mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
适用于功率波动的多端柔性直流系统改进下垂控制方法

为实现功率合理分配和直流母线电压稳定的目的,功率-电压下垂控制方法被引入多端柔性直流输电(modular multilevel converter based multi-terminal HVDC,MMCMTDC)系统控制中,然而由于传统下垂控制的下垂系数固定,面对功率频繁波动等复杂工况存在系统控制灵活性差且电压动态调节效果不理想的缺点。针对此类问题,提出一种系数可调的自适应下垂控制方法。根据直流电压、传输功率极限值和安全运行裕度边界条件,综合考虑直流网络动态电压偏差和功率偏差,通过修正下垂系数得到MMC换流站的改进下垂控制方法。以提高控制系统动态响应速度为目标,通过在电流反馈环节引入滞后补偿调速器,对换流站内环控制器结构进行优化,并利用时频分析方法对改进后系统的动态响应和稳态特性进行分析。最后,基于RT-LAB仿真平台搭建包含风场在内的五端MMC-HVDC输电系统模型,设计MMC-MTDC系统不同的运行工况,对所提出的改进控制方法进行仿真验证,仿真结果证明了该控制方法不但提高了系统响应速度,而且改善了功率分配和直流电压的控制效果。
基于定关断面积的混合双馈入直流输电系统换相失败抑制策略

为充分发挥电压源型换流器高压直流输电(voltage source converter high voltage direct current,VSC-HVDC)对交流系统无功支撑的作用,抑制电网换相换流器高压直流输电(line-commutated converter high voltage direct current, LCC-HVDC)换相失败的发生,提出了一种基于定关断面积的混合双馈入直流输电系统换相失败抑制策略。基于定关断面积得出交流电压补偿值,附加至VSC-HVDC逆变器外环无功控制环节,提升故障发生后VSC-HVDC对受端交流系统的无功支撑能力;增加VSC-HVDC动态功率限幅调节控制,优先保证无功功率的传输,同时尽可能减少有功功率的降幅。基于PSCAD/EMTDC进行了仿真分析,仿真结果证明了该控制策略可显著提升LCC-HVDC抵御换相失败的能力,且有效减少直流系统传输功率的降幅。
考虑柔性负荷的两阶段随机优化调度模型

柔性负荷作为可调度资源参与电力系统调度成为有效的调峰技术手段之一。为充分发挥柔性负荷上调和下调潜力,提出柔性负荷上调/下调备用容量概念。从独立系统运营商的角度,建立包含常规机组和风力机组的源-荷协调两阶段随机优化调度模型。柔性负荷以提供备用的方式响应风电出力不确定性,促进风电消纳并优化负荷曲线。通过对示例系统模拟仿真,分析柔性负荷参与调度对电力系统各方面的影响。
张北柔直电网的构建与特性分析

柔性直流输电技术是继交流输电、常规直流输电之后的新一代输电技术,基于柔性直流输电技术的直流电网是未来电网的重要组成部分。研究了直流电网的定义,基于张北柔性直流电网示范工程,分析了网络拓扑结构、主接线方式和设备配置方案,研究了直流电网低惯性弱阻尼特性,多电力电子设备协调配合难题和器件支撑能力不足的问题,提出了解决方案,为我国直流电网的研究、张北工程建设提供技术支撑。
含分布式电源配电网故障区段定位的线性整数规划方法

分布式电源接入配电网造成故障过流方向不唯一,导致传统的故障区段定位方法不再适用。针对含分布式电源配电网的故障区段定位问题,构建了基于非逻辑运算的开关函数,针对智能算法易陷入局部最优或收敛过快的不足,提出了含分布式电源配电网故障区段定位的线性规划模型和求解方法。所提方法可适应多个分布式电源投切和联络开关的开断变化,且具有一定的容错性能。仿真结果表明,所提故障区段定位方法定位准确可靠,适用于含分布式电源的大型配电网。相比于智能算法求解速度快,数值稳定性好,避免了收敛过快和陷入局部最优的问题。
换流变压器绝缘缺陷三比值诊断方法编码优化

目前国内换流变压器依旧使用改良三比值法进行故障诊断,而改良三比值法未考虑交直流复合电压下油纸绝缘局部放电产气特性,但直流电压的加入会导致油纸绝缘产气特性变化,从而影响故障诊断结果。针对该问题分析了交流电压和不同比例交直流复合电压下,柱-板、匝间、气隙和沿面4种典型放电模型不同放电阶段的油中溶解气体。研究结果表明:在局部放电起始阶段,改良三比值法存在将低能放电诊断为电弧放电的可能;对原有编码规则进行了改进,使得有效编码数据量提高145%;将不同局部放电阶段时的放电现象同实际故障相结合,对不同故障的比值编码进行了优化,起始阶段为(1,0,0、1、2),发展阶段为(1,1,0、1、 2),临近击穿阶段为(2,0、1,0、1、2)。根据交直流电压下不同局部放电阶段的油中溶解气体对三比值诊断编码进行了优化,开展了三比值诊断方法用于换流变压器诊断进一步探索研究。
含储能的电力电子变压器拓扑及控制策略研究

为实现电力电子变压器端口间功率解耦,提出了一种含储能系统的电力电子变压器(energy storage system-power electronic transformer,ESS-PET)拓扑,与传统的电力电子变压器相比,它可以实现各端口功率独立控制,实现变压器端口间功率解耦。同时,标准模块化设计,易于实现后期的端口拓展与系统冗余,进而提高系统的运行性能。文中首先对所提拓扑结构与工作原理进行详细的论述;在此基础上,设计了相应的主从控制策略保证了系统的有效运行;最后通过仿真及实验验证ESS-PET的性能。结果表明,该拓扑可以实现不同端口间的功率解耦,同时,能够实现对储能单元功率的合理分配。
储能设备对有源配电网供电可靠性的影响分析及优化配置

储能装置在配电网中的应用,有效提高了系统孤岛运行的能力,改善配电网的供电可靠性。针对有源配电网内储能配置对系统可靠性的影响进行了研究,分析了储能容量、最大充放电功率对系统可靠性的影响,建立了储能可靠性收益的评价模型,提出了储能的可靠性收益比指标,用以从提升有源配电网供电可靠性的角度对储能进行优化配置。在模拟系统运行状态时,基于储能正常并网运行时的低储高发运行策略,建立了故障时刻储能荷电状态的概率分布模型,并充分考虑有源配电网内风光出力的随机性和时序性,采用序贯蒙特卡洛算法,仿真计算了储能配置前后系统的可靠性指标,给出了储能可靠性收益比的变化曲线及最优配置方案。最后,通过算例仿真,给出了储能配置方案对系统供电可靠性的影响曲线,并分析了不同分布式电源(distributed generation,DG)渗透率和不同网络结构对有源配电网内储能配置的影响,为储能的优化配置提供了借鉴。
低气压对直流正极性导线地面合成电场特性影响的实验研究

输电线路电磁环境与环境保护和工程投资密切相关,尤其在高海拔地区,直流线路地面合成电场已成为决定导线选择和线路结构参数的关键技术指标。为研究海拔和气压对直流线路地面合成电场的影响,在特高压直流试验基地人工气候环境实验室架设了单根正极性导线,对不同气压下地面合成电场和离子流密度进行了测量和分析,同时基于Deutsch假设的离子流场计算方法对地面合成电场和离子流密度进行了仿真,通过实测和计算结果的分析,获得了海拔和气压对正极导线起晕电压及离子迁移率的影响规律。研究结果表明:海拔每增加1000 m,正极导线起晕电压近似下降8.2%;随着气压的降低,离子的迁移率会逐渐增加,在分析海拔和气压对地面合成电场的影响时,还需要关注离子迁移率的影响。
计及需求响应的风电并网系统节点可靠性评估及需求响应项目优先级排序

