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高速铁路山岭隧道智能化建造技术研究---以郑万高速铁路湖北段为例

高速铁路山岭隧道智能建造技术是“智能铁路”的有机组成部分,能有效节约人力资源,并更好的保证施工安全和质量,是我国高速铁路隧道建造技术的发展方向。为提升我国隧道工程建造技术水平,基于互联网、大数据分析、人工智能、BIM等技术,结合郑万高速铁路湖北段隧道机械化、信息化施工研究成果,围绕隧道支护参数设计、施工控制执行、施工质量管控及检测,提出了高速铁路山岭隧道智能化建造技术的总体架构,包括:高速铁路山岭隧道围岩智能分级系统、隧道设计参数智能化选择系统、隧道开挖及支护智能化施工系统、隧道质量智能化管控及检测系统、隧道智能化建造协同管理平台,分析了各系统的研究进展,并提出了我国隧道智能化建造技术发展的3个阶段。对推动我国隧道智能化建造标准体系的建立具有一定的参考价值。
降水临近预报及其在水文预报中的应用研究进展

随着全球气候变化、自然变迁及陆表生境改变,极端天气频发且呈现出多尺度时空变异特征,对其进行预报和预警一直是气象水文领域关注的焦点。临近预报可较准确地预报未来短时间天气显著变化,是当前预报强降水等极端事件的主要手段。从基于天气雷达0~ 3 h外推临近预报、融合数值模式0~ 6 h临近预报的发展历程梳理了临近预报的研究进展,阐述了雷达外推算法的发展进程、雷达外推预报与数值模式预报融合技术进展,指出“取长补短”的0~ 6 h融合预报在提高降水预报精度、延长降水预见期等多方面有较大的发展潜力,进一步探寻及提升融合技术是未来融合预报发展的核心。将临近预报以气象水文耦合的方式引入水文预报是从源头提高水文预报精度、保障水文预报效果的主要途径,总结了现阶段主流耦合方式、空间尺度匹配技术、水文模型不确定等陆气耦合中的关键问题,阐述了外推临近预报、融合临近预报作为水文预报输入的研究进展,明确了融合临近预报在延长洪水预见期、提高洪水预报精度中存在优势,并讨论了未来的研究重点及发展方向。
植草沟径流调控效果对关键设计参数的响应规律模拟

为分析道路低影响设施植草沟主要设计参数对地表径流调控作用的影响规律,应用一套耦合了水文和水动力过程的数值模型,研究各设计参数对植草沟径流控制作用的调控效果,经验证模型模拟精度可满足研究要求。模拟结果表明:植草沟具有削减洪峰洪量、推迟峰现时间的作用。且溢流井位于入水口上游侧,横、纵坡坡度越缓时,植草沟径流控制效果越显著。溢流井位置改变时径流控制效果差值达2%~ 10%,峰值削减差异为13%~ 28%;横坡坡度从1/3~ 1/7变化时,径流控制率提高4%~ 13%,峰值削减效果提升6%~ 23%;纵坡坡度从0. 5%~ 0. 3%变化时,径流控制率提高7%~ 16%,峰值削减效果提升12%~ 29%。数值模拟得出各设计参数的影响规律,可用于指导植草沟的规划设计,为其推广应用提供参考。
大尺度无管流数据城区SWMM构建及模拟 ---Ⅱ.模型参数校验及暴雨径流模拟分析

目前,中国城区大多缺乏实测管道流量数据,给城市水文模型构建及精细化模拟带来了挑战。在北京亦庄经济开发核心区下垫面精细数字化的基础上,以典型点的最大径流深为验证要素,以实地踏勘为主、经验率定为辅,分别选取2012年“7·21”和2011年“6·23”两场典型大暴雨径流过程,完成了区域SWMM(Storm Water Management Model)模型的参数率定和验证;并就不同重现期设计暴雨下,不同典型用地子汇水区的产汇流响应特征及内涝交通拥堵风险进行了分析及评估。结果表明:随着重现期的增加,道路与交通设施用地对暴雨增幅的响应速率远高于公园绿地的响应速率,前者的内涝交通拥堵风险亦远高于后者;间接反映了不同下垫面条件造成产汇流响应的差异程度。相关成果可为区域城市洪涝管理与预警提供决策参考。
城市洪涝中雨水口泄流能力的试验研究

近年来中国城市洪涝灾害频发,对人民群众的生命财产安全造成了严重威胁,其中雨水口泄流能力的大小对于计算受淹区的积水程度或路面雨水的排除效率至关重要。为此本研究专门修建了具有上下两层结构的城市洪涝过程综合试验平台,考虑雨篦子、雨水井及侧支管等完整的雨水口结构,开展了76组不同来流水深及流速下的雨水口泄流能力试验。试验结果表明:雨水口的下泄流量在井身充满前后表现出不同的变化规律,即在雨水井充满前,路面雨水以堰流形式下泄;在雨水井充满后,以管嘴出流形式下泄。基于试验数据率定出雨水口堰流及管嘴出流时的流量系数,并进一步采用量纲分析法,建立雨水口的泄流能力与雨篦子尺寸、篦前水流的弗劳德数等因素之间的经验关系,具有较高的相关系数。采用本文公式计算原型尺寸雨水口的泄流能力,并与中国现行雨水口泄流能力的参考值进行对比,发现当水深较大时现行参考值偏大较多。本研究成果能为精细化的城市洪涝管理提供计算依据。
北京城市林下地被的N_2O和NO排放特征研究---以崂峪苔草为例

【目的】旨在了解城市林草生态系统含N气体排放特征及其关键影响因素,为准确估算林草生态系统温室气体排放提供科学依据支撑。【方法】采用静态暗箱法的观测技术对北京城市典型国槐人工林-崂峪苔草生态系统和去除地表苔草后国槐人工林在主要生长季N_2O和NO排放通量及其相关环境因子进行测定。【结果】受土壤温度的影响,2个处理的N_2O和NO排放通量均表现为“夏高秋低”的特点,其中崂峪苔草地生态系统在夏、秋季节的N_2O平均排放通量分别为27. 77和16. 33 μg·m~(-2)·h~(-1),而相对应的NO平均排放通量分别为24. 48和22. 52 μg·m~(-2)·h~(-1)。与此相对照,去除地表崂峪苔草的土壤在夏、秋季节N_2O平均排放通量分别为37. 82和10. 19 μg·m~(-2)·h~(-1),土壤NO平均排放通量分别为17. 77和17. 03 μg·m~(-2)·h~(-1)。不同处理N_2O和NO排放通量均随土壤温度的升高而显著增加。【结论】去除崂峪苔草处理对夏、秋N_2O和NO排放通量有着显著的影响,该研究结果也初步表明,城市绿地生态系统具有较强的土壤氮循环特征,可能是一个不容忽视的温室气体N_2O和污染性气体NO排放源。
不同植物生长调节剂、叶片部位及基质组分对报春苣苔叶插繁殖的影响

