DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 4. 讨论 目前较多的手术治疗白癜风方法包括切除、单纯皮肤磨削术，给患者造成二次创伤，且术后效果上不确定，毛囊型白癜风主要是毛囊外根鞘黑色素细胞功能受损。毛囊外根鞘中存在未分化的干细胞，这种干细胞为白癜风复色提供了储存的黑色素细胞，毛囊中存在着两种黑素细胞可以通过移植随着表皮的再生逐渐成熟[ 1 ] ，白癜风复色时，外毛根鞘部未激活黑素细胞明显增加，部分激活的黑素细胞出现在外毛根鞘、毛囊孔毛囊周围表皮中 [ 2 ] 。也有研究表明单个毛囊可以使周围5~12 mm表皮复色，一般在移植后4~5周开始显效，与本次实验结果一致。 图1. 毛囊型白癜风患者术前见色素脱失、毛发稀疏 图2. 术后6个月见移植后毛发生长自然分布均匀、色素覆盖、黑发生长 国外报道采用毛囊移植手术治疗白癜风取得了一定疗效 [ 3 ] ，毛囊移植采用手术切取头皮术(FuT)即切取头皮、分离出毛囊移并植到病变部位；此法取得的毛囊数量有限，尤其需要较多的毛囊时切取头皮面积大，患者不易接受，因此我们采用毛囊提取术(FuE)，采用毛囊电动提取仪很准确、精确、逐个提取毛囊，而供区毛发依然可以再生，创伤小、方法简单、易被患者接受。同时本次研究将提取的毛囊经组织病理切片观察和染色处理证实，提取的毛囊部位内黑素细胞完整，保证了手术的可行性，该技术适合毛囊型白癜风、尤其是片状、早期面积不大时；微创手术，局麻下进行患者较易接受，术后供区和受区均无疤痕，克服了表皮移植技术表皮不易固定，毛发生长后使移植表皮容易脱落，毛发颜色恢复慢等不足。移植后的毛发与原有毛发没有差异。 毛囊植换治疗毛囊型白癜风的机理已经有了研究基础，Straricco [ 4 ] 认为毛囊存在着两种黑素细胞，即成熟型和静止型黑素细胞，且静止的黑素细胞可以通过移植随着表皮的再生逐渐成熟，Ortonne [ 5 ] [ 6 ] 等认为，白癜风患者白斑区色素恢复时，外毛根鞘部静止黑素细胞数量明显增加，且可发现成熟黑素细胞出现；Kim [ 7 ] 等报道去除毛球部的囊移植在移植区可出现色素恢复，毛囊移植后毛囊对白区复色的具体机制有待进一步研究探讨。
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user: 摘 要 将机器学习领域的研究成果应用到数字通信技术中，可以增强其抗干扰性。核Fisher判别方法是基于Fisher线性判别方法而提出的一种非线性分类方法，在这种方法中使用了基于核的算法中的“核技巧”。本文研究了核Fisher判别分析方法在数字通信技术中的应用，并用MATLAB进行了仿真，证明了核Fisher方法在数字通信技术中的有效性。 关键词 :核Fisher，核函数，数字通信，抗干扰
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user: 1. 引言 基于数据的机器学习是现代智能技术中的重要方面，它是从观测数据出发寻找规律，并利用这些规律对不方便直接观测的数据进行预测[ 1 ] 。核Fisher判别方法就是基于Fisher线性判别提出的一种非线性分类方法[ 1 ] 。随着社会和科学技术的发展，电磁环境越来越复杂，无线电通信面临的干扰问题也日益严重。本文尝试将核Fisher判别方法应用在数字通信领域，并用MATLAB对其进行了仿真和分析，取得了较好的检测识别效果，提高了数字通信的抗干扰能力。
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user: 2. 核Fisher判别方法基本原理 核Fisher判别方法由Mika等人于1999年提出[ 2 ] 。假设有一集合X包含n个d维数据 ，其中 个属于 类的样本记为 ， 个属于 类的数据记为 。 Fisher 线性判别所要解决的最基本问题是找到一个最好的投影方向，使样本在这个投影方向上能最容易分开。从数学的角度分析，寻找最好投影方向的问题就是寻找最好的变换向量 的问题，即最大化下列广义Rayleigh熵[ 3 ] ： (1) 式中 上述两式分别是样本的类间离散度矩阵和类内离散度矩阵，而 是各类样本的均值向量 (2) 因此最大化 的本质是要找到一个最好的投影方向来最大化类间离散度，同时最小化这个方向上的类内离散度。 对于非线性分类[ 3 ] ，首先就是用一个非线性映射函数 ，把数据从原始空间F映射到一个特征空间H (图1)，再在特征空间H建立一个优化超平面。特征空间H的维数有时非常高，而核函数则利用点积运算解决了这个问题。例如，常用的RBF核函数为： 核Fisher判别方法首先把数据非线性地映射到某个特征空间，然后在这个特征空间中进行Fisher线性判别，这样就间接地实现了对原始输入空间的非线性判别。假设 是输入空间到某个特征空间H的非线性映射。要找到H中的线性判别就需要最大化 图1. 从样本空间到特征空间的映射 (3) 这里 ， 和 是H中的相应矩阵，即 (4) (5) 其中 (6) 如果H的维数很高，那么直接求解就不可能。核Fisher判别方法不需要对数据进行明确的映射，而是寻找一种算法的表达式，其中只使用了训练数据的点积运算。然后只要能够有效地计算这些点积，就能够解决原始的问题。 为了找到特征空间H的Fisher判别，首先需要得到按照输入样本数据的点积形式表示(1)的表达式，然后用一个核函数来替代其中的点积运算。依据再生核理论，任何 必位于所有训练样本在H的张集中，因此可以找到下列形式的w的一个展开表达式 (7) 利用展开表达式(7)和(6)，并用核函数代替点积，于是有 (8) 式中定义： 再来考虑式(1)中的分子。利用 的定义式(4)和式(8)，它可重写为 (9) 再来考虑式(1)中的分母。利用式(7)，(5)及式(9)中类似的变换，得到 (10) 式中 其中 是第j类的核矩阵 I为单位矩阵， 是所有元素为 的矩阵。 把式(9)和(10)代入式(4)，可得到特征空间H的Fisher线性判别，也就是最大化 (11) 和输入空间的算法类似，求解该问题可以通过求矩阵 的特征值和特征矢量，或者计算 来得到。则新模式x到w的投影为 (12) 由上可知，这个设置是非适定的。因为要从n个样本中估计n维的协方差结构，而特征空间的维数等于或高于训练样本数目n，这时就要利用正则化技术。可以给N加上一个单位矩阵的倍数，即用矩阵 代替矩阵N， (13) 来补偿 ，或者给N加上一个全核矩阵 的倍数来补偿 。
