DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 6. 总结 本文探索了基于岩屑图像的火山岩岩性识别法，通过观察并实验验证了以颜色，纹理，边缘为特征的火山岩岩性的识别，在此基础上提出了基于线性加权的特征融合，并将ELM分类器引入火山岩的岩屑识别过程。实验证明，改进后的方法不但可以提升火山岩的识别率，并且能够大幅度降低训练时间，在实际工程中，能够有效提高工作效率。
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user: 公路建设对名木古树的影响及其保护措施
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user: 摘 要 公路建设的生态环境影响是多方面的，项目永久占地会造成土地上原有植物的消失，常见的人工植被可在砍伐后采取异地恢复等措施来进行生态补偿，但名木古树等具有特殊的价值和意义，需进行特殊保护。本文分析了公路建设对古树的影响，对常见的保护措施进行了总结，以衡山县城连接线项目为例，选取了最为合适的方式对项目涉及的古树进行了有效保护，对同类项目具有参考价值。 关键词 :公路建设，名木古树，影响，保护措施
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user: 1. 引言 社会经济快速发展对交通设施的要求越来越高，“要致富先修路”的传统观念也使得各地公路建设项目纷纷上马，在公路建设大繁荣的背景下，公路建设项目的生态影响已成为环境保护所关注的重大问题。一般公路项目生态环境影响主要包括生境损失、植被覆盖、水域影响、土地退化、阻隔影响和污染影响六大类 [ 1 ] ，其中对名木古树的干扰或可归为植被覆盖，由于名木古树具有很高的历史价值或纪念意义，一旦破坏很难恢复，因此在公路建设时需突出对名木古树的保护。南岳高速为湖南省境内一条重要省级高速公路，其建设对促进沿线城市的物流、旅游业有巨大的作用。南岳高速所穿越的衡山县为接建县城与南岳高速新场市互通，同时建设了一条南岳高速衡山县城连接线，道路沿湘江边建设，同时经过省级文物保护单位毛泽建烈士墓，其中墓前有五株古松树，成为本公路建设生态影响关注的重要问题，公路建设单位通过综合论证，最终对其采取了切实可行的保护措施。
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user: 2. 名木古树定义及价值 名木古树一般是指百年以上的大树和稀有珍贵树种，我国1963年提出的名木古树标准有以下几条：1) 有纪念意义的；2) 树形奇特，有历史传说的；3) 国内或世界稀有的；4) 年代比较悠久的。2000年又增加确定树龄在一百年以上的树木为古树，国内外稀有的以及具有历史价值和纪念意见重要科研价值的树木为名木，名木古树具有经济、文化、环境和生态等多方面的价值 [ 2 ] 。
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user: 3. 古树调查方法 植物调查方法主要为在资料收集的基础上进行现场调查，名木古树的调查方法更为细致，一般来讲，对于重要的名木古树，相应的林业部门会依据《全国古树名木普查建档技术规定》登记在册，并建立相应的档案信息。因此实践应用时主要采用资料收集法来确定评价区域内古树的数量、树种、树龄、高度、胸径等信息。 当然，在资料收集法无法满足要求时，要辅于现场调查的方法走访道路生态影响范围内的区域，通过现场观察和询问当地人来确定需要保护的名木古树，并进行现场测量。
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user: 4. 公路建设对名木古树的影响 4.1. 选址冲突 道路建设在选址阶段应做好勘察，选线避免经过名木古树生长的地方。但以下两种情况常常难以避免道路选址与名木古树的位置冲突。一是在原有的道路上进行改扩建，老路路口特别是与古村庄入口交接的地方，极容易生长有年代久远的古树，一旦在老路基础上拓宽道路，不可避免的会影响到古树；二是高速公路的影响，由于高速公路路基宽占地大，其选线调整难度高，在拆迁费用高阻力大的情况下，建设单位宁愿破坏古树也不愿重新整地拆迁。因此高速公路推荐线路选线涉及名木古树往往很难完存。 4.2. 影响根系 古树由于年代久远，其根系发达，盘根错节，公路项目建设施工期的路基开挖填土会损坏古树的根系，影响其向地下吸取水和养份的能力，从而造成树木生长受挫。 4.3. 扬尘和废气 道路施工时土石方及物料的运输会造成很大的扬尘，吸附在树木的叶片上。通车后的道路上行驶的汽车排放尾气，含有二氧化硫和氮氧化物，也可通过树木叶片上的毛孔进入植物，使其产生病状。
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user: 5. 名木古树的生态保护措施 根据《环境影响评价技术导则 生态影响(HJ19-2011)》“防护、恢复与补偿”原则，应按避让、减缓、补偿和重建次序提出名木古树的保护措施。 1) 替代方案 即公路的选线选址采取替代方案，避开古树生长的地方，这种方法可以从根本上消除道路项目建设对古树造成的不利影响。 2) 移植 利用专业手段将古树移植到安全的地方。这种保护方法也可避免项目建成后对树林造成的长期影响，缺点就是移植难度大，保护要求高，费用较高。在大古树的移栽过程中，由于移栽环节不系统或技术措施不尽合理，很容易导致珍贵的大树移栽死亡 [ 3 ] 。因此，古树的移植必须对移植的时间、地点、方法和过程进行专门的论证，并且由专业的移植队伍实施。 植物栽植俗称“三分栽、七分管”，古树移植到新的地点后，也要请专人进行护理，第一年围绕以提高树木成活为中心展开全面养护和管理工作，制定具体养护措施。及时抹蘖定芽，剪除多余萌条，适时浇水保持土壤湿润，除草、松土、施肥以提高树体营养水平，促进树体健壮生长 [ 4 ] 。 3) 就地保护 名木古树就地保护在操作上最容易实施，一般以水泥围栏将树木围住，道路在此处变窄或绕开以适应古树生长形状。就地保护的优点是不破坏树木的根系和生长环境，保持良好的景观效应。缺点是视线阻隔可能对正常交通造成一定影响，且项目建设完成后期，古树的养护责任难以落实，建议公路的建设单位与当地林业部门联合起来，制定古树的养护方案。