【目的】优化3种报春苣苔属(Primulina Hance)植物的叶插繁殖条件,为报春苣苔属花卉在生产上应用提供参考依据。【方法】采用L9(34)正交试验设计,对报春苣苔属植物牛耳朵进行不同生长调节剂种类、浓度及不同部位叶片的叶插试验,对龙氏报春苣苔和线叶报春苣苔进行不同基质(泥炭土、珍珠岩、蛭石和稻壳炭)配比的叶插试验,分析各报春苣苔的扦插成活率、子株数和新叶总数,筛选适宜报春苣苔叶插繁殖的最优组合。【结果】植物生长调节剂种类(IBA、NAA和IAA)对牛耳朵叶插成活率、子株数和新叶总数的影响均达显著水平(P < 0. 05,下同),植物生长调节剂浓度(50、100和150 mg/L)和叶片部位(上、中和下部)对牛耳朵叶插成活率、子株数和新叶总数的影响不显著(P > 0. 05,下同);牛耳朵叶插的最优处理方式为以150 mg/L IBA速蘸叶片下部后再扦插。泥炭对龙氏报春苣苔的子株数和新叶总数具有显著影响,对叶插成活率影响不显著;珍珠岩、蛭石和稻壳炭对龙氏报春苣苔叶插成活率、子株数和新叶总数均无显著影响;龙氏报春苣苔叶插基质的最优组合为泥炭∶珍珠岩∶蛭石∶稻壳炭(体积比)= 8∶ 2∶ 4∶ 1。泥炭对线叶报春苣苔叶插成活率具有显著影响,但对子株数和新叶总数无显著影响;蛭石对线叶报春苣苔叶插成活率无显著影响,但对子株数和新叶总数影响显著;珍珠岩和稻壳炭对线叶报春苣苔叶插成活率、子株数、新叶总数均无显著影响;线叶报春苣苔叶插基质的最优组合为泥炭∶珍珠岩∶蛭石∶稻壳炭(体积比)= 4∶ 2∶ 4∶ 3。【结论】生产上牛耳朵以叶片的下部为插穗,以150 mg/L IBA速蘸后的扦插效果较佳;龙氏报春苣苔和线叶报春苣苔分别以泥炭∶珍珠岩∶蛭石∶稻壳炭(体积比)= 8∶ 2∶ 4∶ 1和4∶ 2∶ 4∶ 3为扦插基质,可获得较佳的叶插繁殖效果。
基于PCANN的Zn对油菜Cd胁迫的缓解效果研究

【目的】为研究Zn对Cd胁迫下油菜抗逆性及抗氧化系统的影响,提出一种基于PCANN(主成分神经网络)的智能评价方法。【方法】实验采用沙培法,用不同浓度的Cd、Zn胁迫处理油菜幼苗,处理结束后测定根长、MDA含量、H_2O_2含量、SOD活性、 POD活性、CAT活性指标。首先采用主成分法对各项指标进行优化,并分析得到评价结果,然后用神经网络对优化后的指标和评价结果进行学习和测试,并采用遗传算法优化神经网络的权阈值。【结果】300 μmol/L的Cd和300 μmol/L的Zn配施时效果最好,采用主成分法优化油菜指标后,对评价等级的界定没有影响,神经网络测试误差不超过2. 93 %,测试效果很好。【结论】该方法可以避免人工的主观干预,更加客观地对油菜生长进行评价,同时具有自适应性,能够自动识别Zn、Cd的配置情况,为油菜种植提供一种更加科学高效的智能化评价方法。
齐古断褶带八道湾组砂岩储集层致密化—油气充注时序

为明确准噶尔盆地南缘齐古断褶带下侏罗统八道湾组砂岩储集层致密化及油气充注过程,综合应用铸体薄片图像分析、X射线衍射、场发射扫描电镜观察、流体包裹体分析等方法,结合烃源岩生烃和排烃史、地层埋藏史和热史模拟,对砂岩储集层的致密化过程以及孔隙演化史进行恢复,同时与油气充注史结合,探讨砂岩储集层致密化—油气充注时序对油藏类型的影响。结果表明,齐古断褶带八道湾组致密砂岩主要包括4个成岩相:石英次生加大—溶蚀相、杂基—强压实相、碳酸盐矿物胶结相和自生黏土矿物胶结相,其中石英次生加大—溶蚀相具有较好孔渗条件。储集层致密化原因主要是杂基含量高、碳酸盐矿物胶结严重、溶蚀改造作用有限以及自生黏土矿物堵塞孔隙。此外,齐古断褶带八道湾组致密砂岩属于“先致密后成藏”型储集层,经历了3期油气充注:第1期低成熟度原油充注时,大部分砂岩储集层已进入致密砂岩储集层界限,在超压作用下第2期低成熟度原油和第3期高成熟度油气沿着齐古北断裂充注于致密砂岩中并聚集成藏。新近纪末期,齐古背斜核部开始剥蚀导致剩余压力大幅度减小,油气发生逸散,古油藏经历构造调整后形成小规模致密油气藏。该成藏过程指示齐古背斜高部位以及第2排和第3排构造带处所发育的圈闭油气勘探潜力大。
准噶尔盆地南缘清水河组储集层特征及其主控因素

准噶尔盆地南缘四棵树凹陷白垩系清水河组底部砂岩储集层获得了日产千方的高产油气流,证明该套储集层是一套优质储集层。在对多条露头剖面和多口钻井资料分析基础上,利用偏光显微镜、孔渗分析仪、激光共聚焦显微镜等实验仪器,对清水河组砂岩样品开展了岩石矿物、物性、孔隙结构等方面的分析,并结合埋藏史开展成岩演化研究。结果表明,研究区清水河组砂岩主要为长石岩屑砂岩和岩屑砂岩,储集层杂基含量不高,胶结物含量中等,剩余粒间孔发育;清水河组砂岩储集层处于中成岩阶段A期,压实作用是主要减孔作用。综合分析认为,清水河组优质储集层的形成受控于早期长期浅埋晚期快速深埋、裂缝发育以及地层异常高压3个关键因素,早期长期浅埋晚期快速深埋的埋藏方式有助于储集层原生孔隙的保存;粒内微裂缝和层理缝共同发育有助于砂岩储集层中高效渗流通道的形成;地层异常高压有助于粒间孔的保存及裂缝的开启。
准噶尔盆地南缘构造特征与演化

为明确准噶尔盆地南缘构造特征,落实中—深层构造圈闭,寻找大型油气田,通过构建二维构造剖面,开展构造变形定量分析,建立了复杂构造模型,厘定了构造活动时间和变形机制。研究表明,南缘经历晚侏罗世和中新世2期变形,晚侏罗世发育走滑断层,形成高泉断隆带、艾卡构造带和齐古—南安集海走滑断裂带,属于准噶尔盆地周缘中生代走滑断裂体系。中新世发育逆冲推覆构造,南缘西段新生代背斜叠加在高泉断隆带、艾卡构造带之上,高探1井钻探证实古构造上覆发育的背斜构造是有利的勘探目标。南缘中段发育3排逆冲断层和叠加褶皱,中、下组合是油气勘探重要目标。南缘新生代逆冲推覆构造由南向北扩展,齐古断褶带和盆地深层褶皱形成于中新世初期(23 Ma),霍玛吐断层发生在中新世末期(7 Ma),呼图壁背斜和卡因迪克背斜形成于第四纪。
准噶尔盆地南缘四棵树凹陷油气成因

准噶尔盆地南缘四棵树凹陷目前发现的原油主要为轻质原油,伴生湿气,但在不同区域油气性质有差异,在油气源认识上存在争议。选取南缘露头剖面中—下侏罗统和中—上三叠统烃源岩样品,进行岩石热解、氯仿沥青A、气相色谱、有机岩石学等分析,结合钻揭烃源岩的地球化学分析数据,分析四棵树凹陷三叠系、侏罗系和古近系烃源岩的地球化学性质,确立烃源岩有机相,探讨油气成因和来源。结果表明,四棵树凹陷轻质油气主要来自下侏罗统八道湾组富壳质组的烃源岩,还可能来自中—上三叠统烃源岩;独山子油田和西湖背斜新近系原油主要来自侏罗系或三叠系烃源岩,部分来自古近系安集海河组烃源岩。
感性工学设计方法研究现状与进展

生产力水平的不断提高使得工业设计的重点由满足产品功能逐渐转变为满足用户情感需求。通过对国内外相关文献的研究,归纳了感性工学的概念,总结了感性工学中意象获取、模型建立和模型优化的设计流程,并基于各阶段列举了相关技术。在应用方面,着重分析了感性工学中针对产品造型、色彩及其他属性的研究方向。根据感性工学和信息技术融合发展的趋势,准确获取用户的多感官意象及提升模型精确程度将会成为未来研究的热点。
陈氏标准在断肢再植术后功能评价的研究进展

随着显微外科技术的发展,断肢再植的术后评价从肢体的成活情况发展到肢体的功能恢复情况。1978年,陈中伟从工作能力、关节活动度、感觉恢复、肌力恢复情况等方面对术后肢体功能提出评价标准,在国际上被称为”陈氏标准",至今仍然在国内、外使用。近年来有文献报道新的评价指标与方法,但尚未形成国际共识。本文总结相关文献进展,希望规范并推广断肢再植术后功能评价标准,为制定更完善的评价标准提供参考。
基于“认制配用”学术思想的金世元薄荷调剂技术

