DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 3. 结果与分析 3.1. 硬度测试结果(见表1、表2) 从表3可以看出，在37℃条件下，锰固化聚硫密封胶，在无SRB的航空煤油中浸泡60天，浸泡前硬度值为55.0，浸泡后为54.00，硬度减少1.0，符合ASTM D4054的要求。而在含有SRB的航空煤油中，浸泡前硬度值为55.5，浸泡后为49.5，硬度减少6.0，超出标准要求。硬度的减小将直接影响密封胶的强 Table 1 The hardness value of PR-1440， B-2 before and after soaking in jet fuel without SR 试片编号 1 2 3 均值 浸泡前 55 56 54 55 浸泡后 55 54 53 54 0 2 1 1 表1. PR-1440，B-2在无SRB航空煤油中浸泡前后硬度值 Table 2 The hardness value of PR-1440， B-2 before and after soaking in jet fuel with SR 试片编号 1 2 3 均值 浸泡前 54 56 56 55.5 浸泡后 50 50 49 49.5 4 6 7 6 表2. PR-1440，B-2在含SRB航空煤油中浸泡前后硬度值 Table 3 ASTM-D4045 for PR-1440， B-2 hardness index requirement 浸泡条件 D4054要求 测试结果 允许误差(浸泡前作为基准) 偏离值 结果判定 浸泡前 >35 55.0 ---- ---- 合格 无SRB >35 54.0 ±5 -1 合格 浸泡前 >35 55.5 ---- ---- 合格 有SRB >35 49.5 ±5 −6 不合格 表3. ASTM-D4045对PR-1440，B-2的硬度指标要求 度指标，这将对油箱的安全性造成很大危险。 3.2. 体积膨胀率 从表4中可以看出，PR-1440，B-2在无SRB的航空煤油中浸泡60天，体积发生膨胀，符合要求；在含有SRB的航空煤油中，体积膨胀率为−7.26%，体积出现收缩。究其原因，可以推断SRB的存在改变了密封胶的物理性质。从SRB的代谢机理来看，可能是SRB的生命活动消耗了航空煤油中的烃类组分，并且产生一些硫化物，硫化物的存在影响了密封胶中锰离子的性质，使密封胶的体积收缩减少。 3.3. 拉伸强度和断面伸长率 从表5中可以看出，浸泡前后，在不含有SRB的航空煤油试样中，拉伸强度达到570.9 psi，在含有SRB航空煤油试样中，拉伸强度为537.7 psi，拉伸强度降低了33.2 psi，虽然均符合最低的强度要求。但从表4体积变化来看，在含有SRB的矩形试片中，矩形试片的体积膨胀率为−7.26%，虽然我们肉眼分辨不出来，但通过对比试验可以明显的推断出在含有SRB试样中哑铃形试片的体积也会相应的减少，中间测量部分变细。 表5中，在不含SRB的试样中断面伸长率为209.5%，而在含有SRB的试样中，断面伸长率为189.3%，断面伸长率减小，是因为SRB的存在，破坏了中间测量部分的性质结构，使得强度有所降低。 综上所述，我们可以说明SRB的存在确实破坏了密封胶的部分结构，使得密封胶的强度，伸长率均有所降低。至于深入的破坏机理，目前还不是很清楚，从SRB的代谢过程来看，可能是在SRB生命活 Table 4 The change of the volume expansion ratio of PR-1440， B-2 under different condition 浸泡条件 D4054要求 允许偏差 测试结果 判定结果 无SRB 0%-20% 增加5% 16.59% 合格 有SRB —— —— −7.26% 不合格 表4. PR-1440，B-2在不同条件下体积膨胀率的变化 Table 5 The change of mechanical properties of PR-1440， B-2 under different condition 测试项目 浸泡条件 D4054要求 测试结果 允许偏差(浸泡前为基准) 结果判定 拉伸强度(psi) 无SRB >200 570.9 降低35 合格 有SRB >200 537.7 降低35 合格 断面伸长率 无SRB >150% 209.5% 降低25% 合格 有SRB >150% 189.3% 降低25% 合格 表5. PR-1440，B-2在不同条件下的力学性能的变化 动过程中消耗了密封胶中硫化物和其他成分，也可能是SRB代谢产生的硫化物和其他成分对密封胶的结构造成破坏。对此，我们还需深入研究。
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user: 4. 结论 本实验通过分析实际飞机油箱存在的情况，对航煤中可能存在的微生物进行了研究。研究表明特别是硫酸盐还原菌的存在，大大加剧了油箱密封性能的破坏。我们采用对比实验，分别同时进行了有无SRB的航煤浸泡实验，通过对实验结果进行分析比较，得出了如下结论： 1) 微生物的存在降低了锰固化聚硫密封胶的硬度； 2) SRB的存在使得锰固化聚硫密封胶的体积发生收缩； 3) SRB的存在破坏了密封胶的部分结构，使得密封胶的拉伸强度降低，断面伸长率降低。
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user: 摘 要 智能变电站二次设备评估系统旨在基于数据库中的数据，根据专家系统中给出的评估方法对智能变电站二次设备的状况进行综合评估。本文根据智能变电站运行监测特征量，构建规范化决策矩阵，计算权重系数，建立TOPSIS评估模型并带入数据，根据评估指标得到智能变电站二次设备的状态评估结果。并根据实例分析，通过与模糊综合评估方法结果相比较，验证了基于TOPSIS模型的智能变电站二次设备评估方法的实用性与准确性。 关键词 :智能变电站，二次设备评估，TOPSIS模型
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user: 1. 引言 长久以来，电力设备监测都采用定期离线方式，但是离线试验在保证电力系统的安全运行方面有很大的局限性，反映在其不能对二次设备全部运行条件下的各种状态进行反馈，也无法对突发故障进行提前预测。检测技术和各种评估方法的发展，为电力系统二次设备状态评估的研究提供了理论和实践的基础。 目前对于常规站或智能变电站内二次设备的状态监测或评估，主要依赖与二次工作人员现场取样所获得，通过统一输入PMIS中的评估系统获得对应的检修策略，进行评估的设备主要局限于继电保护及二次回路，基本评估算法也不够准确，因而在实时性、简洁性、可行性上局限性较大；其次智能变电站内的二次设备在设备的评估样本的采集上有着常规站无法比拟的优势，但目前对于智能变电站内二次设备的状态评估还是参照常规站进行，没有很好的体现出智能站的优势。 将多属性决策方法应用到电力系统可以有效推进电力设备的状态评估的发展。目前多属性决策已经成功应用到变压器、断路器等一次设备的状态估计和二次设备的状态评估中。文献[ 1 ] 根据设备信息，应用模糊综合评估法实现对超高压二次设备进行评估，并利用马尔科夫预测法建立对继电保护设备的状态预测。文献 [ 2 ] 提出了一种基于TOPSIS和BP神经网络的变压器状态诊断方法。文献 [ 3 ] 通过改进TOPSIS评估法，提出了一种基于熵权TOPSIS原理的变压器绝缘套管绝缘状态的评估方法。 本文的研究目的在于实现智能变电站二次设备运行状况的有效评估。利用智能变电站网络通信的优势，获取大量的二次设备的状态特征量，进而采用TOPSIS法对原始数据进行充分的分析和利用，根据评估指标得到智能变电站二次设备的状态评估结果 [ 4 ] ，相关评估结果能精确地反映二次设备的运行状况，并通过实例分析验证了该评估方法的可行性。