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user: 3. 仿真结果及结论 在本实验中，模拟的是点对点数字通信系统。具体过程如下：用随机函数模仿用户发送的信号，信号加上多径迟延和进入信道后的加性噪声，就是从信道出来的数字信号，然后对该信号分别用核Fisher判别方法和匹配滤波方法对其检测识别，计算正确识别率。本实验方法如下： 数据训练样本长度为100，检测样本数据长度为10，000；信噪比(S/N)从1 dB到10 dB的逐渐增强；在这里我们用RBF核，并且核参数为经验值。 表1中所示为在不同信噪比条件下核Fisher判别方法与匹配滤波方法的识别率比较：在信噪比从1 dB Table 1 Comparison of different S/N (dB) detection and recognition rat S/N 核Fisher 匹配滤波 1 0.852 0.806 2 0.864 0.821 3 0.903 0.887 4 0.924 0.892 5 0.934 0.916 6 0.945 0.933 7 0.952 0.939 8 0.959 0.950 9 0.963 0.958 10 0.971 0.966 表1. 不同S/N(dB)检测识别率比较 到10 dB的过程中，核Fisher判别的检测识别率从0.852上升到0.971，同时匹配滤波则是从0.806升到0.966。 通过对以上数据的分析可以看出，基于RBF核的Fisher判别方法在数字通信中相对于匹配滤波有较好的识别效果，这是由于道干扰不是完全随机，通过学习机的学习过程之后，识别效果有明显的改观，提高了抗干扰能力。随着数字通信面临的抗干扰压力越来越大，核Fisher判别分析方法在数字通信中将有较大的应用潜力。
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user: 摘 要 以N，N'-二环己基碳二亚胺(DCC)为缩合剂，4-二甲氨基吡啶(DMAP)为催化剂，羽扇烷醇和肉桂酸在二氯甲烷中室温反应24 h，合成了新化合物肉桂酸羽扇烷醇酯，产率为81.6%。研究了肉桂酸羽扇烷醇酯体外对食管鳞癌细胞Eca-109、TE-1和EC-9706增殖的抑制活性。结果表明肉桂酸羽扇烷醇酯对上述3株实验癌细胞的增殖均有良好的抑制活性，其抗癌活性与阿霉素相近。 关键词 :肉桂酸羽扇烷醇酯，合成，抗癌活性
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user: 1. 引言 羽扇烷醇属于五环三萜类天然产物，其衍生物显示出多种生物活性 [ 1 ] - [ 4 ] 。Tolstikova等报道羽扇烷醇二元羧酸单酯具有抑制淋巴细胞中HIV-1复制的作用。笔者合成了系列羽扇烷醇二元羧酸单酯，研究了其对癌细胞A549、LAC、HepG2和HeLa增殖的抑制活性，其中丁二酸、2，2-二甲基丁二酸、戊二酸、2，2-二甲基戊二酸和3，3-二甲基戊二酸等的羽扇烷醇单酯均有很强的抑制A549，HepG2和HeLa增殖的能力，而丁二酸羽扇烷醇单酯和戊二酸羽扇烷醇单酯对LAC的增殖有良好的抑制活性 [ 4 ] 。目前，肉桂酸羽扇烷醇的合成及其抗癌活性仍未见文献报道。以羽扇烷醇为原料，本文报道了肉桂酸羽扇烷醇酯的合成(见图1)，并以阿霉素(见图2)作阳性对照药物，研究了其体外对食管鳞癌细胞Eca-109、TE-1和EC-9706增殖的抑制活性。
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user: 2. 实验方法 2.1. 主要仪器与试剂 熔点测定用毛细管熔点法，温度计未校正；Brucker DRX-400核磁共振仪，TMS为内标；MDS Sciex API 2000 LC/GC/MS质谱仪；美国BioTek公司Synergy HT多功能酶标仪；按文献报道方法，羽扇烷醇 图1. 肉桂酸羽扇烷醇酯的合成 图2. 阿霉素的化学结构 通过羽扇豆醇催化还原获得[ 5 ] ；3-(4′，5′-二甲基噻唑-2′)-2，5-二苯基四氮唑溴盐(MTT) (广州博强生物科技有限公司)；青霉素、链霉素、PRMI-1640培养基和胎牛血清(杭州四季青生物工程材料公司)；阿霉素(深圳万乐药业有限公司)；肉桂酸(Alfa Aesar Co.)；其它试剂均为分析纯。 2.2. 肉桂酸羽扇烷醇酯的合成 在100 mL圆底烧瓶中加入42.87 mg (0.10 mmol) 羽扇烷醇、17.78 mg (0.12 mmol)肉桂酸、22.68 mg (0.11 mmol) DCC、2.69 mg (0.022 mmol) DMAP和20 mL二氯甲烷，在室温下搅拌24 h。过滤，滤液浓缩，以二氯甲烷与甲醇按体积比25:1配制获得的混合液为洗脱剂，残留物进行柱层析(硅胶为200~300目)获得45.60 mg白色固体，产率为81.6%。mp：145~147℃；[α] D 20 = + 5.6 (c = 0.10， CH 2 Cl 2 )； 1 H NMR (400 MHz， CDCl 3 )，δ：0.75 (3H， s)，0.77 (3H， s)，0.84 (3H， s)，0.85 (6H， d， J = 6.8 Hz)，0.91 (3H， s)，0.94 (3H， s)，0.97~1.03 (3H， m)，1.04 (3H， s)，1.08~1.14 (1H， m)，1.17~1.45 (10H， m)，1.46~1.55 (4H， m)，1.56~1.75 (8H， m)，1.86~1.96 (1H， m)，6.43 (1H， d， J =16.0 Hz)，7.38 (3H， t， J = 8.0 Hz)，7.49~7.56 (2H， m)，7.68 (1H， d， J = 16.0 Hz)；ESI-MS，m/z：560 [M + H] + ，582 [M + Na] + 。 2.3. 肉桂酸羽扇烷醇酯的抗癌活性 2.3.1. 细胞培养 食管鳞癌细胞Eca-109、TE-1和EC-9706来源于汕头大学医学院第二附属医院。它们分别在含10%胎牛血清、100 U/mL青霉素和100 μg/mL链霉素的RPMI-1640培养基(pH 7.4)中生长。 2.3.2. 细胞毒理试验 收集对数期细胞接种于96孔板，置于37℃，5% CO 2 培养箱培养使细胞贴壁。加入不同浓度的待测样品，实验组每个浓度做3个平行孔，37℃，5% CO 2 条件下培养72 h。加入20 μL MTT溶液(5 mg/mL，即终浓度为0.5% MTT)继续培养4 h。终止培养，吸去孔内培养液，每孔加入150 μL DMSO，置于摇床上振荡10 min，使结晶物充分溶解。在酶联免疫检测仪570 nm处测量各孔的吸光度值。实验同时设调零孔(培养基，MTT，DMSO)，对照孔(细胞，培养液，MTT，DMSO)和阳性对照孔(阿霉素)。计算细胞生长抑制率的公式如下： 细胞生长抑制率 = (A 对照 − A 样品 )/(A 对照 − A 空白 ) × 100% 其中A 样品 、A 对照 和A 空白 分别表示样品、对照和空白试验的吸光度。 2.3.3. 统计分析 样品对癌细胞生长的抑制率实验重复3次，求平均值。使用统计软件SPSS11.5处理实验数据，获得样品或药物对癌细胞生长抑制50%所需要的浓度，即是IC 50 。实验结果见表1。 Table 1 IC50 values of lupanol cinnamate against human esophageal squamous cell carcinoma cell line 排序 化合物 IC 50 (μM) Eca-109 IC 50 (μM) TE-1 IC 50 (μM) EC-9706 1 阿霉素 8.73 ± 0.36 5.28 ± 0.23 36.09 ±0.54 2 羽扇烷醇 > 50 > 50 > 50 3 肉桂酸 羽扇烷醇酯 9.18±0.56 7.45±0.31 40.13±0.68 表1. 肉桂酸羽扇烷醇酯对食管鳞状癌细胞系的IC 50 值