以薄荷为例总结金世元教授基于“认-制-配-用”学术思想的调剂关键技术。以历代本草文献及医家对薄荷性状、基原、产地、品质、炮制及临床应用的记载和论述为基础,提出基于金世元“认-制-配-用”中药调剂学术思想的薄荷调剂技术,包括“认”---薄荷的性状及道地品质鉴别技术,“制”---薄荷的炮制加工技术,“配”---薄荷的临床调剂技术,“用”---薄荷的合理用药技术,即涵盖道地属性及性状鉴别、临床炮制、临床调剂、含薄荷中成药的合理使用四大核心要点,以促进薄荷的临床合理使用。
2型糖尿病早期“新病入络”病机探微

近年来发现,中医通络疗法不仅对2型糖尿病后期并发症阶段有效,在疾病早期亦展现良好疗效。通过分析“新病入络”与2型糖尿病早期病机的相关性,并结合现代医学研究中早期高血糖即存在胰腺微血管病变的认识,提出“新病入络”是2型糖尿病早期病机之一。认为在2型糖尿病早期治疗中以“通络”为总则,应对证灵活选用补益通络、清热通络、活血开郁通络、祛湿通络之法。
尿素抑制甲烷爆炸过程中爆炸压力与自由基变化耦合分析

为建立抑爆过程中,尿素对甲烷宏观抑爆效果与微观抑爆机理之间的联系,利用20 L球型爆炸测试装置开展实验,测量了尿素粉体抑制甲烷爆炸过程中爆炸压力,利用光栅光谱仪采集火焰发射光谱数据;采用光谱分析和数据同步分析方法,分析该抑爆过程中爆炸压力和NO、CN、CHO、HNO、OH等关键自由基或分子的变化,得出甲烷爆炸压力发展过程与相关自由基含量之间的耦合变化关系。研究表明,加入尿素能有效地降低甲烷的爆炸压力,延长甲烷的爆炸感应期;在尿素的作用条件, NO、HNO含量的升高和CN、CHO、OH含量的降低,可以抑制甲烷爆炸;NO、CN、 CHO、HNO自由基分子与甲烷爆炸升压过程有较大联系;OH自由基一直存在于甲烷爆炸的整个过程中且含量较高;对以上自由基的干预,可以在相应阶段发挥抑爆作用。
川西北地区栖霞组气藏的储集类型及不同储层对产能的贡献率

川西北地区双鱼石构造单元栖霞组发现了良好的油气显示。通过岩芯观察、铸体薄片、物性测试、压汞实验以及CT扫描等手段对储层岩性、孔喉结构、储层分类评价、产能贡献等研究表明:双鱼石构造单元栖霞组储层岩性以白云岩为主,储层空间以孔、洞为主,储层类型以裂缝-孔洞型、孔洞型储层占优;裂缝-溶孔型储层、裂缝-孔洞型储层的产能贡献率>90%。
柴北缘阿木尼克山滩间山群火山岩地球化学特征及地质意义

柴达木盆地北缘阿木尼克山北坡滩间山群火山岩呈带状出露,广泛分布。本文通过对该套火山岩岩石组合、地球化学、锆石测年等研究,查明其岩性以流纹岩、英安质晶屑凝灰岩为主,间有碳酸盐岩、碎屑岩夹层。火山岩相包括溢流相、爆发沉积相。火山岩w(SiO_2)=61.22%~83.88%,属中酸性岩范畴;里特曼指数(δ)均小于3.3,属于钙碱性岩,且A/CNK均小于或等于1.1。火山岩大离子亲石元素K、Rb、Ba及强不相容元素Th富集,高场强元素Ta、Nb亏损明显。中酸性火山岩稀土总量w(ΣREE)值介于75.58×10~(-6)~174.10×10~(-6),w(LREE)/w(HREE)值介于7.09~13.31间,轻稀土明显富集,重稀土亏损,轻重稀土分馏程度中等到强烈;稀土分配曲线右倾,重稀土部分相对平坦。该区火山岩地球化学特征与赛什腾山地区吻合度很高,说明具有相似的大地构造属性,判断为岛弧环境。英安质晶屑凝灰岩和流纹岩两件样品~(206)Pb/~(238)U年龄分别是464.5 Ma±8.5 Ma、510 Ma±15 Ma,分别对应早-中奥陶世、早-中寒武世;通过综合研判认为柴达木盆地北缘地区早古生代秦祁昆多岛洋主域裂解离散阶段可能在早-中寒武世已经开始,该区滩间山群火山岩为洋壳俯冲的产物,发生的大规模的洋-陆俯冲发生在奥陶纪。
非洲菊对陇东地区油污土壤的生态修复

为评估非洲菊(Gerbera jamesonii)在陇东地区对石油污染物生物降解的潜力,研究植物应对不同油污浓度胁迫的生长和根际土壤环境响应,本研究分析了非洲菊应对4种油污浓度(1%、3%、5%和7%)胁迫时的植物生长指标、土壤环境指标以及土壤总石油烃(total petroleum hydrocarbons, TPH)、烷烃和芳烃的降解率和降解速率。结果显示: 1)土壤TPH、烷烃和芳烃降解率随油污浓度的增加而逐步降低,但其降解速率在油污浓度为5%时最高;2)非洲菊株高、根长和出苗率均随油污浓度的增加而逐渐降低(P < 0.05),重度污染(7%)对其地上部生物量有显著抑制作用(P < 0.05),而中度污染(3%和5%)对其地上部和地下部生物量有显著促进作用(P < 0.05);3)当油污浓度 < 5%时,非洲菊通过增加土壤脱氢酶、地下部及地上部生物量和土壤微生物多样性来提高土壤TPH降解率,且非度量多维尺度(non-metric multidimensional scaling, NMDS)分析结果显示,植物生物量、土壤酶活性和微生物特性的彼此间共同效应是决定土壤TPH降解率的主要环境因素,而重度污染对非洲菊植物体生物量的抑制作用是导致其土壤TPH降解率显著降低的关键因素。综上所述,5%油污浓度应设为非洲菊耐受力阈值浓度,且在该浓度下非洲菊可确定为具备油污土壤修复潜力的良好植物品种。
白三叶CHS基因的过表达提高烟草类黄酮的含量

为探索白三叶(Trifolium repens)查尔酮合成酶基因对类黄酮含量的影响,根据NCBI上提供的TrCHS基因(Genbank:2247906)序列,采用RT-PCR方法克隆获得白三叶查尔酮合成酶(chalcone synthase, CHS)基因全长cDNA片段,命名为TrCHS;成功构建含有TrCHS的植物表达载体,在烟草(Nicotiana)中进行遗传转化,经抗性筛选与分子检测,获得了转基因烟草株系,并对其类黄酮含量进行了测定。结果表明,与野生型相比,转基因烟草植株 TrCHS表达量和类黄酮含量均显著提高(P < 0.05),表明过表达TrCHS可提高烟草类黄酮的含量,这为后续解析 TrCHS功能以及白三叶新品种选育提供了可靠的理论依据。
支撑力和压力脱钩视角下中国生态承载力评价

提高生态承载力是生态文明建设的重要抓手之一,准确评价生态承载力是前提。文章基于大气、水和土壤三个生态环境层面的自净能力和污染水平视角,采用生态支撑力和压力脱钩模型,测度和评价了中国生态承载力状况。首先基于生态支撑力和压力脱钩类型构建了生态承载力评价框架,将生态承载力类型分为上升和下降两大类,每一大类有包含三个小类型。其次,采用脱钩模型对各地区总体和大气、水、土壤三个分类的生态承载力进行了测度,结果表明,整体生态承载力和分类生态承载力都呈现水平偏低,区域间和区域内差异明显和波动大的特征;西部地区的云南和新疆生态环境质量最好,而北京、湖南和四川生态环境质量相对较差。最后,文章从优化顶层设计、制定差异性生态环境保护和污染治理政策方面提出了提高生态承载力的政策参考。
湖北省长江经济带沿岸地区“三区空间”演化特征及机制分析(2010—2017)

