定需要的。 4.2. 接地网的暂态温升校验 由接地极的稳态温升计算公式 [ 7 ] 有 (11) 由于采用了单极故障联跳双极的控制策略，接地网并不会承受长时间的直流电流，此时需要考虑暂态温升，其表达式为 Table 2 Minimum section area of various fault current and duratio I g (kA) t e (s) S g (mm 2 ) 3.0 2.0 64.6 9.0 1.0 128.6 12.0 0.2 76.7 16.0 0.1 72.3 表2. 不同故障电流和故障时间对应的最小截面积 (12) 式中τ w 为土壤的稳定温升；T r 为土壤升温的时间常数。T r 与局部的接地导体面电流密度有关，即 (13) 我们对导体表面电流密度J作如下简化：大地返回电流注入接地网时，接地导体上的表面电流分布是不均匀的。定义一个接地网的平均线电流密度为 (14) 其中，I为返回电流，L为接地网导体的长度之和。 设最大的线电流密度为 (15) 其中，k为接地网导体的电流不均匀系数。此时，最大的面电流密度为 (16) 计算取得发热时间常数T r 后，通过暂态温升计算公式(12)，就可以得出换流站接地网代替直流极后的允许运行时间公式为 (17) 由于 ，故(17)可近似为 (18) 取k为5~10，大地返回电流3 kA，换流站接地网导体总长度分别取典型值20 km，截面尺寸为50 mm ´ 7 mm，大地电阻率在50 Wm~500 Wm之间，计算得到发热时间常数T r 如图1。相似地，接地网的稳态温度升高与接地电阻和土壤电阻率的关系如图2所示。 式(18)表明，在t m 时间内必须把注入接地网的大地返回电流抑制到稳态温升的安全水平之内，否则会造成局部土壤烧结，使接地网不能正常工作。极端情况下，发热时间常数T r 可能低至2小时，故3 kA大地返回电流的允许运行时间只有5 min。理论上，接地网存在边沿效应，接地网四周边沿的接地体的表面电流密度较大，如果能够给边沿导体加段焦炭床，降低电流不均匀系数，就可以大 图1. 温升时间常数(h) 图2. 3000A大地返回电流对应不同接地电阻和土壤电阻率的稳态温升(℃) 大地提高发热时间常数。
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user: 5. 接地网腐蚀分析 假设一年内直流输电工程的不平衡电流达到规程的上限，即1%的额定电流。按目前主要的3 kA级定额电流的直流输电工程来计算，参照前面的接地网发热分析引入的电流不均匀系数k，我们可知接地网局部的最大腐蚀量G为 (19) 其中y为设计运行年限，取k为5~10，m为入地电流系数，典型值可取为0.1。分流系数考虑站内变压器中性点安装隔直电容和线路避雷线连接换流站地网的情况下，换流站入地电流只是直流输电单极大地返回电流的一部分。m与线路出线数目、避雷线直流电阻、杆塔接地电阻和对侧系统的位置有关，一般情况下m < 0.3。 换流站接地网的导体总长度为20 km~40 km，取导体的截面尺寸为 。把上述数据代入公式(19)，就可以计算得到均匀下的腐蚀厚度d。计算时分别取换流站的设计年限y为30年和50年，腐蚀厚度随电流不均匀系数和接地网导体总长度的关系，结果见图3。 一般情况下不平衡运行电流造成的截面的腐蚀量与接地网的设计寿命有关，30年可取0.4 mm，50年取0.7 mm。在接地网设计阶段就应该充分考虑不平衡电流造成的腐蚀量并适当加大接地导体的截面积。 通过适当调整两极之间的电流(正极大于负极)，令换流站站内接地网做负极运行，即送端的电流方向为从地网流入中性母线，就可以避免不平衡电流造成的站内接地导体腐蚀。另外，如果能够进一步控制不平衡度，该腐蚀厚度也能够得到很好的控制。论文认为不平衡运行电流造成腐蚀是可以避免的，但需要增加换流站附近10~20级杆塔接地极的导体截面积以防止换流站分流造成的杆塔接地体腐蚀。 另外，由于使用单极故障联跳双极的控制策略，这个极短时的电流造成的接地网腐蚀是极轻微的。
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user: 6. 直流输电控制策略 直流输电控制策略 [ 9 ] 要求三点：单极故障联跳双极、不平衡电流控制、双极同步解闭锁： (1) 单极故障联跳双极。为了防止持续的单极返回电流入地造成人员安全和接地网发热问题，应该尽量减少入地电流时间，采取措施尽量保证双极同步解锁。参考普侨特高压直流的运行经验，建议在解锁及功率升降过程中选用双极功率模式运行，这样软件修改较少，双极功率参考值和升降速率直接下发给直流站控，由直流站控通过高速控制总线发送至双极的极控系统，通讯延时较短，可以保证双极功率同步变化。实际中要求整个联跳过程时间在100 ms以内。 需要补充说明的是，采用单极故障联跳双极控制策略后，普侨特高压直流需要对送端云南电网切机3500 MW以保证系统的稳定运行。单极故障联跳双极是要作深入分析以确保其对系统稳定运行的影响。 (2) 不平衡电流控制。直流运行过程中，可能由于设备或环境温度等因素导致一极电流受限制而降低，此时极间功率转移起作用，使得另一极增大，双极出现不平衡电流。因此需要在程序中增加双极电流同步跟随功能，以保证双极平衡运行。若为了控制入地电流方向，减少接地网腐蚀，可在解锁之后，功率升至设定值并保持稳定运行时，将双极切换为电流控制，独立设置双极电流参考值。 图3. 设计年限为30年时的腐蚀厚度 (3) 双极同步解闭锁。参考普侨特高压直流的运行经验，双极同步解闭锁应作如下四点改进： a) 禁用双极运行方式下由运行人员下发的闭锁单阀组、单极功能，仅保留闭锁双极功能，且闭锁命令经由直流站控通过控制总线下发至双极极控系统，尽可能保证命令同步性。 b) 本极对另外一极控制保护闭锁及紧急停运的响应功能，即双极通过直流站控快速共享闭锁和紧急停运信息，本极收到另外一极上述信息后，执行紧急停运顺序。 c) 本极对另外一极的停运命令不区分闭锁或紧急停运，一律执行紧急停运顺序，缩短停运时间，尽可能保证双极停运同步。 d) 同一极不再区分单个或多个阀组闭锁、紧急停运信息，任何一个阀组需要闭锁或紧急停运，除执行正常顺序外，再均由极控执行本极紧急停运顺序并将信息通过直流站控传送给另外一极。
