mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
基于熄弧倍增原理的配电网单相接地故障处理

为了提高配电网单相接地故障处理的性能,提出一种基于熄弧倍增原理的配电网单相接地故障处理方法,并研制出由控制器、智能消弧柜、中性点接地小电阻及其投切开关组成的单相接地故障综合治理装置。检测到配电网发生单相接地时,智能消弧柜的对应相首先快速合闸接地以转移故障点的电弧,经过适当延时后断开该开关,若电弧不再复燃则完成了瞬时性单相故障的快速处理,若电弧复燃则可判定为永久性单相接地故障,此时投入中性点接地小电阻,达到增大接地点上游零序电流以便于检测的目的,再配合配电自动化系统或零序电流继电保护进行永久性故障处理。采用10 kV真型试验配电网验证了所建议的方法和装置的可行性和有效性,并结合实例对其应用进行了详细说明。
分裂导线覆冰扭转特性分析及等值覆冰厚度计算

覆冰在线监测对输电线路防、融冰方案的制定具有重要作用,而分裂导线和单导线覆冰特性的差异使得两者覆冰厚度计算方法不同。由于导线扭转特性的不同,同一档距内分裂导线和单导线覆冰形态存在明显差异。比较偏心覆冰单导线和分裂导线档距中部的扭转角度可知,相同覆冰厚度时后者是前者的10.2%。为实现分裂导线等值覆冰厚度的实时监测,提出将分裂子导线的覆冰等效为单根导线的覆冰。根据力矩平衡关系,建立以悬挂绝缘子轴向拉力、倾角为输入参量的力学计算模型,并在雪峰山试验基地开展了耐张塔3分裂导线覆冰测量。结果表明:利用计算模型得到的综合荷载等值覆冰厚度和基于称重法得到的人工测量结果吻合较好,两者相对误差为7.8%,从而验证了模型的有效性。
特高压交直流输电线路同走廊正常运行时对邻近埋地油气管道的电磁影响分析

为分析和评估特高压交、直流输电线路同走廊正常运行时对邻近埋地油气管道的交流腐蚀影响和人身安全影响,基于国内外相关标准和文献的调研分析,从电磁影响干扰源和影响对象入手进行分析,给出了可用于工程设计的计算分析和评估方法。结合实际参数,利用CDEGS软件对某1000 kV特高压交流输电线路与±800 kV特高压直流输电线路并行架设且有管道交叉接近的工程实例进行了仿真分析。结果表明:特高压交、直流输电线路同走廊时,邻近管道上的电磁影响主要由交流线路引起的。计算实例中,由于特高压直流线路谐波电流有效值较小(不超过20 A),其在管道上产生的干扰电压不到特高压交流线路影响的1/5。
一种利用电流突变量采样值的电流互感器饱和识别方法

提出了基于电流突变量采样值的电流互感器饱和识别判据及电流互感器饱和期间故障开放判据,通过对故障后突变量采样值进行数据处理,建立电流互感器饱和识别平面,通过分区实现了区内、外故障与区外故障饱和的准确识别,提出了多侧差动保护转化为两侧差动的等值方法。利用RTDS建立了仿真模型并验证了判据的性能,仿真结果表明,电流互感器饱和识别判据适用于多端量电流差动保护,可以准确识别区外故障引起的电流互感器饱差动保护,可以准确识别区外故障引起的电流互感器饱和。
大规模风电并网电力系统运行风险评估与分析

提出了一种考虑风电功率误差分布的电力系统改进风险评估方法,较传统评估方法更加精细地计算了系统运行风险。采用t-location scale(TLS)分布描述风电功率预测误差分布,与传统正态分布相比,可以更准确地描述风电预测误差分布情况。采用最优交流潮流模型计算最小切负荷量、节点电压和线路有功功率,与传统直流潮流模型相比,可以得到更准确的切负荷量和线路有功功率信息。计算了系统切负荷风险指标、电压越限风险指标、线路有功功率越限风险指标、电压崩溃风险指标,并引入了综合风险指标,结合风险等级的评判方法,更加全面合理地评估了系统运行的风险。此外,讨论和分析了不同风电接入节点、不同接入容量以及不同替换容量对系统运行风险的影响。从系统运行风险的角度,为电力系统规划风电接入容量和节点提供参考。最后,以IEEE RTS-79系统为例,对所提的方法和模型进行了分析和验证。
兼顾供电能力和安全裕度的智能配电网协调运行优化方法

配电网的供电能力直接影响到其供电可靠性,而现有供电能力模型解均是资产效率最大化下的N-1安全临界值,未达到配电网实际运行所需满足的安全裕度要求,使得其在负荷波动等不确定因素影响下适应性较差。针对这一问题,提出一种兼顾供电能力和安全裕度的配电网协调运行优化方法。首先,基于配电网安全距离模型,定义了安全距离均值、安全距离均衡度和安全距离均衡比3个量化描述N-1安全裕度的指标。其次,将供电能力充盈度最小和安全距离均衡比最小作为目标函数,给出了相应的优化模型,并利用正态边界交点联合序列二次规划算法对模型加以求解。最后,通过算例仿真,与现有文献方法对比,给出了2个不同情景下的N-1安全裕度校验分析。结果表明,该方法协调优化了社会经济性和供电安全性,提高了配电网抵御负荷波动的能力,对调度运行人员具有指导意义。
基于改进汽车接力模型的电网分区方法

电网分区可简化网络结构,便于系统的监控与灵活调度,有效缓解区域电网短路电流超标的情况,是大电网发展的一个必然走向。提出一种基于改进汽车接力模型的新分区方法,首先结合图论中邻接矩阵等相关知识将电力网络图转化成拓扑结构图,将各站点、线路阻抗等效成停车站和路径,然后通过一定的运算法则寻找到距离初始站较近的站点。以500 kV/220 kV为例进行分析说明,由于分区后以高电压等级网架为主干网架,区域间通过联络线相连,故选取地区500 kV站点为初始站,最终可确定以每个500 kV变电站为支撑的电网分区。所提方法可以通过编程实现,且可多个分区同时进行,无需多次求解,可有效提高运算效率。最后,以IEEE 30节点标准算例和某地区实际电网为例,验证了所提方法的有效性和实用性。
适用于风电接入系统的时域模型识别纵联保护新原理

为适应风电系统弱馈、高谐波、频率偏移等故障特征,提出一种基于时域模型识别的纵联保护新原理。根据线路两端差动电压电流在区外故障时符合电容模型、区内故障时不符合电容模型的特点,利用相关系数对电容模型进行描述,若由差动电压电流计算得到的电容模型符合度接近于1则判为区外故障,否则判为区内故障,并给出了保护判据。该保护判据在时域中实现;不受风电系统弱馈、高谐波、频率偏移等特征的影响,采用故障全量,不受风电系统阻抗不稳定的影响。利用PSCAD建立了风电接入系统模型,仿真验证了所提原理的有效性。
磁阀式可控电抗器绕组结构对其过渡过程的影响分析

磁阀式可控电抗器(magnetic-valve controllable reactor, MCR)的绕组结构与其过渡过程快慢(快速性)关系密切。根据相关文献对他励式MCR快速性的改进思想,分别对自励式MCR、传统他励式MCR以及串并联型他励式MCR的3种不同绕组结构进行对比分析,研究各工作绕组以及控制绕组上的交流和直流感应电动势的大小,并分析得到影响3种MCR响应速度的根本原因。同时,基于MATLAB/Simulink仿真平台,提出采用多绕组变压器模型搭建3种MCR快速性仿真模型,并进行快速性实例仿真和对比分析。通过制造MCR样机进行实验验证了理论分析和仿真结果的正确性。讨论结果表明:串并联型他励式MCR的工作绕组结构能有效地改善MCR的快速性,综合优势明显,且对其进一步的快速性改善仅需减小其控制回路时间常数即可。文中工作为帮助认识影响MCR快速性的机理提供基础,并提供一种MCR快速性仿真建模方案。
触电信号暂态特征提取及故障类型识别方法

