mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
无线可充电传感器网络中充电规划研究进展

传感器网络作为当代信息获取的重要手段之一,受到各国各界的广泛关注.在传感器网络中,能量问题一直是限制其广泛应用的重要约束和挑战.由于无线充电技术和智能移动节点的发展,使得综合使用这两种技术能够彻底解决传感器网络中的能量问题.这类采用无线充电方案的传感器网络称为无线可充电传感器网络.其中,充电规划影响无线可充电传感器网络在解决能量问题时的成本和效果,因此成为研究的热点.综述了最近几年无线可充电传感器网络研究中充电规划设计,从软、硬件层面的6个不同维度对这些方案进行分类概述和对比分析,总结在不同应用场景下进行充电规划设计的一般性思路,并通过3个实例进行演示,验证该设计思路的易用性和实用性.
某新型航空发动机的建模及仿真研究

建立航空发动机的数学模型进行仿真实验在发动机的整个研制过程中尤为重要。针对目前大多航空发动机的建模及仿真研究都仅限于单轴或双轴发动机的问题,结合某新型航空发动机的特点提出三轴发动机的建模及仿真方法,并通过HIL仿真试验系统的综合测试。对比分析结果表明,某型航空发动机的数学模型具有较高的置信度,所提出的数学模型能够满足控制器HIL仿真、控制器测试等方面的应用要求。
ARM嵌入式系统模糊可靠性评价

嵌入式系统在现在和可预见的未来的生活中发挥着举足轻重的作用,而其可靠性成为制约行业发展的关键技术。针对常规设计中更多的侧重于系统各项功能性实现,较少关注系统的可靠性问题,在总结常规可靠性设计方法的基础上,从嵌入式系统硬件和软件结合的角度提出了一种新的ARM嵌入式系统可靠性等级评价方法。该评价方法将各个量化因子用折线相连,计算其围成图形的面积与最大图形面积之比,由此得到系统的可靠性等级。将该方法应用于所设计的ARM嵌入式数据采集器,评价结果表明,数据采集器的可靠性大于80%,系统可靠稳定。
电子式互感器测量环节传输特性的研究

电子式互感器作为电力系统的一种新型二次设备,具有动态范围大、数据传输抗干扰能力强、测量精度高、线性性良好等特点,因而在现代电力系统及继电保护中发挥着重要的作用。在分析罗氏线圈电流互感器结构和测量原理的基础上,对其进行传感头和模拟信号处理系统的建模工作,推导了传递函数,研究了电网高次谐波及冲击电流两种电网畸变波形对电子式电流互感器传输特性的影响,并通过Simulink进行了定性、定量仿真分析,同时还分析了电子式互感器的结构参数对输入输出特性的影响。
基于自适应松弛Picard法的高效非饱和渗流有限元分析

有效地模拟非饱和渗流过程对土质边坡稳定性分析、土石坝渗流、污染物迁移等众多领域有着重要的意义。描述非饱和渗流的Richards方程是具有强烈非线性的偏微分方程,通常需要采用有限元等数值方法并结合有效的迭代方法进行求解。Picard迭代法是实用的非线性计算方法,在非饱和渗流领域应用广泛,但经常会出现收敛震荡、速度缓慢和精度降低的问题。为提高计算性能,结合有限元法提出了一种高效的自适应松弛Picard法。通过模拟一维和二维渗流算例,并与传统方法的结果进行对比,对算法和程序的准确性、高效性和鲁棒性进行了验证。测试结果表明,该方法可以在保证计算精度的同时有效地减少数值震荡,提高收敛速度。研究成果对非饱和渗流有限元程序的开发和应用有一定的参考价值。
浅埋超长工作面裂隙梁铰拱结构稳定性分析及数值模拟研究

以超长工作面基本顶初次断裂所成铰拱结构为力学模型,在铰接端接触面按照应力指数分布规律,得出新的水平推力公式。通过严格几何变形推导出铰接端变形量与下沉量,结合数值模拟与现场实例进行验算,应用新的推力公式对结构稳定性进行判断。与传统近似建模方法相比,经研究发现:针对浅埋超长工作面,在回转角小于3°时,块度i >0.40的断块所受推力随工作面长度、回转角变大而以微小变化率增加,块度i<0.45时断块不发生滑落失稳;块度i≤0.30的断块所受水平推力T增幅明显,若回转角b超过6°,断块易因T过大而发生变形失稳;新公式代入实例得出的回转稳定区范围比传统范围至少大12%。给出了浅埋裂隙梁结构允许埋深公式,对浅埋超长工作面裂隙结构失稳预测有参考价值。
基于FDEM-Flow研究地应力对水力压裂的影响