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user: 7. 结论 (1) 论文提出了换流站接地网替代接地极的新思路，提出了高压直流输电工程无接地极运行的整体需求。 (2) 通过对人身和二次设备安全，变压器直流偏磁，接地网发热和腐蚀等问题的分析，论文提出了综合各影响因素的直流输电控制策略。 (3) 为了确保站内外人员的人身安全，要求直流输电使用单极故障联跳双极和双极同步解闭锁的控制方式。 (4) 为了避免直流电流腐蚀接地网导体，要求直流输电使用不平衡电流控制方式。 (5) 使用单极故障联跳双极、不平衡电流控制、双极同步解闭锁的控制策略后，接地网不会出现过热问题。 (6) 论文工作为直流输电新型的无接地极运行方式提供有效参考，相关控制策略在南方电网普侨特高压直流输电工程中得到了良好的应用，经过近一年运行，各项指标表现良好，完全满足运行要求。
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user: 摘 要 近年来雾霾天气问题愈发猛烈，经济发展和人民身体健康都造成了严重的损害。机动车排放污染作为造成雾霾天气的主要因素之一，一直是雾霾治理工作的重点。同等行使里程条件下，一辆国I标准汽油小客车的排放相当于六辆以上国V标准小客车。因此，雾霾治理的一项重要举措就是加速更新老旧机动车。通过分析机动车污染排放数据，本文以北京市为例剖析了与更新老旧机动车政策有关的法律问题。发现现在实施的补贴和限行措施都存在着一定的问题。通过进一步对美国加州雾霾治理的成熟经验进行研究；笔者为构建我国更新老旧机动车政策长效实施机制，提出推动机动车污染防治专门立法和引入排污权交易两个层面的建议。 关键词 :雾霾治理，老旧机动车，政策研究
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user: 1. 雾霾治理与更新老旧机动车政策 1.1. 严峻的雾霾治理形势与机动车排放 持续不断的雾霾等重污染天气不仅在经济上带来了巨大的损失，还严重影响到了人们的正常生活。城市区域的大气污染物主要由SO 2 、CO、CH、NOx、PM10、PM2.5等构成，来自工业生产、建筑施工和交通运输等几大行业。为了应对大气污染的严重问题，政府采取了一系列的经济、行政和法律措施。在工业生产方面，推广节能减排等新技术，通过政策和税收等方式引导产业结构升级，淘汰高耗能高污染企业；在建筑施工方面，规范建筑材料的运输、存放等流程，降低扬尘和粉尘的飘散；在交通运输方面，制定严格的排放标准，加速更新老旧机动车等。与此同时，在极端污染天气和一些特殊情况下(如奥运会、APEC会议期间)还采取了工厂停产、建筑停工、机动车单双号限行等强制性的行政手段。不论是常行性措施还是临时性措施，都对治理大气污染问题起到了相应的作用，其中一些措施还取得了显著的效果。以北京市为例，截至2013年，机动车排放的氮氧化物和细颗粒物分别占到全市排放量的50%和22%以上，成为影响空气质量重要的污染源之一 [ 1 ] 。 机动车排放作为雾霾天气的一个重要成因，必须采取适当的措施对其加以管控和治理。作为经济发展、交通运输最基本的载体，其排放污染的治理对于政府 1 、企业和人民都是一项非常巨大的挑战。如何减少机动车污染物的排放是当前雾霾治理问题的一个重点方向；与此同时还能有效减少碳排放，为降低温室效应，应对气候变化做出重大贡献 [ 2 ] 。在采取控制机动车排放措施的同时，也要认识到机动车作为人们生产生活中最重要的一部分；这些措施往往具有控制机动车排放和缓解交通拥堵等多重性质，不能因为强调控制机动车排放而过分损害了其他方面的利益。 1.2. 更新老旧机动车政策简介 1.2.1. 概念 根据《道路交通安全法》第一百一十九条第三款的规定：“机动车”，是指以动力装置驱动或者牵引，上道路行驶的供人员乘用或者用于运送物品以及进行工程专项作业的轮式车辆。老旧机动车的概念在不同的实际情况中会有不同的变化，一般是指使用时间较长落后于当前实施的机动车排放标准两到三个阶段的车辆。更新老旧机动车政策就是促进这些使用时间长、污染物排放高的机动车辆报废淘汰的政策；它是在淘汰黄标车政策已经无法满足日益迫切的雾霾治理需求的情况下进一步推出的政策。更新老旧机动车政策最早是在2001年《北京市国民经济和社会发展第十个五年计划纲要》中明确提出的；到了2015年，新修订的《大气污染防治法》用将近一节的内容规定了机动车排放的污染防治措施，其中最核心的举措就是通过各种手段加速更新高排放的老旧机动车；这说明历经十多年的发展，更新老旧机动车政策已经成为治理机动车排放污染问题不可替代的一项措施。 1.2.2. 机动车排放国家标准 要想通过加速更新老旧机动车来加强雾霾治理的效果，就必须不断设立和推行新的排放标准作为更新老旧机动车的依据。