针对传统剩余电流保护装置只能监测到总泄漏电流信号大小,但不能根据监测到的总泄漏电流信号自动分类和识别触电类型,提出了一种基于统计特征参数与支持向量机的触电信号暂态特征提取及故障类型识别的新方法。该方法首先针对3种生物体触电总泄漏电流故障信号提取出表征图谱特征的29个时域和频域统计特征参数,然后采用主成分分析法对特征空间进行降维处理得到5个新的特征量,将降维后的特征量输入到支持向量机中进行分析,利用粒子群算法优化支持向量机模型参数,并与GA-SVM,CV-SVM进行了对比分析。结果表明,PSO-SVM的识别率最高,能够有效地诊断触电信号故障类型。
直驱风电机组模型构建方法及其实现

准确建立风电机组模型是研究其动态物理过程及运行特性的基础。现有部分电力系统商业软件模型库中缺失永磁同步电机模型,给直驱永磁风电机组模型的建立带来困难。为解决这一问题,提出一种采用电励磁同步电机等效永磁同步电机的方法,给出这两种电机参数转换公式;在此基础上,以DIgSILENT PowerFactory为例,采用电励磁同步电机代替永磁同步电机,对直驱风电机组模型进行实现,提炼建模过程中的关键点与注意事项。仿真结果表明,采用发电机等效方法建立的直驱风电机组各模块的输出对于扰动响应有效合理,且在风速扰动和三相短路故障条件下,提供给电励磁同步电机以维持恒定转子磁场的励磁电流均能快速有效跟踪其初始给定值。
基于特高压交流半波长技术的立体电网构建研究

半波长输电不仅可用于输电,还可用于组网,可以利用它电气阻抗近似为0的特性将受端电网不同落点之间的电气距离大大拉近。首先提出了基于半波长输电的“立体”电网构建理念;然后研究了点对网双(多)落点半波长输电对于受端同步电网结构形态的改变以及对稳定性的改善作用,进行了理论分析;并在2020年规划电网的基础上进行了仿真分析,初步验证了所提理念的可行性与有效性。研究结论认为基于半波长输电技术的“立体电网”构建可以极大地改变受端电网的形态,大大缩短了落点之间的电气距离,从而可以进一步提高同步电网的稳定性和直接同步功率支援效应。
适用于直流电网的新型直流潮流控制器

直流潮流控制技术是直流电网中的关键技术之一,对于直流电网的发展具有重要意义。提出了一种新型线间直流潮流控制器拓扑,该电路拓扑结构和控制较简单,可实现线路潮流反转。分析了该潮流控制器的工作原理和运行特性,并搭建了潮流控制器和五端直流输电系统仿真模型,对该潮流控制器进行了稳态、动态以及故障情况下的仿真验证。仿真结果表明,该潮流控制器可实现潮流的有效控制和调节,具有良好的稳定性。
基于序电流故障分量的含DER点状网络逆功率保护新方法

点状网络具有较高的供电可靠性,且有利于分布式电源(distributed energy resource,DER)接入;但DER宽限接入后会引起中压馈线频繁出现功率倒送,现有的点状网络逆功率保护无法适应,限制了DER接入容量。根据DER出力波动性与点状网络故障引起的电流变化特征,提出了基于序电流故障分量及其功率方向的逆功率保护新方法。分析了点状网络中不同位置发生各种短路故障时的序分量特征,利用序电流突变量作为启动元件判断系统运行状态,通过序功率方向确定故障位置,在保证保护动作性能的基础上突破对DER接入容量限制;给出了序电流突变量启动定值以及各序功率方向的动作区间。建模仿真结果证明,该保护方法能够实现高供电可靠性与DER友好接入的有机统一。
高铁牵引负荷对电力系统暂态能量分布的影响

研究高铁对电力系统暂态能量分布的影响,能为高铁途经电力系统脆弱环节的识别与控制提供依据。通过分析高铁牵引负荷的移动冲击特性,以及它能短时改变途经电力网络潮流分布的特点出发,研究高铁对受扰后电力系统暂态能量分布的影响,进而研究高铁对电力系统稳定性的影响。牵引负荷的接入若使割集支路传输功率增大,割集支路暂态能量的聚积将会加重。但能量的聚积程度将根据电网的强弱不同而不同,高铁途经电网越脆弱,能量聚积程度越大。当电力系统受到扰动后,若牵引负荷正好移动至电力系统的脆弱环节,就很可能造成暂态能量在此处严重聚积,系统发生失稳。对WEPRI-36系统进行仿真分析,验证了所提方法的有效性。
基于模糊RBF神经网络的直流微电网并网等效建模

针对直流微电网系统的并网仿真问题,提出了一种基于模糊径向基(fuzzy radial basis function)神经网络的直流微电网动态等效建模方法。利用直流微电网并网接入母线端量测电压、电流和功率数据,构建基于径向基神经网络的并网等效模型。利用模糊聚类规则训练人工神经网络,并利用改进细菌觅食算法进行神经网络结构和参数的辨识。提出的模型能够反映直流微电网的整体动态特性,能够跟踪微电网不同运行方式下的网络拓扑和结构变化。该等效模型及建模方法为直流微电网及其并网仿真分析提供了一种思路和解决办法,仿真结果验证了所提方法的合理性和可靠性。
适用于多端柔性直流输电系统的灵活下垂控制策略

电压下垂控制策略较适用于换流站数目较多和功率波动频繁的多端柔性直流输电系统。针对电压下垂控制策略中下垂系数过大或过小导致系统控制不稳定,以及在复杂多端柔性直流输电系统中下垂系数计算繁琐等问题,提出了灵活下垂控制策略。该策略通过监测直流电压差值实时改变下垂系数,避免了因下垂系数设置不当而引起的系统控制问题。且下垂控制策略不再受固定下垂系数的影响,下垂系数的计算也不受各种约束条件的限制,综合解决方案使下垂控制策略能更好地应用于多端柔性直流输电系统。最后在MATLAB/ SIMULINK下搭建了5端柔性直流输电系统进行仿真,验证了所提策略的正确性与可行性。
跨省区碳交易机制下发电碳排放配额分配方法

碳交易是促进低碳减排的重要手段,而碳排放配额的分配则是碳交易的重要前提。在传统碳排放配额分配方法的基础上,结合跨省区碳交易的特点和电力行业的实际情况,提出了跨省区碳交易机制下发电碳排放配额的分配方法。该方法包含两级分配模型,一级分配模型综合考虑经济发展原则和历史责任原则,并兼顾省区之间能源禀赋差异和跨区电力交换,保证配额分配的公平性;二级分配通过总结一套满足公平性的分配规则,提出了基于公平分配规则的省内发电碳排放配额分配模型。最后,针对南方五省区电力行业进行算例分析。结果表明,所提分配方法能公平合理地分配发电碳排放配额。
PSASP用户自定义建模混合步长仿真机制的实现与应用

基于面向对象程序架构的用户自定义(UD)建模仿真程序设计,对UD模型的计算流程进行改造,通过设置仿真控制时间窗或者进行偏差判断,由程序根据事先设定的步长值,在仿真过程中进行积分步长的变换,既可以实现稳态工况下采用大步长仿真以提高计算效率,又可以实现在故障发生和系统恢复期间采用小步长仿真以提高计算精度和改善仿真收敛性的目的,解决了当前电力系统分析综合程序(PSASP)只能采用统一的固定步长进行计算,不能兼顾仿真效率和精度的不足。同时开发了用于长过程仿真的自动发电控制(AGC)的UD模型,并采用混合步长仿真机制,分析了AGC在电力系统中的动态特性,一方面验证了该机制的有效性和模型的合理性,另一方面通过提高机电–中长期暂态仿真的效率,为PSASP全过程仿真的实现提供了可行的通路。
能源互联网中综合需求侧响应的关键问题及展望