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user: 3. 结果与讨论 3.1. 肉桂酸羽扇烷醇酯的合成 笔者曾经报道了天然产物羽扇豆醇肉桂酸酯的合成方法[ 6 ] 。以DCC作缩合剂，DMAP作催化剂，羽扇豆醇和肉桂酸在二氯甲烷中室温反应24 h，合成了羽扇豆醇肉桂酸酯，产率为86.5%。在酸或酸酐和醇进行酯化反应中，常采用DCC作缩合剂和DMAP作催化剂，反应在比较温和的条件下合成了目标物，反应产率高[ 3 ] [ 4 ] [ 7 ] -[ 11 ] 。本文参照文献[ 6 ] 的方法，以DCC为缩合剂，DMAP为催化剂，在室温下羽扇烷醇和肉桂酸在二氯甲烷中搅拌反应24 h，成功地合成了肉桂酸羽扇烷醇酯，产率为81.6%。 3.2. 肉桂酸羽扇烷醇酯的体外抗癌活性 选用Eca-109、TE-1和EC-9706等3株食管鳞癌细胞，羽扇烷醇和抗癌药物阿霉素作对照，本文采用MTT法探讨了新化合物肉桂酸羽扇烷醇酯的体外抗癌活性，其抗癌活性通过上述实验癌细胞生长的半数抑制浓度来表达，即IC 50 。实验结果见表1。 以IC 50 < 50 μM作为评价化合物是否具有抗癌活性的标准。IC 50 值越小，表示化合物的抗癌活性越好。表1中的实验数据显示，阿霉素对Eca-109、TE-1和EC-9706等3株食管鳞癌细胞的生长均有好的抑制活性。羽扇烷醇对上述3株实验癌细胞的生长均没有抑制活性，而其衍生物肉桂酸羽扇烷醇酯对上述3株食管鳞癌细胞的增殖有良好的抑制活性，该衍生物的抗癌活性与阿霉素的相近。
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user: 4. 结论 1) 以DCC为缩合剂，DMAP为催化剂，羽扇烷醇和肉桂酸在二氯甲烷中室温反应24 h，合成了新化合物肉桂酸羽扇烷醇酯，产率为81.6%。 2) 肉桂酸羽扇烷醇酯对Eca-109、TE-1和EC-9706等3株食管鳞癌细胞的增殖具有良好的抑制活性，其抗癌活性与阿霉素的相近。
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user: 摘 要 水体富营养化所带来的连锁效应导致了沉水植物的大规模衰退和植被群落的逆行演替，由于沉水植物对淡水湖泊的生态系统具有构建作用，沉水植物的消亡将直接加剧水体环境的恶化，产生严重的水生态危机。水位是影响沉水植物生长最重要的生态因子之一。本文主要总结了富营养化水体中水位对沉水植物的研究进展，以及基于近年来囯内外沉水植物的恢复与重建的实践成果，分析水位调控恢复沉水植物的可行性，为沉水植物修复实践工程提供理论依据。 关键词 :富营养化水体，水位，沉水植物
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user: 1. 引言 目前，由于人口的急剧增加和工农业的迅猛发展，世界各地的湖泊均受到不同程度的人类活动干扰，大量生活污水和工农业废水的排放导致水体中有机物含量增加，水体呈现富营养化状态，这是世界水污染中严重的普遍问题，也是我国水环境管理中的一个难题。据2014年我国环境状况公报显示：长江、黄河、珠江、松花江、淮河、海河、辽河等七大流域和浙闽片河流、西北诸河、西南诸河的国控断面中，I~III类、IV~V类和劣V类水质断面比例分别为71.2%、19.8%和9.0%。在监测的61个湖泊(水库)中，富营养、中营养和贫营养的湖泊(水库)比例分别为24.6%、59.0%和16.4% [ 1 ] 。最具代表性的是江苏省无锡市太湖蓝藻爆发，导致500万公民的饮用水和生活用水短缺。由此可见，水体富营养化已经对人们的生产、生活造成了严重影响，并且导致了巨额的经济损失，威胁水域生态，经济发展与社会稳定性。 随着水体富营养化的发展，沉水植物的衰退和消失的现象在世界范围内普遍出现。沉水植物的恢复对于维持水体生态环境的健康意义重大，并逐步成为恢复水生生态系统的重要内容[ 2 ] 。沉水植物的恢复过程与环境因子之间的相互影响机制非常复杂。其中，水位是影响沉水植物生长最重要的生态因子之一[ 3 ] 。水位变动主要取决于区域性气候条件和人类活动[ 4 ] [ 5 ] 。在全世界范围内，大坝和水库的建设改变了许多全球淡水系统的自然水位变动模式[ 6 ] [ 7 ] ，导致了大型水生植物的多样性[ 8 ] [ 9 ] 和分布[ 10 ] 的巨变。对沉水植物而言，水位变化产生的影响是生长周期缩短、潜在的生长区域面积减小。由于人类活动的干扰，许多湖泊的水位自然波动节律被打乱，有些湖泊水位甚至是反季相波动。由于水位的高低、变动的幅度和频率、时机、持续时间以及变化率等均会对水生植被产生影响[ 11 ] 。同时，由于水位变化是一个可产生控制性影响的因素，因为它改变了光质和光量，从而影响植物光合作用的能力[ 12 ] [ 13 ] 。植物在光强低于其光合补偿点的条件下最终将不能存活[ 14 ] 。因此，反季相水位波动，春季高水位导致水下光照不足，不利于沉水植物萌发和幼苗生长。夏季低水位导致水生植物露出水面，导致沉水植物的疯长或衰亡。 本文系统归纳了水位波动对沉水植物的研究进展，总结了国内外沉水植物在富营养化水体中水位波动的研究成果，为恢复沉水植被提供理论参考。
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user: 2. 水体富营养化对沉水植物的影响 目前，国内外对水体富营养化公认的概念是指氮、磷等营养物质的大量进入湖泊、河流等水体，引起藻类及其它浮游生物大量繁殖，导致水中溶解氧下降，造成鱼类和其它水中生物大量死亡的现象。富营养化对沉水植物的影响包括漂浮植物和附生植物造成的遮荫作用，浮游植物光合作用造成的溶解性无机碳的利用压力，有机物质分解造成的低氧化还原电位环境促进了植物毒素的形成[ 15 ] ，植物根无氧呼吸造成的碳水化合物缺乏以及沉水植物繁殖策略的失败等多种因素共同作用下引起沉水植物的死亡[ 16 ] [ 17 ] 。同时，由于沉水植物对淡水湖泊的生态系统具有构建作用，沉水植物的消亡将直接加剧水体环境的恶化。
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user: 3. 水位对沉水植物的影响机理 水生植被的衰退通常被解释为营养负荷的增加。然而，很少有人注意到水位变动可以促进湖泊水体的清水和浑浊之间状态的转换，而低水位通过增加可利用光促进大型植物建立。水位的变动直接影响可利用光能，水体中的光照强度随水深的增加呈对数下降。水位变化也会导致风浪、水温、pH、DO、营养、叶绿素和底泥等特征发生相应变化，是影响沉水植物生长、繁殖与分布的综合环境因子[ 18 ] 。水位是决定水生植物生物量、分布及物种结构的主导因素之一[ 19 ] 。水位通过改变光合能效和影响水生植物萌发所需的光照、温度及氧气条件等环境因子[ 20 ] [ 21 ] ，从而影响水生植物的有性繁殖[ 22 ] 。此外，水位还可以通过改变底泥的特性、风浪的作用及水体透明度而间接影响水生植物[ 23 ] ，改变水生植物的生产力和寿命，影响水生植物的覆盖度[ 24 ] 。 水位变化是控制湖泊生态系统的重要因素，特别在浅水湖泊生态系统中，其影响更为突出。生长季节的极端高水位限制可利用光，导致水下大型植物的衰退，而夏季低水位导致波浪作用或干旱损伤植物[ 4 ] [ 25 ] 。在富营养化水体中，Zhang等2010~2012年进行现场调查，并收集水文数据进行分析表明，从长江主流截断后，巢湖的大型植物发生巨大的改变，和导致这种改变的最主要的因素就是水位波动[ 26 ] 。