从节点的角度出发,以提高风电并网系统可靠性与经济性为目标,提出计及需求响应的风电并网系统节点可靠性评估方法,并对需求响应项目组合的优先级进行排序。首先,建立了用户需求响应负荷模型;其次,利用层次分析法构建需求响应项目组合优先级层次结构模型;再次,基于序贯蒙特卡洛模拟法采用分段最优潮流法分别从整体、节点的角度评估需求响应项目组合对风电并网系统短期可靠性的影响;最后,在改进IEEE-RTS79测试系统中对文中所提方法进行了验证,算例结果表明需求响应项目能有效提高系统可靠性,降低系统成本;同时,需求响应项目组合优先级排序结果进一步表明节点可靠性评估方法评估结果更加准确,优于整体可靠性评估方法。
含电力电子变压器的交直流配电网电压不平衡优化抑制方法

针对含有电力电子变压器(power electronic transformer,PET)的交直流混合配电网络,考虑低压交流系统三相负荷不对称的运行模式,提出了基于PET的电压不平衡优化抑制方法。建立计及换流器损耗的多端口PET的稳态模型。分析其三相不平衡治理机理,较之传统变压器更加具有优势,并在此基础上建立了以网损最小考虑三相电压不平衡度约束的优化模型,提高了系统运行的经济性和可靠性。通过对所构造的算例进行仿真分析,结果验证了所提模型的正确性和有效性。
提升现代配电系统效率和效益的研究与实践

传统管理技术性线损的方式是限制终端用户所吸收的无功功率,这对于分布式发电渗透率较高的主动配电系统已不再适用。为了提升现代配电系统的效率和效益,应在电能损耗计算和管理中全面考虑现代配电系统的特性所带来的影响。根据第24届国际供电会议(CIRED 2017)规划分会的相关论文以及圆桌会议(RT4和RT5)的讨论内容,介绍了现代配电系统网损评估的模型和方法,侧重于精确计算技术性损耗和有效识别非技术性损耗的模型和方法,并给出了欧洲各国提升配电系统效率和效益以及高效益配电系统的实践案例。研究结果表明,合理利用信息化技术来完善损耗计算以及合理制定降损策略来进行损耗管理,能有效地提升现代配电系统的效率和效益。
接入孤岛新能源电场的双极柔直换流站控制策略

当新能源电场孤岛接入柔性直流换流站时,需要柔性直流换流站为其提供交流电压。若双极柔性直流换流站的正、负极换流单元均采用定交流电压幅值、定频率控制(简称定U/f控制),会由于其接入同一交流母线且控制目标相同而导致系统不稳定。因此,针对大容量新能源孤岛接入的柔性直流换流站,提出双极换流单元的交流电压、频率下垂协调控制(简称双U/f下垂控制),并与一极采用U/f控制,另外一极采用定有功功率、定无功功率控制(简称定P/Q控制)进行了对比分析。在PSCAD/EMTDC仿真环境中建立了4端柔性直流电网模型,以新能源电场出力波动、单极闭锁及受端交流系统短路故障为例对2种控制策略进行了仿真测试,验证了文中所提出控制策略的有效性。
交直流混合系统的序网络及其在CDSM-MMC直流侧短路对交流侧影响分析中的应用

在交直流混联电网中,直流(交流)侧故障会对交流(直流)侧电气量产生影响,但目前还缺乏一种具备较强普适性的能定量分析这种影响的方法。为此,首先在分析交、直流电气量之间映射关系的基础上,提出了交直流混合系统序分量网络模型及各序网存在的条件。其中,混合系统的“正序网络”反映了交流电气量正序分量与直流系统中直流分量的映射关系;“负序网络”反映了交流电气量负序分量与直流系统中二次谐波分量的映射关系;“零序网络”反映了交流电气量零序分量与直流系统中工频分量的映射关系。其次,以光伏直流接入系统为例,利用其序分量网络模型分析了直流短路后交流侧的电气特征。最后,在光伏直流接入系统的PSCAD/EMTDC模型中,验证了混合系统序分量网络模型的正确性以及直流故障后的交流电气特征,并分析了换流站接地方式对序分量网络及故障特征的影响。
多能流分布式综合能源系统容量匹配优化与调度研究

综合能源系统可以实现电、热、气等多种能源形式的互补供能和满足负荷需求的多能调度,从而促进可再生能源消纳能力,提高能源综合利用率。针对含电、热、气并相互耦合的分布式多能流综合能源系统的设备容量匹配优化问题,建立以系统各能量成本最低为目标,以能量平衡和设备工作特性为约束的优化模型,采用一种区域收缩算法加速寻优收敛速度。以西安市某厂房办公楼为例,采用所建模型和所提算法得到综合能源系统最小能量成本下的最优容量匹配和调度策略。结果表明,通过系统的容量匹配优化可以大大减少电、热、气的单位价格,降低多级储热器、可逆固体氧化物燃料电池的设备成本,提高太阳能电池的利用率,可有效提高系统经济性。
基于聚合机组模型的大型互联电网风电消纳的优化计算

从长时间尺度上分析大规模互联电网的风电消纳水平,有助于评估风电并网的长期影响。对此,提出了一种基于聚合机组模型的时序模拟方法。该模型将具有相同或相似运行参数的机组进行聚合,大大地减少了整数变量的个数,提高了计算效率。其次,还考虑了互联电网中跨区联络线交易计划,给出输电通道电力曲线的优化范围,由此建立互联电网风电消纳的优化模型。最后,算例研究的结果表明,采用聚合机组模型得到的优化结果与传统机组模型得到的结果差异不大。但是,聚合机组模型计算速度更快,可以应用于长周期大范围互联电网风电消纳的优化计算。
国外典型电力平衡市场的运作模式及其对中国的启示

为了解决电力系统实时运行的供需平衡问题并提高运行经济性,国外典型电力市场均建立了实时平衡市场,并取得了成功的运行经验。而我国当前正处于从中长期电量市场向中长期交易和现货交易过渡的市场模式,目前采取的是电量交易和偏差考核结算,系统仍按照计划调度方式运行,缺乏促进系统实时平衡的激励机制,出现了结算考核费用不能有效覆盖系统平衡成本等问题,亟需建设适应现货交易的市场化平衡机制。为此,对国外典型平衡市场的运作模式及其结算方法展开研究,首先总结了平衡市场的运行框架,然后选取采用“辅助服务市场+调节电能市场+不平衡结算”模式的北欧和英国市场及“一体化交易”模式的美国PJM市场,从平衡资源获取、平衡责任划分和不平衡结算方法三方面对典型平衡市场进行了介绍,分析了不平衡电量结算和平衡服务容量成本分摊之间的耦合关系;随后对两类平衡市场模式进行了对比,分析了不同模式的特点和适应性;最后结合我国当前偏差考核结算机制存在的问题及市场化平衡机制的发展需求,对我国市场过渡期乃至现货市场开放后的平衡市场建设提出了相应的建议。
考虑复杂生产约束的电池生产工业园区能源网络与生产管理综合优化运行

工业园区具有用电规律明显、基础设施完善和生产资源众多等明显优点,具有参与调峰等系统辅助性服务的良好基础,因此合理优化工业园区能源利用结构是解决能源问题的重要途径之一。但是工业园区能源需求与其生产密切耦合,而生产必须满足其流程工艺要求和生产任务,针对如何考虑复杂生产约束下工业园区能源网络综合优化运行这一问题,以生产流程性强的蓄电池生产工业园区为例,首先提出了涉及冷热等能源的能量与生产管理系统的基本框架,并在引入了资源任务网方法的基础上建立了同时满足蓄电池生产厂内多种类型的生产工序、生产任务和能源要求等的约束条件,确定了以工厂运行经济性最优为目标的数学模型,并在GAMS软件中通过模型预测控制(model predictive control,MPC)优化模型进行滚动优化求解。最后通过算例分析表明所提出的优化模型能将工业生产调度的时序性和用能需求的多元性有机结合,并通过对经济性和响应灵敏度对比验证了所提模型及算法的有效性。
计及风电不确定性的电-气-热综合能源系统扩展规划方法