研究湖北省长江经济带沿岸地区生态空间、农业空间、城镇空间的空间分布特征及时空演化规律,对于促进国土空间格局优化、实现沿江地区绿色可持续发展具有重要意义。以时空维度对2010、2015及2017年湖北省长江经济带沿岸15 km内的土地利用及“三区空间”演化特征进行分析,结果表明,2010—2017年,城镇空间不断侵占生态空间和农业空间,农业空间同步占据生态空间,生态空间明显减少;生态空间转化为农业空间最为显著,农业空间、生态空间转变为城镇空间是空间交叉转换的主流趋势;地理基础条件决定了“三区空间”的总体分布特征,相关政策推进了生态环境保护和城镇产业模式调整,但在农业空间的功能提升、城镇空间的集约高效利用、底线控制等层面还存在政策短板和有效的落地机制,总人口和城镇人口规模的增加以及乡村人口规模的稳定,是城镇空间与农业空间增长的内在动力,“土地利用—空间结构—经济发展”之间的互动耦合机制明显。
中国省域高质量绿色发展水平评价与演化

基于DPSIR模型建立高质量绿色发展评价指标体系,运用熵权法和探索性空间数据分析技术对2013—2017年中国省域高质量绿色发展水平进行实证研究,分析其发展水平与时空演化情况,并从“环境状态”和“环境响应”两个维度进行分类。结果表明:考察期内中国高质量绿色发展水平整体呈现逐年上升趋势;从各省区数据来看,其高质量绿色发展水平高低、驱动因素与薄弱环节存在显著差异,可以分为“成熟发展型”“趋于成熟型”“快速发育型” “雏形发育型”四种类型;从空间格局上,各省区之间存在明显的正向空间自相关,形成“扩散效应型”和“低速增长型”两大空间聚集区。
缺水型城市水资源供需匹配的模拟和预测——以甘肃省兰州市为例

兰州属于严重缺水的西北城市,年均降雨量偏少,地表水资源贫乏,水资源供需矛盾不断加剧。文章采用线性和非线性方程形式对兰州市农业、工业、生态和城乡生活用水需求进行模拟和预测,并在不同的水资源供给方案下得到未来时期内兰州市及各区县的时空匹配缺水量。结果显示:未来兰州市水资源短缺问题较为严重,可预测的缺水量最小值为4.605亿m~3/a,缺水量最大值为15.448亿m~3/a。在未来需水量预测中,农业和生态用水需求呈现为不断上升趋势,工业用水需求呈现为“U”型趋势,城乡生活用水需求呈现为倒“U”型趋势。并且,各区县的水资源空间匹配失衡状况较为严重。
长三角城市群城市宜居水平时空演化及影响因素

在新型城镇化和生态文明建设背景下,城市宜居水平日益成为人们关注的热点问题。以2004—2017年长三角城市群城市宜居要素空间数据库为基础,首先运用熵值法和Moran's I指数探讨了长三角城市群城市宜居水平时空演变特征,其次利用面板数据模型分析其宜居水平演化的影响因素。研究发现:①从宜居水平的时间演变来看,长三角城市群城市宜居水平位序变化明显且中低水平城市提升较快,城市间差距不断缩小。②从宜居水平的空间演变来看,长三角城市群城市宜居水平参差不齐且空间相关性较弱。③各城市宜居水平在单一标准层下的地域分异与综合标准层下的地域分异存在显著差异,单一标准层下各城市均有其优势与不足。④自然地理环境与区位的优劣对宜居城市建设具有直接影响,社会经济方面,人均市政设施维护建设投资额、人均住宅房地产开发投资额、年末居民储蓄存款余额及人口密度与城市宜居水平呈正相关,而工业SO_2排放量与城市宜居水平呈负相关。
2019年氢燃料电池研发热点回眸

从政府政策环境、企业行动、示范运行等方面回顾了2019年氢燃料电池汽车的热点;阐述了氢燃料电池催化剂、膜、膜电极、双极板、电堆的关键技术、研究成果及产品工程开发进展;提出了中国氢燃料电池发展建议。
CHOP在索拉菲尼联合辛二酰苯胺异羟肟酸诱导人肝癌细胞MHCC97L凋亡中的作用

目的:探讨CCAAT/增强子结合蛋白同源蛋白(CHOP)在索拉菲尼联合辛二酰苯胺异羟肟酸(SAHA)诱导人肝癌细胞MHCC97L凋亡中的作用。方法:采用CCK-8法检测索拉菲尼联合SAHA对MHCC97L细胞活力的影响;采用流式细胞术检测索拉菲尼联合SAHA对细胞周期及细胞凋亡的影响;应用Western blot法检测索拉菲尼联合SAHA对MHCC97L细胞中内质网应激相关分子葡萄糖调节蛋白78(GRP78)、蛋白激酶R样内质网激酶(PERK)、p-PERK、活化转录因子4(ATF4)及CHOP蛋白表达的影响。此外,应用CHOP siRNA沉默CHOP后,采用流式细胞术观察索拉菲尼联合SAHA对MHCC97L细胞凋亡的影响。结果:索拉菲尼联合SAHA可使 MHCC97L细胞活力明显下降(P <0.05),细胞周期结果显示细胞生长被阻滞在G1期;Western blot结果显示索拉菲尼联合SAHA可显著上调上述内质网应激凋亡通路中相关蛋白的表达,同时流式细胞术检测发现索拉菲尼联合 SAHA可显著促进MHCC97L细胞凋亡(P <0.01);CHOP siRNA能显著抑制索拉菲尼联合SAHA诱导的细胞凋亡。结论:索拉菲尼联合SAHA可显著抑制MHCC97L细胞生长并诱导其凋亡,机制可能与上调内质网应激凋亡通路中 CHOP的表达有关。
延长油田联合站间歇性污水处理工艺改造

延长油田某联合站污水处理系统上午处于停运状态,而下午高负荷运转,导致污水处理系统间歇运行,处理难度大,效果差。通过技术改造,采用适应抗冲击力强的污水处理工艺,解决了间歇性污水处理效果差的问题,出水达到含油量≤3mg/L、悬浮物≤2mg/L、粒径中值≤2μm的注水水质标准,同时污水处理费用由5.6元/m~3降至5.2元/m~3。
基于Drucker-Prager准则的高阶单元自适应上限有限元研究

引入Drucker-Prager屈服准则,建立了基于高阶单元和二阶锥规划的自适应上限有限元方法,并编制了计算程序。采用单元内部耗散能为控制指标的自适应加密策略,以一分为二的方式对能量耗散率较大的单元进行剖分加密,形成多次往复计算完成上限有限元的自适应加密过程。通过隧道稳定性及条形基础地基承载力算例,分析了系列 Drucker-Prager屈服准则对极限荷载上限解的影响,揭示该屈服准则与Mohr-Coulomb屈服准则的差异所在,以及对上限解和破坏模式的影响,并进一步验证了基于高阶单元和二阶锥规划的自适应上限有限元法具有计算精度和求解效率高以及可搜索获取精细化破坏模式的特点。
水环境中残留抗生素的消毒副产物问题最新研究进展

随着抗生素的广泛应用,由残留抗生素带来的环境污染问题已经引起研究者的广泛关注。介绍了水环境中残留抗生素和抗性基因的分布特征,分析了抗生素作为前体物的消毒副产物的生成潜能以及预处理技术对抗生素的消毒副产物生成潜能的影响,讨论了消毒副产物与抗性基因之间的关系规律,阐述了对抗生素消毒副产物和抗性基因控制的研究进展。针对当前关于水环境中抗生素消毒副产物和抗生素抗性基因研究中存在的一些难点问题,提出了今后的主要研究方向。
软黏土中劲性复合桩水平承载特性p–y曲线研究