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user: 2. TOPSIS模型 TOPSIS法，即优劣解距离法，它是通过规范化决策矩阵，计算最优解和最劣解，根据检测对象与最优解、最劣解之间的距离作为相对接近程度对评价对象的优劣进行排序 [ 5 ] ，并以此作为评估的依据。 “理想解”和“负理想解”是TOPSIS模型的两个重要概念。在TOPSIS模型中，理想解的各项指标都达到所有备选方案的最优，即最优方案；与此对应，负理想解的各项指标都达到所有备选方案的最劣，即最劣方案。对各备用方案进行排序即通过将备用方案与理想方案和负理想方案进行比较，最优方案即其中某一个与理想解距离最小，而同时与负理想解距离最大的方案，最差方案则与此相反 [ 6 ] 。 TOPSIS法评估步骤： 1) 首先构建样本指标初始矩阵X，包括n个监测点样本值 、m个监测指标 及k级评估标准对应的分级指标 [ 7 ] ，记为： (1) 2) 归一化处理： (2) 3) 确定各评价指标权重W，得到规范化的加权决策矩阵Z： (3) 其中， 为标准分级数， 为 因子的第 级标准值； 为 因子的第 级标准值。 (4) 4) 计算基于各评价指标的最优解和最劣解： (5) 5) 分别计算所有样本点与最优解和最劣解的欧式距离 、 ： (6) 6) 计算各样本点的接近度C： (7) 其中 为 的最大值， 为 的最小值， 。 7) 根据各样本点接近度的大小对所有样本点和分级限值样本点顺序进行排列，基于各样本点和分级样本点所处的相对位置对所有样本进行分级。如果样本位于1级标准与2级标准之间，则样本为2级，依此类推可确定各监测点二次设备的综合状态等级。
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user: 3. 基于TOPSIS模型的智能变电站二次设备评估方法 基于TOPSIS模型的智能变电站二次设备评估方法步骤如图1所示。 3.1. 特征量指标获取 获取智能变电站每个二次设备特征量样本指标 。每个二次设备的特征量样本都包括自身运行状态特征量指标、通信运行状态特征量指标以及传统二次回路监测特征量指标，若该二次设备不存在对应的特征量指标，则默认该特征量样本指标为0，因而得到的每个设备的样本指标结构相同。 二次设备自身运行状态特征量指标主要包括：采样异常、出口异常、定值出错、FLASH擦写次数、扇区健康状况、RAM出错、看门狗动作、装置的重启次数、插件的巡回诊断信息等；通信运行状态特征量主要包括：通信介质、通信报文正确性、网络运行状态、采样值通道状态等；传统二次回路监测特征量主要包括：控制回路完整性监视值、二次回路的绝缘状况、二次回路红外测温数据等。 图1. 基于TOPSIS模型的智能变电站二次设备评估方法步骤 3.2. 矩阵构建 根据各个二次设备的特征量样本构建初始矩阵 ，通过向量规范法得到规范化决策矩阵 。 假设智能变电站共有 个二次设备，每个设备有步骤1所述的 个特征量样本指标 ，则 个设备 个特征量决策问题的初始化矩阵 ，该矩阵由 个评估对象(即评估设备)和 个评估指标构成。 由于各指标的量纲不同，需要对评估指标进行统一处理，可以通过向量规范化方法得到规范化决策矩阵 ，其中： (8) 3.3. 权重确定 确定权重值矩阵，并将权重值矩阵与规范化矩阵 点乘得到规范化加权决策矩阵 。 因为待检测对象的各项指标在评估体系中的权重不尽相同，每项指标的综合权重值都需要计算，以其中的设备 为例，由序关系分析法(G1-法)确定主观权重 、由变异系数法确定客观权重 ，则综合权重 为： (9) 其余 个设备用同样的方式确定其综合权重向量 。从而确定综合权重值矩阵 ， (10) 将权重值矩阵与规范化矩阵 点乘从而得到规范化的加权决策矩阵 ： (11) 其中序关系分析法(G1-法)确定主观权重 的方法如下： G1-法是一种无需一致性检验的主观赋权法 [ 8 ] 。在确定评价指标的序关系之前，首先应明确一个定义：若评价指标 相对于某评价目标的重要性程度大于或大于等于 时，记为 。对于指标集 ，其权重系数的确立过程如下所述。 1) 序关系的确定 ① 基于某个评价目标，按照专家意见在给定指标集中选取最重要的一个指标，记为 ； ② 在余下的 个指标中，再选出认为是最重要的一个指标，记为 ； ③ 按以上原则依次进行下去，经过 次，将最后剩余的一个指标记为 ； ④ 经过以上步骤，就确定了一个序关系，即 。 2) 确定相邻指标间的相对重要程度 [ 9 ] 相邻指标的相对重要程度 可用式12表示，其中 表示第 个指标的权重系数。当指标个数 较大时，可以直接取 。 的赋值可参考表1，且 满足 。 (12) Table 1 Reference of rk assignmen r k 说明 1.0 指标 与指标 具有同样重要性 1.2 指标 比指标 稍微重要 1.4 指标 比指标 明显重要 1.6 指标 比指标 强烈重要 1.8 指标 比指标 极端重要 表1. r k 赋值参考表 3) 计算权重系数w i 根据2)中得到的 个相邻指标间的相对重要程度的值，可求得第n个指标的权重系数w n ，如式(13)所示，则其余指标的权重可由式(14)依次计算得到。 (13) (14) 变异系数法确定客观权重的方法如下： 变异系数法基于直接利用各项指标所包含的数据信息通过计算得到指标权重的客观赋权。采用该方法确定指标权重，可以较好地反映各指标之间的差异性，避免在确定指标权重时权重分配均衡化的问题 [ 10 ] 。假设有m个样本点，n个评价指标集 ，则变异系数法确定权重的步骤如下： 1) 基于已有数据计算各个指标的平均值 (15) 2) 基于平均值计算各个指标的标准差 (16) 3) 由上述1)和2)结果，计算各个指标的变异系数 (17) 4) 确定指标权重系数 (18) 3.4. 理想解向量确定 确定正理想解向量 和负理想解向量 ，然后求各样本点与正理想解的欧氏距离 ，与负理想解的欧氏距离 ，进而基于该数值计算各样本点的接近度。 效益型指标(即正指标)指数值越大越接近最优： (19) 成本型指标(即逆指标)指数值越小越接近最优： (20) 考虑到本文只计算成本型评价因素，所以 ， 。 由于TOPSIS模型是通过判断各评估对象在欧式空间中与正、负理想解之间的远近来得到待检测对象的优劣程度的。正理想解的确定十分简单，因为本文所选择评价指标都是成本型评价指标，所以当都是0时，即为最优解(正理想解)，但是负理想解的确定就比较困难了。利用TOPSIS评价电能质量时通过增加将电能质量的限制值作为负理想解，可以提高评估准确度。然而，由于二次设备的健康程度并没有一个绝对标准，所以无法直接通过增加一组负理想解来改进TOPSIS算法。因此本文只增加一个正理想解，不增加明确的负理想解。 计算各样本点与正理想解的欧氏距离 ，与负理想解的欧氏距离 (21) 所有待评估对象与正理想解向量的相对贴近程度计算公式如下所示： (22) 相对贴近程度越靠近1，则该评估方案与正理想解的距离越小，最优方案排列时优势越大。 3.5. 评估对象排序 对相对贴近程度 进行排列，数值越大越接近于最优方案，数值越小则越远离。基于该原则完成对所有待评估对象的排序。对各个设备的等级经过一定加权后得到系统的整体状态。 除了算法本身的问题，还需要对评估结果进行分级，从而得到明确的评估结果。本文将其分为良好、正常、注意、异常和严重异常五个等级对指标进行定性评价，如图2所示。