以电网为核心的电-气-热综合能源系统(integrated energy system,IES)可有效提升系统的供能效率与运行灵活性,将是未来能源供应的主要形式。类比于电网中的风电发展,大规模随机波动性风能的并入亦将成为IES规划与运行中的重要挑战。据此,提出了一种计及风电不确定性的IES扩展规划方法,建立了以投资、运行、电能不足与弃风成本之和最小为目标的混合整数线性规划模型。该方法可在保证计算效率基础上,精确挖掘风电的不确定性,明晰风功率波动性对IES扩展规划的影响。同时,针对所建模型难于直接、高效求解的问题,提出一种基于场景法的两阶段规划求解策略,以保证模型求解的效率与可行性。利用GAMS对所建IEEE14-NGS14算例系统进行优化解算,所得最优扩展规划结果证明了本文所提方法的正确性和有效性。
计及用户评价的智能用电社区分层优化调度

灵活可控、双向互动的智能用电社区是智能电网的重要组成部分,对其进行调度时需要同时考虑配网、运营商、居民的三方利益主体诉求,提出考虑用户评价的以运营商层为主导、居民层协同调度的分层调度模型。首先,基于可控负荷运行特性、热力学传播惯性和电动汽车出行规律建立居民层分类负荷模型;其次,建立包含体感评价、出行评价和用电评价的智能社区用户评价体系模型;再次,在运营商层以收益最高和电网波动最小为目标进行多目标优化,在居民层以用户评价最好为目标优化居民用电安排,建立分层调度模型;最后,对所提模型进行仿真验证,证明所提模型有效性。结果表明所提分层优化调度策略能够在平抑配网负荷波动的同时保证运营商收益和居民用电评价。
电/热/气多能转换的可逆固体氧化物燃料电池信息物理融合建模与仿真

信息物理融合是能源互联网的重要特征,是能源互联网能量管理系统亟需解决的关键基础问题之一。选取涵盖电、热、气三种能量流的可逆固体氧化物燃料电池(reversible solid oxide fuel cell,RSOFC)作为典型能量节点开展信息物理融合建模研究,建立了基于质量守恒和能量守恒的RSOFC发电和制氢2种工作模式的电化学过程物理模型,利用状态机达到电池运行过程中2种工作状态的转换,采用时序分析方法研究可逆固体氧化物燃料电池节点信息系统与物理系统之间的信号交互,构建能量节点的信息物理融合动态模型,同时对节点内部的电、热、气不同能流形式进行归化统一表征,明确节点的多能转换关系。利用所建立的模型对不同调度时间步长的2个案例进行仿真分析,结果表明构建的RSOFC信息物理融合模型能够在短时间内对调度信号作出准确响应,并使燃料利用率或蒸汽利用率以及电堆温度保持在预设的合理范围之内,验证了所建模型对能量节点的调度、控制和交互功能。
计及不确定性的区域综合能源系统日前多目标优化调度

针对区域综合能源系统因负荷变化及分布式光伏接入导致的供需失衡、节点电压/气压越限和分布不合理等问题,兼顾系统运行成本最低和电压、气压偏移度最小的目标,考虑能源互补,建立了计及负荷和光伏不确定性的区域综合能源系统日前多目标优化调度模型,并使用NBI法构造Pareto前沿以描述多目标问题的解集。模型从调度角度提出了通过系统自我调节、光伏有功削减、无功调节和电转气等控制方案,探讨了不同方案对系统电压、气压控制的效果与运行成本的影响,分析了系统间相互作用与能量流动。最后在算例中对上述多种控制方案进行验证。结果表明,采用无功调节配合储气与使用P2G的方案,能够在日前优化调度中兼顾系统运行成本最优的和电压、气压控制水平最佳的目标。
计及需求侧响应和热/电耦合的微网能源优化规划

考虑热/电互补协调的能源优化规划是提高微网综合能源利用率的基础。兼顾优化规划的配置经济性和运行经济性,并通过优化运行提高配置经济性,考虑电/热负荷需求响应和供需双侧热/电耦合,平滑供能侧热/电负荷曲线,修正配置容量。综合考虑微网年等值配置成本和四季典型月的运行收益,计及可行性约束和安全性约束,建立微网能源优化规划数学模型。利用禁忌搜索算法求解得到微网能源分层嵌套一体规划方案。算例分析表明,禁忌搜索算法适用于该优化问题,综合考虑电/热负荷需求响应和供需双侧热/电耦合的微网能源分层嵌套一体规划方案,达到了经济性最优的效果。
考虑区域综合能源系统优化运行的配电网扩展规划

随着地理上形成的区域综合能源系统(regional integrated energy system,RIES)逐渐增多,在转向能源互联网的初始阶段中,进行已有配电网络的扩展规划时面临着新的要求。为充分利用RIES可实现多能互补利用的优势,提出一种考虑区域综合能源系统优化运行的配电网扩展规划方法,用于满足负荷增长并促进资源的优化利用。首先,从能源生产、转换、存储和使用出发,构建了含多种能源设备和需求响应负荷的RIES,并分析了RIES内部能量间的转换关系。其次,基于多代理系统(multi-agent systems,MAS)搭建包含主管层、区域层、设备层的3层交互结构,实现空间尺度上不同实体的相互作用。基于此结构,对含居民、商业、工业类区域综合能源系统的配电网,建立了双层优化模型,上层进行配电网的扩展规划,下层实现区域综合能源系统的优化运行,并分析了上下层模型间的数据传递关系。然后,采用遗传膜算法(genetic membrane algorithm,GMA)和序列二次规划法(sequential quadratic programming,SQP)嵌套求解上下层模型。最后,仿真算例表明,考虑区域综合能源系统优化运行的配电网规划可以减少规划的总成本,提高能源利用效率和新能源消纳率。
含电转气和热电解耦热电联产机组的区域能源互联网联合经济调度

热电联产机组(combined heat and power,CHP)传统“以热定电”的运行方式逐渐成为制约能源耦合系统发展的主要因素。以区域能源互联系统为对象,提出一种含电转气(power to gas,P2G)和热电解耦CHP的联合经济调度模型。首先,在CHP中引入有机朗肯循环系统打破热电耦合,通过电转气和CHP的协调运作提高系统经济性,同时兼顾系统间歇性清洁能源的消纳能力与环境污染的排放问题。其次,抽象出以系统用能成本和污染物治理成本之和最小为目标函数的数学模型,采用分段线性化和二阶锥松弛方法将模型线性化处理后对模型进行求解。最后,在IEEE-39节点电网与7节点天然气网耦合系统中进行模拟仿真,结果表明:在热电解耦运行方式下,CHP热电比优化控制对系统运行工况变化有较强适应能力;P2G能消纳多余风电,实现综合能源系统经济运行,降低排放。验证了所提模型有效性,可为区域能源互联网建设提供参考。
连云港市主要公共绿地树木多样性研究

【目的】公共绿地是城市森林的重要组成部分,对维持城市生物多样性具有重要意义。通过对连云港市区10个公共绿地树木的调查,旨在探讨该地区的树种构成及其多样性,为城市生态环境建设提供科学参考依据。【方法】对所选公共绿地内的树木进行每木调查,记录胸径、树高、冠幅等数据;利用重要值、多样性指数、相似性指数等对数据进行分析。【结果】结果表明:连云港公共绿地共有树木28科58属84种,其中落羽杉、银杏、垂柳、荷花玉兰等少数几个种在数量和使用频度上较突出;树木组成的区系性质以温带为主。各公共绿地树木胸径径阶结构表明,多数样地均呈现正金字塔,说明绿地建成时间不长及较为合理的种群配置。多数样地树种重要值均集中出现在少数几个树种,同时郊区公共绿地花木比例较低。各样地间相似性系数在0.24~0.60之间,城郊之间的公共绿地无明显差异性规律。连云港10个公共绿地的Margalef指数、Shannon-Wiener指数、Simpson指数和Pielou均匀度指数分别为3.99、2.66、0.90和0.53,属于中等水平的生物多样性。【结论】合理维持树木多样性及优化树种结构是今后连云港城市森林生态建设需要关注的重点问题。
多机系统超低频振荡稳定分析与调速器参数优化