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user: 4. 沉水植物修复富营养化水体的机理 沉水植物的消失以及草型湖泊向藻型湖泊的转变是湖泊富营养化造成的最严重的问题之一。沉水植物作为湖泊生态系统重要的初级生产者，是湖泊生态系统物质循环和能量流动的重要环节， 发挥着重要的生态功能。沉水植物因其完全沉没于水中，通过光合作用产生的氧气直接释放到水里，使水中溶氧增加，促进水体自净。沉水植物的茎、叶和表皮都与根一样具有吸收作用，具有发达的通气组织这种结构对水体中营养盐类的吸收、降解及对重金属元素和有机物的浓缩、富集都有很强的作用[ 27 ] ，合成自身生长发育所需要的物质，有效地降低水体中的营养盐浓度。沉水植物一方面与藻类竞争营养物质与光能，另一方面分泌它感化学物质，如萜类、类固醇等，抑制。同时通过改善植物根区微环境促进微生物对污染物的降解实现污染水体的生态修复[ 28 ] 。其次沉水植物能有效增加空间生态位、改善水下的光照和溶氧条件，为形成复杂食物链提供了食物、场所等，这是水体中生物多样性赖以维持的基础[ 29 ] 。因此沉水植物的恢复往往是湖泊富营养化修复的主要措施之一。
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user: 6. 水位调控恢复沉水植物的应用前景 恢复沉水植物是修复富营养化水体和维持水体生态系统健康的关键。水位是影响沉水植物在浅水湖泊中能否成功定居并存活的一个重要因子[ 65 ] 。在浅水湖泊、水库，水位调控已经被用于监控水生植物长达几个世纪，近年来，甚至被利用在大型水电站水库。Hestand在研究控制水草过度生长以促进渔业发展的过程中发现，根据湖泊的水体情况以及水位调控措施可为水生植物的演替提供证明，同时能预测水生植物的可能的变化[ 66 ] 。在某种程度上，水位调控是湖泊水生植物修复有效的监管措施。例如在美国，Havens等[ 63 ] 将一个湖泊的水位降低2.0 m，在初期由于水位降低后风力的搅动作用，水体浑浊，随后藻类水华暴发。在降低水位两个月后，靠近湖岸的水下区域，轮藻迅速扩殖。1年后，轮藻在整个湖泊形成沉水植被，只有少量的维管束植物(包括眼子菜、苦草和黑藻等)分布。在荷兰，为了促进新生湖泊湿地植物发育，采取增加水位波动的调控方法，并选择夏季降低水位，促进植被萌发、生长，最终导致生物多样性增加。 在我国，zhang等[ 29 ] 结合历史的水文数据，研究发现恢复富营养化水体-巢湖的大型植物关键在于恢复自然水体系，以适应大型植物在不同生活史阶段的水位要求。李文朝曾在太湖五里湖进行水生植被恢复实验，发现降低水位可为五里湖沉水植被恢复创造有利条件[ 67 ] 。李敦海等[ 68 ] 在降低水位后引种沉水植物，并根据水生植物的成活率与长势逐步提高水位，在富营养水体-无锡市五里湖的退渔还湖区域明显提高了水生植物覆盖度和多样性。刘学勤等在2010年巢湖水向湖滨带生态修复工程实践中，依据巢湖历史和现有水生植物分布高程，设计在水位6.5~7.5 m恢复沉水植物，工程设施后水生植物多样性增加70%，植被盖度由30%提高到60% [ 69 ] 。这些研究的结果对其他类似的监管湖泊水生植被的恢复能提供理论依据。
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user: 7. 结语 沉水植物是湖泊生态系统中最重要的初级生产者，对维持生态系统的稳定起着重要的作用。然而近些年来由于自然环境变迁和人类活动的影响造成水体环境的富营养化，沉水植物的衰退和消失的现象在世界范围内普遍出现。水位是影响沉水植物分布、生长重要的限制因子，目前有关水位对沉水植物生长、繁殖、分布和胁迫作用影响的研究已经取得了诸多进展，还有以下几点需要深入探讨：1) 营养盐、底质、水流、温度等因子对沉水植物生长均有影响。鉴于水体生态系统的复杂性，应考虑到多因子的内在联系与相互作用，开展相应的综合性研究。2) 北美及欧洲一些国家对一定流域内的水质和水位以及植物群落丰度和分布有10年以上的长期监测数据。在恢复沉水植物的理论研究和工程实践中，通过水位调控恢复沉水植物具有可行性，但同时也存在很多问题，值得进一步探讨。水位调节是一个大型工程，这个问题涉及到环境保护、水利、渔业行政等等部门，监管困难。同时依据湖泊多年的监测资料，必须在流域水资源调度基础上，既严格按规划要求调控水位，又要结合中长期气象预报，克服水位调控的盲目性。在全球湖泊富营养化和污染加重的情况下，生态修复和生态系统管理成为新的研究热点，加强水位调控在湖泊恢复与治理中的作用，建立确定适宜水位的技术方法，以及在水文和生态分区内确定适宜水位和人工调控的标准，是今后一定时期内研究的前沿问题。
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user: 摘 要 本文使用丙酮平面激光诱导荧光技术(Acetone-PLIF)，在掺混特性试验台上对冷却气膜与主气流的掺混进行了可视化测试。试验中采用的射流孔与实际叶片气膜孔处于同一尺度范围内。为研究气膜覆盖的完整性和贴壁性，定义了气膜的横截面长度和弯折角，并在三种吹风比下拍摄了掺混过程的荧光图像。通过图像处理，对上述参数进行了测量和分析，结论表明吹风比对气膜的有效覆盖长度和弯折角存在显著影响，在射流速度与主流相近时，气膜覆盖效果较好。通过图像，还捕捉到了射流孔附近的流动细节及变化规律。该技术在流体机械研究领域有广泛的应用前景。 关键词 :平面激光诱导荧光，气膜冷却，气膜完整性
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user: 1. 引言 在现代燃气轮机中，为了提高燃气轮机的单机效率，涡轮入口需要的高燃气初温已经对涡轮部件冷却提出了更高要求。因此，必须采用有效的冷却措施对部件进行冷却。在涡轮部件中，叶片是热负荷最大的部件之一，针对叶片冷却，主要采用气膜冷却等技术，气膜冷却在总冷却中贡献最大，对气膜冷却的研究一直是高温部件冷却技术研究中的热点之一[ 1 ] 。气膜冷却的设计缺陷可能导致重大故障[ 2 ] ，因此针对气膜冷却的测试诊断技术具有重要的研究意义。在实验研究方面，Lesley M. Wright和Stephen T. McClain等人运用PIV (Particle Image Velocimetry)方法对双孔气膜冷却的几何构型对冷却效率的影响进行了评估[ 3 ] ；韩昌和李佳等采用压力敏感漆(Pressure Sensitive Paint)测量比较了多种气膜孔在不同吹风比下的冷却效率，并结合数值模拟方法对流场进行了机理分析[ 4 ] 。 LIF (Laser-induced Fluorescence)技术是一种新型光学测试技术，该先进技术作为现代光学诊断方法的代表，在动力机械行业有广阔前景的技术，是一种研究动力机械的速度、浓度、温度等分布的优秀手段。PLIF技术发展早期就被尝试用来进行流体掺混测量，国内外研究者在喷雾与掺混测量、两相流研究、燃空比定量分析等方面开展了多项研究[ 5 ] -[ 7 ] 。其中也有部分学者开展了采用PLIF对气膜的研究，如大阪大学的Kumagai和Takeishi等人使用丙酮PLIF技术对两种孔型的平板气膜冷却进行了测量和分析，并将结果与CFD计算结果进行了对比，验证了实验方法的可行性[ 8 ] 。 一方面，PLIF技术在气体掺混测量研究方面并没有广泛应用；另一方面，现有研究中的实验件尺度和形状，与实际叶片相差较大，该技术运用到叶片气膜研究尚有许多工作需要完成。总的来说，PLIF技术用于叶片气膜冷却的实验研究尚处在起步阶段。此外，传热/传质比拟方法可用于研究气膜绝热壁面温比[ 9 ] ，将该方法与PLIF方法结合，可以对冷却效率进行非接触式测量，在气膜冷却研究上具有广泛前景。 本文尝试了以丙酮为分子示踪剂、用PLIF方法获取冷却气膜荧光图像，对气膜与主流掺混行为进行研究的方法，重点分析了该方法在具有实际涡轮叶片尺度范围实验台上的表现，并参考他人已有的研究工作结论，对冷却气膜的重要参数和捕捉到的流动掺混现象进行测量分析，初步提出了一种气膜冷却测试和评估方法。