用提出的FDEM-Flow(考虑流固耦合的离散元-有限元耦合方法)方法作为工具,研究了地应力对水力压裂的影响。通过一个注水圆孔的算例,研究不同地应力状态对压裂裂隙的走向和形态的影响。研究结果表明,起裂压力的大小和压裂裂隙的方位均与地应力有密切关系。在竖向地应力σ_v保持不变的情况下,且侧压力系数λ>1时,随着λ的增大,起裂压力和失稳压力均减小λ>1时且取值较小时,主要产生水平向的裂隙,并有斜向裂隙产生λ>1时且取值较大时,裂隙严格按照最大主压应力的方向扩展,不再出现斜向裂隙λ<1时,主要产生竖向的裂隙λ= 1时,水平地应力和竖向地应力相等,裂隙的扩展不存在优势方向。不同侧压力系数条件下,裂隙的扩展方向与最大主应力的方向一致,水力压裂裂隙的起裂和扩展主要由最大主拉应力控制,裂隙在拉应力集中的区域起裂。这些结果与已有的试验及理论认识是相符的,进一步验证了FDEM-Flow方法用于模拟水力压裂问题的有效性。
基于逆Broyden秩1拟牛顿迭代法的岩体裂隙网络渗流特性研究

岩体裂隙粗糙度和流体惯性效应是影响岩体裂隙网络等效渗透性的重要因素。首先回顾了单裂隙中裂隙粗糙度和流体惯性效应对其过流能力的影响;然后基于逆Broyden秩1拟牛顿迭代法求解控制裂隙内流体流动的非线性方程组,研究岩体裂隙粗糙度和流体惯性效应对离散裂隙网络(DFN)等效渗透性的影响;最后,基于两种不同边界条件,对离散裂隙网络模型内流体的流动特性进行了探讨。结果表明,当水力梯度较小(<0.5)时,裂隙粗糙度和流体惯性效应对离散裂隙网络渗透性的影响很小;当水力梯度较大(>0.5)时,裂隙粗糙度和流体惯性效应对离散裂隙网络渗透性的影响随水力梯度的变化而显著变化;在两种边界条件下,当水力梯度在0.1~10.0之间时,裂隙粗糙度和流体惯性效应对离散裂隙网络过流能力的最大影响分别为18.1%和27.5%。所以,当水力梯度较大时,需要在离散裂隙网络模型的渗流计算中考虑裂隙粗糙度和流体惯性效应的影响。
深埋圆形巷道围岩塑性区位移及特征曲线新解和参数分析

考虑中间主应力、脆性软化、剪胀特性、塑性区弹性模量及弹性应变定义等综合影响,提出深埋圆形巷道弹塑性计算的基本假定,进而建立围岩塑性区位移及特征曲线新解,对其进行可比性分析与比较验证,并详细探讨各因素影响特性。所得围岩塑性区位移及特征曲线新解是不需要借助任何数值算法的理论解析解,具有广泛的适用性和很好的可比性。研究结果表明:巷道结构的强度理论效应即中间主应力影响显著,相应的支护可以减弱或改用轻型支护;不考虑脆性软化或剪胀特性都将低估围岩实际位移,工程设计偏危险;半径相关的塑性区弹性模量得到的围岩变形及特征曲线处于上、下限之间,能体现巷道开挖卸载受扰程度的距离渐进性变化;塑性区弹性应变应优先选用更合理和准确的第三定义,且各因素之间存在相互影响。
Enhancement of The Photovoltaic Performance of CH_3NH_3PbI_3 Perovskite Solar Cells by Using Polyvinylpyrrolidone Additive

We demonstrate a new one-step solution approach to prepare perovskite CH_3NH_3PbI_3 films by adding polyvinylpyrrolidone (PVP) to the standard CH_3NH_3PbI_3 precursor solution. The film morphologies, crystallinities, and optical properties of CH_3NH_3PbI_3 perovskite layers are carefully studied by SEM, XRD, and UV-Vis. The results reveal that the perovskite film properties can be manipulated by incorporating a small amount of PVP. The absorbance of the film with PVP additive is significantly higher than the pristine film and the absorption peak is red shift by 20 nm, indicating the perovskite film with additive possessing better crystal structures. The use of PVP strongly affects the crystallization process of forming pure CH_3NH_3PbI_3 and helps the formation of smooth film, leading not only to enhanced crystallization of CH_3NH_3PbI_3 but also to significantly improved coverage of CH_3NH_3PbI_3 on a planar substrate. The optimized power conversion efficiency (PCE) of CH_3NH_3PbI_3 solar cells improved from 1.30% to 8.38% for the planar cell structure after the addition of 1% mass fraction of PVP. These results suggest that this new one-step solution approach is promising for controlling CH_3NH_3PbI_3 growth to achieve high-performance perovskite solar cells.
乌鲁木齐市大气污染治理成效的综合评估分析

2012~2013年乌鲁木齐采用了以煤改气为主的大气环境治理措施.利用2009~2014年冬季主要污染物浓度、1993~2014年的直接辐射、能见度、霾日数据,并参考相关文献,从大气环境的化学属性、物理属性两个方面评估煤改气等工程措施对乌鲁木齐市大气环境的改善效果.结果表明, 2013~2014年两个冬季乌鲁木齐市主要污染物PM_(10)、SO_2、NO_2浓度比煤改气前期(2009~2011年冬季)各自下降了26.1%、 80.2%、11.6%;细颗粒物PM_(2.5)中水溶性物质的总浓度比例下降了20.57%.煤改气工程前后PM_(2.5)中可溶性离子浓度排名前三位的均是SO_4~(2-)、NH_4~+和NO_3~-,但后期SO_4~(2-)和NH_4~+占据PM_(2.5)质量浓度比例比前期下降近一半,NO_3~-质量浓度比例变化不大.从大气物理特性来看,煤改气等工程之后乌鲁木齐冬季直接辐射量提高,且2014/2015年冬季的直接辐射量是过去23年中第二个峰值;2012/2013年冬季能见度平均增加了5.7km,是1997年以来的最大值.与上年度同期相比,增幅达35.0%;2012/2013年冬季霾日数比上年度同期减少了15d,降幅达50%.上述结果说明乌鲁木齐市的大气环境得到了一定程度的改善.
土壤—水稻系统重金属空间异质性研究—以浙江省嵊州市为例