云南电网与南方电网实施异步联网后出现了长时间的超低频振荡。基于奈奎斯特矢量裕度对超低频振荡的机理进行了分析。结果表明,水轮机传递函数存在右半平面零点使水电机组相位在振荡频率附近大幅滞后是引起超低频振荡的主要原因。为了避免切除调速器使跟踪性能下降,提出了一个考虑鲁棒稳定约束下最大化跟踪性能的调速器参数频域优化方法。该方法同时满足了多个方式的稳定需求,且可同时对多个机组调速器进行优化。分析与优化方法的有效性通过云南电网算例得到了验证。
适用于MMC型直流变压器的直流故障主动限流控制方法

为满足模块化多电平换流器(MMC)型直流变压器对直流故障电流快速限制的要求,有必要对其主动限流控制方法进行研究。文中通过对双极短路故障机理的详细分析和故障电流的建模,得到了考虑上升阶段交流馈入量后的桥臂电流,以及短路电流峰值和峰值时间的表达式,然后给出了可以通过降低在故障发生后每相子模块投入数量来限制故障电流的结论。基于此结论,设计了一种新型主动限流控制方法。该方法通过产生附加直流偏置和交流增益,进而调整桥臂电压的直流分量和交流分量,再经调制环节达到限流目的。最后通过仿真验证了所提出方法的有效性和优越性。
适用于超大规模电网的在线概率潮流算法

针对半不变量概率潮流算法受电网规模影响较大的特点,对传统概率潮流算法进行了优化改进。在随机变量较少的情况下,通过求取部分灵敏度矩阵的方法减少计算量。随机变量较多时,采用网络等值与分解的方法减小待计算电网规模,有效提升了半不变量概率潮流算法的计算速度。通过标准节点系统与多个大型电网模型的仿真分析验证了所提算法的准确性与实用性。
基于模块化多电平变换器的单相低频输电方法

基于全桥模块的模块化多电平变换器(FMMC)提出了一种单相低频(SLFAC)输电方法。一种拟方波波形作为低频侧电压波形的提出,不仅可以解除对低频侧输电频率的限制,实现1Hz甚至更低频率的输电,而且可以减小低频侧功率波动和电缆的充电电流,使SLFAC的输电能力与高压直流(HVDC)输电相近。从技术经济性角度对SLFAC,HVDC及三相低频(LFAC)输电进行对比分析。提出了适用于FMMC-SLFAC的功率平衡策略,在保证系统有功平衡的前提下,实现低频侧功率波动全部由FMMC中电容吸收,不流入工频侧。推导了由低频侧功率波动引发的电容电压波动,并在电容电压波动限幅范围内,给出了低频侧电压切换时长表达式。给出了综合控制策略,通过仿真验证了FMMC-SLFAC的有效性和可行性。
基于互感差异的双拾取无线电能传输系统功率分配控制策略

针对双拾取无线电能传输系统的系统功率分配问题,利用阻抗分析方法分析了LCL-S型拓扑结构下系统功率以及系统效率的影响因素,并提出一种在满足负载功率需求条件下的系统效率最优的功率分配策略。该控制策略根据系统负载功率和耦合机构互感优化拾取端的功率分配,实现功率传输和效率的优化控制。最后,通过仿真与实验验证了理论分析的正确性。
基于隐马尔可夫模型的日内风电功率预测误差区间滚动估计

风电的波动性和不确定性给大规模风电并网带来了挑战,估计风电场上报风电的预测功率误差范围,能够为含风电电力系统的运行调度提供重要信息。因此,提出基于隐马尔可夫模型的日内风电功率预测误差区间滚动估计方法。通过建立隐马尔可夫模型实现一定置信水平下对风电功率误差波动区间的快速估计,并利用局部加权回归散点平滑法对误差区间进行处理。以实际数据为例分析,结果表明所提方法能够给出风电功率预测误差的波动范围,为电力系统的调度与控制、备用容量的配置、风险评估等方面提供更全面的信息。
含电压源换流器的交直流混联电网状态估计快速解耦法

多端柔性直流输电技术的发展迫切需要改进和完善现有的状态估计算法以支撑调度系统应用。根据含多端柔性直流的交直流混联系统状态估计模型的结构特点,提出了一种含电压源换流器的交直流电网快速解耦状态估计算法。在传统交流状态估计模型上扩展了柔性直流电网模型,并根据交直流系统的稳态物理特性按有功、无功类对交直流量测和状态量进行分类,在保留系统耦合关系的基础上忽略雅可比矩阵中的某些次要因素,通过正常工况下的矩阵元素常数化,从而实现交直流系统的快速解耦估计计算。通过含3端柔性直流系统的IEEE 14和IEEE 118节点交直流系统算例仿真,验证了算法的有效性和实用性。
森林凋落物分解过程与土壤动物的相互关系研究进展

以土壤动物为主导的碎屑食物链是凋落物生物化学降解的主要途径,也是实现森林生态系统碳和养分循环的关键环节。现有的研究结果已经清晰认识到:①气候环境是决定生态系统土壤动物多样性及其对凋落物分解贡献的首要因素;②凋落物质量明显调控了特定气候带内土壤动物与凋落物分解的相互作用关系;③全球气候与环境变化正在改变土壤动物多样性与凋落物特征,导致土壤动物对凋落物分解的作用更不明确。同时,当前土壤动物分类方法相对滞后、凋落物分解袋法等研究方法存在明显缺陷。今后应在不断完善研究方法的基础上,重点关注气候变化情境下凋落物质量变化与土壤动物群落演替的生态关联性,使得土壤动物参与的物质循环、能量流动与信息传递等关键过程更加清晰。
基于单相锁相环的高压直流分相触发相位控制

触发相位控制是高压直流系统控制的基础。换流器触发相位控制方式对高压直流性能的影响尤以不对称故障工况下为甚。针对传统分相触发中过零点检测抗干扰性差以及等间隔触发控制自由度低等缺点,提出一种新的基于单相锁相环的分相触发方案,该触发方式的锁相过程对谐波和负序电压干扰具有较强的抑制能力,能够在三相不对称工况下获得更详细的电压相位信息,减小此时各阀实际触发角的差异。最后,利用PSCAD/EMTDC对所提分相触发方式下高压直流稳态和暂态性能进行了仿真测试和分析,结果表明新分相触发对系统稳态性能无不利影响,并可有效降低交流故障恢复过程发生后续换相失败的概率,验证了该分相触发方式的优越性。
适用于海量负荷数据分类的高性能反向传播神经网络算法

负荷分类对于指导电网发用电规划与保证电网可靠运行具有重要意义。面向负荷数据海量化与复杂化趋势,传统负荷分类方法已无法满足用电大数据分析要求。首先,针对用户侧数据体量大、类型多、速度快等特点,在Spark平台上将反向传播神经网络(BPNN)算法并行化,实现对海量负荷数据的高效分类。然后,通过对训练样本抽样分块以降低各网络学习时间,针对分布式后BPNN基分类器由于学习样本缺失潜在的准确度下降问题,采用集成学习予以改善。并通过BPNN学习不同训练样本块构建差异化基分类器,对基分类结果多数投票得到最终分类结果。另外,提供了一种基于K-means和K-medoids聚类的负荷数据训练样本选取方法。算例表明所提方法既能对负荷曲线有效分类,又能大幅提高海量数据的处理效率。
全范围内中点电位平衡的三电平变换器调制策略