北京等东部11省市 2 自2016年4月1日起已经实施了第五阶段机动车排放国家标准(以下简称国V)，全国新生产机动车排放标准实施进度见图1。由此可见，截止到2016年年末，我国绝大部分种类的机动车都实施了国III以上的排放标准。其中各种类型的汽车马上就要在全国范围内开始实施国V标准，只符合国I、国II标准的老旧机动车已经与时代严重脱节，必须加速推进更新以解决日益严重的雾霾天气。 1.3. 机动车排放污染数据(环保部2014年数据 [ 3 ] ) 1.3.1. 机动车保有量 全国机动车保有量：2014年全国机动车保有量达到24，577.2万辆，其中汽车14，452.2万辆，低速汽车972万辆，摩托车9153万辆。据测算，未来近年内我国还将新增机动车1亿辆以上，新增车用汽柴油消耗1亿至1.5亿吨，这将会给雾霾治理带来非常巨大的压力。 按排放标准划分的汽车保有量：2014年全国汽车保有量中，国I前标准的汽车545.4万辆，占3.8%；国I标准的汽车1539.4万辆，占10.6%；国II标准的汽车1502.1万辆，占10.4%；国III标准的汽车7587.4万辆，占52.5%；国IV及以上标准的汽车3277.9万辆，占22.7%；详见图2。 1.3.2. 机动车污染物排放量 2014年，全国机动车四项污染物排放总量为4547.3万吨，比2013年削减0.5%。其中，一氧化碳(CO) 3433.7万吨，碳氢化合物(HC) 428.4万吨，氮氧化物(NOx) 627.8万吨，颗粒物(PM) 57.4万吨。具体将汽车污染物排放量按排放标准划分详见图3，按照排放分担率划分详见图4。 1.3.3. 统计分析结论 1) 老旧汽车保有量占比为24.8%；排放量占比分为别一氧化碳(CO) 70.5%，碳氢化合物(HC) 69.8%，氮氧化物(NOx) 57.2%，颗粒物(PM) 74.6%。老旧汽车以约占总量1/4的保有量贡献了约占总量3/4的排放量，蕴藏着非常大的减排潜力。 2) 老旧汽车每种污染物的平均单车排放量约为国III标准汽车的5倍多，CO、HC和NOx排放约为 图1. 全国新生产机动车排放标准实施进度 [ 3 ] 图2. 按排放标准划分的汽车保有量 图3. 按排放标准划分的汽车污染物排放量(万吨) 图4. 按排放标准划分的汽车污染物排放量分担率(%) 国IV及其以上标准汽车的16倍，PM排放约为国IV及其以上标准汽车的191倍，详见图5。由此，如果将一辆老旧车辆更新为一辆国四标准或其以上车辆，将获得数十倍的环境收益。 3) 国三标准汽车四种污染物的排放量平均占比约30%，不符合排放标准越严格排放量越少的趋势。这是由于国三汽车保有量占比超过了全部汽车保有量的一般，因为数量较大，所以在总排放量上不符合逐步降低的趋势；但是从单车排放量来看，就非常符合排放标准越严格排放量越少的趋势。同时要认识到的是，虽然国III标准汽车的CO、HC、NOx和PM单车排放量分别约为国IV及其以上标准汽车单车排放量的2.11、2.6、7.5和30倍，但是国III标准汽车的CO、HC、NOx和PM排放总量分别约为国IV及其以上标准汽车排放总量的4.9、6、17.6和68.5倍；这就意味着数量如此之多的国III标准汽车将会是下一阶段机动车更新淘汰的重点问题。
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user: 4. 构建我国更新老旧机动车政策长效实施机制 4.1. 推动机动车污染防治专门立法 从前述北京市和加州的机动车污染防治立法状况来看，我国的机动车污染防治法律规范还很难形成对更新老旧机动车政策非常强有力的支持。从中央到地方没有一部专门性的机动车污染防治法律规范，与机动车污染防治有关的内容只是规定在综合性环境保护法律规范或大气污染防治法律规范当中。 这种缺乏专门立法的情况反映到更新老旧机动车政策实施的过程中主要存在三个问题。第一，是在政策推行的过程中缺少法律在背后作为强大的助推力，导致政策推行不利。第二，在政策长期推行的过程中，政府缺乏一贯和明确的指导，容易出现偏差。第三，由于没有专门立法，导致更新老旧机动车政策缺乏长期坚持推行的信心和约束。 相反，加州的更新老旧机动车政策在实施的过程中，能够很好地得到除《清洁空气法》这种综合性的大气污染防治法律规范的支持，还能得到州层面的《加州机动车污染控制法案》与联盟层面的《机动车空气污染控制法》的双重支持。这必然就为政策的推行打下了坚实的基础，为雾霾治理做好保障。 因此，在这一方面我们可以借鉴美国加州现有的经验，先以北京、河北等受雾霾天气影响较重城市或省份作为试点，制定机动车污染防治地方性法规。待到时机成熟，效果显著便可向全国推广，并由全国人大常委会制定国家层面的机动车污染防治法。 4.2. 将排污权交易等市场化运作方式引入更新老旧机动车政策 列举我国正在实施的更新老旧机动车政策的具体措施，最主要的就是以财政资金为基础的补贴措施，辅以不同程度的限行措施，这就基本构成了我国更新老旧机动车政策的全部内容。虽然从目前的政策实施效果来看，已经取得了非常不错的成绩；但是这并不能掩盖政策措施中有瑕疵的部分。补贴给财政资金带来的压力、限行对公民财产权的侵害，都使得我国现行的更新老旧机动车政策不能躺在功劳簿上，还要要继续不断完善自身，提高更新淘汰的效率。 相比之下，加州非常具有特色的“移动污染源减排配额”(MERCs)制度，是解决推动老旧机动车更新的资金来源的一项非常好的方法。