劲性复合桩(SC桩)是一种将高强度混凝土桩与水泥土桩相结合的新型桩基。为研究软黏土中SC桩水平承载力理论计算方法,将水泥土视为硬黏土,基于现有软黏土和硬黏土中桩基的p–y曲线形式,考虑水平荷载作用下桩周水泥土和软黏土的土抗力分担比例,推导了p–y曲线中两个重要参数p_u和y_(50)的修正因子,进而建立了软黏土中SC桩水平承载特性p–y曲线计算方法。通过与3个现场试验的实测结果的对比分析,验证所建立的p–y曲线法的准确性与可靠性,继而开展SC桩水平受荷性能影响因素分析。结果表明:所建立的理论计算方法可以有效预测SC桩的水平承载特性,且当桩身变形较大时应考虑混凝土芯桩的非线性影响。水泥土桩桩径(D)对SC桩水平承载性能影响显著,当水泥土桩与混凝土芯桩的桩径比(D/d)从1.0增至3.0时,120kN水平荷载下的桩头位移从25.8mm减至5.1mm,且桩身最大弯矩值减小51.0%;桩身水平承载性能受水泥土桩桩长(L)的影响较大,但当长径比(L/d)超过10后,桩身内力位移趋于稳定值;适当地增加水泥土桩强度与混凝土芯桩弹性模量也可提高SC桩的水平承载性能。
隧道开挖对有接头地埋管线影响的工程评价方法

隧道开挖产生的土体位移对地埋管线的影响不可避免,不仅会引起管线接头的相对旋转,甚至会造成损坏和泄漏。目前对有接头管线响应的研究方法较为复杂,大多基于数值分析方法,接头力学性质的影响考虑不够全面,已有的设计图表工程应用欠缺。结合连续管线的理论分析,考虑地层位移沉降曲线、管段刚度及接头刚度等影响因素,建立了有接头管线的工程评价方法,以分析隧道开挖对有接头地埋管线的影响。运用该方法对实际工程案例进行分析,并将计算结果与数值分析结果对比,验证本文方法的可靠性。本工程评价方法可以为实际管线工程安全预评估起到一定的作用。
堆载作用下土体分层特性对地铁隧道纵向变形的影响研究

随着城市化进程的不断推进,地铁隧道附近可能会出现不同形式的地表堆载,将对地铁隧道的健康状态产生不利影响。现有的方法多是基于Boussinesq解求解地表堆载引起的附加应力,无法考虑土体的分层特性。首先采用Fourier积分变换得到了直角坐标系中竖向荷载作用下层状地基附加应力的基本解;然后将下卧隧道视为Timoshenko梁,基于 Winkler地基模型和两阶段法求得隧道纵向位移和内力。为考察地基土成层性对既有隧道性状的影响,对上软下硬、上硬下软两种典型层状地基中的隧道进行了参数分析。结果表明:地基土成层特性对隧道形状影响比较大,相比而言,隧道下卧土层控制沉降的效果要优于隧道上覆土层。
不同LED光色对家兔繁殖性能的影响及其分子调控机制

为探讨不同LED光色影响母兔繁殖效率的分子机制,将单笼饲养的300只后备母兔随机分成5组进行不同LED光色处理,每组3个重复,每个重复20只。在4个不同LED光色处理组兔笼上方60 cm处向下分别投射LED红光(660 nm)、LED绿光(540 nm)、LED蓝光(480 nm)和LED白光(400~760 nm),对照组投射白炽灯光(400~1 050 nm)。母兔每周接受3次补光(LED光处理),即每周的周五至周日下午18 ∶ 00至次日上午6 ∶ 00,时长为12 h,预试验7 d,正试期90 d。LED灯及白炽灯的光照度均设置为100 lx。结果显示: LED红光组母兔同期发情率与白炽灯光对照组及LED白光组相比,分别提高20. 89个百分点和10. 51个百分点,差异显著(P<0. 05) ;与绿光组及蓝光组相比,分别提高4. 66个百分点和7. 33个百分点,差异不显著(P>0. 05)。LED红光组母兔卵巢红色大卵泡数量有增加趋势,但各试验组间卵巢红色大卵泡数量差异不显著(P>0. 05)。与白炽灯光、LED白光、绿光、蓝光相比,LED红光能促进母兔垂体GnRHR mRNA表达,但差异不显著(P>0. 05) ;与LED白光、绿光、蓝光相比,LED红光显著提高了卵巢组织中FSHR、LHR基因mRNA的表达(P<0. 05) ;与白炽灯光对照相比,LED红光有提高卵巢组织中FSHR、LHR基因mRNA表达水平的趋势,但差异不显著(P>0. 05)。在原始卵泡(PrF)阶段与初级卵泡(PF)阶段,不同LED光色处理的卵泡数量差异不显著(P>0. 05) ;与原始卵泡(PrF)及初级卵泡(PF)相比,由于卵泡逐级闭锁,次级卵泡(SF)数量显著降低,不同组间开始出现差异,与LED绿光组及LED蓝光组相比,LED红光组、LED白光组及白炽灯光对照组次级卵泡(SF)数量显著增加(P<0. 05) ;由于卵泡进一步闭锁,与原始卵泡(PrF)、初级卵泡(PF)以及次级卵泡(SF)相比,三级卵泡(TF)数量显著减少,不同组间三级卵泡(TF)数量也呈现不同差异,与LED绿光组、LED蓝光组及白炽灯光对照组相比,LED红光组三级卵泡(TF)数量显著增加(P<0. 05),但与LED白光组相比,差异不显著(P>0. 05)。与LED绿光相比,LED红光及白炽灯光能显著抑制母兔卵巢FoxO1 mRNA表达(P<0. 05) ;与LED白光及LED蓝光相比,LED红光及白炽灯光有抑制母兔卵巢FoxO1 mRNA表达的趋势,但差异不显著(P>0. 05)。Bcl-2/Bax mRNA两个凋亡相关基因在兔卵巢中均有表达,但两者的相对表达量显著差异(P<0. 05),Bax mRNA表达量显著高于Bcl-2 mRNA表达量;不同LED光色对兔卵巢Bcl-2/Bax mRNA表达的影响也存在差异,与LED绿光、蓝光及白炽灯光相比,LED红光显著提高Bcl-2 mRNA的表达量(P<0. 05),但与LED白光相比差异不显著(P>0. 05),Bcl-2基因表达量受到不同光色的影响呈现红光>白光>白炽灯光>绿光>蓝光;不同LED光色对Bax mRNA表达的影响呈现绿光>蓝光>白光>白炽灯光>红光,但各组间差异不显著(P>0. 05)。总之,规模兔场短日照季节周期化繁殖生产中,每周连续3 d于晚间18 ∶ 00至次日凌晨6 ∶ 00之间,采用100 lx的LED红光进行补光,可提高母兔同期发情率;HPG轴上繁殖调控关键受体基因转录水平、卵巢次级卵泡和三级卵泡数量以及与卵泡闭锁和氧化应激相关基因转录水平均受到LED不同光色的影响。
非接触式中继装置用于长电缆局部放电定位研究

时域反射法(time domain reflectometry,TDR)被广泛应用于电力电缆局部放电(partial discharge,PD)定位,而长电缆中局部放电存在严重的衰减,难以有效识别反射波到来时刻,导致定位精度较低。为此,分析了高频局放信号的传播特征,提出了一种局部放电信号中继放大的思想。基于电缆的传递函数设计了符合注入脉冲有效频带的高频电流传感器(high frequency current transformer,HFCT),并研制了一种非接触式行波放大装置,进而利用标准校准脉冲模拟单次局部放电信号在电缆的中继放大效果,最后通过实测局部放电信号的验证了方法的可行性。实验结果表明:信号中继放大装置能够有效增加电缆中反射信号的幅值,延长局部放电在电缆中的传输距离,并有望发展成为一种能够实现超长电缆中局部放电精确定位的新方法。
不同增氧滴灌方法对温室樱桃番茄产量、品质及光合作用的影响