中点电位的平衡是保证中点钳位型三电平变换器安全可靠运行的必要条件。因此,提出了一种可在全功率因数、全调制度范围内维持中点电位平衡的调制策略。该调制策略的特征为在1个开关周期内只有3次开关动作,并提出了适合于该调制策略的中点电位恢复算法。与基于载波的脉宽调制和虚拟空间矢量调制方法相比,所提出的调制策略能在很大程度上降低开关损耗,并且具有较好的输出电压波形质量和较强的中点电位控制能力与恢复能力。最后,通过实验对比了现有的调制策略,验证了所提调制策略的可行性和优越性。
基于TOPSIS方法的居民区电动汽车有序充电策略

针对中国目前超大城市电动汽车保有量的快速增长与现有配电网制约用户充电需求的矛盾,提出了一种基于理想解法的居民区电动汽车有序充电策略,以最大限度调配现有可用的电能资源。通过分析电动汽车出行规律,建立了居民区电动汽车出行、返回、等待、充电的数学模型。在综合考虑充电时间、充电费用、等待时间、充电完成率、小区总负荷变化率等决策指标基础上,建立了基于理想解法的有序充电排序方法,并通过算例仿真进一步对比了分时电价策略下峰谷电价对用户充电行为的影响。仿真结果表明,与现有网格选取法有序充电结果相比,该方法可在保证电动汽车充电完成率和稳定居民区负荷前提下,更好地兼顾电动汽车充电的连续性、便捷性和经济性,为居民区停车场电动汽车有序充电管理提供决策依据。
双馈风力发电机低电压穿越控制策略量化评价

近年来风电发展迅速,低电压穿越(LVRT)能力是衡量其暂态运行能力的关键指标。已有学者对提高双馈风力发电机(DFIG)的LVRT能力进行了大量研究,然而针对不同的LVRT控制策略缺乏定量的评价标准。针对DFIG,利用局部输入—输出稳定理论,以外部电压变化为扰动,提出了DFIG的LVRT控制策略定量评价标准。首先,基于局部输入—输出稳定理论的积分—积分估计形式,结合DFIG实际运行要求以及不同控制策略在持续电压干扰下的响应,分析了各个控制策略的局部输入—输出稳定属性。然后,考虑到利用线性函数估计输入—输出增益保守性较大,采用了分段线性函数,并设计了相应算法。最后,基于量化的局部输入—输出稳定属性,提出了定量评价指标,分析了不同控制策略的优劣,并给出了具体改进方案。算例测试证实了改进方案能够在无附加硬件时,充分利用不同控制策略的优势。
动态EEAC的自适应分段映射

在完整的扩展等面积准则(EEAC)算法流程中,动态EEAC(DEEAC)是在解析的静态EEAC(SEEAC)与精确的集成EEAC(IEEAC)之间的桥梁环节。为了更好地综合IEEAC的精确性与SEEAC的快速性,文中研究了DEEAC的分段数对完整EEAC算法性能的影响规律。并在此基础上,融合因果分析及机器学习方法,在DEEAC中采用自适应分段的泰勒级数展开及降维映射,以替代在故障中及故障后的2分段展开方式。根据DEEAC与SEEAC所得稳定裕度之差,定义算例的时变度指标,并据此自动调整DEEAC环节的分段数。对36套中国区域和省级电力系统数据的3 272个算例,包括对称及不对称故障在内的仿真结果表明:自适应分段的DEEAC比固定分段的DEEAC的计算量平均增加4%,但显著提升了强时变算例的分析精度,减小了稳定分类器的降效性误判率。
适应电网快速调频的热电联产机组新型变负荷控制策略

大型发电机组的一次调频特性对电力系统频率稳定与电能质量至关重要。热电联产机组热网中存储了大量蓄热,在短时间内利用这部分蓄热可以显著改善机组的调频性能而又不影响热用户需求。建立了机组释放蓄热的静、动态模型与热电耦合特性模型,提出了“供热抽汽快速动作、锅炉燃料精准追踪、供热抽汽缓慢恢复”的快速变负荷控制思路,并据此设计了供热抽汽调节与传统协调控制相结合的新型变负荷控制方法。以某330MW机组为例进行了仿真验证,结果表明所提出的控制策略实现了供热抽汽的快速调节与主动恢复,缩短了机组跨出负荷响应死区的时间,提升了机组的变负荷速率,有效改善了机组的自动发电控制(AGC)性能。
考虑供热网储热特性的电—热综合能源系统优化调度

在电—热综合能源系统中,利用电力、热力系统的互补特性可提高系统运行的灵活性,从而提升系统消纳可再生能源的能力。电力系统和热力系统通过热电联产、电制热等发生耦合,文中考虑了热力系统中供热管道传输时间延迟和热损失等热动态特性,以及用户供热需求的柔性,建立了考虑供热网储热特性的电—热综合能源系统优化调度模型。算例1以IEEE 39节点电网和26节点热网耦合系统为例进行分析,结果显示所提模型可以通过能量时间平移,优化匹配电—热综合能源系统的源、网、荷,促进可再生能源高比例消纳;算例2则以海宁市尖山新区为例,分析了含高渗透率可再生能源系统中以集中供热拓展能源终端消费的效果。
电力设备状态评估中的数据科学问题:挑战与展望

电力设备作为能源电力系统的纽带,对其进行有效的状态评估是电力系统稳定运行的有力保障。在目前已有研究成果基础上,从数据科学角度对电力设备状态评估领域中的分析方法做了深入剖析。首先,介绍了数据科学背景下电力设备状态评估的新特点;然后,以目前较为熟知的数据分析方法为切入点,论述了基于数据分析技术的电力设备状态评估方法在数据预处理、计算分析、存储及可视化等各环节的关键问题;其次,系统阐述了数据科学在电力设备状态评估领域中的具体应用场景、瓶颈问题和发展方向;最后,探讨了电力设备状态评估中的数据科学所面临的挑战,并展望了该领域未来研究工作的若干方向。
江苏电网侧电池储能电站建设运行的启示

2018年7月18日,中国首批101MW/202MW·h分布式电网侧电池储能电站在江苏镇江投运,在夏季迎峰度夏时段充分发挥电池储能系统调峰、调频、应急响应的作用,解决了镇江仿晋分区夏季负荷供电缺口,有效增加了电网的调节手段和调节能力,有助于电网安全稳定运行。投运至今,该储能电站已多次向电网提供自动发电控制(AGC)功率响应、调峰调频等辅助服务。首先分析了镇江电网侧储能电站建设的背景和内在动因,接着从电池选型、一/二次架构等方面介绍其集成方案,并对其AGC控制、应急响应控制以及一次调频控制分别进行了介绍与分析,最后从储能并网相关技术标准制定、储能并网检测工作开展、储能参与辅助服务市场、分布式储能应用研究等方面,深入探讨了江苏电网侧储能电站投运对中国储能技术发展与应用的启示和建议。
考虑电能交互的冷热电多微网系统日前优化经济调度

多个冷热电联供型微网接入同一区域配电网,形成以配电网为核心的冷热电联供型多微网系统。当冷热电联供型多微网间通过联络线进行电能交互时,给传统的多微网系统优化调度问题带来了挑战。在分析典型冷热电联供型微网供能结构的基础上,研究供用储设备间的冷热电能流动关系和设备的数学模型,建立考虑微网间电能交互的冷热电联供型多微网系统优化经济调度模型。通过天津中新生态城算例,分析各个冷热电联供型微网中设备出力和冷热电负荷平衡情况,与多微网间不存在电能交互时的优化调度进行经济成本、CO_2排放量和各微网与电网交易电功率值的比较,与传统冷热电联供系统“以热定电”和“以电定热”运行方式下多微网系统的总运行成本进行对比,验证所提模型的经济性、环保性和有效性,并对微网间交易电价的制定做进一步研究。
氮添加对杉木林土壤有机碳矿化速率及酶动力学参数温度敏感性的影响