经济学上的科斯定理指出，私人经济主体可以解决他们之间的外部性问题；无论最初的权力如何分配，有关各方总是可以达成一种协议，在这种协议中，每个人的状况都可以变好，而且结果是有效率的 [ 25 ] 。为了解决污染排放这一外部性问题，在以排污权交易为基础的市场中，排污权自发地在不同主体之间进行分配；此时政府要做的就是搭建好一个完善的排污权交易平台，尽量降低在分配过程中的交易成本，最终就会实现政府、企业、车主三方共赢的局面。 2008年北京市环境交易所挂牌成立，是北京市政府指定的北京市碳排放权交易试点交易平台，同时还是北京市老旧机动车淘汰更新办理服务平台。经过了近8年的运作，已经具备了较为成熟的搭建排污权交易平台的条件。因此，以北京市为试点，以更新老旧机动车政策实施为契机，搭建一个排污权交易平台；在完成雾霾治理和更新老旧机动车量的目标的同时，还能为我国排污权交易制度探索宝贵的经验，为全国的环境保护工作增添助力。
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user: 5. 结论 雾霾治理是我国加强生态文明建设的重要一环，虽然近些年的治理力度在不断增强，但形势依然很严峻，距离彻底解决这一问题还有很长的路要走。环境保护和经济建设之间的平衡是这一过程的关键问题；既要保证经济发展水平不能过多地受到环境保护的影响，又要采取行之有效的污染治理措施，实现环境利益和物质利益双丰收，就必须依赖于良好的制度设计和坚定的政策执行力。更新老旧机动车政策看似是一项最普通的制度，但它作为雾霾治理的一项重要举措，直接关系到人民的生产和生活，对经济发展和环境保护的意义不可估量。因此，要在总结现有的政策实施状况的基础上，适当结合国外先进制度理念，推动机动车污染防治专门立法和排污权交易制度的建设，构建一个更新老旧机动车政策长效实施机制。
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user: 摘 要 我国土壤环境保护工作形势严峻，其中耕地土壤污染防治任务艰巨。本文结合国家颁布的《土壤污染防治行动计划》和相关管理规定，调研相关文献，结合工作实际，就耕地土壤环境监测、分类管理、污染源监管、治理修复、管理办法及耕地环保宣传等方面提出耕地土壤污染防治策略建议。 关键词 :耕地土壤，污染防治，环境保护
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user: 1. 引言 耕地是国家最重要的一种土地资源，是粮食生产最基本的资源条件，耕地土壤环境质量对于国家经济发展和社会稳定具有极其重要意义 [ 1 ] [ 2 ] 。根据全国土壤污染状况调查公报和相关报道 [ 3 ] [ 4 ] ，我国耕地土壤环境质量堪忧，耕地土壤点位超标率为19.4%，部分区域农产品重金属含量超标，农作物食品安全已成为社会关注的焦点问题之一。为切实保障农产品质量和人居环境安全，我国于2016年5月底正式颁布《土壤污染防治行动计划》(简称“土十条”)，明确提出 [ 5 ] ，到2020年，农用地土壤环境安全得到基本保障，受污染耕地安全利用率达到90%左右；到2030年，农用地土壤环境安全得到有效保障，受污染耕地安全利用率达到95%以上。根据“土十条”要求 [ 5 ] ，2016年底前各级人民政府(省、市、县或相当级别)需编制本辖区土壤污染防治工作方案，重点产粮油区域需编制耕地土壤环境保护方案。 国家“土十条”在宏观层面明确了当前土壤污染防治工作的总体原则 [ 5 ] ，“预防为主，保护优先，风险管控，突出重点区域、行业和污染物，实施分类别、分用途、分阶段治理，严控新增污染、逐步减少存量”，但具体到耕地土壤的污染防治，尚未给出微观可操作性措施。另一方面，由于不同区域还存在土壤环境现状差异、土壤环境管理工作基础薄弱、耕地土壤环境管理法规和标准缺乏 [ 6 ] [ 7 ] 、人力物力投入严重不足等诸多问题 [ 1 ] [ 2 ] ，各地要提出耕地土壤污染防治工作的有效防治策略，必须在“土十条”的基础上，结合实际，在各个环节认真细化与落实，因地制宜，因土施策。 本文结合国家颁布的《土壤污染防治行动计划》和相关管理规定，调研相关文献，结合工作实际，就耕地土壤环境监测、分类管理、污染源监管、治理修复、管理办法及耕地环保宣传等方面提出耕地土壤污染防治策略建议。
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user: 2. 切实掌握耕地土壤环境质量现状 在充分了解耕地土壤利用历史、周边环境以及既往污染状况的基础上，结合相关历史调查数据，采取一般区域均匀布点加重点区域加密布点的方式，合理筛选常规监测因子加特征污染因子，科学制定耕地土壤环境质量调查方案，开展耕地土壤环境质量详查，规范采样、保存、运输、处理与测试分析，全面评估和认识耕地土壤环境质量。既往调查布点网格过大，点位设置存在一定的不合理性，无法准确掌握小区域内耕地污染面积与程度。详查需重点关注有色金属矿采选、有色金属冶炼、石油加工、化工、电镀、焦化、制革、制药、铅酸电池等重点行业和危险废物处置企业或工业园区周边耕地、历史污灌耕地、农药高强度使用耕地、交通干线两边耕地、危废倾倒或有毒有害化学品泄漏耕地、非正规垃圾填埋场周边耕地等。同时，对耕地区域内地表水、沉积物、大气等进行跟踪监测，掌握其对土壤环境质量的影响及污染特征和规律，为后期污染防治提供。一般情况下，每十年开展1次例行监测 [ 5 ] ，重点区域或特殊情况下，根据实际提高监测频次和增加监测内容。所有耕地土壤环境监测数据与相关评估材料均需按要求备案。