在嵊州农产品产地共采集94对土壤—水稻样品,研究重金属在土壤-水稻系统的污染特征及空间异质性.结果表明,土壤重金属Cd、 Cu、Ni、Pb和Zn的平均含量分别为0.20、28.64、27.03、38.51和98.74mg/kg,与背景值相比较,这些重金属在研究区均有不同程度的累积,局部污染严重,但是水稻重金属没有超过国家规定的食品安全标准,仍处于安全水平.土壤重金属Cd、Cu、Ni、Pb和Zn都属于中等程度变异,其变异系数分别为45.00%、46.65%、81.54%、18.07%、32.47%.地统计学和局部Moran’s I指数结果可识别出这五个重金属的污染分布情况.土壤Cd、Cu、Ni和Zn的空间分布较为相似,基本为东西部含量较低,中部较高,这与工业活动和其他的人为活动有关.土壤--水稻系统重金属的迁移、吸收主要受土壤重金属含量和土壤理化性状的影响.从长远来看,重金属污染对当地生态和居民健康仍有潜在的威胁.
内蒙古河套灌区不同盐碱程度的土壤细菌群落多样性

采用变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术对内蒙古河套灌区三种不同盐碱程度土壤(盐土,强度盐化土,轻度盐化土)不同深度(0~20cm和20~30cm)土壤细菌16S rDNA V3~V6可变区扩增片段进行分析,并对土壤理化性质进行了测定.结果表明:细菌群落多样性随土壤盐碱化程度的加深而减少(轻度盐化土>强度盐化土>盐土),随土壤深度的增加而降低(细菌群落多样性0~20cm土层大于20~30cm土层).细菌Shannon-Wiener指数在轻度盐化土中最大为3.36,在强度盐化土和盐土分别为3.05和2.49.不同盐碱程度土壤以细菌相似系数聚类,分为0~20cm层与20~30cm层两大族群,土壤细菌群落Shannon-Wiener指数在0~20cm层中(盐土为3.04,强度盐化土为3.29,轻度盐化土为3.36)均大于在20~30cm层(盐土为2.49,强度盐化土为3.05,轻度盐化土为3.14).相关性分析和典范对应分析表明,土壤w(EC)、pH值、w(SOC)、 w(TP)是土壤细菌群落结构多样性的显著影响因素,不同盐碱程度土壤中细菌群落的Shannon-Wiener指数与土壤w(EC)(r=-0.542,P<0.05)、 pH(r=-0.526,P<0.05)呈显著负相关,与土壤w(SOC)(r=0.700,P<0.01)和w(TP)(r=0.805,P<0.01)呈极显著正相关.w(EC)和pH对盐碱土壤细菌群落结构的影响力最大.回收DGGE图谱中20个优势条带进行测序分析,结果显示,变形菌纲(α-变形菌纲、β-变形菌纲、γ-变形菌纲和δ-变形菌纲)是盐碱土壤的主要类群.
亚热带茶园土壤酸度特征研究—以福建省武夷山市为例

调查测试福建省武夷山市60个茶园6个土类120个土层的土壤酸度指标,分析茶园土壤酸度特征,结果表明:福建省武夷山市茶园0~20cm土层土壤平均pH值为4.52,其中pH<4.5的重度酸化土壤占总调查样本的55.00%;20~40cm土层土壤平均pH值为4.52,pH<4.5占53.33%;茶园红壤、紫色土、粗骨土0~20cm、20~40cm土层土壤平均pH值均低于4.5,茶园土壤酸化严重.总体上茶园土壤中交换性Al~(3+)的数量和相对比例随交换性酸总量增加而增大,交换性H~+的相对比例则呈相反的变化特征,交换性Al~(3+)占交换性酸的比例为76.67%~98.40%;茶园土壤pH值与交换性酸、H~+和Al~(3+)均呈极显著的负相关关系,相关系数分别为-0.61、-0.46和-0.59.茶园土壤酸碱缓冲性能随着土壤pH值的降低呈现下降趋势;总体上茶园土壤pH值与盐基饱和度呈极显著正相关关系,土壤pH值与盐基饱和度的正相关主要受到交换性Ca~(2+)、Mg~(2+)饱和度的制约.但不同土壤类型表现不一,体现了茶园土壤酸度的复杂性、多样性.
改良剂对土壤铜镉有效性和微生物群落结构的影响