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user: 4. 实例分析 本文第2节对应用于智能变电站二次设备状态评估的TOSIS法进行了说明和改进，本节将通过实例说明该评价方法的具体过程。 对 个评估对象展开综合评估，评估标准类型为 个； 获取二次设备特征量样本指标； 计算评价指标的权重向量 ，确定加权决策矩阵； 将样本数据量化，根据TOPSIS模型获得排序； 根据评估分级指标对获得结果进行分级，并得到最后结果。 4.1. 权重确定 本文根据实际运行情况，可以计算得到权重为： 4.2. 评估模型建立 本文根据某变电站实际二次设备的运行情况，选取15个同功能二次设备进行状态评估，其中每个评估对象的样本结构完全相同。其中，包括二次设备的告警信息、拒动/误动情况、各类缺陷信息、使用年限以及二次设备评估标准等相关信息，其中部分样本信息如表2所示。 通过程序可以得到以下结果，见表3。 图2. 评估分级指标 Table 2 Part of the sample dat 样本 告警 拒动 误动 缺陷 反措落实 使用年限 1 0 0 0 0 1 3 2 0 0 0 1 1 2 3 0 0 0 0 0 3 4 0 0 0 1 0 2 5 1 0 0 1 1 2 6 0 0 0 1 1 4 7 1 0 0 1 0 3 8 1 0 0 0 0 4 9 0 0 1 0 0 5 10 1 1 0 0 0 5 11 0 0 0 0 2 2 12 0 1 0 0 1 2 13 0 0 0 3 4 3 14 0 0 0 3 3 5 15 1 0 0 2 0 4 表2. 部分样本数据表 Table 3 Result of TOPSIS assessmen 评价样本 D+ D- C 评价结果 0.0000 0.2916 1.0000 1 0.0234 0.2860 0.9243 良好 2 0.0362 0.2787 0.8850 良好 3 0.0112 0.2911 0.9629 良好 4 0.0298 0.2840 0.9050 良好 5 0.1390 0.2443 0.6374 正常 6 0.0385 0.2785 0.8786 良好 7 0.1377 0.2501 0.6450 正常 8 0.1350 0.2582 0.6567 正常 9 0.1810 0.2286 0.5582 注意 10 0.1958 0.2160 0.5245 注意 11 0.0418 0.2823 0.8710 良好 12 0.1431 0.2487 0.6347 正常 13 0.1200 0.2654 0.6886 正常 14 0.1080 0.2661 0.7114 正常 15 0.1468 0.2450 0.6253 正常 表3. TOPSIS评价结果 Table 4 Comparison of assessment results based on various method 评价样本 TOPSIS评价法 模糊综合评估法 真实情况 1 良好 良好 良好 2 良好 良好 良好 3 良好 良好 良好 4 良好 良好 良好 5 正常 正常 正常 6 良好 良好 良好 7 正常 良好 正常 8 正常 良好 正常 9 注意 良好 注意 10 注意 正常 异常 11 良好 良好 良好 12 正常 良好 正常 13 正常 良好 正常 14 正常 良好 正常 15 正常 正常 正常 表4. 各方法评估结果比对 4.3. 模糊综合评估法 文献 [ 11 ] 给出了一种利用模糊算法评估二次设备的健康状况。模糊综合分析的步骤如下：制定评分评价、建立评价因素集、确定权重、建立模糊矩阵和模糊合成运算 [ 11 ] 。由于二次设备故障告警等信息不能直接进行分析，需要通过转换成数量值，然后带入模型进行分析。使用的权重同样可以通过AHP方法得到，为方便分析，该处采用4.1节得到的权重结果。建模的具体过程可以参考文献 [ 11 ] ，这里不做赘述。下面将利用模糊综合评价法给出上述数据的计算结果，得到检测样本的检测结果，见表4。 4.4. 评估方法比较 从表4可以比较出，TOPSIS评价得到的结果比模糊综合评价法得到的结果要好很多，尽管TOPSIS发中存在个别样本的评价存在一定的误差，但是总体来说是比较准确度。而模糊综合评价法的评价结果会有一个较大的误差。
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user: 5. 结语 智能变电站二次设备的评估方法包括模糊理论、模糊数学与层次分析法结合、属性识别与层次分析法、遗传投影寻踪等。综合考虑各方法的优缺点，可总结出TOPSIS法可以实现对数据的相对最大程度使用 [ 12 ] ，评估结果可以准确反馈不同方案的差异。 本文建立了基于TOPSIS模型的智能变电站二次设备评估体系，对数据分布及样本含量，指标多少没有严格限制，数据计算实用性较强，针对不同内容的大小样本均适用。该方法概念简单，应用起来方便、合理、易于理解，计算过程清晰、具有可操作性 [ 13 ] ，在比较过程中还可以使用客观权重。该评估方法同时也能很好的满足智能变电站二次设备样本数据大的特点，通过仿真实例验证了该方法的可行性与实用性。
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user: 摘 要 为阐明大绒鼠被毛的季节性变化及其在体重调节和体温调节中的作用，本研究测定了季节性变化条件下大绒鼠的体温、被毛重量和非颤抖性产热。结果表明：冬季大绒鼠的体温显著降低，冬季被毛重量和非颤抖性产热显著高于夏季。其中冬季被毛重量较夏季高35.48%。所有结果暗示被毛的适应性变化是野生小型哺乳动物应对环境温度季节性波动的主要适应策略之一，在其体重调节和体温调节中具有重要作用和意义。 关键词 :大绒鼠，被毛，非颤抖性产热