提高可再生能源利用比例以及能源的综合利用效率是未来能源系统发展的主要目标。随着各国能源结构转型的不断深入,传统能源网络的资源配置能力逐渐不能满足未来能源系统的发展需求,能够实现多类型能源互联融合的能源互联网概念被提出。在能源互联网背景下,分散化的能源市场和能源网络结构使得传统的电力需求侧响应(demand response,DR)将逐步向综合需求侧响应(integrated demand response,IDR)的方向发展。首先对IDR的基本概念及其在能源互联网中的作用进行阐述;其次,从IDR实施的关键技术、协同优化机制、市场运营机制以及综合效益评价4个方面分析了未来能源互联网中IDR的关键问题;最后,结合目前已有的研究成果和存在的问题,提出了推动IDR发展的相关建议。
弱电网下多逆变器并网控制通道间的交互影响分析

弱电网下,长距离的输电线路和并网逆变器数目的增加使得多逆变器并网时的电网阻抗不可忽略。电网等值阻抗的存在将多个逆变器通过公共连接点(point of common coupling,PCC)耦合起来从而引起逆变器控制通道间产生复杂交互影响。建立弱电网下多逆变器并网等效模型,采用基于频率的RGA矩阵与NI指数相结合的方法对逆变器控制通道间的交互作用进行定量分析,在确保并网系统稳定性的前提下,给出了随着并网逆变器台数、控制参数和电网等值阻抗改变时交互影响的变化特性。最后,在Simulink仿真平台中搭建多逆变器并网模型,验证分析结果正确性的同时精确描述了多逆变器并网时随着逆变器并网台数的增加控制交互影响变化的一般规律。
面向能源互联网的热电联供系统节点能价研究

为更准确地体现综合能源系统中不同能源的价值,更好地激励用户合理用能,提出了一种新的多种能源耦合定价机制——节点能价,并在热电联供系统中对节点能价进行了研究。首先,类比节点电价,给出了节点能价的定义和分类。将节点能价分为3部分:生产边际成本、传输阻塞成本和多能耦合成本。建立了热电联供系统的最优潮流模型,采用原对偶内点法进行求解,以电力系统节点功率平衡方程和热力系统节点功率平衡方程所对应的拉格朗日乘子作为各节点的节点电价和节点热价。算例结果表明节点能价很好地解释了综合能源系统中的能源价格影响因素:供能节点能价由生产边际成本和多能耦合成本决定;负荷节点能价在供能节点能价基础上叠加传输阻塞成本。
储能参与风电辅助服务综合经济效益分析

电池储能电站(battery energy storage station,BESS)由于受到成本高和储能应用技术因素的限制,难以进行大规模商业应用。首先将BESS应用于辅助服务电力市场,在设定辅助服务的提供者、提供方式、交易规则的情况下,研究了BESS参与基于风险消弭的风电辅助服务的经济性,建立了BESS参与风电辅助服务综合经济效益模型。然后针对模型求解,计算了储能电站的投资回报率、投资回收期等经济指标,评估了该储能电站的效益优劣。最后量化分析了各种影响因素的改变对BESS收益水平的影响。
应对多直流同时换相失败的安全稳定控制系统

分析了多馈入直流同时换相失败对于电网稳定性的影响和现有的应对策略,提出利用安全稳定控制系统(security and stability control system,SSCS)协调控制解决多直流同时换相失败带来的电网稳定问题,并介绍了研究成果在复奉/锦苏/宾金三大特高压直流工程中的实际应用。重点对多直流同时换相失败SSCS的配置、故障判据和控制策略进行了研究,并通过现场实际测试证明了系统性能满足电网稳定控制的要求。
2016中国国际供电会议圆桌论坛技术报道

首先介绍了2016中国国际供电会议(CICED2016)的概况;然后报道了能源变革下的配电网规划与评估、配电新设备与能效提升、电力电子化与供电系统电能质量、自愈控制与优化运行、多能互补的分布式能源系统、售电侧开放下的市场机制共6个圆桌论坛中的技术新进展;最后,对主动配电系统规划与运行技术,微电网、交直流混合配电技术,以及售电侧开放与电力市场的发展趋势和相关前沿问题进行了展望。
基于夏普利值的中压配电网扩建费用分摊方法

电力市场环境下配电网投资必须由接入其中的各方承担,公平合理的费用分摊方案是配电网健康有序发展的重要内容之一。提出一种基于夏普利值与最优潮流结合的费用分摊方法。首先借助最优潮流,确定在灵活可控配网中,由于分布式电源、负荷接入引起的最小扩建费用;再利用夏普利值对各方影响进行加权平均,进而确定费用分摊方案。以北京市延庆地区为蓝本设计算例进行验证,对一般负荷、电动汽车、光伏接入后各方所应承担的费用进行了分析。算例表明,所提方法能反映接入要素的类型、接入位置、容量、可控性等多个因素的影响。当接入方具有抑制主变过负载、电压越限、可灵活调节等属性时,可降低其接入费用,从而证明了该方法能够有效构成经济激励。
考虑气象因素的关键断面神经网络预测方法

安全裕度低的电网关键断面是电网运行人员需重点关注的电网薄弱环节,对其进行准确预测是保证电网安全、稳定运行的重要技术手段。以广东电网为例,收集了该地区2014和2015年的电气量和气象数据。首先,将电气量与气象数据进行标准化和集成;其次,对特征全集进行特征选择,并利用神经网络模型进行训练,得到关键断面的神经网络预测模型。相比于传统方法,所提预测模型在电气量因素的基础上,引入了非电气量因素(气象因素),用以挖掘2种因素对电网安全运行中关键断面的影响。广东电网的算例测试表明,该模型预测准确性好、速度快,适应于复杂多变的实际电网。
基于复杂适应系统理论的能源互联网演化发展模型、机制及关键技术

提出了一种利用复杂适应系统理论研究能源互联网演化发展过程的思路。阐述了复杂适应系统理论的基本内容和核心思想,论证了复杂适应系统理论与能源互联网的兼容性;以参与能源互联网系统运营的独立经济体为适应性主体,提出了复杂适应系统理论框架下能源互联网设备-单主体-多主体分级系统模型架构;揭示了从当前能源系统向能源互联网演化发展的整体演化过程以及各阶段的主要特征;从仿真模拟层面和实体建设层面研究了未来利用复杂适应系统理论深入研究能源互联网并指导能源互联网建设工作的关键技术体系。
考虑碳排放权分配及需求侧资源的安全约束机组组合问题研究

当前,我国已经在七省市开展碳排放权交易试点,并计划于2017年建立全国碳市场。在此背景下,将碳排放权交易的影响纳入安全约束机组组合(security constrained unit commitment,SCUC)问题中非常必要。同时,随着我国智能电网不断发展和电力市场改革不断深入,多种需求侧资源参与电力市场成为可能。建立了综合考虑碳排放权分配和需求侧资源的SCUC模型,通过虚拟电厂整合需求侧资源,研究了需求响应、分布式发电以及储能3种典型需求侧资源的加入对机组组合结果中系统总成本降低和总碳排放量减少的作用,分析了需求侧资源响应对系统机组组合的影响,最后讨论了分配方案和排放权价格对系统总碳排放量的影响。
基于区域发电成本核准的跨区跨省电力交易偏差电量定价方法