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user: 3. 强化耕地土壤分类管理 严格落实国家农用地分类管理要求，按污染程度将耕地划为三个类别：未污染和轻微污染的划为优先保护类，轻度和中度污染的划为安全利用类，重度污染的划为严格管控类，针对性地采取相应管理措施，保障农产品质量安全。以土壤污染状况详查结果为依据，开展耕地土壤和农产品协同监测与评价，按照国家关于农用地土壤环境质量类别划分技术指南，划定耕地土壤环境质量类别，建立耕地土壤环境信息化管理平台。根据土地利用变更和土壤环境质量变化情况，定期对各类别耕地面积、分布等信息进行更新。对于耕地土壤环境保护采取一定的奖惩措施，维持耕地土壤为优先保护类的，按面积每年给予奖励，对污染耕地采取安全利用措施或治理修复的，按实际工作量给予资金补助；造成耕地土壤污染的，追究其污染责任。
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user: 4. 强化耕地土壤污染源监管 加强耕地周边工矿日常环境监管，定期对重点监管企业和工业园区周边的排放污水、扬尘与大气降尘、废弃物等开展监测，加强潜在土壤污染企业的污染物非法排放环境执法力度。切实做好历史遗留尾矿库整治工作，防止溃坝或酸性废水排放造成的污染扩散。及时妥善处理处置耕地及其周边倾倒的危废或泄露的危化品。加强灌溉水质环境监管，做好灌溉水渠河道污染底泥清理与治理。控制化肥和农药使用种类与剂量。强化有机肥的监管，确保其重金属或相关有害物质含量达标。加强农膜产品管理与废弃农膜回收利用。
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user: 5. 开展污染耕地土壤治理与修复 按照“谁污染，谁治理”原则，造成耕地土壤污染的单位或个人要承担治理与修复的主体责任。责任主体灭失或责任主体不明确的，由所在地县级人民政府依法承担相关责任。针对不同污染情况的耕地，比选适用于地方的治理与修复技术方案，对于轻度、中度污染耕地，以安全利用为主，采取农艺调控、替代种植等措施，降低农产品超标风险；对于重度污染耕地，依法划定特定农产品禁止生产区域，严禁种植食用农产品，采取种植结构调整、退耕还林还草、植物修复等措施 [ 5 ] 。 强化综合治理，点面结合，标本兼治。尤其是废弃矿山、矿区、尾矿库、大宗固废堆存场所等周边农田，需开展区域环境连片整治和土水气综合治理，务必做好源头污染治理，农田与周边河流、灌渠综合治理。
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user: 6. 制定并实施耕地土壤污染防治管理办法 将耕地土壤环境保护列为环保和农业部门一项重点任务，在耕地使用过程的每个环节加强监管，建立专门保护管理条例与细则，明确各方责任，依法保护耕地土壤环境质量。强化耕地使用者或所有者对耕地土壤环境保护的义务，强化耕地污染者的法律责任。提升地方耕地土壤环境监测能力与执法水平。 探索在重点区域建立农户耕地土壤环境信息系统，采用常规例行监测和不定时抽检方式，全面掌握耕地土壤环境质量信息。对于当前未污染的耕地，加强保护，对于已污染的耕地，根据污染成因及相关责任方，由当地政府组织治理与修复；对于后期耕地出现的污染，直接追究相关潜在污染者的法律责任。对于工矿企业周边耕地，高度关注企业对耕地可能的污染，严格追究污染者法律责任，严厉打击工矿企业或者相关污染责任方对耕地的污染仅采取简单经济补偿而不治理的恶性行为，建立耕地污染有奖举报机制。鼓励社会第三方监测机构、环保公益组织等对耕地土壤环境监管提供技术服务与监督。
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user: 7. 加强耕地土壤环境保护宣传教育工作 充分利用学校、网络、书刊等各种宣教平台与媒体，加强耕地土壤污染相关法律法规宣传解读，强化领导干部耕地土壤环保意识，强化学校、社区、工厂等土壤环保知识的普及，加强对污染企业或潜在耕地污染者保护土壤环境观念和土壤污染法制教育，加强农村地区居民对耕地土壤污染防治的认知水平，营造保护耕地土壤环境的良好社会氛围，推动形成绿色生产和生活方式。
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user: 摘 要 为改进传统下垂控制较差的电压调节的性能，本文提出了一种基于下垂控制的直流微网的分层控制策略，实现合理的电流和功率的分配，同时补偿母线电压的偏离。首先分析了传统下垂控制的特点及引发的电压偏离问题；其次引入二级控制器解决了电压跌落的问题，并分析二级控制器稳定性；同时给出了直流微网的三级控制的整体设计。最后在Matlab/Simulink环境下的仿真结果验证了该方法的有效性，且在dSACE实验平台上验证了下垂理论和电压跌落补偿。 关键词 :微网，分布式发电，下垂控制，分层控制