为探讨氮添加对亚热带森林土壤有机碳矿化速率(C_(min))及酶动力学参数温度敏感性(Q_(10))的影响,选择亚热带杉木林土壤为研究对象,采用野外长期氮添加与室内控温培养试验,分析土壤C_(min)及β-1,4-葡萄糖苷酶(βG)动力学参数温度敏感性。野外试验设置对照(N0) 、低氮(N1: 50 kg N hm-2 a-1) 、高氮(N2: 100 kg N hm-2 a-1) 3种处理,每种处理3次重复,室内培养设置10—40℃。结果表明: (1)氮添加增加土壤C_(min),为N2>N1>N0,但其Q_(10) (C_(min))差异不显著。(2)氮添加增加βG的潜在最大反应速率(V_(max))和催化效率(V_(max) /K_m),且V_(max)和V_(max) /K_m均为N2>N1>N0,而氮添加对半饱和常数(K_m)影响不显著。Q_(10) (V_(max))和Q_(10) (K_m)大小为N2>N1>N0且差异显著,但是Q_(10) (V_(max) /K_m)无显著差异。(3)相关分析表明,30℃培养温度下,C_(min)和全磷(TP) 、硝态氮(NO-3 -N) 、有效磷(aP) 、V_(max)正相关; V_(max)和TP、NO-3 -N正相关,和pH负相关; K_m和全氮(TN)负相关; V_(max) /K_m和pH负相关,和TP正相关。30—40℃培养温度下,Q_(10) (V_(max))和pH负相关,Q_(10) (V_(max) /K_m)和TN负相关。研究可为氮沉降背景下土壤碳素循环的生物化学过程对增温响应的模型提供重要参数。
页岩气开发对植被和土壤的影响研究进展

页岩气开发和生产过程影响水资源与水质、土地利用与植被覆盖、土壤侵蚀与土壤质量。综述了页岩气开发和生产过程可能存在的生态环境影响,并重点评价了国际上不同区域页岩气开发和生产对土地利用和植被覆被变化、景观破碎化的影响,以及对土壤侵蚀和土壤质量的影响。研究发现页岩气开发平台、运输道路和管线占用农田、牧场、森林,造成不同程度的景观破碎化,在坡地开发页岩气会导致土壤侵蚀与沉积风险增大。截止2015年末,在我国重庆涪陵焦石坝页岩气产建区55.8%的面积(146.56 km2)存在土壤侵蚀和石漠化生态风险。我国页岩气开发区水基钻屑固化填埋未对周边土壤造成污染。建议页岩气开发设计应考虑占地、景观破碎化的影响,并及时开展页岩气开发暂时占地的复垦工作。
杭州市公交车油改电项目碳排放效益核算

以减少碳排放为核心的应对气候变化行动已成为全球趋势,中国政府积极践行减少碳排放的国际承诺,出台多项鼓励新能源的政策措施,其中包括对新能源产业的补偿以及将燃油汽车改装为电动汽车。但是这些政策的实施效果并不太清楚。举例来说,煤电为主的供电类型极大削弱了碳减排的效果,充电桩等配套基础设施建设和旧车报废等过程还会产生额外碳排放,不同城市之间的这些情况差别也较大。因此,城市层面生命周期尺度上的电动车碳减排效果尚未明确。基于生命周期理论,以杭州市为例,在构建公交车生命周期模型下分别核算纯电动和柴油车生命周期碳排放量,并在基准情景、低碳情景和强化低碳情景下进行公交车油改电碳排模拟。研究结果表明: (1)杭州市单辆纯电动和柴油公交车生命周期CO_2排放量分别为1103.237t和1401.319t,减排比例达21.27%。其中,电力生产约占纯电动车生命周期碳排量74.10%,柴油生产与消耗约占柴油车生命周期碳排量86.96%; (2)目前杭州市在营运的2312辆纯电动公交车生命周期内(13年)碳减排总量约达到68.917万t,年均5.301万t; (3)在油改电过程中,纯电动公交车需运行约3.5年后才能相对柴油公交车真正起到碳减排效果; (4)在不同新煤电技术及能源结构优化下, 2020、2035和2050年杭州市公交车油改电项目每辆车碳减排量将达到354.071—884.339t,年均27.236— 68.026t,减排比例25.27%—63.11%,且2050年强化情景下纯公交车生命周期碳排量仅为当前纯电动公交车和柴油公交车的46.86%和36.89%,潜在碳减排效益显著。
西南喀斯特典型石漠化生态系统土壤养分生态化学计量特征及其影响因素

喀斯特石漠化生态系统土壤养分元素生态化学计量特征及其对环境变异的生态响应是喀斯特退化森林生态系统恢复重建必需明确的关键科学问题。为探明喀斯特石漠化土壤C、N、P、K养分元素生态化学计量特征,探讨其对环境因子的响应,对西南喀斯特3个典型石漠化调查点(贵州毕节鸭池、清镇红枫湖和关岭-贞丰花江) 90个样方土壤及环境因子调查取样,研究了其土壤有机碳(C) 、全氮(N) 、全磷(P)及全钾(K)的化学计量特征及其影响因素。结果表明:西南喀斯特典型石漠化生态系统土壤C、N、P、K平均含量分别为45.61、2.54、0.79 g /kg和3.33 g /kg,计量比C ∶N、C ∶P、C ∶K、N ∶P、N ∶K、P ∶K平均值分别为19.56、 65.07、23.65、3.45、1.32和0.39。4个土壤养分元素中,K元素表现明显高于其他元素的波动性。土壤养分含量及化学计量比在不同调查点、石漠化等级及植被覆盖率环境均有显著差异。无石漠化环境土壤养分C、N、P含量显著大于潜在、轻度、中度和强度石漠化,而强度石漠化环境土壤养分K含量却显著高于其他等级石漠化。土壤养分含量之间及其与化学计量比之间多具有显著的非线性相关关系。降水、温度、岩石裸露率和土地覆被是西南喀斯特石漠化生态系统土壤养分及其化学计量比最主要的影响因素。研究结果对丰富土壤生态化学计量学科学理论和我国西南喀斯特石漠化退化植被科学恢复具有重要意义。
承灾脆弱性视角下的生态系统服务需求评估及供需空间匹配

生态系统服务供需空间分布格局及匹配关系是生态系统服务领域的热点问题。将生态系统服务聚焦于增强城市系统承受自然灾害的能力和恢复力功能上,引入承灾脆弱性表征生态系统服务需求。选择首批经济特区之一的珠海市为案例研究区,土壤保持服务为供需分析的对象,利用承灾脆弱性评价城市系统及居民的服务需求并刻画需求的空间异质性,采用基于“3S技术”的InVEST模型定量评估服务供给潜力,从流域与镇、街道两种尺度分析生态系统服务供需匹配状况,以期为市级土地利用管理、景观格局优化及城市经济建设提供建议。研究结果表明:根据供需空间匹配状况,珠海市包含高供给高需求、低供给高需求、低供给低需求与高供给低需求四种供需匹配类型。珠海市土壤保持服务供需空间错位状况较为严重,人口密集的城镇区域需求极高但供给严重缺乏,部分生态源地的高供给无法惠及周边区域人口;兼顾经济建设与生态保护的高供给高需求地区仅占全域面积的8.7%;以农业导向且经济发展缓慢的低供给低需求地区分布较广。是对生态系统服务供给与需求的空间异质性刻画及供需空间匹配的重要尝试,为城市建设和生态管理提供参考。
基于林龄的滨海盐碱地杨树刺槐混交林土壤理化性质及草本植物多样性动态