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user: 6. 南岳高速衡山县城连接线案例 6.1. 项目概况 南岳高速衡山县城连接线位于湖南省衡阳市衡山县，起点为衡山县城老G107线九龙村，终点位于南岳高速新场市互通，全线跨越开云镇和永和乡，路线全长15.989 km。推荐全线采用二级公路标准，设计速度60 km/h，路面宽度为9 m，路基宽度为12 m，沥青砼路面。项目总投资9579.8万元，平均每公里造价599.2万元 [ 5 ] 。 毛泽建烈士墓位于K5 + 480~K5 + 510处，为省级文物保护单位，保护范围自墓塔基起，至东、南各80米，西30米，北76米，保护要求为保护墓园干净，石板及树林不受毁坏。 南岳高速衡山县城连接线所经过的毛泽建烈士墓前的古松为保护墓碑而栽，在划定的文物保护范围内，其年代较为悠久且具有纪念意义，是名副其实的古树。 6.2. 古树的保护措施 针对项目经过毛泽建烈士墓路段的古树保护问题，南岳高速衡山县城连接线首先设计了替代方案。该替代方案是从毛泽建烈士墓后方的紫金山森林公园新建一条道路，而不利用现有旧路。替代方案很好的回避了项目建设对毛泽建烈士墓前古树的干扰，但新建道路穿过市级生态保护区紫金山森林公园，会造成更大的生态破坏和水土流失，总体生态不利影响更大。根据从环境保护角度对推荐方案和替代方案的综合论证结果，还是推荐方案的生态环境影响可接受。因此，项目建设单位最终放弃了改线的替代方案。 由于墓前古树的纪念意义，移植也显得不适合，最终结果是，建设单位在当地文物局和林业部门的协助下，采取了对古树进行就地保护的方法。 具体方法是拟建道路在古树前后5米保持原有的路基宽度，以钢筋混凝土围栏将古树围住，并在树前设置减速和防撞标识牌。运营后由林业部门定期对古树的生长状况进行检查和养护。 古树的保护措施和效果作为本公路建设生态影响的重要组成部分，被写进项目的环境影响报告书并要求作为环境保护竣工环保验收的内容。
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user: 7. 结论与建议 本文对公路建设项目可能对名木古树的影响进行了研究，结合实例分析了可行的保护措施，主要研究结论如下： 1) 公路建设选址可能对名木古树产生影响； 2) 采用资料收集法调查名木古树为主，结合现场调查； 3) 根据生态影响“防护、恢复与补偿”原则，应按避让、减缓和补偿等提出名木古树的保护措施，主要有项目替代方案、古树移植和就地保护等三种方式。 为保证古树移植成活率，移植过程对各类条件有较高的要求，必须对移植的时间、地点、方法和过程进行专门的论证，并且由专业的移植队伍实施，古树移植到新的地点后，要由专人进行专业养护；古树就地保护容易实施，但项目建成后要落实古树保护责任，建议结合林业部门进行跟踪保护。 根据综合考虑，南岳高速衡山县城连接线对沿线的古树采取了就地围栏保护的措施，并在古树生长地方保持原路宽，同时设置围栏和减速防撞标识，以最大限度减轻了项目建设对古树的影响，可为其它同类道路项目的建设提供借鉴经验。
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user: 摘 要 随着中国国际地位的提升，对外经济文化交流活动也越来越频繁，国家的发展需要大批高质量的英语运用人才。大学英语教学，承担了重要的培养英语人才的任务。大学英语的教学，不仅要培养技能，更需要在教学中注重人文教育。大学英语的教学不仅培养的是语言传声人，更需要注重人文性，培养学生的人文素养。让学生们不仅成为语言的巨人，更要成为情感的能人，在学习和未来的工作中，成为智商情商皆具备的人才。当然，为了实现这个目标，培养具有人文关怀教学理念的教师队伍也是必不可少的。本文旨在阐述英语教学中人文教育的重要性，希望提起大家的关注，并实施。 关键词 :英语教学，人文教育，培养习惯，创新性，教学理念
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user: 1. 前言 随着全球经济一体化，中国对外经济文化交流活动也越来越频繁，国家的发展需要大批高水平综合型的英语人才，大学校园承担了重要的培养英语人才的任务。学校不仅要培养学生的英语能力，更要熏陶学生的人文素养。人文教育就是关注人的生存与发展，就是关心人、爱护人、尊重人，是社会文明进步的标志，是人类自觉意识提高的反映。 毛泽东同志曾说过，“人是要有一点精神的”。这种精神就是人的精神，民族的精神，人类的精神，这种精神就是把人性不断提升的精神。我们今天讲人的教育，人性的教育，还不只是要求人们善待自己，善待他人，善待社会，还要善待自然，善待我们今天生存的环境，充分理解人生的意义，并把人生意义升华和社会价值实现统一起来 [ 1 ] 。 人文教育是一项润物细无声的工作，需要我们用发自内心的真诚和感情去关注并关怀学生，一句简单的问候，一个信任的眼神都可以成为对学生关怀的一部分。通过实施人文教育，能够实现学生关怀习惯的塑造，形成班级特有的文化氛围。这会培养出更加阳光愉悦的学生心态；营造出更加和谐融洽的团队氛围；提升团队的凝聚力、创新力和执行力，推动教育目标的实现 [ 2 ] 。老师对学生要进行人文关怀，在英语教学中要进行人文教育，这样学生才有可能成为具有人文素养的人。
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user: 2. 英语教育中人文教育的作用 人文就是人类文化中先进和核心的部分，即先进的价值观及其规范。其集中体现是：重视人，尊重人，关心人，爱护人。简而言之，人文，即重视人的文化。人文是指人类文化中先进的、科学的、优秀的、健康的部分。所谓人文教育，是指对受教育者进行的促进其人性境界提升、理想人格塑造以及个人与社会价值实现的教育，其实质是人性教育，其核心是涵养人文精神。这种精神的养成一般要通过多种途径，包括广博的文化知识滋养、高雅的文化氛围陶冶、优秀的文化传统熏染和深刻的人生实践体验等 [ 1 ] 。 根据《课程要求》：大学英语类课程应该帮助学生了解西方文明、思维方式、生活习惯，用批判性眼光看待西方文化，熟悉中外文化差异，培养跨文化交际能力。这就要求学生在了解西方历史文化、思维方式等的基础上，能用英语介绍中国文明、思维方式和生活习惯等等。大学英语教育培养的学生，应该能够借助英语向世界介绍中国的文明和进步，向世界展示一个真实的中国，增强我们国家的文化软实力。无论是从交际能力的培养还是从教书育人来讲，大学英语教学都应该注重其人文性。人文性是大学英语教学的重要一面，在培养学生的自主学习能力和综合文化素养等方面有着重要的意义。人文主义教育观更是把语言教育的人文性视为重中之重。 从某种意义上来说，英语教育就是一个文化旅程，是从一个文化领域进入另一个文化领域的过程。作为人文类学科，英语语言文学在培养学生的人文素养方面有着重要作用，教材越来越具有针对性，教材更新换代也与时俱进。在内容上，许多大学英语教材不仅兼顾题材的全面性，而且开始凸显思想文化的重要性，增加了文化类文章的比重，并对涉及文化方面的问题进行详细注解，可以拓宽学生的文化视野，培养学生的人文素养。在教学模式上，学校大学英语教师对于学生的教育，不仅局限于听、说、读、写、译五项基本技能的培养，也开始注重人文知识的讲授。大学英语教学的人文性不仅是让学生了解英语国家历史文化、思维模式、风俗习惯等，也要求学生对比英汉两种文化的差异，并以英语为媒介加强中国文化的传播，这是中国文化走出去的必然要求 [ 3 ] 。 大学英语教育培养出来的学生，不仅要熟悉东西方文化差异，不仅能做语言的翻译桥梁，更要做祖国文化的国际推广者和传播者，这才是我们大学英语教育的成功之路。