为了筛选出温室樱桃番茄的最佳增氧滴灌方法,以樱桃番茄品种福特斯为试验材料,分析了物理增氧滴灌(T1) 、化学增氧滴灌(T2)和综合增氧滴灌(T3) 3种方法对樱桃番茄根系生长、产量、品质及光合作用的影响。结果表明,与常规滴灌(CK)相比,增氧滴灌可提升灌溉水溶氧量,促进温室樱桃番茄根系生长,光合作用效率、产量、品质及水分利用率显著提升(P<0. 05) ,以综合增氧滴灌(T3)效果最佳。与CK相比,T3处理平均溶氧量、根系总根长、总根干质量、总根表面积、总根体积、平均直径、根尖数、根系活力、净光合速率(P_n) 、气孔导度(G_s) 、胞间CO_2浓度(C_i) 、蒸腾速率(T_r) 、结果数、单株产量、667 m~2产量、水分利用率,以及可溶性糖、可溶性蛋白质、可溶性固形物、 VC、番茄红素含量分别增加29. 88%、20. 11%、16. 71%、18. 29%、26. 67%、22. 22%、20. 23%、22. 87%、11. 24%、 18. 86%、8. 72%、24. 31%、12. 6个、24. 65%、21. 78%、21. 80%、8. 68%、38. 40%、37. 63%、7. 67%和12. 41%;可滴定酸含量降低19. 23%,单果质量无显著差异。
交直流混联区域电网现货市场出清模型研究

不同于省级电网全交流线路的架构,区域电网通常为交直流混联,区域电网现货市场出清模型需考虑由此带来的特殊问题。为此,首先分析了交直流混联电网与纯交流电网在设计电力现货市场时的不同点,并提出对应的交直流联络线功率优化机制、框架协议执行电量处理机制、联络线网损处理机制、联络线输配电价处理机制。在此基础上,结合省级电力现货市场出清模型,重点构建了包括安全约束的机组组合、安全约束的经济调度、节点电价定价模型在内的考虑交直流混联的区域电网现货市场出清模型。通过区域电网联合出清,电力资源实现最优配置,相比单省市场,能够大幅提升社会经济效益。最后,通过算例验证了所提模型的正确性和有效性。
中压混合式直流断路器真空短间隙介质恢复特性

为指导混合式断路器中真空开关与IGBT的智能配合策略,并提升IGBT的短脉冲开断裕量,对中压混合式直流断路器中真空短间隙的介质恢复特性进行了研究。分析了零电压型中压混合式直流断路器的工作原理,得到IGBT承担电流的时间取决于真空短间隙介质恢复特性的结论,采用等效实验方式搭建了真空短间隙介质恢复特性试验电路,利用脉冲电压测试电流转移完成后真空短间隙的介质恢复特性,研究了开距、电流幅值、电流下降率对真空介质恢复特性的影响。试验结果表明:在电流小于4 kA时,真空短间隙平均介质恢复速度主要由开距和电流下降率决定,并通过数据处理得到了真空短间隙的介质恢复特性的数学描述,为1.5~10 kV电压等级的中压混合式直流断路器快速可靠开断提供设计依据。
牧草间作对干旱胁迫下油橄榄根系形态特征的影响

为了揭示干旱胁迫下间作牧草对油橄榄根系的影响,采用盆栽试验方法,设置4种水分条件(土壤含水量分别为18%、15%、12%、9%,以18%土壤含水量作为对照) ,各水分条件下以不间作为对照,油橄榄幼苗盆内分别进行3种间作牧草处理,即间作苜蓿、间作红三叶、间作苜蓿+红三叶。对油橄榄在牧草间作与干旱胁迫条件下的多个根系形态指标进行测定及相关性分析,并采用隶属函数法进行不同牧草间作处理下油橄榄的抗旱性比较。结果表明: (1)轻度水分胁迫促进油橄榄根系总长度和根系生物量的增大,干旱胁迫加剧则显著降低了根系的总根长、根平均直径、总表面积、总根体积,间作牧草后降低幅度减小。(2)间作牧草明显增加油橄榄根系生物量、比根长、比根面积,以间作红三叶处理最为显著。(3)随着土壤含水量减小,油橄榄根系组织密度增大,间作苜蓿和间作苜蓿+红三叶处理在重度干旱胁迫下高于不间作对照。(4)相关分析及隶属函数分析结果表明间作牧草能够增强油橄榄根系的耐旱性,间作红三叶处理的油橄榄根系抗旱性较强。
高海拔地区±400 kV直流线路型避雷器设计

±400 kV青海柴达木-西藏拉萨直流输电线路(简称柴拉线)是西藏电网的主受电通道,是国内外第一条途径5 000 m海拔等级地区的直流输电线路。为有效提高其抵御雷害风险的能力,结合现行的交直流线路避雷器技术标准,针对高海拔地区环境要求,设计了±400 kV直流线路避雷器的结构型式和关键技术参数,并进行了试验验证。研究结果表明:±400 kV直流线路避雷器的额定电压为±480 kV,标称放电电流为20 kA,雷电冲击放电电压≤2100 kV,雷电冲击残压≤960 kV,外绝缘的统一爬电比距≥32.5 mm/kV,直流湿耐受电压为480 kV,复合外套的雷电冲击耐受电压为1 344 kV和直流湿耐受电压为480 kV,统一空气串联间隙距离为2.8~3.2 m。研制的±400 kV直流线路避雷器填补了高海拔直流线路避雷器的技术空白,为该避雷器在±400 kV柴拉线上的推广应用打下了基础。
链式STATCOM导致变压器偏磁的机理及抑制

针对链式静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)导致变压器直流偏磁的问题,研究了其机理和抑制策略。提出STATCOM调制指令中的动态偏置是导致STATCOM输出电流含直流分量主要因素,级联逆变单元硬件电路引入的静态偏置为次要因素。两种因素导致 STATCOM输出含直流分量的电流,进而导致变压器直流偏磁。为此,提出STATCOM调制指令动态偏置自动校正为主、逆变单元静态偏置手动校正为辅的偏磁抑制策略,并通过 STATCOM控制器硬件在环的RTDS(real time digital simulator)仿真试验,验证了抑制策略的有效性,且普遍应用于多个不同工程现场的STATCOM。现场试验和长期运行数据表明,变压器的偏磁得到有效抑制的同时,STATCOM自身的可靠性也得到了大幅提升。
基于改进欧氏-动态时间弯曲距离的谐振接地配电网单相高阻接地故障选线方法

针对谐振接地系统发生单相高阻接地故障时单一特征量故障信息不明显,以及故障线路与非故障线路暂态零序电流存在明显差异的特点,提出一种基于改进欧式-动态弯曲距离的单相高阻接地故障选线新方法。将动态弯曲距离与欧式距离相结合,求取各线路故障2个周期后暂态零序电流波形的相似度矩阵,构建各线路波形的综合相似系数,并结合模糊C均值聚类算法,实现单相高阻接地故障选线。对于工程应用中线路参数差异造成的非故障线路暂态零序电流波形相似性低的问题,对原始波形进行预处理,以提高选线方法的可靠性。通过大量仿真,验证选线方法对单相高阻接地故障和各类接地故障的有效性。在噪声干扰、采样不同步、零序电流互感器极性反接、两点高阻接地等极端情况下,选线方法具有较强的鲁棒性和容错性。
三相换流器交流侧扰动特性的定性及定量分析

为探究新能源并网引起的振荡问题,从定性和定量两方面对并网换流器的交流侧扰动特性进行了研究。首先,从频率变换的角度出发,定性分析了交流侧扰动在换流器内部的传递情况;并借助于时空相矢图特别解释了二倍频互补频率扰动分量的产生机理。然后,对换流器内部各扰动分量间的定量关系进行了推导,并推得换流器的端口导纳、转移导纳及频率耦合效应矩阵,其中特别考虑了锁相环的影响。最后,通过时域仿真对上述推导进行了验证,并分析了换流器的负电阻效应。研究表明,锁相环的输出相位扰动导致了 dq轴扰动分量的不对称,并进而引起了扰动分量间的频率耦合效应;另外,当网络电阻不足以抵消换流器的负电阻时,电力网络存在谐振不稳定的风险。
含虚拟惯性控制的直流微电网稳定性分析