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user: 1. 引言 表型可塑性是指动物表型性状应对环境变化可塑性变化的能力[ 1 ] 。近年来，表型可塑性的变化可以从各种层次进行研究，如酶学 [ 2 ] 到组织水平 [ 3 ] ，器官到个体水平 [ 4 ] 。研究表明动物的能量获得和能量支出收到环境因素的影响 [ 5 ] 。许多研究证实小型哺乳动物的能量代谢具有季节性可塑性变化[ 6 ] ，其中生理特征的调整在体温调节过程中起着重要的作用 [ 7 ] 。动物体重的平衡取决于能量的获得和支出 [ 8 ] 。已有研究表明小型哺乳动物在面对低温或者冬季寒冷环境时会降低体重、体脂和增加能量摄入，这可能是因为在冬季能量消耗增加，动物需要降低体重来减少能耗 [ 9 ] 。 皮毛可以作为小型哺乳动物的“隔热层”来显著减少动物在低温或冬季条件下的热量的散失 [ 10 ] 。之前的研究表明：很多小型哺乳动物的被毛重量会出现明显的季节性变化，尤其是在冬季，被毛的密度和厚度显著增加，最终降低动物的热量散失 [ 11 ] 。也有研究表明无被毛的动物其能量摄入显著低于被毛的动物 [ 12 ] 。以上的研究暗示在低温环境下被毛也是动物节约能量损失、减少热量散失，最终来维持体温调节稳态的有效策略之一 [ 13 ] 。 大绒鼠(Eothenomys miletus)为中国特有种，主要分布于横断山区及其附近地区，为横断山区固有种 [ 14 ] 。大绒鼠的产热能力的季节性研究表明：大绒鼠在冬季体重、体脂下降，静止代谢率、非颤抖性产热、解偶联蛋白1含量等生化指标增加，而在夏季相应指标出现相反的趋势，大绒鼠的体重变化和北方的小型哺乳动物的明显不同，大绒鼠在冬季并没有出现储存脂肪的现象，这可能与横断山区食物资源相对比较丰富，在冬季没有雪覆盖，因此大绒鼠在冬季比较容易的获得食物，还有可能是因为较小的体型有利于在冬季食物资源相对较差的环境中躲避天敌[ 15 ] 。其中大绒鼠在季节性变化过程中瘦素含量在冬季或者低温条件下较低，瘦素与体脂呈正相关，与摄入能负相关，瘦素含量与产热能力负相关 [ 15 ] 。因此，本研究在之前研究基础上对大绒鼠的被毛的季节性变化进行测定，以确定大绒鼠这一横断山区固有种对该地区的适应模式。
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user: 2. 材料和方法 2.1. 动物来源 实验动物于2012年3月、6月、9月和12月(分别以春、夏、秋、冬表示)用鼠笼捕自云南省剑川县石龙村(北纬26˚22'，东经99˚48')海拔2550~2615m的农田、灌丛中。该地区位于云岭山脉的中部(属横断山)，北纬26˚15'~26˚45'，东经99˚40'~99˚55'，境内玉龙雪山最高峰海拔5596 m，西部山区平均海拔高度在3000 m以上，地势高差悬殊，山脉南北走向。年平均气温9.1℃；1月平均最低温度为−4.0℃，7月平均最高温度为24.1℃，低于同纬度平原地区；气温随海拔高度的增加而显著降低。该地区干湿季节分明，常冬无夏，表现出明显的温带季风气候特征 捕捉的动物带回云南师范大学生命科学学院(昆明)动物饲养房饲养，置于透明鼠盒内(260 × 160 × 150 mm 3 )，单盒饲养，中度光照(12L：12D)，温度控制在25℃ ± 1℃；每日喂以标准的饲料(昆明医科大学生产)，用塑料瓶供水，食物和水可以自由取食。实验动物为非繁殖期成年个体。选取实验动物春季13只(6♀，7♂)、夏季16只(8♀，8♂)、秋季11只(5♀，6♂)和冬季9只(5♀，4♂)，4天内测定体温、被毛重量和非颤抖性产热。 2.2. 体温和被毛重量的测定 用北京师范大学司南仪器厂生产的数字式体温计插入直肠约3 cm测量动物的体温，每次测温探头在直肠内静置约45 s左右读数。动物经乙醚麻醉后剃除全身被毛(除头和尾)，将剃除的被毛称重(精确至0.1 mg) [ 16 ] 。 2.3. 非颤抖性产热的测定 用澳大利亚生产AD ML870的开放式呼吸仪测定动物的非颤抖性产热，ML206的气体分析仪进行气体分析，温度用上海博迅医疗设备厂生产的SPX-300型人工气候箱控制。代谢率的计算方法见Hill (1972)。呼吸室为500 ml，进入呼吸室的气体流量为200 ml/min，实验温度控制在25℃ ± 0.5℃。皮下注射去甲肾上腺素(NE)测定动物在25℃下的最大非颤抖性产热(NSTmax)。NE注射剂量经预备实验确定为0.8 mg/kgBW，将注射NE后30 min内出现的最大持续耗氧量视为动物的NSTmax [ 17 ] 。 2.4. 统计分析 数据处理分析采用SPSS13.0软件包。体温、被毛重量和非颤抖性产热的季节性变化以单因素方差(ANOVA)或者协方差分析法(ANCOVA)进行分析，以体重为协变量。组间差异以Duncan多重比较分析。数据表示为平均值 ± 标准误(Mean ± SE)，P < 0.05为差异显著，P < 0.01为差异极显著。
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user: 3. 结果 3.1. 体温和被毛重量 大绒鼠的体温出现了明显的季节性变化(F = 3.56，P < 0.05，图1)，其中冬季最低，经分析，冬季的体温与春季的体温差异不显著，夏季和秋季体温较高，夏秋季节的体温也差异不显著(表1)。被毛重量也表现出显著的季节性变化(F = 2.95，P < 0.05，图2)，其中冬季的被毛重量最大，较夏季高35.48%，夏季和秋季被毛重量差异不显著，春季被毛重量和其它三个季节差异均是不显著。 3.2. 非颤抖性产热 大绒鼠的非颤抖性产热出现了明显的季节性变化(F = 6.35，P < 0.01，图3)，其中冬季最高，春季次之，而秋季最低。冬季和春季差异不显著，夏季和秋季差异不显著(表1)。 图1. 大绒鼠体温的季节性变化。柱上不同字母表示组间差异显著(P < 0.05) 图2. 大绒鼠被毛重量的季节性变化。柱上不同字母表示组间差异显著(P < 0.05) Table 1 Seasonal changes in body temperature， mass of hair and nonshivering thermogenesis (NST) in Eothenomys miletu 春季 夏季 秋季 冬季± 体温(℃) 36.12 ± 0.25 36.67 ± 0.53 36.61 ± 0.36 36.04 ± 0.23 被毛重量(g) 0.35 ± 0.02 0.31 ± 0.03 0.33 ± 0.01 0.42 ± 0.05 NST (mlO 2 /g∙h) 5.50 ± 0.29 3.34 ± 0.21 3.21 ± 0.19 5.94 ± 0.27 表1. 大绒鼠体温、被毛重量和非颤抖性产热的季节性变化 图3. 大绒鼠非颤抖性产热的季节性变化。柱上不同字母表示组间差异显著(P < 0.05)
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user: 4. 讨论 小型哺乳动物的体温调节与其能量分配利用和生活史对策等方面密切相关，反映了其对环境的适应模式和生理能力 [ 18 ] 。某些啮齿动物在适应季节性环境变化的过程中其体温具有明显的季节性变化，如灰仓鼠 [ 19 ] 。本研究的结果表明：横断山区的大绒鼠冬春季节体温差异不显著，夏秋季节体温差异不显著，但是大绒鼠的冬季体温显著比夏季低，这可能是对横断山区特殊的生活环境的一种适应，因为横断山区的气候条件是年温差小，日温差大，加之大绒鼠为横断山区的固有种，因此大绒鼠在体温调节上可能保留了与当地相适应的特征，因为日温差大，大绒鼠每天都要经历低温和高温的胁迫，必需调节自身的体温来适应这种环境，在夜晚环境温度较低，而此时低的体温可以减少与环境之间的温差，节省热能 [ 15 ] 。 非颤抖性产热(NST)是小型哺乳动物适应严寒环境的有效而经济的产热方式，许多小型哺乳动物在低温驯化时可以显著增加NST的产热[ 20 ] 。之前的研究表明NST存在着季节性变化，如根田鼠[ 21 ] 、还有侏儒仓鼠、子午沙鼠、小毛足鼠等[ 15 ] 。本研究结果表明大绒鼠的NST同样存在着季节性变化，这看同样与在冬季适应低温环境有关。在冬季环境温度较低，大绒鼠需要增加其适应性产热来维持生存，即通过增加NST来维持能量稳态。 此外，大绒鼠的被毛重量也出现显著的季节性变化，冬季被毛重量最大，冬季被毛重量较夏季增加了35.48%。被毛为小型哺乳动物提供“绝热层”，具有保温隔热的作用，冬季大绒鼠的被毛密度和厚度显著增加，可以显著增强保温隔热作用，从而降低热散失，这些都有利于维持稳定的体温，夏季被毛重量较少可能有利于增加对流散热[ 12 ] 。 总之，大绒鼠表现出体温调节和被毛重量的季节性变化，冬季产热显著增加，被毛重量显著高于夏季，说明被毛在其体重调节和体温调节中具有重要作用和意义。