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user: 3. 英语教学中人文教育的培养 人文教育的切入点就是人文知识，所以学校的人文教育，应该以人文知识教育为切入点，逐步深入地展开。人文知识教育是整个人文教育的基础，只有通过人文知识教育，使学生对知识有一种认同感，才能逐步将人文知识所体现的价值观念逐渐内化到自身，形成一种稳定的人文精神，培养出既定的人文理念去指导他们自己的生活和学习。 3.1. 因材施教 首先，我们应该优化课程设置，挖掘教材内容，重视人文教育，力求教书育人。英语教材内容蕴含中外的历史、地理、风土人情、风俗习惯、生活方式、文学艺术和价值观念等，老师应该以教材为依据，充分发掘教材中能体现人文精神的素材，使人文素质教育与课堂教育内容有机结合。人文是所有学科的基础科学，在大学中不仅要传授科学知识，还要讲授人文知识。英语是人文学科的一支，英语学科的基本要素是英语语言、文学和文化。而高校英语课程设置中，需要平衡专业技能型课程和文学文化类知识课程的比例。英语作为一门技能培训的课程(如：听力、口语、泛读)和相关专业知识课程(如：语法)，老师在讲授过程中，不仅要注重技能性，如语法，知识点等，还应根据课文内容，对学生进行人文熏陶，如：在成都纺专，老师讲授的《新职业英语–职场素质英语》课本中，Unit3“Honesty is the Best Policy”(诚实是上策)，老师不仅要讲解语法，翻译，还应该根据课文内容，对学生进行社会诚信度教育等等。而且在英语教学中，还可以通过典型的人文知识课程，如英美文学、文化类课程，对英语专业学生进行人文素养的培育。老师可以从文章的背景出发，让学生深入品味、感悟、思考文章内涵，并能从文章中体会到作者的心境，充分挖掘出其中人与自然、人与社会、人与人之间的人文教育思想，使英语知识的传授和各国的精神文化融为一体，培养学生内外兼修的人文气质。同时，开设用英语讲授的中外文学、文化、历史、哲学等课程，使学生能够比较系统地接受东西方文学、文化、美学、哲学等方面的熏陶，以提高学生的语言修养、丰富其文化知识、完善其知识结构、培育其人文素养。 当然，人文素养的培养不能仅局限于课内，还需从课内延伸到课外，让学生通过广泛的阅读、鉴赏和研究来提高自身的人文素养。阅读英语文学作品，能提高英语运用能力，还能培养英语逻辑思维能力，理解英语民族的文化精髓。这种以学生为主体，从课堂延伸到课外的有意识的任务型教学方式，不仅把枯燥的语言学习变成学生自主的交际活动，还能陶冶情操、提升人文素养 [ 4 ] 。 3.2. 培养习惯 除了因材施教，我们还应该培养学生的自主学习能力，创新能力和思考能力，让他们成为决策性人才。 自主学习原则 外语学习在很大程度上像我们母语的习得过程一样是自主活动，有句名言“you hear， you forget; you see， you remember; you do， you learn (你听见，你忘记；你看见，你记住；你做过，你学会)”，因此，我们在英语教学过程中要满足学生的学习要求，给他们一定的权利和自由，从而培养学生良好的自主学习习惯，教师进行一定的学法指导，向学生提供合适的英语学习策略，让学生获得自主学习的能力，学会认知和求知。学生掌握有效的学习策略，有助于提高学习效率，促进自主学习能力的培养 [ 5 ] 。 如：成都电子科技大学成都学院就正在完善英语自主学习体验中心的建设。他们有完善的管理制度，有配合教学的网络学习系统；除了在线课程学习，网络学习平台上也有利于学生扩展英语知识，培养人文素养的其它内容，如：《外国人在说的6000句话》 《奥斯卡电影赏析》等等，只要学生养成了良好的网络英语自主学习习惯，就会有利于学生的英语能力拓展和培养。 思考性原则 要尊重学生的自主性，必须给学生以适当的自由，没有自由就不可能有自主性，在课堂教学方面反对满堂灌，要给学生回味和提问的时间。老师提出的问题，应该是耐人思考，经过认真思考，深思熟虑的。所以，教师在经过认真思考做出提问后，不能马上叫学生回答，可以他们先思考一会儿，给他们思考的自由和余地。 要让学生充分地自主探究，真正实现自我发现。英语教学中，应充分运用启发式原则，创设探讨情境，给学生质疑询问的时机，使学生能自己发现规律。教师要根据不同的教学内容和学生的不同能力水平，引导学生进行形式多样的学习和讨论，让他们在学习中发现问题，获得经验，互相学习，增强自信，培养自主学习的能力。要大力提倡有利于掌握科学方法、孕育创新精神的研究性学习方式 [ 5 ] 。 创新性原则 当今时代，以信息技术为核心的新一轮科技革命正在孕育兴起，互联网已成为驱动创新发展的先导力量，深刻改变着人们的生产生活方式，有力地推动着社会发展。在这样的背景下，信息技术不断更新，互联网对人们生活产生了巨大的影响，老师的教学更应该利用多媒体技术，通过分组式，任务式，讨论式等教学方法，让学生们认真思考，创新发现，提升自己的英语综合能力。 在成都纺专，老师在讲授快速阅读课文《Self-image， What is it？》(自我形象是什么？)这篇文章时，通过老师安排的分组性，任务性，讨论性教学，借助互联网的帮助，同学们去查证并了解自我形象的描述方式，也对自己及学习小组伙伴同学性格有了进一步认识，并在这活动过程中，学会了怎样与人相处，怎样提升自己的自我形象，这对学生们以后的学习和工作都会产生积极的影响。 通过培养学生的自主学习，思考习惯和创新能力，在他们语言素养提高的同时，人文素养也逐渐积累。这样，在学生的学习过程中，才能培养他们的情感、态度、策略等方面的发展，让他们成为新时代需要的综合性英语人才。 除此之外，我们还应着力建设一种高品位的人文环境，对学生施予人文的熏陶。人文环境主要包括精神环境和物质环境两个方面，在精神环境建设方面，学校应着重强调群体精神、群体意识以及全体师生的面貌作风。这样一来就能在学校中形成很好的氛围，营造积极进取、人际关系和谐、敬业乐群的人文环境 [ 4 ] 。
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user: 4. 培养师资 要完成对学生的人文教育，让学生具有人文素养，那么，培养具有人文精神的教师是必要的。人文精神是现代教师人文素养的核心要素。现代教师的人文精神应该包括以下几方面的内容： 4.1. 对教育理想的不断追求 没有理想的教育，没有理想的人，便不能创设理想的社会。我们应该不断追求：教育的路途应该怎样走？教育的未来应该怎样绘就？教育的理想是教育的灵魂，是教育的生命，是教育的阳光，拥有教育的理想才能立足事实、改造现实，创新未来。 4.2. 以学生生存和发展为本 老师要树立以学生为主体的教育观念，对学生要有爱心，尊重信任他们。师生之间应该是一种相互尊重、相互理解、协调合作、积极向上的和谐关系和氛围。学高为师，身正为范，教师要以身作则，以自己表率作用影响学生。在人格上，师生应该完全平等，老师要以真诚、平等的姿态，耐心地组织教学，营造一个平等、和谐、宽松、开放的人文课堂。在教学中，要减少对学生思维的限制，让他们有自我展示的机会，让学生在讨论、分析、争论中获得更多的感悟，理解语言所体现的文化内涵。要采用合作学习的方式，尊重每一位学生，鼓励学生积极尝试、主动参与，引导学生通过倾听、表达、树立自信心，培养学生合作交际意识、组织管理能力和协作团队精神等人文素养。使学生在英语学习中表现自我、协作他人、张扬个性、健全人格，使学生的人文素养得到全面提升，未来成为综合性运用人才 [ 4 ] 。 4.3. 以宽容之心善待学生 教师要把自己放在学生的位置上，换位思考，对于喜欢英语的同学，可以和他们共同提升；对于英语基础弱的同学，要去体会他们在学习中遇到的困难，体验他们在成长中经历的彷徨、渴望，对不同观点要有包容的心，去包容学生的失误，去化解学生的不良情绪。以宽容之心善待学生是一种爱，是教育学生的一种良好方式，是对学生心灵的点拨。 “台上一分钟，台下十年功”。教师必须要有广博的知识。“给学生一滴水，自己要有一桶水。”知识不是处于静止的状态，它在不断地丰富和发展，每时每刻都在日新月异地发生着量和质的变化，特别是被称作“知识爆炸时代”、“数字时代”、“互联网时代”的今天，教师要不断更新充实自己的学识，跟上时代发展步伐，不断更新教育观念，改革教学内容和方法。各学校也应注重在职教师的国内或国际化培训，让他们随时接触最新的教育理念和教学方法，以便运用到实践的教学中；当然，教师们之间也可以成立备课小组，共同发展，共同成长 [ 6 ] 。