随着我国电力市场化改革的逐步推进和能源开发重心与用电负荷中心的逐步分离,跨区跨省电力交易的发展具有重要意义。结合实际调研工作讨论了我国跨区、跨省电力交易结算工作及偏差电量处理的现状和特点。针对当前结算工作存在的问题,考虑系统在不同负荷水平下的发电或购电成本的差异,借鉴平衡市场为偏差电量实时出清价格的思路,提出了基于区域发电成本核准偏差电量的参考电价,并将核准的参考电价与合同电价进行比较,通过所提出的逻辑确定偏差电量电价,最后将合同电量与偏差电量分开结算。最后通过算例分析验证了所提方法的有效性和实用性。
计及风险规避的售电公司平衡市场优化交易策略研究

由于市场价格具有波动性和不确定性,售电公司在平衡市场的直接交易面临较大风险。引入用户侧负荷作为平衡资源,提出了包含可中断负荷/电量收购和关键负荷电价两类需求响应项目参与的平衡市场优化交易策略,以规避市场风险。采用条件风险价值度量交易策略风险,并建立了基于随机规划的非线性数学模型。利用双层规划思想,以售电公司收益最大、风险损失最小为上层目标,以用户满意度最大为下层目标,采用自适应遗传算法和二代非劣排序遗传算法进行模型求解。最后通过算例分析了风险偏好和市场电价波动程度对售电公司收益和风险损失的影响,对比证明了所提模型可显著优化售电公司的收益并降低风险损失。
新电改背景下我国售电公司的购售电途径与经营模式探讨

促进售电侧开放是我国新一轮电力体制改革的重要目标,加快售电公司的组建与发展是实现这一目标的必要措施。按照新电改及相关政策的思路与要求,首先明确了售电公司的基本内涵和组建资质;其次,根据售电公司的所属性质及满足条件进行分类;然后,归纳了各类售电公司的购售电途径及其特点。在此基础上,借鉴国外具有特色的成功经验,总结了售电公司的主要经营模式,并根据各类售电公司优势,提出适合其发展的经营模式。最后,结合我国电力市场的发展情况,提出了售电公司未来将要面对的技术挑战。
售电侧放开环境下的电力市场压力测试分析

鉴于常规风险评估对极端事件发生的可能性估计不充分,近年来压力测试在金融危机等极端环境风险度量中表现出的优良特性,使其在现代银行风险评估中扮演着越来越重要的角色,成为VaR等传统工具的重要补充。将金融领域压力测试方法应用于电力领域,以《关于进一步深化电力体制改革的若干意见(中发[2015]9号)》及其配套框架为边界条件,针对我国未来电力市场中潜在的经济性风险以及安全性风险,开展了包含敏感性分析与情景分析在内的压力测试。通过敏感性压力测试筛选出关键风险指标,在此基础上,通过情景分析研究关键压力因子对各承压变量的综合影响,以及极端情况下的具体影响程度。算例分析表明,压力测试方法能够直观反映未来电力市场中风险的暴露程度,能够作为电力体制改革中风险过程控制的有效工具。
基于随机生产模拟的直购电交易成本效益分析

直购电交易是电力市场的重要交易模式,也是我国推进电力体制改革的重要举措。直购电交易的开展对电力系统调度运行产生了深刻影响,针对该问题,采用广泛用于电力系统成本分析、可靠性评估、电价预测等方面的随机生产模拟方法,对直购电交易的成本效益进行分析计算。由于参与直购电交易的机组不服从统一调度,不承担该直购电交易以外的负荷;而参与集中交易的机组经统一调度可承担直购电交易未满足的负荷,因此借鉴互联电力系统的思想,将系统按交易类型分为直购电交易系统和集中交易系统两类子系统;联络线传输容量由直购电系统向集中交易系统方向为0,由集中交易系统向直购电系统方向为无穷大。考虑了风电参与集中交易及直购电交易两种情况,利用EPRI-36机组系统验证了所提方法的有效性,评价了直购电交易的成本效益,可为市场运营、政策制定提供参考。
稻瘟病菌MoRho2基因功能初步分析

稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)是研究病原真菌生长发育及致病机理的重要模式生物。Rho家族蛋白是一类具有GTP酶活性的GTP结合蛋白, 在多种细胞信号转导通路中起着分子开关的作用。通过生物信息学方法分析MoRho2的理化性质、蛋白结构域等信息, 并推测其潜在功能。为进一步明确MoRho2蛋白的功能,利用基因敲除技术获得MoRho2基因的敲除突变体。表型分析结果表明, 与野生型菌株相比, MoRho2敲除突变体的菌丝生长速度、分生孢子形态、附着胞形态、产孢量、对植物的毒力等方面均无明显的差异, 但分生孢子萌发和附着胞形成略滞后于野生型菌株。突变体能够产生正常的侵入栓并侵入洋葱表皮。综上所述, MoRho2基因可能参与稻瘟病菌分生孢子的萌发和附着胞的形成, 结果为进一步揭示基因MoRho2的生物学功能奠定基础。
储能型风电场作为局域电网黑启动电源的可行性探讨

针对局域电网所处特殊地理位置和需求,寻找和建设可以作为其黑启动电源的新型电源,对于提高电网在故障后的恢复速度具有重要作用。文中以蒙东呼伦贝尔地区电网为例,提出了通过为其大良风电场配置大容量电池储能系统,并利用该储能型风电场带动附近东海拉尔电厂热电机组进行启动的方案。根据历史风速数据,对大良风电场的持续有效出力概率进行了评估。针对大良风电场具有最大持续有效出力概率时的情况,采用方案中所提策略对储能型风电场的自启动、储能型风电场对变压器和输电线路空载充电、储能型风电场带动热电机组辅机启动等暂态过程进行了仿真。最后,根据仿真结果,探讨分析了所提方案的可行性及需进一步研究解决的技术问题。
海南省3种油茶炭疽病菌的致病力及其生物学特性研究

为了弄清海南省不同油茶炭疽病菌致病力差异及生物学特性, 采用刺伤接种法对3种油茶炭疽病菌 (C. fructicola、C. siamense、C. camelliae)的致病力进行测定, 发现不同病原间致病力存在显著差异, 其中C. fructicola致病力最强, C. siamense致病力次之, C. camelliae致病力最弱。对3种炭疽病菌生物学特性研究发现, 3种病菌最适生长温度、pH值及光照条件类似, 同时均可利用多种碳、氮源, 但不同病菌生长的最优碳源、氮源有一定差异。C. fructicola的产孢量、分生孢子萌发率及附着胞形成率均高于C. siamense及C. camelliae。不同油茶炭疽病菌生物学特性的差异可能与其致病力分化有关。本研究结果将为进一步研究不同油茶炭疽病菌致病差异机制提供理论依据。
采用实测数据和主成分分析的直流输电线路故障识别方法

由平波电抗器和直流滤波器构成的直流输电线路两端实体电气边界具有高频阻塞作用,使得线路外部故障下,其故障电压起始变化平缓、幅值小;在线路内部故障下,其故障电压起始变化陡峭、幅值大、长时窗时域波形有振荡。利用主成分分析(PCA)方法提取线路内部、外部故障下的极线电压曲线簇样本数据蕴含的此种时域特征信息,并将其投影到主元空间,形成由c_(PC1)和c_(PC2)坐标构成的PCA空间(元件),其线路内、外部故障呈现为具有显著区别的两个不同聚类点簇团,借此可实现直流线路内部故障和外部故障的表征和甄别。故障发生后,利用故障数据于PCA故障识别元件的投影点与PCA识别元件本身多个聚类中心之间的欧氏距离来自适应地判别线路内、外部故障。经大量实测数据试验表明,该方法改善现行以du/dt为核心的直流线路行波保护的性能,若将直流系统历史故障数据复用来增加PCA的聚类点簇,则可继续完善PCA故障识别元件。
输电线路绝缘子覆冰厚度图像识别算法