为分析不同类型虚拟惯性控制对直流微电网产生的影响,首先建立了各电源与负载侧换流器的小信号模型,并分析了电网与蓄电池侧换流器在应用不同虚拟惯性控制时,其换流器端口的动态响应特性以及阻抗特性。其次,考虑到多换流器交互引起的稳定性问题,建立直流微电网的等效阻抗模型,根据阻抗匹配准则,分析了在不同控制模式下控制器与系统参数变化对系统稳定性的影响规律。根据稳定性以及动态特性分析可得出,在蓄电池侧换流器应用虚拟发电机型惯性控制可以使系统获得更好的动态特性与稳定边界。最后在Matlab时域仿真与RT-LAB实时仿真平台上分别建立了直流微电网仿真模型,并对相关理论分析进行了验证。
2018年国家电网公司220kV及以上交流保护装备及运行情况分析

综合分析国家电网公司2018年保护设备发展规模、装备水平、设备缺陷、一次设备故障及保护设备动作等情况。详细阐述了装置国产化率、光纤化率近5年来的发展情况,以及不同运行年限设备分布情况。从设备缺陷分布情况、缺陷原因、具体缺陷部位以及消缺时间等方面分析了继电保护设备缺陷情况。介绍了2018年发生的一次设备故障次数分布特点和近两年来一次设备故障次数变化情况,以及保护设备动作及录波情况,并按照《电力系统继电保护及安全自动装置运行评价规程》的要求,对4次不正确动作事件进行了评价。在此基础上,详细分析了2018年发生的2起由于设备制造质量不良导致的保护设备不正确动作典型案例。最后,针对继电保护设备装备和运行中存在的问题,以及专业信息管理面临的新形势,就继电保护老旧设备改造、线路主保护通道配置、设备质量管控以及实物“ID”推广应用等方面的工作提出有效建议。
基于自适应滤波的并联逆变器谐振抑制策略

逆变器是新能源发电系统的核心装置。然而,由于逆变器可能呈现负阻抗特性,并联逆变器系统存在较大的谐振风险。谐振现象不但严重影响并网的电能质量,还可能危及电网安全稳定运行。针对上述问题,首先建立了电压控制模式下逆变器的等效阻抗模型,分析了逆变器阻抗特性与控制延时间的解析表达和定量关系,指出其负阻抗特性会随着控制延时的减小而减弱。在此基础上,提出了基于自适应滤波算法的谐振抑制策略。该策略通过减小等效控制延时,重塑逆变器对外阻抗,实现了谐振抑制。最后,通过仿真及实验验证了所提谐振抑制策略的正确性和有效性。
统一电能质量调节器在新能源发电场的虚拟同步特性分析

在可再生能源电场并网点处增设统一电能质量调节器(unified power quality conditioner,UPQC),能够在不改变新能源发电装置原有控制的前提下使其具备传统同步发电机的频率和电压支撑能力,可以认为是一种提高可再生能源并网稳定性的有效措施。为此,主要研究UPQC的虚拟同步发电机控制策略及特性,该方案仅需在可再生能源电场出口处进行外部改造。首先介绍了接入新能源场站的UPQC输电系统运行方案,在此基础上建立了该系统的功率数学模型,设计了基于UPQC的虚拟同步发电机控制策略;然后阐述了不同工况下UPQC内部功率流动机理,探讨了影响串、并联变流器视在功率的限制因素,并进一步设计了在特定情况下的系统容量参数指标。最后,在Matlab/Simulink仿真平台搭建了UPQC的输电模型并进行验证,仿真结果表明,所提控制策略可以实现UPQC的虚拟同步化控制。
考虑热能输运动态特性的电-热综合能源系统优化调度方法

提出考虑热能输运动态特性的电-热综合能源系统(integrated energy systems, IES)优化调度方法。首先针对热网的延时和储热等动态特性,提出一种热能输运准动态模型,分析了热网的虚拟储能潜力;进而结合能源设备模型,提出一种考虑热能输运动态特性的电-热IES优化调度方法,将热网作为调度资源参与到电-热IES优化运行中,实现对热网虚拟储能的调度利用。仿真结果表明,该方法由于考虑了热能传输动态特性,可充分发掘热网虚拟储能在分时电价的激励下,参与电-热IES经济优化运行的调节潜力,有效利用电、热系统的互补特性,降低IES运行成本。
光伏微网中虚拟同步发电机参数自适应控制策略

当太阳能大规模接入光伏微电网时,系统的惯性将会随之减少,从而导致系统在遭到扰动后可能会出现严重的频率振荡问题。针对该问题,提出了一种新的虚拟同步发电机控制策略,可有效增强系统惯性。该策略通过构建虚拟惯量和阻尼与频率偏移量间的自适应关系,使得系统可根据其暂态过程中不同阶段的系统特性来自由配置虚拟惯量和阻尼系数。相较于传统控制策略,该控制策略可使得系统在相同负荷扰动下受到的冲击减小,从而减小了系统在振荡过程中的超调量和振荡时间,有效提高了光伏系统的动态稳定性。其次,该文对系统关键参数的选取范围进行了详细分析,并利用根轨迹法确定各个参数的最优值。最后利用Mtalab/ Simulink仿真工具,通过与传统控制策略相对比验证了文中新的虚拟同步发电机控制策略的有效性和优越性。
提高海上风电场经MMC联网系统故障穿越能力的柔性泄能电阻控制策略

离岸较远的海上风电场经模块化多电平换流器型高压直流(modular multilevel converter high voltage direct current,MMC-HVDC)联网较交流联网有技术优势,但直流系统会因电网扰动而闭锁,影响风电功率外送。为提高直流系统抗扰动能力,构建了一种提高风电场经直流联网系统低电压故障穿越能力的柔性泄能电阻方案,具有对风电运行工况和故障强度的广泛适应性。研究了风电运行工况及故障强度对直流系统闭锁的影响,提出了系统的故障穿越安全域。分析了泄能电阻阻值设计原则,给出了柔性泄能电阻阻值的边界。设计了适用于不同风电运行工况的柔性泄能电阻投切控制策略。仿真结果表明:柔性泄能电阻控制策略可以在不同风电运行工况和故障强度条件下有效防范直流系统的闭锁,改善海上风电场经MMC-HVDC联网系统运行的安全性。
基于节点类型和分区耦合性的复杂网络无功电压快速分区方法

针对现有复杂网络无功电压分区方法建模中存在的不足,以及由模块度确定分区方案具有较高时间复杂度的特点,提出一种基于节点类型和分区耦合性的快速无功分区方法。首先,以不同类型节点间的电气距离结合无功潮流建立无功传输有向加权拓扑图,然后,定量地分析分区内与分区间的耦合性,确定最终的分区方案。IEEE 14节点和39节点系统仿真结果表明,该方法能有效合理地划分分区,分区内具有充足的无功储备用于就地无功平衡,分区结果与由模块度指标确定的分区方案相仿,具有分区质量高,分区过程简单迅速的特点,对工程应用有一定的实际意义。
计及网络传输损耗的电热综合能源系统多目标优化调度

针对电热综合能源系统中网络传输损耗对供需平衡的影响,提出一种多目标优化调度策略以最小化系统经济环境调度目标,并且实现电热能源之间的协调与优化。首先,提出一种计及网络传输损耗的电热综合能源系统多目标优化调度模型,该模型同时考虑电传输损耗和热传输损耗;其次,依据公式化的非线性耦合优化问题获得协调方程,以此分析机组出力的协调关系;然后,设计一种双层双λ迭代算法以有效求解此多目标优化调度问题,该算法能够减少计算负担以具备更快的收敛速度;最终,通过5个仿真算例验证所提算法的有效性。
计及价格型需求响应及CSP电站参与的风电消纳日前调度