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user: 5. 结论 改革开放初期，我国对外交流活动有限，通过阅读西方文学作品，了解西方的文化，提高自己的人文素质和综合修养是有一定帮助的。改革开放后，我国的国际交往日益频繁，对大学毕业生的外语能力和国际交往能力都提出了更高的要求。大学英语的教学目标是培养学生的英语综合运用能力，能在今后学习、工作和社会交往中有效地进行运用。英语教育的目标应该与国家对外开放的经济、政治需要紧密相关，大学英语教学的目标定位应服务于整个国家和社会的需求。在经济发展全球化的大背景下，国家需要更多综合性英语人才。大学英语教育中注重人文教育这个问题，不仅是对现存大学课程设置的挑战，也是对大学教材内容及教学方法的挑战，甚至是对整个大学英语教学发展方向的挑战。对此问题的探讨具有一定的现实意义 [ 7 ] 。 大学英语教学的人文教育和服务于学生个性发展的要求是一致的，两者都以学生为本，尊重学生的个性发展。学生在学校不仅要打好英语基本功，也要做一个“西方通”；不仅要学会生存的技能，也要学会生活的艺术；英语作为教育课程，在培养学生人文素养上有着义不容辞的责任。在大学英语教学中，具有人文精神的老师们，不仅要培养学生的语言能力，而且，还要注重学生的人文培养，让学生们在英语学习过程中，培养自己的人文素养，这样，才能使学生们成为国家未来全球化进程中真正需要的外语综合性人才 [ 3 ] 。
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user: 摘 要 随着水体污染的日趋严重，传统的净水工艺无法有效处理微污染水源。膜作为水处理中过滤屏障，可以截留大部分污染物以及99.9%的微生物，但由于水中溶质与膜材料之间相互作用会造成膜污染。通过Al-Ferron法研究聚合金属盐混凝剂的形态分布规律及其对膜污染的控制效果，结果发现铝盐水解形态中Al b 形态占主导地位，Al T 的总量减少，且经膜过滤后仅含少量的Al c ，说明膜的截留效果比较好，另外膜的酸洗会比碱洗效果好，可以有效的减缓膜污染。 关键词 :PAC水解形态，膜污染，Al-Ferron法，膜清洗
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user: 1. 引言 膜分离技术，即是指利用膜的选择性分离功能实现溶液不同组分的分离、纯化、浓缩。超滤膜(UF)和微滤膜(MF)被认为是替代传统的自来水处理工艺的最佳技术选择，目前已有将膜过滤手段应用至微污染水源的尝试 [ 1 ] 。膜污染是膜应用过程中普遍面临的问题，采用预处理工艺去除待处理混合液中的大量悬浮颗粒或有机物，可以提高产水水质，使得膜组件获得长期稳定的运行效果，其中混凝是近年来国内外研究较多的降低膜污染的预处理方法，但是利用混凝预处理方法只能延缓或减少膜污染。因此，污染后的膜的清洗也是需要研究的重要问题。 研究聚合金属盐混凝剂的形态分布规律及它们的残留物对膜造成的污染，在不同清洗条件下、与不同离子结合的形态结构而引起的不同形态之间的相互转化，是一种研究膜技术的新手段。因此本文利用投加PAC后铝盐不同的水解形态与Ferron试剂络合反应的速率不同，来研究投加PAC对于减轻膜污染是否有效，膜过滤后对PAC的截留效果，及选择最好的清洗方法。
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user: 2. PAC水解形态分布规律 通过多年的研究认为在多种羟基聚合形态中，Al 13 (或Al b )是其中最主要的也是最有效的成分之一。目前的测试方法中比较简单实用的当属Al-Ferron逐时络合比色法 [ 2 ] 。原理：水溶液中的Al 3+ 可与Ferron上的O或N原子络合，形成在370 nm处有最大吸收的络合物，铝的水解形态不同，与Ferron试剂络合反应的速率就不同。据此可将铝的总量Al T 分成三部分 [ 3 ] ： 1) Al a ：是指PAC在l min内即与Ferron试剂反应的铝水解产物，一般认为主要是单核经铝络合物，如Al + 、Al(OH) 2+ 、 ； 2) Al b ：是l min之后到120 min内与Ferron试剂反应的铝水解产物，认为是多核经铝络合物或聚合物组分，如 ， ， 及 等； 3) Al c ：是120 min内未与Ferron试剂反应的部分，包括高聚物(Al > 13)和溶胶态[nAl(OH) 3 ]。 这种方法虽然只能粗略地进行分类，但它能测定Al b 的含量，很有实用价值。单核经铝络合物(Al a )所带正电荷较少，中和胶粒表面负电荷的能力较弱，混凝效果较差；多核经铝络合物(Al b )，特别是 和 组分具有较高的正电荷，且又具有一定的分子链长度，它们具有较强的电荷中和能力和吸附能力，可取得良好的混凝效果；Al c 主要是靠吸附架桥和沉淀物网捕机理来达到混凝的，对絮凝剂取得良好的混凝沉降效果起着较重要的作用。
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user: 3. Al-Ferron法络合实验 3.1. 实验装置 图1中所示为实验装置，自来水通过进水管进入水箱，在水箱内配制原水并进行混凝实验，上清液由离心泵提升进入膜组件进行超滤，通过调节阀门可调节流量，即控制滤速大小。 3.2. 实验内容 3.2.1. PAC对膜污染的截留效果 实验主要分成两部分，第一部分是测定不使用膜时的PAC水解后的形态的分布规律，用以与后面第二部分的膜过滤前和膜过滤后的混凝剂PAC的形态分布情况进行对比，进而确定PAC对膜污染控制中的作用。 1) 无膜时的PAC形态分布 实验步骤如下： ① 待测溶液：称取30 mg PAC溶解于500 mL去离子水中； ② 用移液管取10 mL的比色—缓冲混合溶液加入50 mL的容量瓶中； ③ 准确量取5 mL的待测溶液加入容量瓶，并立即开始计时； ④ 迅速摇晃容量瓶，使之均匀，用去离子水稀释至刻度，充分震荡均匀，立即以不含铝的试剂空白作对照，在370 nm的波长处用分光光度计测定吸收值； ⑤ 分别测定0 min、3 min、10 min、20 min、60 min、120 min、150 min、180 min时的溶液吸收值。