以一次性添加木炭、石灰和磷灰石稳定化修复4年后的土壤为研究对象,探讨了土壤中铜镉有效性和土壤微生物群落结构的变化.结果表明,3种改良剂的添加提高了土壤pH值,降低了土壤交换性酸和交换性铝的含量,使铜镉由活性态向非活性态和潜在活性态转化,其中磷灰石和石灰的处理效果优于木炭处理; Biolog测试发现,培养192h,木炭、石灰和磷灰石处理土壤AWCD值(0.61、0.76和0.70)分别是对照的1.33、1.65和1.52倍;且Shannon和McIntosh指数均较对照有所提高,表现为:石灰>磷灰石>木炭,表明改良剂处理后增加了土壤微生物对碳源的利用能力,提高了其功能多样性.PCR-DGGE分析结果显示,改良剂处理后土壤细菌优势群的数量显著增加,木炭、石灰和磷灰石处理Shannon指数分别比对照提高了0.22、0.39和0.24.相关性分析表明,土壤酸度和重金属有效性是影响稳定化修复重金属污染土壤细菌结构多样性差异的主要因素.
东海沉积物中多溴联苯醚的分布特征研究

采集分析了中国东海28个表层沉积物和7个柱状沉积物.结果表明,东海表层沉积物中除BDE-209外ΣPBDEs的浓度范围为0.20~2.09ng/g dw,BDE-209的浓度范围为0.57~2.87ng/g dw,在总PBDEs中所占浓度百分比为57.9%~76.7%;接下来分别是BDE-99和BDE-47,所占比例分别为11.7%~21.5%和7.1%~17.4%.表层沉积物中PBDEs分布呈现出(离海岸线)由近及远浓度越来越低的趋势,由北到南浓度上升的趋势.东海柱状沉积物中PBDEs浓度随着深度加深呈现出先上升后下降的趋势,很好的反映出了PBDEs在中国大陆的使用历史和现状.表层沉积物TOC含量在0.54%~0.88%之间,柱状沉积物TOC的含量在0.62%~0.88%之间,而且不管是表层沉积物(R~2=0.723,P< 0.01)还是柱状沉积物(R~2=0.595, P<0.01),PBDEs浓度和TOC含量之间有较强的线性关系,表明沉积物中TOC含量是影响PBDEs分布的一个重要因素.
太湖流域典型河网水体氮磷负荷及迁移特征

对西太湖流域典型河道水体及沉积物氮磷含量进行分析,利用原柱样培养实验测定了沉积物-水界面氮磷交换通量及需氧量(SOD),并探讨他们之间的关系,结果表明:研究区域河道水体和沉积物氮磷总体含量水平较高,水体TN和TP平均含量分别为4.12mg/L和0.16mg/L,沉积物TN和TP平均含量分别为1658.76mg/kg和712.25mg/kg, NO_3~--N为水体无机氮的主要存在形态,NH_4~+-N为沉积物无机氮的主要存在形态.沉积物需氧量(SOD)区域间差异较大,大体呈现西、南部区域较高,北部区域较低的特征;沉积物-水界面各无机氮磷交换通量分别为:NH_4~+-N为-188.08~329.45mg/(m~2?h),均值为13.05mg/(m~2?h);NO_3~--N为-118.68~42.86mg/(m~2?h),均值-28.09mg/(m~2?h);NO_2~--N为 -18.37~-4.81mg/(m~2?h);均值-8.22mg/(m~2?h);溶解性活性磷(SRP)为-10.94~10.58mg/(m~2?h),均值1.34mg/(m~2?h). NH_4~+-N整体表现为由沉积物向上覆水释放,且与沉积物有机质(LOI)呈极显著正相关,SRP交换通量与沉积物中TP和TDP均显著正相关,表明NH_4~+-N的释放与沉积物有机质的分解有关,SRP释放主要受沉积物TP和TDP影响.总体看,西部区域点位沉积物及水体氮磷污染最为严重,氮磷交换通量也较大,在区域内又表现为下游入湖口>上游的特征,表明人类活动对太湖流域典型河网氮磷水平及迁移转化特征影响较大.
城市纳污河流有色溶解有机物时空演变特征

利用平行因子分析和主成分分析方法,结合紫外吸收光谱与三维荧光光谱技术,研究了典型城市纳污河流-河北洨河水体有色溶解有机物(CDOM)的来源及随季节和空间变化特征,探讨了水体CDOM与水质指标间关系.结果表明:洨河水体CDOM主要为新近微生物源产生,受人类活动影响较大.CDOM浓度在时间变化上表现为春夏(2、5月)低,而秋冬(8、11月)高,从上游至下游呈现先升高再降低变化特征.荧光鉴别出的4种组分:组分1(类富里酸),组分2(类腐殖酸)及组分3(类胡敏酸)为类腐殖质,组分4为类蛋白物质.不同季节各组分来源及分布存在差异,除夏季外其他季节水体类蛋白与类腐殖质来源相似,尤其与类胡敏酸组分;类蛋白组分在各季节分布变化显著,冬春含量相对较高.洨河水体荧光物质与氨氮、亚硝氮具有共同来源,其中类腐殖质对COD贡献较为明显.采用光谱分析法并结合平行因子、主成分分析及聚类分析方法可识别污染源空间分布,揭示河体CDOM随季节变化规律.
不同厌氧时间对富集聚磷菌的SNDPR系统处理性能的影响