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user: 2. 实验原理 含有特定分子功能团的有机分子在收到一定波长的激发光照射时，会吸收光子，并从基态跃迁至较高的能级态。因为处于较高能级态的分子处于不稳定状态，会以荧光的方式辐射能量。荧光的特性会随有机分子的种类、温度、压力以及周围物质氛围(氧气浓度)等不同而呈现出规律性差异[ 10 ] 。在流动实验中，将这类有机分子作为示踪剂加入待测气体中，通过检测受激分子的荧光强度，可以得到区域内指定组分的浓度、温度、空间分布等信息。 在本实验的被测体系中，认为示踪剂在气态条件下与射流气体均匀混合，此时射流气体浓度正比于示踪剂的浓度。设流体中某单元内示踪分子浓度为M，射流气体浓度为G，则有： (1-1) 由上示踪分子浓度为M，设荧光光强分别为J，激光的光强为L，则此三者具有以下的关系[ 11 ] ： (1-2) 其中，L sat 为荧光饱和时的激发光光强，LIF实验中使用的激发光强远小于饱和光强，即 时，式子可以简化为： (1-3) 在弱激发条件下，当激发光光强一定，示踪剂与射流气体均匀混合时，设射流气体浓度为G，有 (1-4) 实验中，相机拍摄下的荧光图像的灰度给出了荧光光强的数值，可以表征射流气体浓度的分布。因此，荧光图像中荧光光强的变化趋势和特性就实际代表了射流掺混场的特性。 LIF方法具有高分辨率，时间响应快，高灵敏度等特点，使用LIF方法对流体掺混进行实验测量具有坚实的理论基础。
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user: 3. 实验装置及工况 实验在低速风洞中进行，该风洞主体为有机玻璃材料，截面为100 mm × 100 mm的方形，进口段长度为2500 mm，满足L ≥ 10 d的要求，可以使主流气体速度接近均匀，实验段入光面为石英玻璃，以保证紫外激光能进入实验段。实验台设计如图1所示。 实验件为一梯形四棱柱体，如图2，实验件上开孔为半径1 mm的圆形。 实验研究了3种不同的吹风比，该吹风比由冷却气的体积流量控制，见表1。 实验开始前，将射流气源通入装有液体丙酮的容器中以获得平均温度为60℃的饱和蒸汽。该股气流在通入实验段前再次加热，温度维持在80℃，使进入实验段的混合气体为过热蒸汽，防止丙酮的凝结给实验带来误差。 PLIF实验系统如图3。Nd:YAG激光器的二倍频激光，波长为532 nm，激发染料后发出562 nm的染料激光，经过二倍频晶体得到波长为281 nm的激发光，激发光频率为10 Hz。该激发光经过一透镜组，扩束整形后得到矩形片光，片光宽约25 mm，厚约1 mm。通过DG535同步激光器和ICCD，使激光激发荧光的信号与快门信号同步。ICCD镜头为105 mm焦距，光圈为F/4，镜头前有滤色片，用来滤除激发光及一些背景光的辐射。
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user: 4. 实验结果及分析 4.1. 实验结果 为了消除射流掺混中非定常因素影响，试验结果用一定数量照片进行平均(200张)，以获得能较好表现流场的图像。按照表1设定的工况，对射流流场进行PLIF测量，并用自行开发的图像处理程序进行了平均处理，结果如图4~6。 不同像素点的灰度值反映了对应位置荧光信号强度，可以表征射流气体的浓度。冷却气流在出口处浓度最高，浓度沿主流方向下降；气流受主流影响向壁面弯曲，形成覆盖在试验件表面有一定厚度的气膜，这与实际气膜掺混过程相符[ 12 ] ，可以认为本文中的方法在实际叶片气膜孔尺寸的实验台上反映了气膜的基本信息。 图1. 试验台设计图 图2. 试验台设计图 图3. PLIF系统示意图 Table 1 Working condition 工况 一 二 三 吹风比(Br) 0.697 1.101 1.467 表1. 试验工况表 4.2. 气膜覆盖完整性分析 在气膜冷却设计中，气膜覆盖的完整性是很重要的评估指标，气膜覆盖不完整可能导致高温燃气烧 图4. 工况一PLIF图像(Br = 0.697) 图5. 工况二PLIF图像(Br = 1.101) 图6. 工况三PLIF图像(Br = 1.467) 蚀叶片。气膜的横截面长度可以表示气膜的覆盖范围，本文中定义气膜长度为气膜前端至末端沿主流方向，气膜两端以灰度值550作为截止值根据图像处理结果，三个工况的气膜长度见表2。 从趋势上看，气膜的长度随吹风比增加，这一结论与Kumagai等人的研究是一致的。在此基础上，结合本方法给出的图片和文献 [ 8 ] 中的理论分析，可以发现：当吹风比Br = 0.697时，气膜横截面积较小。此时射流气体流量和动量较小，主流速度大于射流气体，在垂直于主流速度的截面上存在较大的速度梯度，射流气体与主流气体发生较强掺混，主流气体被输运到壁面附近，同时一部分射流气体离开，导致下游处无法形成气膜覆盖在实验件表面。在荧光图像上表现为气膜长度较短且在下游分布不均。当吹风比增加到Br = 1.101时，射流气体流量和动量增加，可以到达出口下游更远处，同时射流和主流速度较为接近，主流和射流的掺混不强，使得射流形成的气膜形状稳定，不易破裂，覆盖面积增加。而随着吹风比的增加，射流的出口流速过大，一方面使射流气体沿出口方向冲出较远，另一方面存在很大的速度梯度，射流气体与主流气体剧烈掺混，容易脱离壁面，导致气膜的覆盖区反而减小。 另一方面，从图像中可以看出，气膜横截面积随吹风比增加而增加，但在不同工况下，气膜体现出了不同的贴壁性。气膜的贴壁性对冷却效率和近壁面流动特性都有显著影响。为研究这一问题，本文定义弯折角，具体为气膜经过弯折面后中轴线与实验件上表面，用α表示，如图7所示。 三种工况下的弯折角见表3。 由表3，工况一和工况二条件下，弯折角比较接近，但工况二下弯折角较工况一小，工况三的射流角明显大于前两个工况。T. F. Fric等人的实验和孟宝宝等人的平板气膜实验中也观察到了上述现象并进行了讨论 [ 13 ] [ 14 ] 。结合文献中提出的原理和本文的实验图像，可以进行如下分析：在工况一下，射流气 Table 2 Length of cooling fil 工况 一 二 三 气膜长度(px) 175 216 200 表2. 气膜长度 Table 3 Turning angl 工况 一 二 三 弯折角 23˚ 22˚ 35˚ 表3. 