所得的PAC溶液吸光度曲线如图2所示。 用最大值与最小值(空白试验吸光度值A为0.146)之差d作为分母，瞬间反应后的吸光度值为a，120 min内的吸光度值为b，120 min后的吸光度值为c。由图2可以计算出，PAC水解聚合形态的百分比：Al a = (a − 0.146)/d = 25%，Al b = (b − a)/d = 71.4%，Al c = (c − b)/d = 3.6% (下文计算同此)。Al b 形态占主导地位，说明该混凝剂PAC碱化度较高，混凝效果理论上会较好 [ 4 ] 。 2) 膜过滤前和后的PAC形态分布 对于膜过滤前的进水，在最佳投药量与pH条件下，混凝静置30分钟后取上清液，利用Ferron逐时络合法测定其不同时间的吸光度A。经膜过滤后的出水，浊度降低至0.1 NTU以下，取适量出水进行通过Ferron逐时络合法测定其不同时间的吸光度A。膜过滤前和后的溶液吸光度曲线如图3和图4所示。 3.2.2. 膜清洗 此部分主要是研究酸性和碱性条件下的膜清洗的效果，以确定膜清洗的适宜条件。 1) 碱清洗 膜进行碱性正洗及反洗不同时间的出水进行Ferron逐时络合实验，结果分别见图5、表1和图6、表2。 ① 碱洗正洗不同时间出水的吸光度A随时间的变化 ② 碱洗反洗不同时间出水的吸光度A随时间的变化 2) 酸清洗 膜进行酸性正洗及反洗不同时间的出水进行Ferron逐时络合实验，结果分别见图7、表3和图8、表4。 ① 酸洗正洗不同时间出水的吸光度A随时间的变化 ② 酸洗反洗不同时间出水的吸光度A随时间的变化 图1. 实验装置图 图2. PAC溶液吸光度曲线 图3. 膜过滤前溶液吸光度曲线 图4. 膜过滤后溶液吸光度曲线 图5. 碱洗正洗后不同时间出水的吸光度 图6. 碱洗反洗后不同时间出水的吸光度 图7. 酸洗正洗后不同时间出水的吸光度 图8. 酸洗反洗后不同时间出水的吸光度 Table 1 Hydrolysis forms of aluminum in the alkaline washing effluent under different tim 时间(min) Al a Al b Al c d值 最大值 空白 1 min 14.3% 71.4% 14.3% 0.007 0.153 0.146 5 min 33.3% 55.6% 11.1% 0.009 0.155 0.146 10 min 13.3% 80.0% 6.7% 0.015 0.161 0.146 表1. 碱洗正洗不同时间出水铝的水解形态变化 Table 2 Hydrolysis forms of aluminum in the alkaline backwashing effluent under different tim 时间(mim) Al a Al b Al c d值 最大值 空白 1 min 29.1% 66.7% 4.2% 0.024 0.170 0.146 5 min 7.7% 84.6% 7.7% 0.013 0.159 0.146 10 min 0% 88.9% 11.1% 0.009 0.155 0.146 表2. 碱洗反洗不同时间出水铝的水解形态变化 Table 3 Hydrolysis forms of aluminum in the acid washing effluent under different tim 时间(mim) Al a Al b Al c d值 最大值 空白 1 min 0% 87.5% 12.5% 0.008 0.154 0.146 5 min 42.9% 50% 7.1% 0.014 0.160 0.146 10 min 47.8% 47.8% 4.4% 0.023 0.169 0.146 表3. 酸洗正洗不同时间出水铝的水解形态变化 Table 4 Hydrolysis forms of aluminum in the acid backwashing effluent under different tim 时间(mim) Al a Al b Al c d值 最大值 空白 1 min 80.7% 17.5% 1.8% 0.057 0.203 0.146 5 min 81.7% 15.5% 2.8% 0.071 0.217 0.146 10 min 83.8% 14.9% 1.3% 0.074 0.220 0.146 表4. 酸洗反洗不同时间出水铝的水解形态变化
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user: 4. 结果分析 4.1. PAC对膜污染的截留效果 由图3可以看出，混凝后水中含Al的水解聚合形态之间的比例有所变化，Al a 占0%，Al b 占85.7%，Al c 占14.3%。与图2中的PAC的溶液吸光度曲线相比，低聚合态Al a 的含量减少至0，相应的Al b 与Al c 的比例都有所增加。原因是PAC被投加到原水中后，它的各种组分之间，一方面按照本身固有的规律进行转化形态，另一方面又与水中形形色色的杂质相互作用，因而使混凝产物及混凝液中聚合铝的形态和结构不断地发生转化。低聚合态的物质趋向于向高聚合态物质转化，Al a 向Al b 转化(甚至少量Al a 直接向Al c 转化)，但因Al b 形态较稳定，故其占据主导地位。同时将图2与图3比较可看出，120 min时图3中显示的吸光度A值要比图2中的低，说明溶液中Al T 明显降低，说明大量Al存在于絮体中被沉降。 由图4可以看出，经膜过滤后的出水，基本不含Al a 与Al b ，但含有少量Al c ，这说明，超滤膜截留Al b 效果较好。经测试膜出水呈中性，其pH值相对于进膜前溶液pH值略有提高。这种现象是由于过滤时弱酸性的溶液条件刺激了Al b 的羟基与膜表面发生水解—吸附反应，使Alb被截留在膜表面或孔径内，少量羟基则与水中H + 结合使溶液趋于中性。Al c 由于携带电荷量少，虽大部分因分子较大被膜截留，但仍有部分残留在出水中。 4.2. 膜清洗效果分析 4.2.1. 碱洗结果分析 综合图5和图6及空白实验中可以看出，清洗溶液的吸光度值均不高于不含Al的空白试验，故碱性溶液中不含Al。 由图5及表1可知，随着碱性溶液正洗时间的增长，出水中Al a 所占比例先增大后减小，Al c 比例一直减小，Al b 比例一直处于主导地位，总Al T 浓度逐渐增大。其原因首先是NaClO溶液与膜污染物质之间发生一系列的水解、胶溶、皂化、溶解及整合等化学反应，使得被截留的污染物分解或分散成可透过膜的溶解性物质，这些物质中含有各种形态的Al。其次是，膜表面有少量未被混凝沉降的无机小颗粒附着，由于一定时间的浸泡，使得这些小颗粒分散到清洗液中，因为清洗液是碱性溶液，进而就有带碱性的晶核存在，而清洗液与污染物质之间发生的一系列反应均属放热反应，在碱性晶核与局部升温的条件下，Al b 便会发生解聚反应释放A1 3+ 或者低聚体到溶液中，所以清洗中途Ala含量会有所升高，而Al b 比例有所下降。以此类推，Al c 也会解聚成Al b 或者Al a ，因而其含量一直在减少。Al T 增加是因为浸泡时间越久，污染物质被浸透、溶胀的就越来越多，释放出来的Al就越多。 