在延时厌氧(3h)/低氧(2.5h,溶解氧0.5~1.0mg/L)条件下运行的富集聚磷菌的同步硝化反硝化(SNDPR)系统中,以城市生活污水为处理对象,研究了不同厌氧时间(3.5,3,2,1.5h)对系统内碳源贮存以及脱氮除磷效果的影响.试验结果表明:厌氧时间为3.5h,反应器脱氮效果最好.厌氧时间为3h时,反应器除磷效果最好,出水PO_4~(3-)浓度为0.35mg/L.厌氧时间从1.5h逐渐上升到3.5h时,厌氧末贮存的聚羟基脂肪酸-PHAs的量也随之增加;当厌氧时间从3h升至3.5h时,释P量反而下降,出水P浓度反而升高.这说明增加厌氧时间有利于强化内碳源贮存,但过长的厌氧时间反而不利聚磷菌种群的富集.运行51个周期之后在厌氧时间为1.5h和2h的反应器内出现非丝状菌膨胀;反应周期内pH值的变化曲线可以作为反应各个过程的指示参数.
北京混合功能区夏冬季细颗粒物组分特征及来源比较

于2014年8月和12月,选择北京某城市混合功能区,分别手工采集一个月的环境空气PM_(2.5)样品,实验室方法测定滤膜中的元素碳/有机碳、9种可溶性离子、16种无机元素等20余种化学组分,采用CMB模型对夏冬两季PM_(2.5)来源进行分析.结果表明,夏季PM_(2.5)日均质量浓度为73μg/m~3,低于《环境空气质量标准》,而冬季平均值为111μg/m~3,高于夏季和标准限值.冬季OC和EC浓度均高于夏季,且OC/EC比值升高,OC和EC呈线性相关,提示二者有相同来源.NO_3~-、SO_4~(2-)、NH_4~+是北京混合功能区3种主要可溶性离子,且夏季生成量较高;冬季Cl-显著升高与燃煤排放有关.Si、Ti、Fe、Zn、Al等元素质量浓度在0.1~10μg/m~3浓度水平,Pb、Cu、Mn、Cr、Ba、Sb等在10~102ng/m~3浓度水平,V、Ni、Co、Mo、Cd等在0.1~10ng/m~3浓度水平.且冬季各个元素浓度均高于夏季.CMB模型初步解析结果表明,夏季和冬季颗粒物的来源变化明显,夏季二次硫酸盐、机动车和二次硝酸盐贡献率居前三位,而冬季则为燃煤、机动车和扬尘.
2013~2014年北京大气重污染特征研究

从污染物浓度的时间变化、空间分布以及大气污染类型等方面,对2013~2014年北京大气重污染过程进行了分析,并初步探讨其影响因素.结果表明:2013~2014年北京共出现大气重污染105d,重污染频率为14.4%.其中,首要污染物为PM_(2.5)的天数为103d,首要污染物为PM_(10)和O_3各有1d;冬半年重污染天数占全年的76.2%.重污染气象要素特征主要表现为风速小、湿度高、能见度低.重污染日PM_(2.5)/PM_(10)浓度比值为91.3%,明显高于全年平均水平,表明重污染时颗粒物以细颗粒物为主.北京大气重污染区域分布表现为南高北低,平原高、山区低的总体特征,交通站重污染天数普遍高于市区其它站点.北京大气重污染主要表现为积累型、光化学型、沙尘型以及复合型等类别;其中积累型大气重污染往往伴有区域污染水平的整体升高,PM_(2.5)组分中NO_3~-、SO_4~(2-)、NH_4~+等水溶性二次离子的浓度增幅最为明显;O_3污染在近两年有加重的趋势.
尿素/氧化三甲胺混合溶剂影响单壁碳纳米管内部水合性质的分子动力学模拟

尿素是早已被人们认识的蛋白质变性剂,而氧化三甲胺则是最常用的蛋白质结构保护剂。虽然多年来被广泛应用在生物实验中,但是它们是如何在蛋白质结构形成中起作用,特别是氧化三甲胺是如何在高浓度尿素环境中起到抑制尿素蛋白变性作用的分子机制,至今仍然没有得到圆满解答。本文以单壁碳纳米管为模型疏水体系,采用分子动力学模拟研究尿素/氧化三甲胺混合溶液中纳米管内部水合性质,结果表明氧化三甲胺更易与水分子和尿素分子形成较强相互作用从而稳定了水溶液结构,这一结果亦表明了氧化三甲胺可以通过间接机制抵消尿素分子对于碳纳米管内部水合性质的影响。
吡啶基离子液体[C_6py][DCA]热力学性质及利用新Eotvos方程预测其表面张力