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user: 摘 要 鄂西地区晚奥陶统至下志留统龙马溪组是一套优质的陆棚还原坏境下沉积的黑色页岩。通过对野外露头、手标本和样品的实际分析得到了该区块页岩的相关参数，并类比前人对页岩气的生烃条件的研究认为该研究区块下志留统龙马溪组页岩具有生烃条件和页岩气发育的相关基础物质。并考虑构造活动对该区块地层影响，而且通过笔石带的与重庆地区同层页岩比较作出了对鄂西地区五峰组至龙马溪组黑色页岩的资源潜力预测。 关键词 :五峰–龙马溪组，页岩气，宜昌上升，观音桥段
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user: 1. 引言 页岩气是由于生物、热裂解成因通过运聚成藏的非常规天然气藏[ 1 ] 。美国通过对页岩气的商业开发改变了该国的能源结构，减少了对传统化石能源的依赖。由此全世界兴起了一场页岩气革命，近些年来我国也加大了页岩气勘探开发的研究和实践，也取得了可喜的成果。而四川盆地及其周缘分布的早古生界黑色富含碳质页岩成为了我国的主力勘探区块(如图1)。本文将以鄂西地区五峰–龙马溪组黑色页岩作为研究对象，通过观音桥段的地层剥蚀情况来分析宜昌上升对该区块页岩藏层的影响。 四川盆地东缘下志留统龙马溪组一套陆棚还原环境下形成的一套深色页岩也成为了当下最受关注的，并认为是最具开采意义的一套岩层 [ 2 ] 。 图1. 上扬子东南缘区域构造及剖面位置
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user: 2. 大地构造背景 晚奥陶世至早志留世期间，今四川盆地东南缘发生了洋陆转换、陆陆碰撞，即古华南洋向江绍一带俯冲、消减形成江南——雪峰山造山带，与牛首山——黔中古隆起相连，四川东南缘由大陆边缘转为前陆体系，在造山带前缘形成前陆盆地，包括牛首山–黔中古隆起前缘的上扬子浅海–滨海前陆盆地、武陵山–雪峰山造山带前陆盆地和江南浅海前陆盆地，形成川南和鄂西、渝东两个深水陆棚区 [ 3 ] 。构造了沉积黑色页岩的沉积环境。然而晚奥陶世期间，由于南极冰盖的凝聚使全球海平面下降，在湖北长阳至湖南临湘一带形成隆起，露出地表即宜昌上升，并导致五峰组至龙马溪组存在沉积间断，在松滋刘家场剖面甚至缺失五峰组，导致下伏地层的临湘组与龙马溪组呈平行不整合接触，而在宜昌地区，则有若干笔石带缺失 [ 4 ] 。
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user: 3. 沉积相 本次研究区在下志留统龙马溪组沉积时期，处于闭塞、半闭塞滞流海盆环境。高海平面、生烃母质生物的高生产率和高埋藏率等因素的正向叠加，使得该地区龙马溪组发育了一套富含微粒黄铁矿和笔石化石、有机质丰富的黑色泥(页)岩，是一套优质的烃源岩 [ 5 ] 。整套五峰—龙马溪组的黑色页岩属深水陆棚相沉积。并富含笔石(如图2~4)。
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user: 4. 生物相 4.1. 龙马溪组页岩笔石带划分 前人陈旭院士等对龙马溪组进行的笔石带分层，而陈旭院士在1979年将龙马溪组分成了五个笔石带，是从communit带至bicaudatus带 [ 6 ] 。在今年南京古生物研究所陈旭院士对龙马溪组笔石带进行了跟深入的研究并将龙马溪组更细的分成了9个笔石带 [ 7 ] 。 4.2. 宜昌地区笔石带缺失 关于宜昌上升前人有过很多研究，陈旭和戎嘉余认为宜昌隆起最早可能开始于宝塔组沉积完成之后，临湘组沉积开始之前。影响最广泛的时期则是五峰组沉积完成的时期，即：Normalograptus persculptus笔石带至Cydtograptus vesiculosus笔石带与Coronograptus cyphus笔石带之交的这一时期，导致宜昌地区缺失了从Normalograptus persculptus笔石带到Cydtograptus vesiculosus笔石带的地层 [ 4 ] [ 8 ] 。
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user: 5. 该区页岩的有机地化特征 5.1. 有机质种类 在对宜昌王家湾剖面，利川毛坝剖面的样品进行透射光-荧光干酪根显微组分鉴定分析表明，样品里有机质的种类以I型干酪根为主，含有II型干酪根。有机质组分主要是腐殖质。 5.2. 有机质丰度 笔者本次在利川的毛坝剖面取样并进行了编录，并通过得到了样品的TOC值(如图5)，TOC值大致随深度的加深而增大。但由于宜昌地区缺少龙马溪组下部的四个笔石带，在有机质丰度上对比渝东、川南等地的五峰—龙马溪组的页岩相对较少 [ 9 ] [ 10 ] 。 5.3. 论有机质成熟度 由于五峰—龙马溪组黑色页岩系深水陆棚相沉积，岩层中很少有完整的生物化石，所以很难找到较 图2. 毛坝剖面笔石(Normalograptidae) 图3. 毛坝剖面笔石(Oktavites) 图4. 毛坝剖面笔石(Demirastrites) 图5. 毛坝地区富有机质页岩有机碳含量(TOC) 好的镜质组、虽然现在有笔石反射率和镜质组反射率之间的换算关系 [ 11 ] ，笔者认为这样的方法仍然存在不小的误差。所以Ro在评价生烃潜力时存在一定的误差。
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user: 6. 论笔试带的缺失对藏层的影响 笔者认为由于宜昌上升，造成该工区重要地层缺失，形成剥蚀面。剥蚀面造成矿物的变化从而使泥质含量升高。而泥质含量中的高岭石，蒙脱石，伊利石在遇水后发生膨胀而改变藏层的空隙结构。而纳米级的空隙正是页岩气吸附在藏层中的重要场所 [ 12 ] 。使本工区藏层物性显著变差。
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user: 7. 结论 1) 五峰至龙马溪组的黑色页岩在鄂西地区广泛出露。但相比渝东、川南等地，由于五峰期的宜昌上升使得该地区在观音桥段有地层缺失。 2) 类比礁石坝地区页岩气的成功开采案例，如今礁页1井的主要产气层在龙马溪组底部。由于宜昌上升，使本工区龙马溪组底部缺失了4个主力产气笔石带。加之目标层内存在剥蚀面，造成本工区藏层与礁石坝地区等成熟页岩气成熟工区存在较大的矿物差异。使得藏层物性、空隙结构较已成熟工区差。虽然鄂西地区五峰—龙马溪组页岩具有形成页岩气藏的基本物质基础，但在现今开发页岩气成本居高不下的情况下，该地区并不是一个有利的勘探开发区块。 3) 由于宜昌上升，使得目标层内存在剥蚀面，造成本工区藏层与礁石坝地区等成熟页岩气成熟工区存在较大的矿物差异。使得藏层物性较已成熟工区差。