另外，由图6及表2可知，随着碱性溶液反洗时间的增长，出水中Al a 所占比例由较大逐步减小至零，而Al b 与Al c 比例一直增大，且Al b 比例仍占主导地位。由于正洗、反洗是交替进行，在初始反洗的时候，清洗液与膜污染物质之间已经有一定时间接触，因而初始的Al a 比例较大，随着污染物质被大量冲走，Al T 越来越少，Al a 也越来越少。后期，清洗液中晶核减少至几乎没有，化学反应也较少，Al b 形态便向其它球链状聚集颗粒转化，主要是由于内部结构重排，形成较大分子形态的Al b 或是更大分子的Al c ，由于其反应惰性再向低聚合态转化会很慢。所以碱洗到最后的反洗时段，出水中仅含有较多的Al b 和少量Al c 。 4.2.2. 酸洗结果分析 同上碱性结果分析，综合图7和图8及空白实验中可以看出，清洗溶液的吸光度值均不高于不含Al的空白试验，故酸性溶液中不含Al。 由图7及表3可知，初始出水Al a 含量为零，Al b 占绝大部分比例，随着酸性溶液正洗时间的增长，Al a 所占比例逐步增长，Al b 与Al c 比例逐渐减少，10 min后Al a 与Al b 所占比例相当。相对于碱洗正洗，初始Al T 含量大致相等，都比较少，说明污染物绝大部分被压实，短时间内很难被分解，随着时间的延长，污染物质被充分溶胀、溶解，越来越多的残留Al以各种形式被冲出，检测到出水中的Al T 含量增多。Al a 含量增加的幅度大，是因为酸性溶液中的H + 与聚合铝(Al b 及Al c )中的羟基发生中和反应，使其羟基链断裂，从而分解成Al 3+ 或是低聚态的小分子，因而Al b 与Al c 的比例均有所下降，而Al a 含量却大幅度上升。 由图8及表4可知，酸性溶液反洗的初始出水Al a 所占比例最大且一直逐渐增长，Al b 所占比例较小且逐渐减少，Al的总含量较大，且随着反洗时间的增长而增大。与碱洗反洗的推理类似，由于先正洗的3 min，使得清洗液与污染物质有了充分接触，从而使得反洗初始出水的含Al残留物较多。此外，反洗的Al T 浓度大，说明大部分的Al残留在膜表面，反洗比正洗更有利于去除污染物；Al a 含量比例比正洗大，是因为酸性清洗液中的H + 与以 形式存在的各种铝的水解聚合羟基配合离子中的-OH基团发生了中和作用，高浓度Al T 使得其接触更充分、反应更彻底，占绝对分数的小分子Al a 比较容易透过膜，从而进一步说明出水中Al T 较大。 将酸洗结果和碱洗结果进行对比，可以看出酸洗效果比碱洗效果好。原因是，聚合铝混凝剂的水解形态主要是富含羟基的 ，本实验采用的是低浓度的强酸性溶液，主要存在H + ，其与 反应主要是中和羟基，使其断裂，生成较容易透过膜的小分子物质，从而去除残留铝较彻底，膜通量恢复效果好。而弱碱性的NaClO在水溶液中存在的OH − ，与 的羟基结合会脱水生成-O-链，使得低分子形态的Al化合物链接成较难透过膜的中聚合态Al或高聚合态Al，因而其清洗效果略逊于酸性清洗液。
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user: 5. 结论 1) PAC的水解聚合形态中，Al b 形态占主导地位，次之为Al a ，再为Al c 。说明该混凝剂PAC碱化度较高，混凝效果好； 2) 混凝后Al a 向Al b 转化(甚至少量Al a 直接向Al c 转化)，因Al b 形态较稳定，故占主导地位，同时溶液中Al T 明显降低，大量Al存在于絮体中被沉降； 3) 经膜过滤后的出水，基本不含Al a 与Al b ，但含有少量Al c ，超滤膜截留Al b 效果较好； 4) 酸洗效果比碱洗效果好，但是采用复合清洗即碱洗与酸洗交替进行，效果会更好、更经济。
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user: 摘 要 本文提出了一种基于智能算法的动态故障测距算法，用于带有多支路的输电线路故障测距。该算法通过测量输电线两侧的电流、电压值，得到相对应的判别指标，从而可预先识别出故障对应的区域；然后将非故障分支进行等效，得到合并后的电气量；再对故障处的分支应用基于遗传算法的双端测距法进行初步的测距，并利用神经网络算法对所得到的测距结果进行进一步的调整，提高了线路故障的测距精度。本文所提出的计算方法只需使用变电站故障后状态下所测得的电压和电流值，并继承了基于遗传算法的故障测距方法的优点，不受故障点位置与过渡电阻的影响，且减小了线路参数偏差对最后结果的影响。使用PSCAD对所提出的方法进行验证，结果表明所提出方法的正确性和高精度性。 关键词 :多支路线路，叠加原理，故障测距，遗传算法，人工智能算法
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user: 1. 引言 植被生长、雷击、大风等自然现象以及人为的原因如缺乏检修维护、部件老化等等，都有可能会增加线路故障的发生，从而导致停电以及系统安全性的降低 [ 1 ] 。电网的安全有赖于输电线路的可靠运行，因此如何更好的开展故障测距对于保证电网的安全稳定运行是十分重要的 [ 2 ] 。 为了减少故障造成的影响，需要快速对故障进行定位，一般使用的故障定位方法有两种。第一种是基于数学模型的方法，通过变电站测得的阻抗函数来确定故障点的距离，也称之为阻抗法；另一种方法是基于知识的分类方法，使用数据挖掘技术从故障数据库中进行学习，以帮助确定线路的故障段。而第一种方法由于其易于理解，方便推广得到了更多的应用。阻抗法通常还包括单端和双端测距算法，单端定位算法 [ 3 ] [ 4 ] 属于早期的方法，其精度较低，因此更多使用的是双端测距算法 [ 5 ] - [ 8 ] ，该方法不受故障点位置与过渡电阻的影响，可达到很好的效果。 随着电力需求的增长，电网建设却无法满足这种需求，出现了很多小型用户直接接入输电线路的情况。因此T接线路的故障测距方法得到了广大科研人员的重视。文献 [ 9 ] - [ 11 ] 等提出了适用于T接线路的测距算法，但是都需要假设所测的各条线路的参数可测量。由于这种临时搭接的线路往往是暂时用于输电 [ 12 ] ，在工程应用上是不会增加测量装置的。因而文献 [ 13 ] [ 14 ] 提出一种仅使用线路两侧的测量数据，开展故障测距的算法，但是依然只考虑了T接的情况。 文献 [ 15 ] 提出了一种使用双端PMU测量数据进行带有多条线路接入的线路的故障测距方法，实现了多条线路均可以计算相应的故障附加分量的正序量，然后根据所提出的判别指标，判断故障区域。通过将非故障分支进行等值变换，将多支路的传输线路故障定位转换成一般性的故障定位问题。 通常，线路参数对环境温度、湿度、地形等因素较为敏感，特别是线路的长度这一关键信息因环境的改变而不同，从而会影响到故障测距结果的精度，但是上述方法都无法计及这一影响，尤其是对需要多次判断的测距过程，这一影响尤为明显。文献 [ 16 ] 提出了基于遗传算法的输电线路故障测距方法，通过遗传算法的特性，在一个大概范围即可实现故障测距。但是在目前测量设备的采样率下，一定的误差是无法避免的，因此结果精度不高。文献 [ 17 ] 进一步对该方法进行了修正，使用混合智能算法修正了所得到的结果，进一步提高了结果的精度。 综上所述，根据各种方法的利弊，本文提出一种基于智能算法的动态故障测距算法，用于带有多支路的输电线路故障测距。该算法通过测量输电线两侧的电流、电压值，得到相对应的判别指标，从而可预先识别出故障对应的区域；然后将非故障分支进行等效，得到合并后的电气量；再对故障处的分支应用基于遗传算法的双端测距法进行初步的测距。