制备了吡啶类离子液体N-己基吡啶二氰胺盐[C_6py][DCA],并用核磁共振氢谱(~1H NMR)、核磁共振碳谱(~(13)C NMR)、差热扫描量热(DSC)、傅里叶变换红外(FT-IR)光谱对其进行表征。在288.15-338.15 K温度范围内,采用标准加入法,测定其密度(ρ)、表面张力(γ)和折光率(n_D)。在测得的实验数据的基础上,得到了离子液体[C_6py][DCA]的分子体积(V_m)、表面能(E_a)、摩尔极化度(R_m)和极化率(α_p)。结果显示E_a、R_m和α_p几乎不随温度的变化而发生改变。本文还提出了摩尔表面Gibbs自由能(g_s)的概念,并改进了Eotvos方程。同时还计算了g_s、临界温度(T_c)和Eotvos方程经验参数(k_E),并预测了离子液体[C_6py][DCA]的表面张力,预测值与实验值具有较好的一致性。
基于磁饱和效应的表贴式永磁同步电机初始位置检测方法

根据表贴式永磁同步电机磁饱和效应模型检测转子初始位置,并通过有限元分析验证了其有效性; 在位置检测算法上采用旋转电压注入法,通过高通与谐振滤波器显著放大微弱的高频电流响应,并高效衰减直流成分; 结合改进的解调算法,准确提取出负序直流分量和铁心饱和度评价函数;转子位置检测结果由锁相环估算的转子方向结合基于饱和度评价函数的磁极极性判定方法来确定。通过Matlab /Simulink搭建了表贴式永磁同步电机零速下磁饱和仿真平台,验证了该文所提算法的有效性,同时硬件平台实验进一步验证了该方法具有简单可靠、准确度较高等特点。
模型预测控制在MMC-HVDC中的应用

针对不对称交流电网下模块化多电平换流器型高压直流输电系统(MMC-HVDC)的传统不平衡控制策略存在的诸多缺点,提出两种改进的不平衡控制方法: 电流环模型预测控制方法和模型预测直接功率控制方法。两种方法分别实现了对MMC交流侧电流的控制和对MMC交流侧有功和无功功率的直接控制。详细描述了两种控制方法的控制原理及设计过程,与传统的双矢量控制策略从控制结构复杂度、稳态性能和动态性能等方面进行了对比分析。将模型预测直接功率控制与功率补偿策略相结合,以分别实现不对称电网下抑制负序电流、抑制有功波动和抑制无功波动3种控制目标。在PSCAD/ EMTDC中搭建了5电平MMC-HVDC模型,验证了该文所提两种控制方法的正确性和有效性。
导电板覆盖的开孔矩形腔体电磁屏蔽效能的比较研究

针对导电板覆盖的开孔矩形腔体,比较了SE_i、SE_a、SE_m 3种屏蔽效能(SE_i为入射场与开孔覆盖导电板时腔体内部某位置的透射场场强大小的比值,SE_a为开孔敞开与开孔覆盖导电板时腔体内部同一位置的透射场场强大小的比值,SE_m为开孔覆盖参考导电板与开孔覆盖待测导电板时腔体内部同一位置的透射场场强大小的比值) 。利用解析理论方法和全波仿真方法计算分析了腔体谐振和观测点位置对3种屏蔽效能的影响规律,两种方法的计算结果一致性良好。结果表明,SE_i受这两个因素的影响很明显,SE_a受到的影响相对较小,而SE_m几乎没有受到影响,且SE_m与一个无限大板相对于另一个无限大板的屏蔽效能近似相等,这一特性使其在材料电磁屏蔽效能的评估中有着潜在的应用价值。
孤岛微电网无通信功率均分和电压恢复研究

首先分析了传统下垂控制在功率均分中的局限性,并提出一种新型下垂控制。该控制策略利用本地脉冲高低电平分别实现电压恢复和功率均分,且只采用DG单元本地信息,不存在各DG单元或控制层面之间的通信,继承了传统下垂控制无通信的优点,保证了微电网"即插即用"。在两台三相逆变器组成的小型微电网上进行了实验研究,证明了理论与方案的正确性。
电励磁同步电机惯性储能直流馈电系统新型单位功率因数控制

电励磁同步电机惯性储能直流馈电系统中,同步电机存在定子磁链幅值、功率因数和直流母线电压3个控制自由度。为减少系统的无功功率,并提高系统的效率,需控制直流母线电压基本恒定以及提高系统的功率因数。该文从上述两个控制需求出发,提出一种电励磁同步电机新型单位功率因数控制方法,该方法采用转子磁场定向,对功率因数和直流母线电压进行闭环控制,将三自由度降为二自由度。仿真计算和在电励磁同步电机惯性储能系统平台上的实验结果表明,与传统的电机直轴电流为零的控制方法相比,该文提出的方法在保证直流母线电压基本恒定的同时,使同步电机的功率因数提高至0.97,视在功率减少28%,可有效减少系统无功功率。
500 kV GIS变电站VFTO对于电子式互感器的电磁骚扰研究