我国西北地区风、光资源丰富,风电装机容量增长迅速。受电网调节能力弱、电力市场价格机制单一等技术与政策因素的综合影响,弃风现象严重,如何提高风电消纳水平是西北风光大省普遍面对的难题。在考虑综合成本的前提下,兼顾风电预测和价格型需求响应二者的不确定性以及系统安全约束,构建了基于光热电站和价格型需求响应参与风电消纳的调度模型。该模型将光热电站和价格型需求响应二者与风电优化调度相结合,通过源荷两侧的协调调度共同提高系统消纳风电的能力。仿真算例首先利用场景削减法将风电场全年出力水平削减为3个典型场景,并与传统调度方法对比说明文中模型的普适性;然后,对不同调度模型进行对比分析,验证文中所提模型的有效性。
基于马尔可夫过程蒙特卡洛法的综合能源系统可靠性评估

基于马尔可夫过程蒙特卡洛法针对综合能源系统可靠性水平进行了评估。利用能源集线器建模技术刻画综合能源系统中电、气、冷、热等不同形式能源的耦合关系及其相互转化与协调;采用基于马尔可夫过程的方法对能量转化设备多时段下的状态概率建模,并通过蒙特卡洛模拟法对其进行状态选择,将其状态随机变量纳入能源集线器能量平衡方程中。同时考虑综合能源系统风光资源的随机出力,通过可靠性评价指标,采用马尔可夫过程蒙特卡洛法评估能量转化设备状态变化对系统可靠性的影响,并从电、冷、热绝对供能量、占比率以及重要程度指标来评估不同能量转化设备在系统中的重要程度。算例以某综合能源系统为例,通过上述指标评估了能量转化设备状态变化对系统可靠性的影响,其结果可为能量转化设备在系统中的规划和运行提供参考。
基于样本扩充的Faster R-CNN电网异物监测技术

电网公司的巡检工作主要依靠人工完成,需要大量人力物力,且实时性较差。针对该问题,提出一个基于区域推荐卷积神经网络的图像目标监测系统,其中核心算法为 Faster R-CNN算法。利用深度学习对摄像装置所采集的现场图像进行分析,执行目标检测任务,若发现威胁电网安全运行的隐患将及时通知工作人员。深度学习发挥其优势需要有效样本达到一定数量,包含隐患的真实样本较少,有些异物种类甚至没有合适的样本,往往不能满足深度学习算法的训练要求。因此研究了一种用于扩充样本的样本生成算法,将隐患目标与背景图像按照一定规则进行融合,达到批量扩充样本集的目的。使用该算法生成的样本进行测试,测试结果表明扩充后的训练集可以使系统性能得到一定提升。此外,通过测试发现,对训练集做一定的预处理可以提升模型的识别性能。
大电网静态电压稳定在线防控灵敏度分析新方法

大电网静态电压稳定预防控制在线决策的核心环节是稳定裕度及其与控制变量间灵敏度关系的快速计算,为此提出一种基于调控对状态的影响和单断面参数辨识方法实现静态电压稳定裕度与控制参数间解析灵敏度关系的计算方法。通过常规潮流方程总结了调控量与状态量间的灵敏度关系;然后基于单一状态断面的戴维南等值参数辨识方法并结合等值参数与稳定裕度之间的数学关系,推演出调控量与稳定裕度间的解析关联灵敏度。该方法不仅避免了中间的潮流计算过程以及参数辨识环节,而且无需求取临界点处潮流雅可比矩阵的零特征值所对应的左特征向量,适用于大规模电力系统的在线优化防控以及计及调控影响的在线中长期静态电压稳定分析。仿真算例验证了所提方法的准确性和快速性。
考虑高比例可再生能源出力不确定性的电力流规划方法

可再生能源接入比例的不断增加给包括电力流规划在内的电力系统规划工作提出了新的挑战,要求电力流规划必须考虑高比例可再生能源接入所带来的不确定性影响。提出了负荷水平模式的概念,对不同负荷水平出现时间和频度进行了分析,进而根据历史数据给出相应负荷水平下风、光等可再生能源出力的概率统计性特征及相应场景。在此基础上,建立了以社会总成本最小为目标的电力流规划模型,并采用了负荷水平模式+概率场景的方法来处理不同负荷水平下的可再生能源不确定性,可有效缩减不确定性的概率空间,提高了规划的精度和可靠性。最后利用某区域电网算例对所提模型进行了验证,并与现有主流不确定性规划方法进行了对比,仿真算例结果验证了所提模型的有效性。
考虑清洁电力共享的社区电能日前优化调度

随着社区内分布式电源和储能系统的配置逐渐增加,清洁电力的合理调度对提高社区用电的经济性,促进可再生能源的消纳具有重要意义。提出了社区清洁电力的共享机制,计及柔性负荷的需求响应过程,建立了含屋顶光伏、储能系统、以及电动汽车的社区电能日前调度模型,其中同时考虑了社区居民用电总费用和清洁能源消纳量两个目标,利用法线边界交叉法获得了均匀分布的Pareto非劣解集,并给出了折中解。对一个含20个住户的别墅社区进行了24时段的仿真计算,结果表明电力共享模式有利于提高社区用电的经济性,促进清洁能源消纳。
±1100kV输电线路雷电屏蔽特性的模型试验及观测

雷害是输电线路故障的主要原因之一,而当前 ±1100 kV特高压直流输电线路雷电屏蔽系统的设计主要借鉴较低电压等级输电线路的运行经验,因此有必要开展模型试验为对±1100 kV直流输电线路的雷电屏蔽性能进行研究。首先针对铁塔表面发生电晕时的电场强度幅值和变化率确定了采用负极性250/2500 μs操作冲击电压波,然后开展了以±1100 kV特高压直流输电线路Z38102AL型铁塔为对象的模型比例为1:12.5的平原情况下雷电屏蔽模拟试验,并开展高速摄影观测。进行试验绕击概率统计分析,得到 ±1100 kV输电线路绕击概率的空间分布近似为抛物线,且正极性工作电压下,线路的屏蔽性能差;杆塔另一侧的负极性导线对靠近高压电极一侧的正极性导线的引雷能力有一定削弱作用,但对避雷线和大地的屏蔽性能影响不大。并将试验结果与交流500 kV线路模型试验进行对比,说明在缩比模型试验中应尽可能采用大的缩比比例,以在负保护角情况下有效避免夸大避雷线的引雷能力,提高模型有效性。根据高速摄影机观测结果分析了绕击输电线路放电过程,并开展电压波形同步分析,说明了导线的负极性电压对迎面流注起始和发展以及下行先导发展的抑制作用。
面向智能园区多产消者能量管理的对等模型(P2P)建模与优化运行

可交易能源系统基于市场运行机制可以充分发挥产消者的资源灵活性,并保障电力系统的安全,经济运行。针对含光伏(photovoltaic,PV)出力、储能装置(energy storage system,ESS)、电动汽车(electric vehicle,EV)以及空调(heating ventilating and air conditioning,HVAC)资源的多个产消者组成的智能园区为研究对象,首先对产消者资源灵活性进行整合与量化并根据交易流向进行解耦。其次,为确保园区交互平台中参与用户的信息安全,实现园区内电能共享、就地消纳,提出了基于次梯度法的成本最小化算法及其分布式凸优化运行框架。优化子问题可以通过有限的信息交互迭代收敛于全局最优解,实现产消者之间的 P2P(peer-to-peer)电能交易。最后通过算例验证了所提模型的有效性。
数据驱动下的虚拟同步发电机等效建模

为了适应电力电子化发展的趋势,同时在建模时考虑电力电子逆变器的高频开关状态的影响,提出了一种基于长短期记忆网络(long short-term memory,LSTM)的虚拟同步发电机数据驱动建模方法。通过简化虚拟同步发电机的数学机理模型,着重关注各电气量之间的数据映射关系,构建基于LSTM网络的数据驱动模型,实现了由当前时刻电气量预测下一时刻输出的动态建模。为了验证所提模型的有效性,通过搭建仿真模型,对比了不同神经网络方法以及理论方法的差异性。仿真结果表明,所提模型能够反映虚拟同步机不同运行工况下的动态特性,具有良好的稳定性与泛化性,为电力电子化建模提供了一种有效的解决思路。