以黄河三角洲滨海盐碱地不同林龄的杨树(Populus×Euramercana‘Neva') 、刺槐(Robinia pseucdoacacia)人工混交林及相应的纯林为研究对象,采用空间代时间的方法,研究了其不同林龄人工林林下植被特征与土壤理化性质变化。结果表明: (1)白茅(Imperata cylindrica) 、猪毛菜(Salsola collina) 、刺儿菜(Cirsium setosum)是滨海盐碱地人工林林下群落的优势种。(2)随着林分年龄(3年、7年、18年)的增加,杨树刺槐混交林及相应纯林Patrick指数及Margalef指数、Shannon-Wiener指数、Simpson指数及Pielou指数均表现出低-高-低的变化趋势,7年生时丰富度、草本多样性、均匀度最高。(3)杨树刺槐混交提高了林下草本物种组成及重要值,就纯林而言,刺槐林下植被物种多样性显著高于同龄杨树。(4)随着林龄的增大,杨树刺槐混交林及其纯林林下土壤pH值逐渐降低,杨树刺槐纯林土壤含盐量先增后减,杨树×刺槐混交林土壤含盐量依次递减;杨树刺槐混交林及其纯林林下土壤全磷含量呈先增加后减小趋势;杨树纯林及杨树×刺槐混交林全氮含量呈先减小后增加的趋势,刺槐纯林林下土壤全氮量呈连续增长的趋势;林龄间土壤pH、含盐量、全氮及全磷含量差异显著。(5)草本植物多样性相关指数与土壤含盐量呈极显著负相关,与土壤全磷量呈极显著正相关。
澳门城市生态系统格局变化研究

澳门回归祖国近20年间,社会经济快速发展、填海造地工程加速推进、海岸带人口不断集聚,生态系统格局发生巨大变化。以2001年和2017年两期高分辨率遥感影像数据为基础,首先分析土地利用转移矩阵及重心转移状况;然后,通过粒度上推法确定最佳分析粒度,并利用移动窗口法研究澳门城市生态系统格局时空变化;最后,结合实地调研情况,对研究发现展开讨论。研究结果表明: (1)澳门城市总面积由26.19 km~2增加到32.77 km~2,增长率为25.12%,其中裸地和建设用地扩张显著; (2)澳门城市生态系统受人为干扰作用显著,城市景观破碎度增加、多样性降低,景观形状趋于复杂、不规则,城市生境质量存在下降风险; (3)澳门半岛和离岛各景观组分和空间构型差异性显著,优势景观分别为建设用地和有林地; (4)澳门半岛主要填海方式为离岛围填,而离岛区域则为海滨围填。
洞庭湖湿地3个林龄杨树人工林叶与土壤碳氮磷生态化学计量特征

选取洞庭湖洲滩湿地挖沟抬垄造林的6林龄、9林龄和13林龄杨树人工纯林为研究对象,通过比较不同林龄杨树叶及沟垄土壤的C、N、P含量差异,研究湿地杨树人工林不同生长阶段养分元素的分配格局及生态化学计量学特征,揭示杨树种植对洞庭湖湿地生态系统的影响。结果显示,叶N、叶P以及C ∶P和N ∶P与林龄显著相关,但叶C和C ∶N与林龄不相关。3个林龄杨树人工林叶N ∶P均大于16,说明P是限制洞庭湖杨树生长发育的主要因子,9林龄叶P量显著低于6林龄和13林龄,而N ∶P和C ∶P则显著高于6林龄和13林龄,说明P的限制在9林龄尤为显著。3个林龄湿地杨树人工林树垄和树沟土壤有机C、全N和C ∶N呈现出与林龄和土层深度的负相关关系,但全P与两者没有显著关系。C ∶P在树垄样地中呈现出与林龄和土层深度的负相关关系,而在树沟样地中呈现出与土层深度的正相关关系,与林龄无显著关系。N ∶P在9林龄和13林龄树垄样地和6林龄树沟样地中与土层深度呈负相关关系,说明挖沟抬垄造林方式不利于土壤有机C和全N的积累,也不利于维持洞庭湖湿地土壤的肥力。
森林生态系统性状的空间格局与影响因素研究进展———基于中国东部样带的整合分析

性状(Trait)或功能性状(Functional trait)是植物、动物和微生物等对外界环境长期适应和进化后所呈现出来的可量度的特征,也是人们认识自然、利用或改造自然的重要途径和技术手段。近几十年来,科学家对植物、动物和微生物功能性状的研究取得了令人瞩目的成就,尤其在物种水平的植物叶片和根性状的研究领域;然而,自然生态系统是复杂的,植物、动物和微生物自身的多种性状间及其不同生物间性状的相互作用是广泛存在的,因此需要跨学科、系统性、集成式地调查和研究。以中国东部南北样带(NSTEC)森林生态系统为对象开展了植物、微生物和土壤性状的综合测定;基于其核心的研究结论并适当整合NSTEC前期的相关研究成果,希望能给性状研究提供新的调查模式和分析思路。沿NSTEC从热带雨林到寒温带针叶林3700 km样带选取了9个地带性森林生态系统,在群落结构调查基础上对群落内所有植物种类(总计1177物种)开展了系统性的性状测定(叶-枝-干-根多元素含量,叶片形态性状-气孔性状-解剖性状-叶绿素含量-多元素含量-非结构性碳水化合物、细根形态性状-解剖性状-多元素含量等),测定了土壤微生物群落结构、酶活性、土壤有机质结构与组成、土壤碳氮周转及其温度敏感性等参数。基于上述数据,不仅按传统途径系统性地探讨了植物、微生物和土壤多种性状的纬度变异规律与影响因素;还从不同角度探讨了“如何科学地将器官水平测定性状推导至天然森林群落水平”科学难题,并从多个性状角度建立了自然森林生态系统中性状与功能的定量关系。在此基础上提出“性状网络”和“生态系统性状”概念,以其更好地用于揭示自然界复杂的森林生态系统,为验证和发展生态学理论、探讨多种性状间协同(权衡)的生态系统生产力优化机制提供重要的数据支撑。希望通过解决性状尺度拓展的技术难题,未来将传统性状研究拓展至群落或生态系统水平,并与高速发展的宏观观测手段(遥感观测、通量观测、模型模拟)有机结合,使性状研究更好地服务于区域乃至全球性的生态环境问题。
沂蒙山区不同森林类型凋落物量及其动态特征

凋落物在森林养分循环中起重要作用,受森林类型、气候带等因素的影响。本文研究了沂蒙山区黑松(Pinus thunbergii Parl.)人工林、栓皮栎(Quercus variabilis Bl.)人工林和天然次生林的凋落物总量和组分的动态特征。天然次生林年凋落物总量(3368 kg /hm~2)高于栓皮栎人工林(3256 kg /hm~2)高于黑松人工林(3212 kg /hm~2),森林类型间差异不显著。3种森林类型的凋落物月总量呈双峰曲线,最大峰值在10—11月,次峰值在4—5月,最小峰值出现时间不同:黑松人工林为12月,另两种森林类型为7月。针叶凋落量和比例、碎屑凋落量表现为黑松人工林高于天然次生林高于栓皮栎人工林,而阔叶凋落量和比例、果凋落量的比例则相反。枝凋落量在森林类型间无显著差异。线性回归分析表明,凋落物总量月动态受最低和最高气温的影响。针叶凋落量受最低气温、最高气温和最大降水量影响;阔叶凋落量受最低气温影响;枝凋落量受降水量、风速和最大降水量影响;果凋落量受气温、风速和降水量影响。结果阐明了暖温带森林类型对凋落物量及组分动态特征的影响,可为其养分循环特征提供数据支撑。
效率演化视角下吉林省松花江流域产业系统环境适应性研究