随着气体绝缘全封闭组合电器(GIS)的广泛使用,由隔离开关和断路器操作引起的快速暂态过电压(VFTO)带来的危害越加明显。以某典型500 kV GIS智能变电站为计算原型,研究500 kV GIS变电站VFTO对电子式互感器的电磁骚扰。以噪声源和传播路径为基础,通过建立噪声耦合近似模型,实现对电子式互感器干扰信息的定性分析研究。通过分析发现,互感器耦合路径上的耦合电容C_L和C_N越小,VFTO噪声耦合效率越低,VFTO对电子式互感器的噪声影响也越小。研究结果表明,低频段通过修正C_L和C_N实现对电磁干扰的抑制,高频段采用滤波和屏蔽最为有效。通过现场实测证实,未安装防护装置情况下,测得数字采集卡输入端耦合VFTO最高幅值达到9.9 kV,采用电磁兼容综合防护措施后,VFTO最高幅值为0.61 V。
基于有限元方法的电动汽车无线充电耦合机构的磁屏蔽设计与分析

为降低电动汽车无线充电耦合机构工作时对非工作区域内电磁环境的影响,并提高耦合效率,对电动汽车无线充电过程中空间电磁能量约束问题设计了一套带有屏蔽的能量耦合机构,建立了其有限元模型,有限元计算和实验结果验证了该方法的可行性。实验结果表明,耦合机构外加铁氧体屏蔽后,传能区域内的磁场被约束在发射耦合机构与接收耦合机构之间,空间磁场均匀性增强,屏蔽层之外的磁场强度远小于未加屏蔽的耦合机构,降低了辐射损耗,同时加入屏蔽结构耦合机构的电感量增大,谐振频率降低。其在远距离、水平偏移等耦合性差的工作环境下能有效提高系统传输功率,且能减少电动汽车无线充电对外界的电磁干扰,增强无线充电系统工作的稳定性。
电网对称故障下定速异步风电场STATCOM容量配置研究

从建立并网异步风电场简化等效模型出发,详细分析了含线路参数的大容量异步风电场暂态特性和功率特性,并在此基础上定量分析了异步风电场的临界切除时间与无功设备补偿容量间的关系,最终提出了基于风电场转矩特性和功率潮流的大容量异步风电场静止同步补偿器的容量配置方法。该配置方法可计算满足电网导则中低电压穿越要求的大容量异步风电场所需配置的最小静止同步补偿器无功补偿设备容量,并通过仿真平台验证了所提计算方法的正确性。最后对影响异步风电场的低电压穿越能力的相关因素进行了深入分析,揭示了大电网与异步风电场间电气距离与其所需配置静止同步补偿器设备容量间的关系以及静止同步补偿器配置容量对异步风电场暂态运行特性的影响。
电磁超声检测系统中消除电磁干扰电路的设计

电磁超声技术作为一种非接触式探伤技术在恶劣工况条件下具有广泛的应用前景,然而其发射电路产生的以共模噪声为主的脉冲电磁干扰会影响检测电路的接收效果进而产生误检。针对该问题,设计了消除电磁干扰的硬件电路,构建了具有高速、高共模抑制比、高输入阻抗以及低噪等特点的复合仪表放大器。电路用高速低噪双通道ADA4817-2作为输入增益级放大器,后接高共模抑制性能的AD8429仪表运放,提高了电路对噪声的抑制能力。在工况下进行测试,结果表明该电路能够实现共模噪声的有效消除。
考虑节能减排的多目标模糊机会约束动态经济调度

间歇性电源的并入给电网带来了显著的经济效益和减排效益,同时其出力的不确定性给电网动态经济调度带来新问题。针对上述问题,建立考虑节能减排的含有间歇性电源多目标模糊机会约束动态经济调度模型。首先,分析预测误差在不同功率预测值区间的模糊特性,并拟合出分布参数,进而获得间歇式电源出力和负荷的模糊隶属度函数。其次,基于模糊集理论对不同的系统约束形成不同测度的模糊机会约束,建立考虑运行费用、SO_2排放量和CO_2排放量的多目标模糊机会约束动态经济调度模型。在模型求解上,通过定义目标隶属度函数和凸模糊决策将多目标问题转换为单目标问题,采用清晰等价类将机会约束清晰化,并提出改进的萤火虫算法对模型进行求解。算例分析验证所提模型和算法的可行性和有效性。
基于VMD和TEO的高压输电线路雷击故障测距研究

针对传统行波检测中小波模极大值法对于基函数和分解尺度的高要求以及希尔伯特黄变换(HHT)方法中经验模态分解(EMD)存在的模态混叠现象,提出一种基于变分模态分解和Teager能量算子相结合的高压输电线路雷击故障行波检测方法。针对行波波速及线路实际长度的不确定性给测距结果带来的影响,结合故障行波在线路中的传播途径,推导出一种新的双端行波测距算法,该算法的测距结果不受行波波速的影响。将该方法应用到雷击点和故障点定位,解决了雷击点和故障点不一致时的故障定位问题。EMTDC仿真结果验证了该方法的正确性及有效性。
含双馈风电机组的电力系统故障计算方法研究