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user: 1. 引言 近年来，微网作为一种新概念，结合分布式发电和能量存储系统，已被发展起来处理一些可能非常不同于传统电网的问题，如新策略、协调以及控制等 [ 1 ] 。交流微网的提出促进可再生能源和传统交流系统的连接 [ 2 ] [ 3 ] 。然而，像二次调频、无功功率流动、谐波抑制等质量问题的繁琐解决方案 [ 4 ] [ 5 ] ，微网框架已逐渐推向方便易行的直流微网 [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] 。直接来源于直流源供应的直流功率的固有的优势已成为直流微网不可替代的需要 [ 9 ] ，同时，在 [ 10 ] 提出，直流微网的电压控制可实现超高质量供电，且多方面的优势，如高效率、可靠性、易整合等同样在 [ 11 ] 中提到。 当直流微网运行时，微网中分布源和负载或外电网之间实现能量传递通常是功率电子变换器。为避免并行运行于微网的功率变换器之间出现环流和不采用通信装置的方式下，下垂控制方法经常得以应用。下垂方法由输出电压的负比例环节构成。于是，虚拟输出阻抗可实行于该控制环中。该控制环，又称自适应电压定位，已被应用于提高电压调节的暂态响应。然而，负比例部分会导致电压幅值的下降，即所谓的电压偏离。并且，供应输出功率越多，引起电压的偏离也越多。 为解决上述问题，本文采用一种外部控制环，称为二级控制，二级控制用来补偿电压的偏离。二级控制器也将微网电压同步于电网电压。在同步后，额外的三级控制器管理微网和电网之间的功率流动。
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user: 2. 传统下垂控制 为研究传统下垂控制对双变换器的电流分配，本文将两变换器并联，简化图如图1所示。 传统下垂控制数学表达式为： (1) 其中，U dcref 为变换器参考电压，U N 为变换器空载电压，R D 为虚拟阻抗，其值取决于直流微网的允许最大电压扰动与微源的最大输出电流的比值，如下： (2) (3) 上式中，ε v 是最大容许的偏离电压，I max 是最大输出电流。 在忽略线路阻抗的情况下，由图1可知： (4) 由4式可知，控制虚拟阻抗比就可以很好地控制电流的分配。 然而，它存在不可避免的缺点——产生的电压偏离。 为克服传统下垂控制缺陷，本文给出了改进下垂控制的方法——二级控制。
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user: 3. 传统下垂问题的解决(二级控制) 为解决传统下垂控制带来的电压偏离，采用二级控制。二级控制器的补偿器G MG (s)捕捉直流微网侧电压V MG ，与参考电压 进行比较，然后将误差处理后，产生的恢复电压δV 0 送给所有一级控制的输入侧，从而使电压恢复到额定值(如图5所示)。为精准实现电压恢复，采用低带宽通信实现较好地恢复到精确电压等级，同时，也能预防环流的发生 [ 12 ] 。为模拟二级控制的低带宽通信特性，在控制结构中引入延迟环节，改延迟环节和二级控制补偿器直接相连，如图2所示。通过设置不同延迟时间，可模拟二级控制的通信宽带，其中G c 为电流环传递函数。 在改变通信宽带时间，即改变延迟时间情况下，二级控制闭环系统主导极点变化情况如图3所示。从图3可知，当延迟时间变大，即降低通信宽带时，闭环主导极点λ1向虚轴移动，且最终收敛在实轴负半轴。同时，主导极点λ2和λ3趋向于虚轴。值得注意的是，即使延迟时间增大到0.02 s，即通信频率约50 Hz，λ2和λ3的取值为−5.9 ± j12.9，系统仍具有一定的稳定裕度，因此，二级控制的稳定性得以保证。 补偿器G MG (s)表达如下： (5) 其中k p 1 ，k i 1 二级补偿器的控制参数。注意到，δV 0 必须限定不超过最大容许偏离电压ε v 。根据公式(5)，公式(1)可变为： 图1. 两并联直流微源的等效图 图2. 二级控制结构图 (6) 因此，只要控制好 ，就可以较好地完成电压偏离的补偿。
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user: 4. 直流微网分层控制的设计 本文设计的直流微网分层控制如图4所示。包括一级控制、二级控制、三级控制。一级控制由电压电流环以及下垂控制组成，完成基本的电流和功率分配；二级控制实现补偿一级控制的电压的偏离；三 图3. 不同通信宽带下二级控制闭环主导极点分布情况 图4. 直流微网分层控制设计框图 级控制实现与外界能量的交换。 本文的具体直流微网分层控制图如图5所示，便于简化，将直流电网用外部直流源代替。这里，此直流电网可为一个直流配电系统或者连接到电网交流部分的DC/AC的变换器前端母线。 4.1. 一级控制 本文的一级控制由传统的下垂控制和电压电流组成的内环控制器构成，内环控制器的目标就是维持微网内部的电压等级。当两个变换器并联工作时，在所有变换器假定理想状态下，两变换器之间分配相等电流。然而，由于电感和电容的分量扰动及非理想性，精确相同的电流分配和等输出电压是不可能实现，即使很小的电压偏差也会在变换器之间产生环流，为此，本文采用基于下垂方法的一级控制，从而避免环流发生，同时较好地完成电流分配。 一级控制提供阻性输出阻抗给功率变换器，以便两变换器参考电压的偏离， 。于是，两变换器之间的电流分配 可表达如下： (7) 本控制级不仅考虑到变换器的并联运行，也提高输出电压的动态响应。 然而，正如第1部分所述，下垂控制不可避免地引起电压偏离。 4.2. 二级控制 为解决一级控制的电压偏离，采用二级控制。在补偿器的作用下，可以较好的补偿来自下垂控制的电压的降落。补偿器的输出δV 0 等于R D I 0 ，由6式可知，即可得出 ，从而使电压恢复到额定电压。 上文已经讨论过二级控制过程，这里不再赘述。当微网连接到直流电网时(为简化，这里采用直流源代替)，首先测量直流电网的电压，该电压作为二级控制层的参考电压。接着，在同步过后，通过静态旁 图5. 具体直流微网的分层控制框图 路开关，直流微网连接到直流电网。 4.3. 三级控制 当微网连接到直流电网时，通过改变微网的参考电压从而控制功率的流动。正如图5的三级控制模块所示，通过测量流过静态开关的电流(或功率) I G ，与理想的正或负参考电流 比较(或功率)，从而微网可向直流电网输入或输出能量。三级控制器可表达如下： (7) 其中k p 2 、k i 2 是三级控制补偿器的控制参数。这里，在超过超大限制±ε v 情况下，δV 1 是饱和的。注意到，取决于 的信号，向直流电网输出功率( )，也可从直流电网吸收功率（ ）。