针对当前绝缘子覆冰监测方法研究现状,提出对于复杂环境下的绝缘子覆冰识别。首先利用模板匹配在图像中实现绝缘子的定位检测,然后对图像进行预处理、图像分割、边缘提取等处理,提取出覆冰前后绝缘子边缘,根据区域像素初步判断有无覆冰,若有覆冰进一步再计算其覆冰厚度。最后利用提出的算法对模拟覆冰实验室和现场采集的输电线路图像进行分析,将算法计算结果与模拟覆冰实验室人工测量的绝缘子覆冰厚度值进行比较,误差小于1.5 mm。结果表明,算法能够识别绝缘子覆冰并计算其覆冰厚度,可以真实地反映现场绝缘子覆冰情况。
基于电能质量态势感知的分布式发电主动运行决策方法

可再生能源的随机性和不确定性使得电网运行环境异常复杂,对配电网电能质量产生很大影响。为解决配电网电能质量问题,首先利用态势感知技术,在广域时空范围内,对涉及配电网电能质量变化的各类信息元素进行采集、理解与预测,准确有效地掌握电能质量变化态势;其次,在精准预测电能质量未来变化趋势基础上,通过对微电网变流器主动运行决策模式的控制,来改善配电网电能质量。文中提出了电网与微电网变流器之间的信息交互架构,利用马尔可夫决策过程建模知识,建立了变流器态势感知与主动运行决策马尔可夫决策模型,并提出先进变流器控制策略,以实现对配电网的态势感知与最优运行模式决策,为解决电网电能质量控制提供了更多有效的手段,保证了配电网的安全可靠运行。
10 kV交流配电网升级改造不同方案的对比分析

选择20 kV配电电压等级和采用中压直流配电在现有线路上进行改造升级都能够解决当前国内10 kV交流配电网供电能力不足的问题,但每种方案的特点和适用情况各有不同。文中对配电网升级改造的不同方案进行对比分析。首先根据线路的电气绝缘配合要求选择±10 kV和±15 kV作为待研究的直流配电电压等级。然后,以辐射状配电网为例比较了分别采用10 kV交流、20 kV交流、±10 kV和±15 kV直流配电等4种方案时的供电能力,分析了采用不同方案时运行效率随总负荷、供电半径、中压直流负荷及分布式电源并网功率等的变化情况。对4种方案的经济性进行了初步的分析。
基于阻抗约束的谐波溯源方法

提出一种基于阻抗约束的公共连接点(PCC)主谐波源溯源方法。根据系统侧阻抗和用户侧阻抗固有特征,结合PCC处谐波电压电流测量信息,采用相量投影法判断系统侧的主谐波源,利用严格不等式制约判断用户侧的主谐波源。对于两侧阻抗性质不同的更复杂情况,采用几何学余弦定理和严格不等式追溯主谐波源,并从谐波源幅值大小和矢量关系加以验证。利用置信区间去除异常测量数据,对多场景实测数据进行谐波溯源分析,结果表明了文中方法的有效性。
甘蔗钾素吸收、累积和分配的动态变化特征

以国内当前甘蔗主栽品种ROC22为材料, 通过田间实验分析了甘蔗主要器官钾素含量、累积、分配和吸收的动态变化特征。结果表明: 在相同生育期, 上部茎和青叶鞘始终是钾素含量较高的器官, 青叶和中、下部茎次之, 根系、枯叶和枯叶鞘则始终相对较低。钾素主要累积于青叶(鞘)和蔗茎中。拔节前青叶(鞘)中的钾素占植株总累积量的95%以上, 拔节后其钾素分配比例持续下降, 而蔗茎中则持续上升, 在工艺成熟期分配至蔗茎的钾素占整个植株的83.3%。甘蔗钾素阶段吸收量和吸收速率则呈现了先上升后下降的趋势, 分蘖期至茎伸长4期为甘蔗主要钾素吸收积累阶段, 占生育期总吸收的86.8%, 其中分蘖期至拔节期的钾素阶段吸收量 (4 791.3 mg/plant)和吸收速率(159.7 mg/plant·d)最高, 为甘蔗钾素吸收的最大效率期。
基于因子隐马尔可夫模型的负荷分解方法及灵敏度分析

负荷分解是智能电网的关键技术,对负荷预测、需求侧管理及电网安全有重要意义。传统负荷分解方法的准确率受限于负荷特征的维度、采样频率和负荷的稳定性。文中提出了基于因子隐马尔可夫模型的负荷分解方法,利用该模型对负荷进行建模,对Viterbi算法进行了扩展并求解负荷状态,进而基于整数规划实现对总负荷的最优分配。该方法对负荷数据的稳定性和采样频率不敏感,可适用于家居和工业电力用户。同时,深入研究了Viterbi算法求解最优状态与观测扰动之间的影响关系,并进一步得到最优状态对于当前观测的允许扰动范围,这对负荷分解最优状态的可靠性评估有重要意义。
海上风电场集电系统全寿命周期成本分析

对两种常用的海上风电场集电系统网络拓扑结构进行研究,从全寿命周期角度建立了其总成本模型,并提出了放射形结构拓扑复杂多变、环形结构运行方式多样条件下的集电系统运行成本与维护成本的计算方法。算例分析以一个典型的近海风电场为例,从全寿命周期成本的角度对其集电系统进行优化,结果表明在现有电气设备成本条件下,环形结构在风电场运行16年之后表现出一定的优势。一组灵敏度数据从不同海缆故障率、海缆单次故障维修成本对集电系统全寿命周期成本的影响进行分析,为后续海上风电场集电系统设计提供指导意见。
基于SMDP的光柴储独立微网能量控制策略优化

考虑含光伏发电装置、储能装置和柴油发电机组的独立微网系统,以提高微网长期运行经济性为目标,研究微网能量管理优化问题。首先对系统的随机动态特性进行建模,即针对光伏发电和负荷变化的随机特性,将微网系统的能量控制建模为半马尔可夫决策过程(SMDP);然后采用随机动态规划算法对最优策略进行求解,得到微网在不同的光伏发电功率、负荷需求、储能荷电状态等级和柴油发电机组运行数量下对柴油发电机组和储能装置的最优控制行动。仿真结果说明了所建随机模型的合理性和优化方法的有效性。
基于短期覆冰预测的电网覆冰灾害风险评估方法

冰雪灾害会严重影响电力系统的安全稳定运行。为准确评估覆冰情况下电网所面临的风险,提出了基于短期覆冰预测的电网覆冰灾害风险评估方法。该方法根据覆冰预测系统预测得到未来数天内的输电线路覆冰厚度,根据时变结构可靠性理论建立了输电线路时变失效率模型,建立了考虑融冰装置的输电线路修复时间模型与融冰装置使用间隔时间的模型;针对传统序贯蒙特卡洛法难以反映覆冰线路时变失效率的问题,提出一种可考虑时变失效率的序贯蒙特卡洛模拟法,并将其用于覆冰灾害下的风险评估。以IEEE RTS-79系统为研究对象,验证了所提模型与方法的有效性;分析了覆冰预测间隔时间和融冰装置数量对电网风险的影响,并给出了相关建议。
模块化多电平换流器实时仿真建模与硬件在环实验

模块化多电平换流器(MMC)因其独特的优势已在世界范围内取得广泛的应用。MMC实时仿真平台可以对控制系统进行测试,对实际工程具有重要的意义。文中开发了一种基于RT-LAB的高效MMC实时仿真模型,在MATLAB/Simulink中搭建21电平双端系统,在稳态、交直流暂态工况下与详细模型进行对比测试,验证了该MMC实时仿真等效模型的正确性。相比于OPAL-RT公司开发的提速模型,在相同条件下所述模型占用资源更少,能够仿真更大规模MMC系统;采用状态空间节点算法,将换流器的6个桥臂分割成6个子网络求解,可以实现超过601电平MMC双端系统的实时仿真。通过实时仿真平台,连接外部物理控制器进行硬件在环测试,实验结果表明所述模型具有良好适用性。
电压型直流潮流控制器优化配置方法