弯折角 图7. 射流孔位置 体较少，动能也较低在出口附近易于附在壁面上形成气膜，但由于射流与主流存在较大速度差，射流气体与主流气体掺混，容易被主流带离壁面。工况二下，射流迹线更贴近壁面。表明相对工况一，在吹风比为1.101的情况下壁面附近有更多的射流气体。这是由于射流速度较工况一增大，此时主流和射流的速度比较接近，湍流度在主流方向变换比较平缓，主流与射流气体之间作用比较稳定，使气体能较好的贴附在壁面上。但在工况三下，可以看出吹风比增加到一定程度后，气体在背风侧刚离开气膜孔时，与主流发生强烈掺混，使冷却气流从迎风侧被输运到主流中，离开壁面无法形成覆盖。 4.3. 流场细节及冷却效率计算 此外，通过丙酮PLIF方法得到的结果可以为流场细节捕捉和冷却效率测量计算提供必要的试验数据。 根据层流理论和动量定理，射流气体只有垂直于主流速度的动量，因此射流气体应只在射流孔至下游出口的空间内分布。而实际图片中，参考气膜孔的位置，可以明显看到一部分射流气体扩散，相对射流出口逆主流方向分布。吴介之等人的涡动力学引论一书中描述了这一现象 [ 13 ] ，Kelso R的实验中也有马蹄涡现象的论述 [ 14 ] 。对照文献的理论和本文的实验结果，可以认为该部分气体与主流剧烈掺混，在气膜前端形成马蹄涡，导致射流气体受到卷吸作用，在射流出口上游也有分布。 根据表4反映出的各工况下射流孔上游射流气体的宽度，可以认为马蹄涡的强度随吹风比的增大而增加。需要说明的是，本实验没有针对气膜冷却的速度场进行测量，因此不能直接判断马蹄涡的结构。本文中对马蹄涡的测量和研究基于浓度分布图像中出现的射流气体逆主流分布现象和文献中的相关论述进行，实验和分析结果得出了马蹄涡的分布位置、尺寸以及吹风比对马蹄涡强度的影响。 根据Lampard和Hay使用的传热/传质比拟分析方法 [ 9 ] ，被测气体的热扩散系数与质量扩散系数相关，此时当地气膜冷却效率可以表示为 。本文中的图像可以为传热/传质比拟分析方法提供气膜浓度分布数据，进而对气膜冷却效率进行计算。 4.4. 小结 综上，本文将丙酮PLIF方法应用于气膜冷却研究，得到了冷却气体浓度分布的荧光图像。为研究气膜覆盖完整性，定义了气膜长度和弯折角。通过对气膜图像进行分析，得出了吹风比对上述参数的影响。同时实验中还观察到了马蹄涡现象，测量研究了吹风比对马蹄涡强度的影响。根据传热/传质比拟分析方法，本文中的实验结果可以为冷却效率计算提供实验数据。
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user: 5. 结论 本文利用丙酮PLIF技术对弯曲表面气膜冷却的浓度场进行了可视化显示，根据PLIF图像的灰度信息获得了气膜冷却在不同工况下的不同表现，可以得出如下结论： 1) 丙酮PLIF技术可以用于研究气膜覆盖的完整性和贴壁性。在本文的实验装置中，吹风比对气膜的有效覆盖长度和弯折角存在显著影响。在低吹风比和高吹风比的情况下，主流与射流掺混作用强烈，容易导致射流气体脱离壁面，使得气膜覆盖面积减小，完整性受到破坏；另一方面，在射流速度与主流速度接近的工况二条件下，湍流度沿主流方向发展较平缓，且径向速度梯度也较小，不易发生剧烈掺混，因此工况二的完整性和贴壁性在三种工况中最好。 Table 4 Size of horseshoe vorte 工况 一 二 三 马蹄涡尺寸(px) 29 31 34 表4. 马蹄涡尺寸 2) 丙酮PLIF技术可以对射流孔附近的流动细节进行捕捉。根据得到的图像以及文献中的相关论述，射流气体逆主流分布的位置存在马蹄涡现象，图像表明其强度随吹风比的增大而增加。通过进一步研究，PLIF方法将可以对掺混过程中更多流动细节进行可视化显示和测量，在气膜冷却等流体机械研究领域具有广泛的应用前景。
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user: 摘 要 为了满足变压器保护可靠性、速动性和灵敏性的要求，以TI公司的DSPF28335为控制核心，编写算法设计变压器的保护装置。以二次谐波制动的方法躲过变压器合闸时的励磁涌流，利用纵联差动保护作为变压器主保护，利用过电流保护作为后备保护。利用MATLAB/Simulink搭建110 kV/11 kV等级的变压器模型，设置相应的故障，在半实物仿真平台RT-LAB上验证保护装置的性能。 关键词 :变压器，微机保护，DSP，RT-LAB
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user: 1. 引言 在电力系统中广泛地用变压器来升高或降低电压。变压器是电力系统不可缺少的重要电气设备。它的故障将对供电可靠性和系统安全性带来严重影响，同时大容量的电力变压器本身也是很贵重的装置。因此需要根据变压器容量等级和重要程度安装性能良好、动作可靠的继电保护装置[ 1 ] 。 本文将设计以DSPF28335为控制核心的变压器保护装置，保护装置的主要功能为区分变压器区内和区外故障，断开故障电路，保护能够躲过励磁涌流。在MATLAB/Simulink中搭建变压器的数学模型，进行变压器区内短路、区外短路的仿真[ 2 ] [ 3 ] 。编写相应的算法程序，纵联差动保护差动电流和过电流保护的电流有效值采用傅里叶变换计算有效值的方法，躲过励磁涌流采用二次谐波制动，也是利用傅里叶变换计算基波和二次谐波的有效值。 TMSF28335 DSP是TI公司新推出的一款浮点型数字信号处理器。这款DSP既保持了原有DSP芯片的优点，又能够执行复杂的浮点运算，频率可达到150 MHZ，具有精度高、成本低、功耗小、外设集成度高、数据及程序存储量大和AD转换更加精确等优点[ 4 ] 。 最后，在半物理仿真平台RT-LAB上验证保护装置的性能，RT-LAB实时仿真系统是加拿大Opal-RT公司开发的一套基于模型的设计和测试应用平台，广泛应用于科研和工程设计。它将Simulink、SystemBuild等建模工具所搭建的数学模型，通过上位机和多台目标机的模式，将仿真模型放置在实时仿真平台上运行，从而方便地实现对大型复杂的硬件在环和快速控制原型的实时仿真进行分布式并行计算[ 5 ] [ 6 ] 。本文的设计利用RT-LAB将短路电流输出给DSP采样，DSP输出跳闸信号给RT-LAB。
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user: 2. 硬件设计 本设计的核心控制板中，使用DSP28335为核心处理器。变压器保护的硬件电路框图如图1所示，包括数据采集模块、CPU模块、电源电路模块、开关量输入输出模块、复位电路及JATG下载口电路模块等[ 7 ] 。 以系统硬件框图为基础为本变压器保护装置设计了基于DSPF28335的核心板，以便于程序的开发和升级。