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user: 摘 要 小水电以分布式发电的形式在配电网并网发电，改变了传统的配电网的运行方式，引起配电网枯水期电压偏低、丰水期电压偏高、线路末端电压随季节波动较大等问题。本文对含小水电配电网电压问题分析得出，小水电的接入使配电网从无源网络变为有源网络，由原来的单向潮流变为双向潮流，当丰水期小水电发电量较大时潮流反送到主网中，引起配电网电压升高。同时提出了通过改变网络结构并结合并联补偿的方法对电压进行控制，改善配电网的电压质量。 关键词 :小水电，网络结构，配电网，电压控制
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user: 1. 引言 小水电作为一种清洁无污染、可再生且具有良好生态与社会效益的绿色能源，其重要性日益突出。小水电的发展可以带动当地的经济社会发展，缓解配电网用电不足现象，改善生产生活条件，同时还能促进节能减排，促进绿色电网的建设。我国小水电发展已达到相当规模，特别在国家提出节能减排、绿色科学发展的要求后，小水电得到了更为迅速的发展。 小水电大规模并网发电使传统的配电网运行方式发生改变，从原来的无源网络变为有源网络、单向潮流变为双向潮流。小水电多数为径流式水电站，其出力变化受降雨量的影响。另外小水电一般从配电网的分支线末端接入，早期建设的配电线路变为输电线路，原来的配电线路在设计时由于未考虑到小水电的接入，其输电距离较远，线路线径小。随着小水电的接入，配电网中电压、电网无功分布随着各季节降雨量不同、小水电发电量不同而波动，这将影响用户侧的电能质量，也给主网电压调节带来巨大挑战。 小水电配电网的电压问题主要体现为：在枯水期且负荷较高时，配电网中的小水电发电量不能完全提供给当地负荷，因此主网需要向配电网输送一部分电力，电能从主网向配电网传输并消耗，配电网沿线电压逐渐降低，这可能使线路末端电压过低；丰水期且用电负荷较低时，小水电发电量较高，将有一部分电能从小水电输送到主网，在富含小水电的配电网中，有可能会使配电网沿线的电压升高，甚至引起末端电压越限。 本文对含小水电配电网电压问题进行机理分析，总结解决小水电并网电压问题的主要方法，并通过在MATLAB环境下对含小水电配电网进行建模仿真，提出一种通过改变网络结构及合理选择并联补偿的方法，对配电网电压进行优化控制。
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user: 2. 小水电对电压的影响分析 由于小水电多数从配电网的分支线末端接入，可以用一个简单的配电网的理想模型进行机理分析，如图1。其中，U 0 、U 1 、U 2 分别为各个节点的电压，R 1 、R 2 、X 1 、X 2 分别为各段线路的参数，P 1 、P 2 、Q 1 、Q 2 分别为各个节点的有功功率或无功功率，P s 、Q s 为水电站发出的功率。 计算过程中用电压降落的纵分量来表示各段线路的电压损耗。对于未接入小水电的原配电网，各段线路的电压损耗为 (1) 其中U N 为额定电压。 线路的总的电压损耗为 (2) 节点2的电压为 (3) 当节点1接入小水电，小水电功率为P s + Q s 时，节点2的电压为 (4) 当节点2接入小水电，小水电功率为P s + Q s 时，节点2的电压为 (5) 上式中ΔP 2 、 、 、ΔQ 2 、 、 分别各种情况下1、2节点之间的线路损耗。 由于小水电发电量P s + Q s 要比线路上的损耗大得多，在上式进行节点电压比较时可以将线路中的损耗忽略。比较(3)、(4)、(5)式节点2的电压可以得出，小水电接入配电网中会使配电网末端电压升高，而且小水电发电量不同时，电压升高程度不同。当小水电发电量大到一定程度时候，节点0、2之间的电压损耗为负值，末端电压比始端电压高，这就解释了小水电在丰水期发电量高时，配电网中会出现变电站母线电压偏高的现象。同时比较(4)、(5)式也可以看出，小水电在配电网中接入的位置也会影响配电网沿线电压，小水电接入位置越接近配电网线路末端，丰水期时线路末端电压升高程度越严重。 图1. 理想模型 在富含小水电的配电网中，当小水电大量接入时，电压变化情况越为严重，特别是丰水期小水电大量发电时，配电网中会出现多点电压升高现象，而且距离主网距离越远，电压波动情况越严重。
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user: 3. 解决含小水电配电网电压问题的主要方法 电力系统的电压优化控制需要同时考虑电力系统的安全性和经济性。目前已有对富含小水电配电网的无功和电压管理提出调整的措施[ 1 ] ，小水电并网的可靠性的研究 [ 2 ] 等。另外还有从对水电站运行管理、建立科学合理的激励制度、运行规章和市场机制势角度改善电压问题的研究，文献 [ 3 ] 设计科学合理的小水电激励制度，制定小水电专门立法，并给出完善小水电各项经济激励政策的具体建议。 富含小水电配电网电压优化控制主要有以下几种措施： 调节变压器分接头进行调压。在系统无功功率充裕的情况下，通过合理改变变压器电压比可以使系统不同的运行方式下电压偏移不超过允许波动范围。这种调压方式适用于小水电发电量和负荷变化较大、配电线路较长的情况。但频繁地调节变压器分接头容易造成变压器故障 [ 4 ] ，而且有载调压变压器一般装设在枢纽变电站或者装设在大容量的用户处，因此在含小水电配电网中其使用受到一定限制。 对小水电功率因数进行考核。文献 [ 5 ] 通过控制小水电的上网功率因数来对配电网中的无功潮流进行优化，降低配电网中的网损，改善电压质量。 改变发电机的机端电压调压。当系统中负荷增大时，电网中损耗增加，用户端电压下降，这时通过增加发电机励磁电流来提高发电机电压；当负荷减小时，用户点电压升高，这时减小发电机励磁电流以降低发电机电压。这种调压方法不需要增加额外设备，是最经济的调压措施。但是线路较长的情况下，单靠发电机调压不能满足远方负荷点的电压要求，还应采用其他调压方法。 应用无功补偿设备调压。当系统中某些节点电压偏低的原因是由于无功电源不足时，不能仅靠改变变压器变比实现调压，而必须在系统中电压较低点附近设置无功补偿设备。在富含小水电的配电网中，通常在丰水期时用并联电抗器补偿，防止丰水期电压水平过高；在枯水期时采用并联电容器补偿，提高线路末端运行电压。 应用线路电压调节器 [ 6 ] 进行调压。这种调压方式可以用于解决长配电线路或者复杂配电网的调压问题，能够有效解决电压跌落和瞬时断电等问题，还能进行双向调压。但线路电压调节器会增加电网的损耗，而且价格较为昂贵，在投入使用时应综合考虑电网运行的经济性和安全性。 改变网络结构。由于有的小水电站在配电网形成之后才建成投产，这些小水电一般无序、就近接入配电网，当大量小水电无序接入配电网时，容易引起某个点或者多个点电压越限。改变网络拓扑结构可以一定程度上对小水电进行“有序”管理，还可以解决原网络输电线路参数选择不当的问题，从而缓解配电网电压问题。 实际中，单一的电压优化控制措施往往不能经济、有效地对电网电压进行控制。为了使配电网能够安全、经济运行，配电网的电压控制还需要根据实际配电网的运行特点、网络结构、负荷特性等合理采取几种电压控制措施进行综合控制。