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user: 5. 仿真结果与分析 为了验证本文提出的直流微网的分层控制策略的有效性，两种情形进行了仿真。仿真模型采用两个并联的DC-DC Buck变换器构成直流微网。微网电压选择为400 V，虚拟输出阻抗分别选1 Ω、2 Ω，在整个仿真期间，负载每隔10 ms在4 kw与12 kw之间每隔10 ms切换，仿真参数如表1所示，仿真过程如表2所示。 Table 1 DC microgrid control system parameter 参数 符号 值 单位 一级控制380 虚拟阻抗 R D 1、2 Ω 二级控制C batt 200 比例项 k p 1 1 - 积分项 k i 1 5000 S −1 三级控制P PV 15 比例项 k p 2 10 V/A 积分项 k i 2 3000 V/As 表1. 直流微网控制系统参数 Table 2 Simulation scenari 时间（ms) 描述 模式 5 二级控制激活 孤岛 10 负载在4 kw~12 kw之间改变 孤岛 15 并网 并网 20 负载在12 kw~4 kw之间改变 并网 30 负载在4 kw~12 kw之间改变 并网 35 与电网断开 孤岛 40 负载在12 kw~4 kw之间改变 孤岛 50 仿真结束 孤岛 表2. 仿真过程 5.1. 情形1——向外部直流电网输出10A电流 如图6(a)所示，在0~5 ms之间，由于一级控制(下垂控制)，微网电压下降，偏离400 V。在5 ms时，二级控制启动，补偿一级控制带来的电压下降。图6(b)表明，在整个孤岛和并网模式中，电流分配比例保持不变，在图6(c)中，在15 ms时，三级控制启动。以产生电压偏离为代价，在10 A参考电流给定情况下，微网可向微网输出理想电流。(注意到，电流的增加会产生较高的电压下降)。 5.2. 情形2——向外部直流电网吸收20A电流 在图7(a)和图7(c)中，在15 ms时，由于三级控制产生负的电压偏移，才使微网向电网吸收20 A电流。在20 ms时，负载在12 kw和4 kw之间切换，引起了微网电压的升高，而由于负载的下降，微网不再需要20 A电流供应负载，因此，变换器不在供应功率，且吸收电流限定在10 A。
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user: 6. 实验结果与分析 为充分证明本文提出方法的有效性，在实验室搭建了半实物半仿真dSPACE1103平台。雏图如图1所示，系统参数同表1。 在本文提出的控制系统中，直流电压跌落的补偿和电流的较好的分配可同时实现。图8为在负载扰动的情况下的系统响应，在t = 0 s之前，传统下垂控制分配电流和功率，且产生的电压跌落如图8(a)所示。在t = 0 s时，二级控制启动，电压恢复启动，响应较快，电流分配比例保持相同且持续供载(图8(b))。
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user: 7. 结论 本文提出了包含三级控制的基于下垂控制的分层控制系统，将此控制策略应用到直流微网，补偿了 图6. 情形1的DC微网电压电流状态 图7. 情形2的DC微网电压电流状态 图8. 暂态响应(负载在0.6 Ω和1.1 Ω变化)：(a) 电压恢复；(b) 电流分配 由传统下垂控制带来的电压偏离，解决了并联变换器无法同时实现较理想的电流分配与电压调节的难题。同时，三级控制器的引出，使微网更加灵活地控制与外部微网的能量交换。最后，搭建了dSPACE平台，且验证了在负载改变的情况下，分层控制器能够保持良好的性能。
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user: 摘 要 多直流馈入电网在解决电能的长距离传输和负荷中心的电力短缺问题的同时，也可能导致所接入的交直流系统出现连锁故障问题。首先，本文从连锁换相失败、直流闭锁、交直流系统故障后的暂态稳定问题、换相失败后直流功率的恢复四个故障阶段出发，简要分析了各个阶段的故障原因和影响因素。然后，针对连锁换相失败与系统暂态失稳两方面，分析并总结了相应评估指标和量化评估方法。最后，结合目前多直流馈入电网的最新发展要求，分析不同方法的优劣性，并对连锁故障风险量化评估的研究方向做出展望。 关键词 :多直流馈入，连锁故障，连锁换相失败，暂态失稳，量化评估方法