直流潮流控制器可提高线路潮流的可控性,针对多点电压下垂控制的直流电网,提出了一种电压型直流潮流控制器的优化配置及变比计算方法。建立了含潮流控制器的直流电网数学模型,采用灵敏度方法研究控制器对网络潮流分布的影响,从整个电网的角度得到直流潮流控制器最佳配置位置。针对加权潮流熵无法突出反映线路过负荷的情况,提出直流电网改进加权潮流熵,并将其作为目标函数,对系统潮流进行优化控制,由此得到对应的直流潮流控制器变比。以海上六端直流电网模型为例,验证了所提方法的有效性。
适用于分层接入的特高压直流输电控制策略

随着中国特高压直流的广泛应用,多馈入直流集中落入受端负荷中心将成为未来中国电网发展所面临的重要问题。特高压直流分层接入方式有助于提高多馈入直流系统电压支撑能力,已经列入国家电网规划。分层接入的特高压直流输电在电路结构上发生了变化,在阀组电压平衡控制、阀组退出后直流功率控制、逆变侧最大触发延迟角控制和无功功率控制等方面需要研究适用于分层接入的特高压直流控制策略。在阀组电压平衡控制方面,两个阀组各运行在逆变侧最大触发延迟角控制,通过换流变压器分接头来平衡电压;在阀组退出后直流功率控制方面,研究阀组退出后限制的功率分配策略;在逆变侧最大触发延迟角控制方面,大扰动下采用实际电流计算最大触发延迟角;在无功功率控制方面,连接不同交流电网的换流器分别控制各自的无功功率。
基于接口修正方程的含柔性直流大电网解耦潮流算法

含柔性直流的大电网潮流计算是深入研究柔性直流运行特性的基础。潮流算法主要包括交直流联立求解算法和交直流交替求解算法两类。前者无法利用已有的交流计算程序,扩展性差;后者存在收敛性差、有交替误差等缺点。基于接口修正方程技术,构建了含柔性直流的大电网解耦潮流算法。通过把换流器交流侧和直流侧的节点分裂开,形成换流器、交流网络和直流网络三部分,利用交流网络、直流网络各自与换流器之间的接口修正方程,实现交流电网和柔性直流的潮流计算解耦。该算法可弥补常规算法的不足,同时具备扩展方便和收敛性好的优势。实际的柔性直流工程算例结果验证了方法的正确性及上述优点。
海上风电场与柔性直流输电系统的新型协调控制策略

提出了一种适用于采用双馈机型的海上风电场与柔直输电系统的新型协调控制策略。接入风电场的送端换流站采用基于锁相环的定功率控制,根据风电场的有功参考值控制其有功功率输入,并且在送端换流站的有功功率控制外环中加入有功功率与直流电压平方的下垂特性来加强直流电压暂态稳定性;双馈风电机组采用同步控制,调节海上风电场交流电网的电压幅值和角度。相对于经典协调控制策略,该控制策略可以加强柔直输电系统的直流电压稳定性,对通信延时不敏感,通信成本较低。该控制策略还实现了送端交流电网故障下系统的故障穿越。文中以风电场接入基于多电平的两端柔直输电系统作为仿真研究对象,通过仿真分析验证了该协调控制策略的有效性和优越性。
模块化多电平换流器子模块故障时中性点移位容错控制策略

模块化多电平换流器(MMC)发生子模块故障后,由于桥臂子模块数目的改变,将使故障相的相电压输出能力发生改变,导致三相输出不对称。针对MMC子模块故障下容错控制问题,以保证子模块故障后线电压平衡为控制目标,提出了一种MMC中性点移位控制(NPSC)容错控制策略。其通过修正故障后各相调制波控制中性点在故障相的相电压矢量方向上进行移位,在完成子模块故障容错运行的同时简化了传统中心点偏移控制算法的复杂程度,易于实现。同时,文中分析了NPSC下对MMC系统运行的影响,指出了该种控制方式下桥臂电流工频分量与直流分量的分配特性。最后,通过仿真与实验进行验证,表明了理论分析与该容错控制策略的有效性。
柔性直流控制保护系统方案及其工程应用

结合厦门柔性直流输电示范工程,对柔性直流控制保护系统方案及其工程应用进行了研究,包括控制保护系统的分层结构、极控制系统的基本控制策略、控制系统结构、极控制系统与阀控制系统间的接口特性,以及直流保护系统功能的配置情况。为了验证极控制系统、阀控制系统及换流阀之间工作的正确性,防止首次有源解锁出现大电流损坏换流阀,针对真双极拓扑结构系统,提出了无源逆变试验方案,现场试验结果证明了阀组触发相序的正确性,实现了对控制系统延时的完全补偿。无功和有功功率阶跃试验结果表明,控制系统在性能上和速度上满足快速性、可靠性、灵活性要求。直流保护跳闸试验结果表明,保护逻辑功能正确,换流阀正确闭锁、断路器正确跳闸。
MMC静态直流充电时电容均压特性研究和保护定值整定

模块化多电平换流器在静态直流充电时存在电容电压两极分化的问题,部分子模块甚至因电压跌落导致反复启动。先通过引入取能电源等效阻抗动态参数改进子模块等效模型,然后根据改进后模型仿真分析了电容电压两极分化的机理,最后在仿真基础上提出了静态直流充电耐受时间定值整定方法,通过优化保护定值降低电容电压两极分化程度。依托厦门柔性直流输电工程进行了静态直流充电和单个阀塔加压试验,试验结果与仿真结果基本一致,验证了所提子模块等效模型、电容电压两极分化机理分析和保护定值整定方法的正确性。
柔性直流电网架空线路快速保护方案

基于柔性直流输电的直流电网技术,是大规模清洁能源接入电网的有效手段,直流电网快速线路保护是其面临的重要技术挑战之一。以国内计划建设的张北直流电网工程为背景,提出了一套适用于全网配置直流断路器、采用架空线输电的对称双极直流电网线路快速保护方案。保护仅利用单端信息进行故障判别,且保护数据窗短,满足速动性的要求;保护采用电压梯度快速检测故障,利用限流电抗器对故障电压信号的平滑作用实现故障区间的判别,并根据零模与一模电压传播特性的差异判定故障极,实现保护的选择性与高可靠性。结合直流电网的PSCAD模型,验证了所提出方案在不同故障情况下的保护性能,并分析了保护对运行方式改变的适应性。
红耳滑龟和中华草龟幼体体温与运动的热依赖性、补偿生长及免疫力

研究了红耳滑龟(Trachemys scripta elegans)和中华草龟(Chinemys reevesii)幼体的体温与运动表现的热依赖性、补偿生长能力及免疫能力。结果显示:红耳滑龟能显著影响草龟的体温调节行为,具有较宽的体温调节范围和高低温耐受幅,并具有较强的运动能力和天然免疫能力,表现出较为稳定的补偿生长机制。在调温环境中,与红耳滑龟混合饲养的中华草龟平均体温较分开饲养时明显降低,且两种饲养条件下的红耳滑龟体温调节的变异系数要明显大于中华草龟。红耳滑龟的临界致死高低温分别为41.2 ℃和3.6 ℃,分别高于和低于中华草龟的临界致死高低温(37.2 ℃和4.5 ℃) 。分别测量两种龟在体温为20、28、36 ℃下的运动表现,结果显示两种龟的疾游速和持续最大运动距离随体温的升高而增加;相同温度下红耳滑龟的运动表现优于中华草龟。两种龟饥饿后均存在补偿生长现象,饥饿5d的两种龟体重变化率不存在差异,饥饿10d的红耳滑龟体重变化率显著大于中华草龟,饥饿15d的中华草龟体重变化率显著大于红耳滑龟。3种饥饿处理下体重的变异系数中华草龟大于红耳滑龟。两种龟对植物凝集素均表现出明显的免疫反应性,红耳滑龟对植物凝集素作出的免疫反应较快,在6h就到达最大反应。上述结果综合表明,红耳滑龟作为入侵种能快速适应环境并威胁土著龟类,与其运动和生理机制上的潜在优势密切相关。
不同施肥制度对石灰性紫色水稻土中氨氧化古菌群落结构的影响