基于效率演化视角与适应性分析范式,综合采用投入导向生产规模报酬可变的VRS模型,对吉林省松花江流域产业系统环境适应性时空分异特征与影响因素进行了研究,结果发现松花江流域产业系统:①现状格局特征分析反映出吉林省松花江流域各县市尚处于规模扩张与总量增长阶段,仍有众多县市尚未达到最优规模阶段,在未来一段时间内,规模集聚仍是产业或经济发展的主流;②时序演化特征分析反映出吉林省松花江流域产业生态化发展迟缓,产业规模扩张仍是效率提升的关键所在,科学技术尚未发挥出其应有作用;③空间分异特征分析,综合效率与规模效率较高的县市不断向流域中上游地区聚集,纯技术效率主要集中于中下游地区,综合效率的提升主要由于规模效率的增加,纯技术效率对其作用不明显;④区位条件、路径依赖效应、经济发展水平以及科学技术因素是影响吉林省松花江流域产业系统环境适应性的重要因素。
四川米易海塔地区混合岩化与铀成矿作用

米易海塔地区晋宁期发生大规模的区域性混合岩化作用,形成一套中-深变质岩相的岩石组合,并且在混合岩中发育了较好的铀矿化。但是,混合岩化与铀成矿的关系,以及混合岩形成以后是否有后期热液叠加成矿,前人一直没有进行过研究。笔者通过对该区混合岩开展脉体的锆石UPb测年、矿化岩石的晶质铀矿测年,以及与铀矿化共生的辉钼矿Re-Os同位素测年,探讨了混合岩化与铀成矿作用的关系。研究发现,混合岩脉体的锆石U-Pb加权平均年龄为801±38 Ma,晶质铀矿表观年龄为701.8 Ma,辉钼矿的Re-Os同位素加权平均年龄为754±10.7 Ma,三者的形成时间大体一致,均属晋宁期,说明混合岩化的同时铀得到了富集,局部形成高品位的铀矿化。同时,区内发育后期热液叠加成矿作用,铀矿化年龄为228.6、225.9、210.5 Ma,属印支晚期矿化。这与矿化体附近细粒花岗岩脉测得的锆石U-Pb年龄(219±14Ma)基本一致,暗示铀矿化可能与印支晚期的花岗岩浆活动有关,花岗岩脉侵位及其带来的热液活动,导致混合岩脉体中铀的叠加富集成矿。
中国海洋生态效率时空分异及其与海洋产业结构响应关系识别

采用超效率DEA模型对中国海洋生态效率进行测算,运用标准差椭圆对其进行空间可视化表达,最后运用VAR模型对海洋产业结构和海洋生态效率进行脉冲响应分析,以评测中国海洋生态效率时空差异并探究其与海洋产业结构响应关系。结论如下:中国沿海省份海洋第三产业比重占海洋生产总值较大,在研究期内呈现增长趋势;大多数省份海洋产业结构熵值下降,说明该类省份海洋产业发展平稳;在时间上,海洋生态效率总体上处于无效状态,海洋第三产业占比重高的年份,海洋生态效率相对较高;在空间上,海洋生态效率重心总体呈现向北移动趋势,表明北方海洋生态效率的优化进度快于南方;基于沿海各省脉冲响应图可以得出,各省份海洋产业结构对海洋生态效率的冲击最后都趋于平稳,主要原因在于随着中国海洋产业结构升级变动稳定,其对海洋生态效率的影响越来越小;在方差分解部分,沿海各省份海洋产业结构升级对海洋生态效率方差分解的贡献度较高,且呈现增长趋势,说明海洋产业结构升级对海洋生态效率的提升有一定的作用。
基于吉林省观测土壤水分的WOFOST模型模拟研究

利用吉林省白城站试验数据进行模型参数调整,通过独立的观测资料对生育期、叶面积指数、地上部分各器官生物量进行模拟验证与评价。以白城站和榆树站代表吉林省西部玉米种植区和中部黄金玉米带参数,利用农业气象观测站发育期资料、气象资料和经过质量控制后的逐日土壤水分自动站观测数据进行模拟。为了提高WOFOST模型模拟精度,将由模型通过降水量计算的土壤体积含水量替换为实测土壤水分计算的体积含水量,采用替换后的土壤体积含水量参与模型下一步运算,以此来模拟2001-2016年春玉米穗生物量变化状况,构建玉米土壤体积含水量改善率(PD)指标,来表征降水驱动和土壤水分驱动对作物模型模拟结果的影响。结果表明:(1)模型对白城站春玉米生育期、叶面积、地上部分总生物量和叶生物量较准确,而穗生物量模拟效果一般。(2)从代表站白城来看,穗生物量模拟值与降水量存在明显正相关,降水偏少的年份土壤模拟效果明显优于降水驱动。(3)从区域来看,以盐碱土为主的地区或降水量偏少的年型下土壤水分驱动效果优于降水驱动;在以黑土为主的区域或降水偏多的年型下,两者模拟效果基本接近。(4)总体来说,利用观测土壤水分替换降水量参与模型能够显著提高模型模拟精度。
郑州CINRAD风暴追踪产品误差统计分析

利用2009-2016年5-9月郑州新一代天气雷达资料,对5615个单体回波按不同预报时效、不同生命史和不同类型强对流的风暴追踪信息产品进行统计,较系统地分析了单体回波的距离误差和方向误差,探讨了实况与预报的偏差方向。结果表明:30和60 min距离误差分别为9.3和16.9 km,方向误差变化不大,随着预报时效的延长,距离误差增大;生命史≤1 h、1~2 h和超过2 h的30 min预报平均距离误差分别为9.8、8.8和7.7 km,方向误差分别为25.2°、25.7°和22.8°;生命史在1~2 h和超过2 h的60 min预报平均距离误差分别为17.3和15.9 km,方向误差为24.4°和22.7°,随着单体生命史的延长,方向和距离误差呈减小趋势;西北气流型、西南气流型两种类型单体回波和整体误差一致,两种类型回波单体30和60 min方向和距离误差基本相当;不同类型、不同预报时效统计均为实况偏于预报路径右侧的次数多于偏左的次数,30和60 min偏右比例分别为57.5%和55.6%。
西南地区短时强降水的气候特征分析

利用国家级地面气象站逐小时和日降水数据集资料,对西南地区短时强降水的气候特征进行了分析,并对近30年来强短时强降水和强暴雨的变化趋势进行了分析。结果表明:西南地区短时强降水主要集中在4-10月;三个高发区分别位于贵州东南部、四川盆地西南部和云南东南部,年均发生次数约5~6次;强度一般为20~30 mm·h~(-1),其中贵州30 mm·h~(-1)以上的小时降水强度所占比例最高,四川盆地西部边缘地区小时降水最强,超过80 mm·h~(-1),极端小时降水达123.1 mm·h~(-1);短时强降水具有明显的夜发性,02时左右为发生频次的峰值时段。从近30年西南地区超过第90百分位的强短时强降水与强暴雨的长期变化趋势来看,强短时强降水呈现频次增加、强度增强的变化趋势,强暴雨则变化不明显。
山东省汛期小时降水过程时空分布特征

利用山东省74个气象站1961-2012年逐时降水观测数据,分析了山东省汛期(5-9月)短历时和持续性降水过程的时空分布特征。结果表明:(1)过程降水量和过程历时显著增大使得山东省汛期总降水量略有增加,持续性降水过程次数、过程降水量、过程历时的增加对总降水量增加的贡献最大。(2)短历时总降水量以鲁中山区、鲁东南地区最多,鲁东南沿海、半岛东部持续性总降水量最多;短历时过程降水量、平均雨强以鲁东南向西北方向经鲁中山区至德州一带最大,持续性过程降水量、平均雨强在半岛东部和鲁东南部分地区最大。(3)短历时峰值雨强以鲁中山区周边地区较大,持续性峰值雨强以鲁南、鲁东南、半岛东部较大。(4)鲁中山区、鲁南及半岛个别地区短历时降水一般开始于午后(13-18时),鲁中山区周边及半岛沿海一带多以夜雨为主,持续性降水过程开始时间多出现在夜间。