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user: 3. 软件设计 根据变压器保护的需要，设计了基于DSPF28335的采样程序、差动保护的程序、过电流保护的程序。使用的开发环境是TI公司提供的CCS (Code Composer Studio)软件，本设计使用的是CCS3.3的版本。 图1. 系统硬件框图 3.1. 采样程序设计 TMS320F28335内部的A/D转换模块是一个12位具有带流水线的模数转换器。该模块包含了前端模拟多路复用开关(MUX)、采样/保持(S/H)电路等。该模块还具有16个通道，可以配置为两个独立的8通道模块，分别为ADCINA0至ADCINA7、ADCINB0至ADCINB7 [ 8 ] 。 本装置的采样程序设计为6路通道的顺序采样，使用的通道为ADCINA0~ADCINA5，设定的采样频率为2400 HZ，即一个周波(0.02 s)采样48个点，使用EPWM为采样的触发信号。采样值与转换的数字值之间的关系为： (1) 其中N为转换的数字值，V为采样的模拟值，在使用时将ADCLO端接地，因此数字值和模拟值是一个线性对应的关系。 3.2. 傅里叶级数算法设计 电流的有效值是采用傅里叶变换来计算，需要计算基波的有效值，差动电流基波的有效值。 傅里叶级数算法的基本思路来自傅里叶级数，算法本身具有滤波作用。它假定被采样的模拟信号是一个周期性时间函数，除基波外还含有不衰减的直流分量和各次谐波[ 9 ] ，可表示为： (2) (3) (4) 式中：a n 、b n 分别为直流、基波和各次谐波的正选项和余弦项的振幅。 因为DSP处理的是离散信号，所以需要将连续的信号离散化，用梯形法则可以求得： (5) (6) 式中：N为基波信号的一周期采样点数； x k 为第次采样值； x 0 、x N 分别为k = 0和k = N时的采样值。 因此，可以根据，求出有效值和相角如式(7)和(8)所示： (7) (8)
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user: 4. 硬件在环实时仿真 RT-LAB半实物仿真系统结构如图2所示。半实物仿真系统由上位机、目标机以及硬件实物组成。RT-LAB实时仿真系统包括上位机和目标机。上位机装有MATLAB/Simulink等图形化建模工具和RT-LAB软件包，可以完成系统建模、在线参数调节和信号监测等工作。目标机是Opal-RT公司专为半实物仿真应用而设计的基于PC的实时仿真器，内部配置有多核处理器，装有QNX或者Redhat实时操作系统，可以完成复杂系统模型的分布式实时计算。 Simulink仿真模型在RT-LAB中的模型如图3所示，需要将6路模拟信号配置给板卡输出，将跳闸信号配置给板卡输入。将变压器的MATLAB/Simulink仿真模型放在RT-LAB中运行，将变压器高压侧和低压侧的电流以模拟信号的形式送出给保护装置采样，并设置区内和区外故障 [ 10 ] ，检验保护装置的性能。具体的保护装置和RT-LAB实验系统如图4所示。
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user: 5. 实验结果 图5(a)显示了差动保护的实验波形，图5(b)显示了过电流保护的实验波形。 图2. RT-LAB半实物仿真系统结构图 图3. RT-LAB半实物仿真系统结构图 图4. RT-LAB实验验证系统图 图5. 差动保护和过电流保护实验波形 在Simulink中将变压器的区内故障设定为仿真开始后5.2 s发生，故障为三相短路，图5(a)三个波形从上到下依次为变压器高压侧的电流、变压器低压侧的电流、保护装置的跳闸信号，DSP的GPIO52口在系统正常运行时输出高电平，在检测到差动电流时输出低电平，从第三个波形看出从短路发生到DSP发出跳闸信号大概经过25 ms，能够快速切除故障。 在Simulink中将变压器的区外故障设定为仿真开始后7.2 s发生，故障为三相接地短路，由于过电流保护是后备保护，延时1 s动作，图5(b)三个波形从上到下依次为变压器高压侧的电流、变压器低压侧的电流、保护装置的跳闸信号，DSP的GPIO52口在系统正常运行时输出高电平，在检测到差动电流时输出低电平，从第三个波形看出从短路发生到DSP发出跳闸信号大概经过1.026 s，能够起到保护作用，切 图6. 差动保护和过电流保护在示波器中的波形 除变压器低压母线故障。 将高压侧的a相的电流和DSP的跳闸信号输入到示波器中，利用示波器的捕捉功能将跳闸瞬间的波形捕捉，波形如图6所示图6(a)为差动保护在示波器中的波形，图6(b)为过电流保护在示波器中的波形。由于DSP只能采样0~3 V的信号，而变压器两侧的电流是正弦信号，根据变压器高压侧和低压侧正常运行和短路时电流的大小，将原边和副边的信号分别进行式(9)、(10)的变换 (9) (10) 从示波器的波形图6(a)中可以看出短路故障在35 ms发生，在60 ms时DSP发出跳闸信号，切除故障的时间约为25 ms。
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user: 6. 结论 本文结合电力行业变压器保护标准规范的要求，设计了一种基于DSP的变压器保护装置，进行了硬件、软件等的设计。通过半实物仿真平台RT-LAB的实验验证，本文设计的变压器保护装置能够满足变压器保护的可靠性、速动性、选择性的要求，能够区分变压器区内和区外故障，并且准确切除短路故障。
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user: 摘 要 随着分布式光伏发电系统的接入，配电网由单电源电网转化为多电源电网，使得原电网中继电保护中短路电流增大、电流方向改变等影响，导致短路故障时可能引起保护的误动或拒动。本文以光伏电源通过10 kV馈线接入配电网为例，利用短路电流计算公式计算短路电流大小，分析了对馈线电流保护所带来的影响，得出馈线电流保护的影响程度与光伏电源的接入位置有关。 关键词 :光伏发电并网，配网，继电保护
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user: 1. 引言 近几年来，不可再生能源日益匮乏，而我国发电厂类型主要以直接燃烧煤、石油、天然气等能源的火力发电厂为主，严重浪费能源的同时对环境影响较大，因而电网急需向能量储存大且清洁无污染的可再生能源发展[ 1 ] [ 2 ] 。 另外，由于我国供电方式为集中式供电，大部分地区需要跨区域供电，传输效率低、负荷跟踪性差且发生自然灾害时停电范围较广。而随着工业的发展，国内电力供需矛盾日益突出[ 3 ] -[ 5 ] 。因此，传统的供电方式已无法适应电网的需求。 分布式发电的产生有利于解决能源短缺问题、缓解“电荒”压力。分布式发电能源利用率高、安装位置灵活，可以与大电网互为备用提高整个电网的供电可靠性，降低输变电投资费用及远距离输电的线路损耗，因此电网将向吸纳更多的分布式发电方向发展[ 6 ] [ 7 ] 。我国分布式发电中风电发展较早且技术较成熟，但风电发展受到地域、季节的限制，而随着光伏电池价格的下降，光伏发电因其灵活性将成为我国新能源开发的主导者。 近年来我国相继颁发了许多利于光伏发电发展的政策，并鼓励个体光伏发电并网。但当光伏系统并入电网后，配电网的结构必将发生变化，当其短路时故障电流的方向、大小均产生变化，继电保护装置与系统之间的配合难度增大，影响其保护性能[ 8 ] 。因此，为了改善环境、增加新能源利用率及增强配电网安全可靠性，因此研究光伏并网对配电网继电保护的影响非常有意义。 光伏发电具有安全无污染、无噪声、结构简单、使用周期长等优点，光伏发电并网能够分散接入电网，实现削峰填谷、增加电网经济性，提高供电可靠性。但当光伏系统并入电网后，配电网的结构必将发生变化，当其短路时故障电流的方向、大小均产生变化，继电保护装置与系统之间的配合难度增大，影响其保护性能。因此，本文在分析光伏并网对配电网影响的基础上，以10 kV馈线为例，分析了故障位置不同，光伏并网对配电网短路电流的影响。