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user: 1. 引言 直流输电是指先经由发电厂发出交流电，后经过整流器转为直流电输送至受端系统，再经过逆变器转换为交流电输送至受端电网的一种输电方式。在如今大量建设直流输电工程的情况下，出现了多条线路同时接入有较大电能需求量的受端电网的情况，便形成了多馈入直流输电系统(Multi-Infeed Direct Current， MIDC) [ 1 ] 。目前，我国已经初步形成了两个复杂的多直流馈入区域电网——南方电网和华东电网 [ 2 ] 。 多馈入直流输电系统相比于交流输电系统、单馈入直流输电系统而言，优点在于增加了系统运行形式，提高了电源安排灵活性，并扩大了输送容量以及网架结构覆盖范围；而缺点是增加了直流之间以及直流与交流之间的相互作用的复杂性，可能引发连锁故障问题 [ 3 ] 。 直流之间的耦合作用可能使得多条直流出现连锁换相失败问题 [ 4 ] [ 5 ] 。而换相失败又可能在故障未及时切除时，诱发直流闭锁 [ 6 ] 。同时，由于交流和直流之间的相互作用，故障易引起送受端功率的不平衡等，导致整个系统的电压、功角和频率失稳 [ 7 ] 。在换相失败等直流故障恢复时，如果无功支撑不足、恢复过快等，亦可能再次造成一系列上述连锁故障问题，进而影响到交流系统故障的快速恢复，甚至对电网的安全稳定造成威胁 [ 8 ] 。连锁故障已经对多直流馈入电网的安全稳定运行构成威胁。 因此，如何准确评估交直流之间以及直流之间的相互影响、有效评估多直流馈入电网连锁故障对于电网的影响，具有较高的研究意义。本文从连锁换相失败、直流闭锁、交直流系统故障后的暂态稳定问题、换相失败后直流功率的恢复四个故障阶段出发，全面系统的概括性分析了各个阶段的故障原因和影响因素，并综述了相应的指标和量化评估方法，以各类方法现有的优缺点为依托，对多直流馈入电网的连锁故障量化评估发展方向进行展望。
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user: 2. 多直流馈入电网连锁故障原因分析 多直流馈入电网的各系统之间有复杂的相互作用关系。由于交流对直流、直流对交流、直流与直流系统间受电气距离/耦合程度、交流系统网络结构等因素影响，单一故障导致的直流系统不正常运行状态更易蔓延至其它直流系统，引发互联系统出现问题 [ 9 ] [ 10 ] ，成为连锁故障的重要推动因素之一，影响MIDC系统的安全稳定运行。 连锁换相失败是连锁故障的主要表现形式之一。由于MIDC系统逆变侧交流之间有较强的电气耦合关系，同时直流子系统所采取的控制策略也不尽相同，使得直流系统与其相应交流系统之间、多个直流支路之间均产生相互的耦合关系。因此，直流系统和交流系统故障均可能造成电网的连锁换相失败。 直流闭锁与换相失败具有本质差异。只有故障未及时切除时，连续或周期性的、长时间的换相失败可能被直流保护动作出口闭锁，中断故障点的直流功率传输，引发系统功率不平衡，严重时会导致系统失步，对系统稳定造成破坏，影响电网的安全稳定运行。 直流换相失败和闭锁均可能引发连锁的暂态稳定问题。1) MIDC系统中最常见的的是电压失稳。当受端交流系统发生故障时，换流母线电压下降导致直流系统电压随之下降，直流电流上升；受电感效应影响，电流的增大导致直流换相过程变长、换相角增大，使功率因数降低，直流系统无功消耗增加，需求相应增加。而由于换流母线电压下降导致无功补偿装置出力降低，供应减少，形成恶性循环，最终可能导致电压崩溃。电压失稳的根本原因是电网、特别是换流母线附近的动态无功电源不足。2) 换相失败与直流闭锁也会引发交直流混联系统的功角失稳。直流系统逆变站发生换相失败时，会使直流系统输送功率大幅下降，从而导致交流系统内部潮流大范围转移。系统运行点的这种变化可能使得发电机组间的相对功角不断拉开而出现暂态功角失稳。同时，当送受端同步联网系统发生永久性直流闭锁故障时，会导致大量潮流转移至其并列的交流输电通道上，可能超出其暂态稳定极限。3) 直流闭锁引发的电网频率失稳一般发生在送受端异步联网系统中。因为没有并列交流通道，直流闭锁后其输送功率无法转移，会导致长时间的送端功率剩余、受端功率缺额。电压稳定、功角稳定、频率稳定三者相互联系、相互影响，电力系统失稳往往是频率、电压、功角相互影响、共同作用的结果。 直流功率恢复引发的连锁故障包括连锁换相失败与暂态稳定问题。逆变站换相失败后需要从交流系统吸收大量无功功率，而目前用于无功补偿的交流滤波器或并联电容器的无功输出提供的无功功率可能不足以达到换流器的无功需求，从而造成受端电网没有足够的无功功率，很有可能引起后续换相失败或电压稳定性问题，影响直流输电系统的正常恢复，甚至可能造成受端电网出现电压崩溃问题 [ 11 ] 。
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user: 4. 结论 随着电能需求量的增加，多馈入直流输电系统(MIDC)的连锁故障分析已成为一个研究热点。本文从连锁换相失败、直流闭锁、交直流系统故障后的暂态稳定问题、换相失败后直流功率的恢复四个故障阶段出发，总结概括了连锁故障的原因以及发生过程。并从连锁换相失败和系统暂态稳定两方面出发，总结了多直流之间与交直流之间的耦合强度指标，影响因素以及相应的量化评估方法，并且对这些方法做出了一定的优劣性分析。 面对新环境下电力系统的全新特征，未来的多直流馈入电网连锁故障风险评估的总体发展趋势应该包含以下几个主要方面：1) 提炼出新的关于直流闭锁的量化评估指标与方法；2) 目前已存在根据节点阻抗矩阵计算方法，用多馈入交互作用因子计算电压稳定边界值的仿真分析，那么如何将其余指标加入计算中是研究难点之一；3) 研究各个影响因素之间是如何相互影响的；4) 在系统暂态稳定方面，电压稳定的研究已发展成熟，而关于频率以及功角稳定方面仍有欠缺，还需进行深入的研究。