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user: 4. 含小水电配电网的建模仿真 基于前文对小水电配电网的机理分析和电压控制方法，结合所研究如图2配电网的实际特点，本文利用MATLAB/Simulink提供的SimPowerSystem仿真工具箱，建立配电网整体模型，在枯水期、丰水期不同情况下，对原配电网进行分析。再通过改变网络结构，结合并联补偿手段控制配电网的电压。网络改变的方法为沿着甲线新建一条乙线，小水电站可以通过开关选择接到甲线或乙线上。乙线可以直接接入到陂头变电站、甲线中部或者甲线尾部。 图2. 配电网网络结构 对于配电网中的负荷和小水电，采用负荷静态模型将其当做PQ节点处理，其中小水电的P、Q取负值。其中P、Q根据各负荷和小水电站计量点测量的月用电量换算而得。在仿真过程中，输电线路采用π型等值电路。所研究配电网线路统一采用LGJ95型导线，各段线路长度根据牛岭甲线工程图纸中的网络结构、杆塔分布及线路总长度的出。图中的M0到M7为电压、电流监测点。仿真过程配电网网络结构的改变通过开关K0到K17来实现。 4.1. 枯水期配电网仿真 选择枯水期时小水电发电量较小，负荷相对较大的月份的数据进行仿真。当小水电都接到甲线上时，对配电网进行仿真，配电网中的各个测量点的电压如图3所示。 由图可以看出在枯水期时，原配电网各监测点的电压都符合要求，因此在枯水期小水电发电量较小时原配电网能够运行在正常的状态下。 4.2. 丰水期原配电网仿真 选择丰水期小水电发电量最大的月份的数据进行仿真。对于原配电网，小水电都接在甲线上，仿真测得各监测点的电压如图4所示。 由图可以看出，原配电网在丰水期时会出现电压多点越限且情况较严重，距离陂头变电站越远电压越限情况越严重。因此丰水期时必须采取措施降低配电网的电压，保证用户的安全、可靠用电。 同时仿真过程中通过对甲线上多个点的电压进行测量发现，丰水期时在M7点附近电压偏移最为严重。由于配电网中M7点附近有大量小水电接入，且该点附近的负荷相对较少，当小水电发电量较大时该点电压通常为配电网中电压最高的点。 4.3. 丰水期改变配电网结构后仿真 丰水期将小水电都接到乙线上，乙线接到陂头变电站时对配电网仿真，得到各监测点电压数据如图5。 丰水期将小水电都接到乙线上，乙线接到甲线的中部时对配电网仿真，得到各监测点电压数据如图6。 由图6可见改变配电网网络结构后，丰水期配电网电压有所降低，图5情况下甚至可以使多数点的电压符合要求。但是还有某些监测点电压越限的情况，还需要采取进一步的措施控制电压。 图3. 监测点电压 图4. 监测点电压 图5. 监测点电压 图6. 监测点电压 4.4. 改变网络结构且进行并联补偿后仿真 将小水电都接到乙线上，且乙线接到陂头变电站，在电压较高的点M7附近安装并联电抗器补偿，补偿容量为6.3 Mvar时，各监测点电压如图7。 将部分小水电接到乙线上，且乙线接到陂头变电站，在相同的位置进行补偿，补偿容量为5.8 Mvar时，各监测点电压如图8。 将部分小水电接到乙线上，且乙线接到甲线中部，在相同位置进行补偿，补偿容量为6 Mvar时，各监测点的电压如图9。 综上，对于所研究的配电网，在枯水期时原配电网中没有出现电压越限问题，因此可以按照原来运行方式运行，不需要改变小水电的接入方式或者采用并联补偿装置。 在丰水期，对于原配电网小水电都接在甲线上，甲线沿线电压逐渐升高，电压严重越限。如图5，图6为改变网络结构之后配电网中检测点电压情况，可以看出将小水电集中接入到专线，再接入到与主网连接的变电站或者甲线前端可以一定程度上减小电压越限问题。 图7~9仿真结果表明，将部分或者全部线路母端的小水电经专线接入到与主网连接的变电站或者甲线前端，再在配电网中电压较高点附近安装适当的并联补偿装置可以将配电网电压控制在合理的范围之内。
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user: 5. 对电压控制策略的评估方法 对于富含小水电的配电网，电压问题突出，在电压优化控制时要把电压质量作为重要考核指标。在此，电压质量的考核主要考虑电压偏移。在实际配电网中电压优化过程中，需将电压质量作为优化控制的重要指标，同时还应该考虑电压优化控制过程的经济投入和网络损耗，因此电压优化控制问题变成一个多目标的优化问题。 在丰水期时应将负荷点作为电压质量评估点，用如图10的电压偏差评估函数作为评价电压偏离程度的指标。将电网电压质量评估值用满意度F Div 表示，1为最优评估值[ 7 ] 。当电压偏移超过10%时其值为0。 在保证电压质量的同时要将投资费用做为电压优化控制目标之一。主要的投资费用为无功补偿设备，增加线路等产生的费用。用如图11的线性的投资最优评估函数F Inv 来表示投资费用的满意度。当不投资时满意度为1，设当电压控制到都符合要求时投资满意度为0.5。 保证电网电压质量的前提下还要减少功率传输中的有功损耗。用如图12的评估函数F Loss 对网络损耗的满意度进行评估，优化控制前满意度为0，当配电网网损最低时满意度为1 (不考虑电压质量)。 综合考虑电压质量、投资及网损时，需建立如下电压优化控制多目标模型： (6) 图7. 监测点电压 图8. 监测点电压 图9. 监测点电压 图10. 电压偏差的评估函数 图11. 投资最优的评估函数 图12. 网损最优的评估函数 此评估方法能够有效的兼顾各个目标的优化，将多目标问题就转化为了一个单目标问题，使得优化过程更加具有可操作性。在充分考虑到配电网电压质量的情况下，通过评估，可以尽可能减小投资费用，降低配电网网损，提高配电网运行的经济性。
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user: 6. 结论 小水电的迅速发展为当地带来不少经济效益，但同时也给配电网的运行带来新的问题。小水电接入配电网会使配电网从无源网络变成有源网络，原来的单向潮流变成双向潮流，配电网运行方式发生改变。当小水电发电量较大时潮流反送到主网中，引起配电网沿线电压升高，与主网距离越远电压升高幅度越大。本文还提出对配电网网络结构进行改变，并结合并联补偿对配电网电压进行控制的方法。仿真结果表明，适当改变配电网网络结构，合理选择并联补偿装置及容量可以降低丰水期时配电网电压，使电压能控制在合理的范围之内。
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user: 摘 要 谐波检测是有源电力滤波器(Active Power Filter， APF)的重要控制策略之一，当电网电压不平衡或畸变时，采用传统谐波检测方法会导致APF的谐波检测产生误差，最终的补偿效果变差。本文基于瞬时无功功率理论，推导了完美谐波消除法(Perfect Harmonic Cancellation， PHC)的补偿电流计算公式。PHC法检测谐波时提取了电网电压的正序基波分量，排除电网不平衡和畸变的影响，减小了谐波检测的误差。最后，本文对PHC法进行仿真验证，分别仿真了电网电压正常和电网电压畸变或畸变的情况，并与传统的p-q法和d-q法的补偿效果进行对比，证明了在电网电压不平衡或畸变的情况下，采用PHC法的APF具有更理想的补偿效果，验证了PHC法的正确性和优越性。 关键词 :有源电力滤波器，谐波检测，瞬时无功功率理论，完美谐波消除法