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user: 2. 光伏并网对配电网的影响 一般来说，光伏并网对电网造成的影响主要包括以下几个方面： 2.1. 对电网频率稳定性的影响 系统的频率稳定取决于有功功率的平衡，光伏作为常规电源的有效补充，虽然小规模小容量并网对电网有功平衡的影响微乎其微，但超过一定规模后其出力变化时必然引起系统频率变化，若波动较大，将会影响电网的频率稳定。 2.2. 对故障中短路电流的贡献 光伏多接入配电网，处于电网末端，配电网发生短路故障时其短路电流必然来自系统，光伏接入后必将增大配电网故障时的短路电流，将对配电网中原有的中低压设备造成影响。 2.3. 对电能质量的影响 光伏并网逆变器采用工频调制易产生谐波，并联输出谐波放大现象难以预测与治理；光伏发电具有随机性和波动性特征，发电出力变化比对接入地区的电网电压、波形造成影响，若接入比例过大，对电网频率也会造成影响。 2.4. 对未来智能配电网规划、设计的影响 未来电网发展的方向是智能电网，光伏的接入方式、消纳等必然影响智能配电网的规划、设计。具体说来，光伏接入将加大配电网规划中电力负荷的预测难度，同时光伏受气候等自然条件的影响，无法为规划区提供持续的电力，使配网变电站的选址、配电网的接线和投资等问题更加复杂和不确定。 2.5. 对馈线重合闸的影响 在根本上，大多数配电网所出现的故障现象都是瞬时性的问题。在这个角度上看，在配电网系统中采用重合闸能够有效地提升系统的稳定性，同时还能够降低电网系统维护的工作量。在单端供电的配电网结构下，对架空馈线都是用重合闸来实现瞬时故障的供电的，这样便可以很好的保护配电网的正常运行了。但随着光伏电源的引入，这个问题就不那么简单了。如果光伏电源与配电网之间的联络线在发生故障后跳开了，那么光伏电源就不会影响重合闸对配电网的保护作用。
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user: 3. 光伏发电并网对配电网继电保护的影响 配电网的供电可靠性、灵活性和安全性由于光伏发电系统的并入将会提高，但配电网的结构也因此发生变化，配电网短路电流的大小、方向受到不同程度的影响，导致配电网继电保护动作越来越复杂。
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user: 4. 不同故障位置光伏并网对配电网的影响 以10 kV馈线为例，分析了光伏发电系统对配电网三相短路时短路电流的影响。 如图1为含光伏发电系统的配电网模型，光伏发电系统直接接在馈线AB段上。设系统容量为S = 100 MW，系统电压为E s = 10.5 kV，系统电抗为X s ，光伏发电系统电压为E p ，等效阻抗为X p ，为了分析方便，令E s = E p = 1，系统电抗X s = 0.5，线路电抗值X 1 = X 2 = aX s ，X 3 = X 4 = 2aX s ，a取值为6；光伏发电系统的等效电抗为X p = bX s ，b取值为3，位于距离母线A的zX 3 处；假设在线路AD的k 1 点发生三相短路，k 1 点到A的电抗值为xX 1 ；在线路DE的k 2 点发生三相短路，k 2 点到D的电抗值为yX 2 ，如图2所示。 4.1. k1点发生故障 当k 1 点发生三相短路时，k 1 点的短路电流由S和PV共同发出，其值为： (1) 图1. 含光伏发电系统的配网模型 图2. 含光伏配电网等值电路 当光伏发电系统并网位置变化(即z的取值不同)时，流经保护R 1 的短路电流为 (2) 保护R 1 的I段电流保护整定值为： (3) 式中，K rel = 1.2，为可靠系数。 用整定软件仿真得出光伏发电系统并网位置不同、故障点k 1 发生位置不同时，流经保护R 1 的短路电流如图3所示，图中曲线从上往下一次为Z = 0、Z = 0.5、Z = 1时流经保护R 1 的短路电流曲线，从图中可以看出随着光伏发电系统的并入位置逐渐靠近母线A，流经保护R 1 的短路电流逐渐增大，随着k 1 点越来越靠近母线A，流经保护R 1 的短路电流也逐渐增大。当k 1 靠近母线A首端( )时，流经保护R 1 的短路电流远远大于电流速断保护的整定值，说明在 内保护R 1 能可靠动作、且灵敏度较高；但当k 1 靠近母线A末端( )时，流经保护R 1 的短路电流小于电流速断保护的整定值，此时可由限时电流速断保护在一定延时 后隔离k 1 点。为避免光伏光发电系统并入配电网后对短路电流的助增作用使电流速断保护的保护区域增加、导致保护R 1 失去选择性，应重新整R 1 的I段保护电流值，使其可靠躲过AD端的最大短路电流。 4.2. k 2 点发生故障 当k 2 点发生三相短路时，流经保护R 1 、R 2 点的短路电流值一样，由S和PV共同发出，其值为： (4) 保护R 2 的I段电流保护整定值为： (5) 式中，K 1 = 1.3，为可靠系数。 当光伏发电系统并网位置变化(即z的取值不同)时，流经保护R 2 的短路电流为： (6) 当光伏发电系统并网位置不同、故障点k 2 发生位置不同时，流经保护R 2 的短路电流如图4所示，由图可以看出，光伏发电系统并网位置不同时，流经保护R 2 的故障电流基本相同，当故障点k 2 的发生位置不同时流经保护R 2 的故障电流在整个区间内都远大于电流速断保护的整定值，因此在馈线DE段发生故 图3. 光伏不同位置流过R 1 的电流 图4. 光伏不同位置流过R 2 的电流 障时保护R 2 都可以准确灵敏的反应并可靠动作。 综上所述，光伏发电系统并网位置不同，对电流保护的影响不尽相同，光伏发电系统并入配电网后可能引起配电网继电保护的拒动或误动，使保护更加复杂。为解决光伏电源接入配电网后对电流保护带来的影响，提出以下应对措施： 1) 配电网故障主动将光伏电源退出，使得传统的配电网保护不受到任何影响。 2) 限制光伏电源的接入位置，尽量做到配电网定值能够配合，不需做调整。 3) 采用故障电流限流措施，故障时将光伏电源影响降到最低。
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user: 5. 结论 本文分析了光伏接入配网后对电网的影响，研究了光伏发电系统故障点发生位置不同时光伏并网对配电网继电保护的影响。当光伏系统并网后配电网变为多电源结构，改变了流经相邻馈线保护的故障电流的大小和方向，进而导致保护的误动或拒动，使配电网继电保护更加复杂，因而传统的电流保护已不能适应含光伏发电的配电网，需要进一步研究含光伏系统配电网的继电保护整定方案。
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user: 摘 要 在自我参照记忆效应中加入生态自我参照任务，探索是否存在与个体自我参照及群体参照同样的记忆优先效应。实验结果表明：以生态自我为参照的加工任务的再认成绩与语义参照加工任务的再认成绩之间并不存在显著的差异，但在R与K指标上，生态自我参照的R值显著高于语义参照，反映出了生态自我参照能够促进记忆的加工。 关键词 :生态自我，自我参照效应，自我，记忆