研究不同施肥制度对水稻土氨氧化古菌(AOA)群落结构和垂直分布特征的影响,可以深入认识不同施肥制度下的石灰性紫色水稻土氮素循环特征及微生物驱动机制,为该地区科学施肥、培肥地力提供理论依据。利用化学分析和变性梯度凝胶电泳(DGGE)对不同施肥制度下石灰性紫色水稻土理化性质和AOA群落结构进行了分析。结果显示:相对于无肥处理,施肥会降低石灰性紫色水稻土pH和硝氮含量,而增加土壤有机质、全氮和氨氮含量。伴随土壤深度增加,土壤pH增加,全氮和硝氮含量降低,氨氮含量变化趋势不明显。不同施肥制度在不同土壤深度对石灰性紫色水稻土AOA群落结构产生不同的胁迫效应,不同施肥制度下的AOA群落结构在0—20 cm处差异不明显;土壤深度增加,不同施肥制度下的AOA群落结构表现出明显差异,CK和N肥处理下的AOA群落结构较简单。AOA群落结构多样性指数和丰富度随土壤深度增加而减小。石灰性紫色水稻土AOA与来自不同土壤和水体环境的AOA具有明显相似性。冗余梯度分析(RDA)显示pH(P = 0.012)是造成石灰性紫色水稻土AOA群落结构差异的主要原因。研究揭示石灰性紫色水稻土中的AOA群落结构受施肥制度明显影响并表现出明显的垂直分布特征。
多端柔性直流电网保护关键技术

多端柔性直流电网直流故障后故障电流快速上升、无自然过零点等特点使得直流线路保护和故障处理技术成为柔性直流电网发展的关键技术难点。理论分析了多端柔性直流电网线路保护的特殊性,借鉴传统直流输电线路保护原理和点对点式柔性直流输电线路保护原理的研究现状,对多端柔性直流电网线路保护的发展方向进行了探讨。同时,全面分析了各类直流故障隔离方法的基本原理,从故障隔离能力、经济性、控制保护耦合影响等多个方面阐述了其进一步的发展趋势。最后,考虑到架空线路输电的应用前景,设计提出了一种适用于点对点式柔性直流输电系统、具有低电流危害的新型故障重合闸判断方法,较现有重合闸策略而言,该方法重合于永久性故障时能够彻底避免对系统的二次过电流冲击。在此基础上,讨论了多端柔性直流电网对重合闸策略的性能要求。
城市生态网络空间评价及其格局优化

合理的城市生态网络空间格局对于保障城市生态环境可持续发展具有重要意义。以哈尔滨中心城区为研究区,基于景观生态学“斑块-廊道-基质”理论,识别研究区生态源、生态廊道、生态节点和生态基质,分析生态网络连接度强弱的空间分布情况,运用GIS技术和CA-Marcov模型对生态网络格局进行模拟优化。研究结果表明: (1)研究区内部生态源较外部生态源与外界联系较密切;周边地区生态源或生态节点与生态廊道连接数目较少;中北部与西南部生态廊道连接度较差,东部生态廊道连接度处于中等水平,中部个别生态廊道连接度较好;转入的大型生态用地大片集中,转入的小型生态用地零星分布。(2)优化后的生态源地在东西方向与南北方向形成集中连片态势,大型生态源地间彼此连接程度较高;大型生态源之间,以及大型生态源与小型生态源之间构成大型生态廊道,是研究区内主要生态廊道网络;研究区小型生态源之间构成小型生态廊道,是研究区内次要生态廊道网络;研究区周边及研究区中心处60%的区域为生态节点盲区,应加强生态节点盲区生态建设;新增加的大部分生态用地,主要集中分布在水域生态源地周边,还有部分分布在绿地生态源地和风景区生态源地周边,其余少量新增加的生态用地零星分布在林地生态源地周边。研究成果为中心城区尺度的生态环境保护和城市规划提供科学的依据。
坡向因子对黄土高原草地群落功能多样性的影响

研究群落水平上的植物功能性状特征及功能多样性随坡向的变化规律,对认识不同坡向上的植物群落形成过程具有重要意义。以黄土高原不同坡向上的自然草地群落为研究对象,比较研究了植物功能性状(株高和比叶面积)和功能多样性测度指标(功能丰富度、功能均匀度和功能离散度)随坡向的变化规律。研究结果显示: (1)阴坡的株高和比叶面积显著高于其他坡向; (2)一元性状的功能丰富度在不同坡向间均无显著差异;阴坡和半阴坡的多元性状功能丰富度显著高于阳坡; (3)阴坡的株高功能均匀度显著高于半阳坡,而比叶面积功能均匀度在各坡向的差异并不显著;多元性状功能均匀度在不同坡向差异显著,阴坡最高,半阳坡最低; (4)阴坡和半阴坡的株高功能离散度显著高于阳坡和半阳坡,而半阴坡的比叶面积功能离散度显著高于阳坡;半阴坡的多元性状功能离散度Rao指数显著高于阳坡。研究结果暗示了,在阴坡和半阴坡上,植物对群落内的生态位空间和资源利用更充分,种间竞争强度较低,不同物种之间生态位高度分化;而在阳坡和半阳坡上,由于水分等条件的限制植物可占据的生态位空间有限,导致其对占据的生态位空间使用不足,物种间资源竞争较强烈。在群落水平上,研究地区的植物功能性状及功能多样性随坡向的规律性变化,反映了黄土高原植被群落构建过程中坡向因子对功能性状的筛选效应。该研究结果对该区的植被恢复重建的物种选择及植被布局规划具有重要实践意义。
不同林龄刺槐林土壤团聚体化学计量特征及其与土壤养分的关系

土壤团聚体化学计量特征分析可以为土壤养分的评价提供依据,对陕北黄土丘陵区20 a、25 a、40 a、50 a刺槐林土壤团聚体有机碳、全氮、全磷化学计量比及其与土壤有机碳、全氮、全磷化学计量比的相关性采用逐步回归分析方法进行了分析。结果表明:随着林龄的增加,刺槐林各粒径土壤团聚体有机碳、全氮含量及其有机碳、全氮、全磷化学计量比显著增加(P<0.05), 均表现为在0—20 cm土层高于20—40 cm土层,而刺槐林土壤团聚体全磷含量变化较小;相同林龄刺槐林在0—20 cm和20—40 cm土层中0.25—2 mm粒径土壤团聚体有机碳、全氮、全磷含量及其化学计量比最高。刺槐林0.25—2 mm粒径团聚体对土壤原土有机碳、全氮含量及其有机碳、全氮、全磷化学计量比有显著影响。营造刺槐林对各粒径土壤团聚体全效养分分配及其平衡关系存在积极的影响,主要体现在0.25—2 mm粒径土壤大团聚体中,通过影响0.25—2 mm粒径团聚体提高了土壤全效养分的供应和保持能力。
亚热带典型红壤侵蚀区人类活动对植被覆盖度及景观格局的影响