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user: 2. 基于遗传算法的故障测距算法 遗传算法是一种模拟遗传机制的智能优化算法，通过一系列的选择进化手段生成比上一代更优的优秀个体。 如图1所示的故障后的无支路的传输线路，线路两端的正序电压、电流分量分别记为 、 ，输电线路的故障测距算法判据为由两端测量结果计算得到的电压差最小，因此可以看成是一种使电压差最小化的优化算法，建立问题的优化模型，有： 通过优化计算后可得故障点位置 [ 16 ] ，如式(1)~(3)所示： (1) (2) (3) 其中 为故障点F到线路R端占线路总长L的百分比； 、 为线路的正序传播系数、特征阻抗。
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user: 3. 多线路接入输电线路的故障测距算法 3.1. 输电线路的正序网络 当传输线路带有两条支路时，如图2所示。图2中支路用 、 来表示。 根据线性叠加原理和对称分量法，可将故障电力网络等值为无故障网络与故障后的正序、负序和零序网。点F发生故障后，其正序网络如图3所示。 其中 、 为两侧的测量值的正序电压、电流分量， 、 为两线路接入母线端的等效正序阻抗，D、 、 为故障点F及分支接点 、 到R端的距离与整个输电线的百分比。 3.2. 故障区域的判断 根据式(1)可计算得到指标D，但是由于分支的存在该结果必然是不正确的；因此需要进一步进行判断。将输电线路改为集中参数模型，如图4所示。 图4中，有 ， 。 1) 当故障发生在支路 或线路接入点 时，若 为故障点位置，则满足 。 化简方程可得 、 的表达式： (4) (5) 其中 为线路单位正序阻抗。 图1. 无线路接入的传输线路 图2. 两支路传输线路 图3. 故障后的正序网络 图4. 故障后正序网络的集中参数模型 通过整理，我们可得： (6) 对式(6)两边均取实部，可得： (7) 其中 ， 。 假设系统阻抗 、 、 、 及传输线路均是高感抗的(即 )，则 、 与 、 之间的相角度数差均小于 ，由此可得 [ 15 ] ： (8) 2) 当故障发生在支路 时，实际故障点 满足， 同理上述方法可得到下式： (9) 此时 ， 。 因此 正负无法判断，即无法确定 与 、 是什么顺序。 3) 当故障在支路 或分支 中时，与(1)同样，可得： 。 综合1)、2)、3)所述，虽然不能直接得到最终的故障位置，但是缩小了故障判定区域。 3.3. 故障分支的判断 假设故障在 上发生，则支路 和 上是非故障线路，可以将其进行合并 [ 15 ] ，得到新分支点 及 ，如图5所示，原模型被划为了一个T接线路。 再次根据3.2节的原则进行判断，可得： 1) 故障位于 2) 故障位于 3) 故障位于 同理若故障位于区域 时的支路判断指标 与界限 。如果排除了上述两种情况，则故障一定位于支路 。 3.4. 多线路接入输电线路的故障测距算法的流程 在确知故障所在范围后，我们就可以进一步将原线路模型化简，并进行测距。假设故障在支路 上，首先将非故障支路 、分支 进行合并，可得新端点 的电压、电流 如图5；再次将非故障支路 、分支 进行合并，可得新端点 的电压、电流 ，由此问题转变为如图6所示的支路 的双端故障测距问题。 然后，使用第1节中介绍的故障测距方法，就可以进一步进行定位。当故障发生在支路 、 上时，与上述的过程并无二致。 因此，完整的推导过程可以归纳为：首先排除不可能的故障区域，缩小范围，然后确定具体的范围，最后进行测距。依据以下的流程，如图7所示。 并且，容易推知，该结论可以进一步推广到传输线路出现多个线路接入时的情形。例如，如图8所示的 的情况。 将节点 、 间的线路进行合并后，由两侧所测得的数据可得 。则有： 1) 故障位于支路 、分支 时，若 为真实的故障点位置，则应有 ； 为计算的故障指标值。与前述过程一样可推导得： (10) 图5. 合并后的传输线路 图6. 双端测距问题 图7. 故障测距流程 图8. 传输线路出现多分支的情况 其中 均为非零常数，且若所有线路、阻抗均为高感抗，即 与 、 的相角差均不高于 ，则可得到： (11) 2) 故障位于节点 、 间时，有： (12) 其中 将各有大小，因此无法确定 与 是何种关系。 3) 故障位于 和 之间，一样可得： (13) 也即当 时，若处于(1)、(3)两种情况时，我们可将原问题转化为 条支路的线路进行判断；否则就讲原问题转化为 条支路的线路，并一直重复该过程。
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user: 4. 基于智能算法的改进 人工智能算法可以尽量的模拟各种非线性方恒，同时还可以模拟不确定性系统。而遗传算法是一种具有较好特性的全局性智能算法，具有较高的收敛特性。将人工智能算法与遗传算法相结合，充分的利用了两种算法的优点，保证样本之间的快拟合，从而使得结果得到精确的修正，尤其适合于需要多次判断故障的系统。 基于智能算法的故障测距的主要步骤为： 1) 选取训练样本集，训练AI，以获得遗传算法测距结果与修正参数的非线性映射关系。 2) 使用上述的判定准则进行判定，并使用基于遗传算法的双端故障测距法进行计算。 3) 使用人工智能算法根据样本集修正结果。
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user: 5. 算例仿真 使用PSCAD进行仿真计算，初始的数据采样频率为12 kHz。本文使用某220 kV等级电网进行测试，线路长度为400 km。假设在传输线路各点上发生单相接地故障，采用PSCAD对故障进行仿真模拟，获取暂态数据并利用本文算法进行故障区域判断。 人工智能算法原始样本的选取： 1) 故障距离选取为均匀选取故障点，变化步长为5 km； 2) 故障过渡电阻分别取0、50 Ω、100 Ω； 3) 环境变化对线路参数的影响，使用取故障线路参数分别为正常(等于计算参数)、弧垂变化至10 m两种情况来模拟，并生成样本集。 多线路接入线路模型如图9所示，假设分支线路均匀出现在主线路上。 使用未考虑算法修正的方法进行计算，假设输电线路主线上发生不同位置的单相接地短路故障，应用本文方法进行初步的故障区域判断。结果如表1所示。 由表1的结果可知，所使用的方法对于判断故障区域是可行的，具有较高的准确性。 人工智能算法提高算法精度分析 本文的故障定位原理中，传输线路分支母线端的等效阻抗是影响双端精确测距的关键因素，其又受线路距离的影响，因此有必要研究其对整个算法的影响。 表2所示为加入人工智能算法修正后，考虑线路长度误差时的测距误差结果。由表2线路两端故障时测距误差明显减小。线路参数准确时测量误差较小；当受环境影响线路参数不准确时，测距误差控制在1%以内，充分的说明了算法的有效性。 图9. 多线路接入传输线路 Table 1 Results of faulted section discriminatio 实际故障 判定区域 故障支路 故障位置/km 2-4 210 3-6 4-5 220 3-6 2-4 105 3-6 2-4 195 2-6 4-6 205 2-6 4-6 295 4-8 6-8 305 4-8 6-8 395 4-8 表1. 故障区域判断结果 Table 2 Simulation result compare under errors of the length of line 是否考虑修正 定位误差(%) 10 km 70 km 120 km 160 km 210 km 260 km 否 2.90 1.02 1.44 1.37 2.46 3.12 是 0.12 0.25 0.33 0.43 0.51 0.23 表2. 线路长度误差下的仿真结果对比