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user: 1. 引言 电力技术的发展为现代工业和人民生活带来巨大利益和便利，同时，它的非线性冲击性以及不平衡性给公用电网带来了大量谐波污染和无功问题，使得电能质量产生了明显的恶化。另一方面，由于数量众多的敏感设备接入电网进行使用，例如计算机，用户对公用电网的电能质量有着越来越高的要求。有源电力滤波器(Active Power Filter， APF)的出现能够很好的抑制和补偿谐波电流[ 1 ] -[ 8 ] 。 APF的控制策略包括以下两个环节：谐波检测和电流控制。谐波检测是解决谐波问题的一个重要手段[ 9 ] ，对抑制谐波有着重要的指导作用，是众多国内外学者致力研究的目标。基于此，国内外学者提出了诸多谐波检测的方法，时域中常用的方法包括基于三相瞬时无功功率理论的p-q法 [ 10 ] 、同步旋转坐标法(d-q法)和完美谐波消除法(Perfect Harmonic Cancellation， PHC) [ 11 ] [ 12 ] 等。其中p-q法在电网电压畸变或负载不对称时，无法有效地检测出谐波电流。在电网电压畸变或不对称时，d-q法的检测效果优于p-q法，但是补偿效果仍不理想。PHC法检测谐波时，以电网电压中的正序基波分量为基准，排除了电网电压畸变或者不对称带来的不利影响，补偿效果较好。 本文结合APF的工作原理，在瞬时无功功率理论的基础上推导出PHC法的补偿电流公式，然后搭建Matlab/Simulink仿真模型验证PHC法的优越性。
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user: 2. PHC法补偿电流推导 本文并联型APF为例，其结构如图1所示。并联型APF通过采样负载电流 来进行实时地计算，检测并提取出谐波分量 ，然后运用电流控制技术，使输出与谐波大小相同但方向相反的补偿电流 ，由于 ，其中 ，使电源电流 等于负载电流的基波分量 ，这样就可以补偿掉谐波[ 13 ] 。 谐波检测的目标是提取负载电流中的谐波分量 ，传统的谐波检测方法有基于瞬时无功功率理论的p-q法，以及来源于电机控制中dq变换的d-q法，PHC法是对p-q法以及d-q法的改进，它的目标是要消除所有的谐波电流以及基波无功功率，同时补偿不平衡，使得补偿后的电源电流对称正弦。如图2所示为三相并联APF的框图，设该电路中三相电压正序基波分量的瞬时值分别为 、 和 。将三相电网电压的正序基波分量变换到α-β坐标系下可得： 图1. 并联型APF系统结构 图2. APF结构框图 (1) 其中 。 因此根据瞬时无功功率理论可以得出负载的瞬时有功分量p以及瞬时无功分量q： (2) 其中 ， 、 为负载电流在α-β坐标系下的值。p、q可以分别表示为直流分量 、 与交流分量 、 之和，由此式(2)可化为： (3) 根据瞬时无功功率理论，当APF需要同时补偿谐波及无功时，负载侧参考电流为： (4) 因此，PHC法的补偿电流在α-β坐标系的等效值为： (5) 观察式(5)可以发现，PHC法的补偿电流采用电网电压的正序基波分量进行计算，当电网电压发生畸变或者不平衡时，正序基波分量保持不变，补偿电流的基准值不受影响。PHC法在电网电压畸变或者不平衡时，有很好的补偿效果。
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user: 3. 仿真与分析 3.1. Matlab/Simulink仿真模型 本文使用Matlab/Simulink对三相三线APF的谐波检测方法进行建模，在不同的电网电压和负载条件下进行仿真，将PHC法与d-q法和p-q法的补偿效果进行对比。图3为d-q法仿真模型，图4为PHC法仿真模型，图5为p-q法仿真模型。 3.2. 三相电网电压正弦对称 在三相电网电压正弦对称的条件下，补偿前A相电网电压、负载电流的仿真波形如图6(a)所示，图6(b)~(d)为分别使用三种谐波电流检测方法补偿后，电网电流、补偿电流的波形图。 仿真参数如下：三相电网电压为220 V/50 Hz，非线性负载为三相整流之后接2 mH电感和5欧电阻。使用powergui模块中的FFT Tools来测量THD，测得补偿之前负载电流THD为30.57%，使用d-q法、PHC法、p-q法补偿后电网电流的THD分别为9.91%、7.16%、8.42%。 从以上仿真波形和结果可以看出，当电网电压正弦对称时，三种算法均达到了不错的补偿效果。 3.3. 三相电网电压含有谐波对称 在三相电网电压含谐波对称的条件下，补偿前的A相电网电压、负载电流的仿真波形如图7(a)所示，图7(b)~(d)为分别使用三种谐波电流检测方法补偿后，电网电流、补偿电流的波形图。 仿真参数如下：三相电网电压为三相220 V/50 Hz并加入35.4 V/250 Hz的三相谐波，负载为三相整流之后接2 mH电感和5欧电阻。使用powergui模块中的FFT Tools来测量THD，测得补偿前负载电流THD为31.51%，使用d-q法、PHC法、p-q法补偿后电网电流的THD分别为12.61%、7.89%、20.12%。 从以上仿真波形和结果可以看出，当电网电压含有谐波的时候，p-q法的谐波补偿效果很不理想，PHC法比较理想。 3.4. 三相电网电压含有谐波不对称 在三相电网电压含谐波不对称的条件下，补偿前的ABC相电网电压、ABC相负载电流的仿真波形如图8(a)所示，图8(b)~(d)为分别使用三种谐波电流检测方法补偿后，电网电流、ABC三相补偿电流的波形图。 仿真参数如下：三相电网电压为A、C相220 V/50 Hz，B相141 V/50 Hz并加35.4 V/250 Hz三相谐波，非线性负载为三相整流之后接2 mH电感和5欧电阻。使用powergui模块中的FFT Tools来测量THD，测得补偿前负载电流THD为29.00%，使用d-q法、PHC法、p-q法补偿后电网电流的THD分别为11.41%、7.99%、26.22%。 从以上仿真波形和结果可以看出，PHC法效果比较理想；p-q法受电网谐波和不对称的影响很大，补偿效果很差。 图3. d-q法仿真模型 图4. PHC法仿真模型 图5. p-q法仿真模型 图6. 电网电压正弦对称条件下的三种算法仿真波形图 图7. 电网电压含谐波条件下的三种算法仿真波形图 图8. 电网电压含谐波不对称条件下的三种算法仿真波形图
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user: 4. 结论 从以上仿真波形和结果可以看出，当电网电压对称正弦时，三种谐波电流检测方法均可以准确有效地检测出负载电流中所含的谐波电流分量。当电网电压出现非正弦或不对称时，d-q法和PHC法都有一定的补偿效果，由于PHC法考虑电源电压的基波正序分量，因而可以充分补偿掉谐波分量以及部分不对称分量，因此PHC法效果更好。综上所述，在三相非正弦不对称系统的应用场合，PHC法的补偿效果要好于d-q法和p-q法。
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user: 摘 要 电力工业节能减排是国家“十二五”能源发展战略的重要目标，也是新一轮电改中放开发用电计划必须兼顾的关键因素，进一步挖掘电力生产全过程节能潜力是未来电网面临的挑战性课题。本文针对某区域电网交直流并联运行的特有方式，提出以日内滚动的跨省交易实现高、低能耗能源互补，以交直流潮流优化分配实现输电运行经济性最优，最终实现日内滚动节能调度的发输全过程优化。为了适应大电网快速优化决策的需要，本文进一步设计了发输电联合迭代优化计算流程，并对日内滚动节能调度的经济、节能效益进行了测算，揭示了实施发输电联合优化的日内滚动节能调度的巨大效益空间。 关键词 :交直流并联，日内滚动节能调度，省间交易，发输电联合优化