福建省长汀县是中国南方最严重的水土流失区之一,在20世纪80年代初和2000年两次集中治理的推动下,当地生态环境已得到显著改善。基于Landsat系列卫星影像提取长汀县1975—2013年共6期植被覆盖度分布图,分析该区在不同时期植被覆盖度及其空间格局的时空动态,并探讨人类干扰与政策治理对植被覆盖度及景观格局的影响。结果表明: (1)近38年来,长汀县平均植被覆盖度由47.02%(1975)提升至71.47%(2013), 在覆盖度结构上逐渐形成以中高和高植被覆盖度占主导的格局;县域中部河田盆地的植被覆盖度由30.83%(1975)提升至60.34%(2013) 。(2)在景观格局上,研究期间长汀县极低、低和中低覆盖度斑块平均面积呈波动下降趋势、同时斑块密度增加,而中高、高植被覆盖度区域面积扩大,表明封禁、造林等治理措施导致植被覆盖度较高的区域不断汇聚成片。(3)植被覆盖度的提升在空间上主要集中在海拔600 m和坡度25°以下区域,尤其在海拔400—600 m和坡度5°—15°区域最显著,表明植被的破坏和恢复过程与人类活动的联系密切。(4)空间分析表明,在距离农户居民地边缘1.2 km的范围内,越接近居民地中心的区域植被覆盖度越低、破碎度越大且恢复缓慢,但这种空间差异伴随治理进行正在逐步减弱。总体上看,长汀县生态治理和人类干扰的长期驱动影响,其恢复速度在不断提升。
联合梯田农业文化遗产稻田土壤养分空间变异特征

研究稻田土壤养分(有机质(OM) 、碱解氮(AN) 、有效磷(AP)和速效钾(AK))空间分布特征对稻田的科学科学管理具有重要意义。选取联合梯田稻田土壤作为研究对象,基于半变异方差函数分析土壤养分的空间变异性,并进一步分析地形因子对其影响。结果表明: (1)联合梯田稻田土壤OM、AN、AP和AK含量范围分别为3.6—49.9 g /kg、67—423 mg /kg、3.1—79.6 mg /kg和15—300 mg /kg;其变异系数范围为24.23%—63.9%,均属于中等变异水平; (2)将土壤养分分为5级,包括偏高(Ⅰ) 、丰富(Ⅱ) 、中等(Ⅲ) 、缺乏(Ⅳ)和偏低(Ⅴ), 区内土壤OM和AN丰富,Ⅱ级以上水平分别占94.5%和88.5%;而AP和AK则较为缺乏, IV级以下水平分别占37%和51.5%; (3)土壤OM、AN和AP具有强烈的空间自相关性,表明其主要受结构因素影响;而AK为中等强度的空间自相关,表明其同时受结构和随机因素控制; AN和AK空间自相关尺度较大,且在步长小于2000 m和1600 m时,各方向(0°、45°、90°和135°)变化平稳,为各向同性,而OM和AP变程较小,且各方向变化复杂,为各向异性。这些结果表明,政府需加强施肥指导,合理增加磷肥和钾肥,适当降低氮肥施用和秸秆还田量。此外,在后续调查采样时,适当加密OM和AP采样点布设,而AN和AK采样可以在此基础上适当减少样点。
湖南省森林植被碳储量、碳密度动态特征

利用湖南省4次(1983—1987年、1990—1995年、2003—2004年和2009年)森林资源清查数据,采用材积源-生物量法,结合湖南省现有森林植被主要树种碳含量实测数据,研究近20多年来湖南省森林植被碳储量、碳密度的动态特征。结果表明:从1987年到2009年,湖南省乔木林植被碳汇为66.40×10~6 tC,碳密度提高了5.65 tC/hm~2,阔叶林碳汇最大(48.43×10~6 tC), 其次是杉木林(9.54×10~6 tC)和松木林(6.68×10~6 tC), 各乔木林植被碳密度波动较大;除过熟林外,各龄组乔木林均为碳汇,中龄林碳汇最大,幼龄林、中龄林、近熟林植被碳密度依次提高了4.75、4.09、0.83 tC/hm~2,成熟林、过熟林分别下降了6.87、13.88 tC/hm~2;天然林、人工林植被碳汇分别为41.01×10~6 tC、25.39×10~6 tC,碳密度分别提高了7.19、4.91 tC/hm~2。湖南省森林植被(包括疏林)碳汇为84.87×10~6 tC,乔木林碳汇最大,其次是竹林,分别占湖南省森林植被碳汇的78.24%和33.31%,碳密度提高了6.24 tC/hm~2,各森林类型植被碳储量随其面积变化而变化。表明近20多年来,湖南省乔木林植被单位面积储碳能力明显提高,天然林在湖南省乔木林植被碳储量占有重要地位。
华北落叶松人工林蒸散及产流对叶面积指数变化的响应

定量评价林地蒸散和产流等水文过程对冠层叶面积指数(LAI)的响应,对于深入认识森林植被的生态水文过程及其发生机制,实现半干旱区林水综合管理和区域可持续发展是非常必要的。应用集总式生态水文模型BROOK90,模拟分析了不同降水年型(丰水年、平水年、枯水年)下,位于半干旱区的宁夏六盘山叠叠沟小流域内华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)人工林的水文过程对冠层LAI变化的响应关系。结果发现:林分总蒸散量、冠层截留量、蒸腾量与LAI都呈显著的正相关关系(R2 >0.99,P<0.01), 而土壤蒸发量、产流量则与LAI均呈显著的负相关关系(R2>0.99,P<0.01);在不同的降水年型下,各水文过程变量与LAI的关系都可以很好地用指数函数来表达,且都存在着一个LAI阈值。当LAI低于阈值时,各水文过程变量随LAI的变化幅度较大;但高于阈值时,各变量的变化十分缓慢并趋于稳定。在不同降水年型下,各变量LAI阈值之间存在着一定的差异。一般地,丰水年各变量的LAI阈值要大于枯水年,尤其是冠层截留和土壤蒸发。在丰水年,各水文过程变量随LAI增加而变化的速率要比在平水年、枯水年更快,说明在水分充足年份中各变量的波动更多取决于LAI变化,而在水分亏缺的年份中则可能更多地受到水分条件的限制。模拟结果表明,通过减少冠层LAI(如间伐)导致的林分的降低蒸散耗水和增加产流的作用是有限的,这是由于林分蒸散降低的幅度要比LAI降低的幅度小。例如,在平水年,当LAI从4.2变为2.0(减少幅度52.4%)时,林分年蒸散仅从357.2 mm减少至333.9 mm(减少幅度6.5%) 。
红桦幼苗根系对水-氮耦合效应的生理响应

采用两因素随机区组设计,设置了5个水分梯度,即40%(W_1) 、50%(W_2) 、60%(W_3) 、80%(W_4) 、100%(W_5)的土壤田间持水量(FC)和3个施氮梯度,即模拟氮沉降施加0(对照,N_0) 、20(N_1) 、40(N_2) gN m~(-2) a~(-1)的硝酸铵,研究了水-氮耦合效应对川西亚高山主要阔叶树种红桦(Betula albosinensis)幼苗根系生理活性的影响及根系在土壤水、氮胁迫下的生理调控机制。结果表明: 1)随土壤含水量降低,根系活力和根系呼吸速率显著降低,膜脂过氧化产物(丙二醛) 、渗透调节物质(脯氨酸、可溶性蛋白质和可溶性糖)含量及抗氧化物酶(超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶)活性显著升高。2)水-氮耦合效应对红桦幼苗根系生理特征影响显著:施氮(N_1和N_2)在土壤水分良好(W_4和W_5)时使根系活力和根系呼吸速率显著升高,而在土壤水分不足(W_1和W_2)时显著降低了根系活力和根系呼吸速率;且在水分不足时,施氮浓度越大根系活力、MDA含量、脯氨酸及可溶性蛋白质含量变化越显著;在W_3条件下,只有N1对根系生理功能促进作用显著。3)根系活力和根系呼吸速率与丙二醛含量呈显著负相关性。因此,一定范围内的氮沉降在土壤水分状况良好时对植物根系生理特征具有显著正效应,而在土壤水分不足时则使根系细胞膜系统受损,抑制根系生理活性,但根系可通过增加渗透调节物质含量和增强抗氧化物酶活性来抵御一定范围的环境胁迫。