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user: 6. 总结 本文提出了一种改进的基于智能算法的故障测距方法，该算法通过测量输电线两侧的电流、电压值，得到相对应的判别指标，从而可预先识别出故障对应的区域；然后将非故障分支进行等效，得到合并后的电气量；再对故障处的分支应用基于遗传算法的双端测距法进行初步的测距，并利用神经网络算法对所得到的测距结果进行进一步的调整，提高了线路故障的测距精度。 通过仿真表明，所提出方法所得的测距结果不受故障点位置与过渡电阻的影响，并且结果的精度受线路长度的影响较小，具有一定的实用价值。
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user: 摘 要 以双馈型风力发电机为主的风电场在电力供应中占有越来越大的比重。双馈感应发电机输出的短路电流特性与同步发电机具有较大区别，目前双馈风电的故障暂态分析已成为风电并网的研究热点，但主要集中于单个机组并网系统方面。本文首先基于复频域分析了单台双馈风电机组的短路暂态过程，建立双馈型风电场暂态期间的工频、直流和转速频率分量的等效电路，对双馈型风电场的短路电流变化规律进行研究。推导出风电场中单台风电机组的短路电流增量表达式，基于短路电流的增量利用补偿增量的方法推导出双馈风电场的短路电流计算式。仿真验证了风电场内部的短路电流变化规律和解析表达式的准确性。 关键词 :双馈型风电场，短路电流，复频域，等效电路，补偿增量
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user: 1. 引言 随着风力发电技术的飞速发展，以双馈型风力发电机为主的风电场在电力供应中占有越来越大的比重。双馈型风电场接入电网的方式分为分散式并网和集中式并网 [ 1 ] 。分散式双馈风电场发电机组的容量较小，均属于小型发电机组，以就地消纳为主 [ 2 ] 。集中式双馈风电场是在风能资源比较丰富的地区集中发电，并通过专用的联络线并入高压电网。集中式的风力发电比较符合我国的国情。但大规模集中式风电场并网势必对电网的保护配置、系统的安全运行产生一定的影响，因此针对双馈风电场的短路电流特征研究是一个亟需解决的关键问题 [ 3 ] - [ 5 ] 。 目前，研究人员通过比较双馈风电机组与相同容量同步发电机组的短路电流波形，验证了双馈风电机组接入对电力系统暂态运行特性的影响，提出了双馈风电机组并网系统暂态分析的重要性 [ 6 ] 。对单台DFIG的短路电流进行了大量研究 [ 7 ] - [ 9 ] ，其暂态特性短路电流特性较为明确。 在双馈式风电场的暂态仿真方面，少量研究人员开展了相关研究。文献 [ 10 ] 分析了双馈式风电场的故障特性及影响因素，但是仅利用单台双馈风电机组来代表风电场。文献 [ 11 ] 针对短路容量比、联络线阻抗比等因素对双馈风电场暂态特性的影响进行了仿真分析，但该研究人员采用了多机并联的风电场模型。为了获取准确的风电场暂态特性，部分研究人员采用详细模型对双馈式风电场的故障暂态特性进行了分析 [ 12 ] [ 13 ] 。从研究结果来看，详细模型能较好地反映了风电场的暂态运行特性，但受运算速度和时间的制约，所采用的详细模型机组数量均较少。 可以看出，双馈风电场的暂态特征分析主要通过将风电场等值为一台或者多台风电机组的方式来研究，已有的研究主要以时域仿真为手段，无法解释双馈型风电场的故障演化机理、故障计算等值等问题，双馈风电场并网的短路电流特征也不明确 [ 14 ] [ 15 ] 。 鉴于此，本文基于双馈风电机组单机并网系统的短路电流特性基础上，更进一步研究双馈型风电场并网的短路电流特性。通过研究风电场内部的短路电流变异机理，推导出风电场中单台风电机组的短路电流增量表达式，基于短路电流的增量利用补偿增量的方法推导出双馈风电场的短路电流计算式。仿真验证了风电场内部的短路电流变化规律和解析表达式的准确性。
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user: 2. 双馈风电机组暂态过程分析 同步旋转坐标系下，计及撬棒保护的双馈感应发电机电压和磁链的空间矢量方程为： (1) (2) (3) (4) 式中， 表示电压空间矢量， 表示电流空间矢量， 表示磁链空间矢量； 表示电阻， 表示电感；下标 、 和 分别表示定子侧的物理量、转子侧的物理量和激磁分量； ， 分别表示同步角速度和转差角速度， ， 为转子角速度； 表示时域微分算子； 为转子侧保护投入后转子侧的等值电阻， 为撬棒保护电阻。 在 时刻电网发生三相对称故障后认为阶跃变化为 。由于电网容量相对较大，认为故障后的机端电压中仅含工频分量，即： (5) 式中， 、 分别表示短路故障前后的机端电压空间矢量； 、 分别表示短路故障前后工频下的机端电压空间矢量； 、 分别表示故障前后机端电压工频量幅值； 表示机端A相电压工频量的初始相角。 由式(1)和(3)可得定子磁链与定子电压及转子电流的关系为： (6) 考虑到定子磁链值在短路故障前后必然连续，则有 。假设短路故障发生在 时刻，令磁链的初始值 。将式(5)转化到复频域， 表示复频域算子，得到： (7) 将式(3)转化到复频域并变形： (8) 在实际系统中 ，因此联立式(6)和式(7)可得到，定子电流与转子电流存在如下关系： (9) 拉氏逆变换后得： (10) 由式(2)和(4)可得转子磁链与转子电压及转子电流的关系为： (11) 将式(11)转换到复频域中，转子电流可用定子磁通和转子磁通初始值表示： (12) 将式(7)代入式(12)中变形后可得转子电流可表示为： (13) 式中， 和 的具体参数见附录①。利用拉式逆变换，可得电网故障下计及撬棒保护的转子电流的时域表达式为： (14) 式中，各频率分量的系数见附录②。上标 表示工频周期的电气量； 表示以 为衰减常数的直流电气量； 表示以 为衰减常数的直流电气量； 表示以 为衰减常数的转速频率电气量。 将(14)代入(10)得可得计及撬棒保护的定子电流时域表达式如下，各频率分量的系数见附录②。 (15) 由式(14)、(15)可得各定子、转子磁链分量如下，各频率分量的系数见附录③。 (16)