双馈风电机组馈出的短路电流特性极其复杂,传统以交流同步电机供电电源为基础的电网故障分析方法不能适用于含双馈电源的电网短路计算。根据双馈风电机组低压穿越运行的技术要求,在电网对称故障和不对称故障条件下,建立了计及其励磁调节特性影响的短路电流计算模型。在此基础上,基于对称分量法建立了含多双馈风电机组接入的电网各序等效电路,通过对电网电动势方程、故障边界条件方程和双馈风电机组短路计算模型方程进行迭代求解,计算电网各支路的故障电流和各节点电压。与算例的仿真结果对比表明,该短路电流计算方法计算准确度高,可较好地满足工程应用要求。
综合能源系统与能源互联网简述

对综合能源系统和能源互联网这两个热点问题的发展理念和关注重点进行梳理及分析。简单回顾了综合能源系统和能源互联网两个领域的一些典型研究,并从中梳理出各自的内涵和技术观点,分析讨论了两者在发展理念和未来愿景上的异同。
表面反应在半导体光催化水分解过程中的重要性

利用光解水制氢将太阳能直接转化并储存为氢和氧的化学能是解决能源危机和环境污染的有效途径之一。光解水制氢过程中光生载流子在材料表面处发生的氧化还原反应尤为复杂,由于表面反应拥有较高的过电位以及缓慢的气体脱附速率而成为整个光解水过程中的速控步骤,因此得到了研究者的重点关注和研究。本文就催化剂表面反应过程调控的科学问题进行简要总结和展望。结合光催化水分解基本原理,(i)阐述了促进表面水分解反应速率的主要方法;(ii)介绍了表面助催化剂的作用和分类;(iii)讨论了材料表面态的钝化和保护层的包覆对表面水分解反应的影响。最后对光催化水分解表面反应研究的未来发展方向提出了若干设想。
二氧化铈/钙铝水滑石/活性炭的制备及环境应用

采用超声辅助共沉淀法,制备了二氧化铈/钙铝水滑石/活性炭复合材料(CeO_2/CaAl-LDHs/AC)。通过场发射扫描电子显微镜、X射线衍射、X射线光电子能谱、傅里叶变换红外光谱和热重分析技术,对CeO_2/CaAl-LDHs/AC的形貌、组成和结构进行了表征。结果发现:花样片层状的CeO_2/CaAl-LDHs材料均匀地分布在活性炭上。考察了CeO_2/CaAl-LDHs/AC对水溶液中铬(Ⅵ)、铅(Ⅱ)、氟和孔雀绿的吸附性能。此类污染物的吸附过程均符合准二阶动力学模型和Langmuir等温模型;在pH=7、45℃和吸附时间2h条件下, CeO_2/CaAl-LDHs/AC可成功用于铬(Ⅵ)、铅(Ⅱ)、氟和孔雀绿的吸附去除,最大吸附量分别为83.06mg/g、 131.58mg/g、61.20mg/g和420.17mg/g。
微流体燃料电池发展现状

微流体燃料电池基于流体的微流动特性,燃料和氧化剂流体在层流流动作用下可自然分层而无需使用质子膜,极大地降低成本并提高电池设计的灵活性,具有体积小、重量轻及容量大的优点,是燃料电池的最新发展方向之一。目前,国外关于微流体燃料电池的研究已取得阶段性进展,而国内相关报道相对较少。本文详细介绍了微流体燃料电池的组成如燃料、氧化剂、电解质及电池性能受限因素,重点综述了flow-over型电极、 flow-through型电极、空气吸入式电极微流体燃料电池的发展现状;指出空气吸入式微流体燃料电池发展空间较大,并可通过改善阳极反应动力学并优化燃料和氧化剂的类型、浓度及流速,实现燃料利用率和电池性能的同步提高,具有较大应用前景;提出了开发高效、廉价电极催化剂以及改进微通道制备技术、催化层涂覆技术是未来微流体燃料电池的研究方向。
内回热器对低温有机朗肯循环热力性能的影响及工质选择

目前对有机朗肯循环(ORC)有无内回热器的对比研究主要集中在循环热力性能随初参数变化的对比,但很少考虑吸热量对两个系统热力性能的影响。本文以烟气余热为热源,构建无回热和带有内回热的ORC系统,选用10种干工质,通过热源参数变化引起工质吸热量的变化,分析工质分别在两种系统中的初温、净功量、热耗率及(火用)损的变化规律,得出了较优工质和各工质对内回热器的匹配性。结果表明:当热源温度为150℃、排烟温度在70~90℃间引起的工质吸热量变化时,在窄点温差为10℃下,带有内回热器的ORC系统更适用于吸热量较低的区间;当吸热量较高时,内回热器对系统热力性能提升的能力降低,甚至低于无回热的ORC系统;经综合比较,工质R236ea和R600a最优,工质R245fa和R600为较适合工质;以R123为工质的带有内回热器和无回热的ORC系统热力性能差异较小,热耗率最大差值仅为约600kJ/kg,净功量最大差值也仅为约2kW,因此, R123对内回热器的热匹配性相对较差。
不同激光设备不同方案治疗甲真菌病的疗效评估

目的:应用不同设备不同方案评估激光治疗甲真菌病的疗效差异。方法:通过回顾性研究,观察2011-2014年北京友谊医院皮肤科门诊应用不同的激光设备对182例甲真菌病患者进行不同次数不同方案治疗后的疗效差异。Pinpointe~(TM) Footlaser~(TM)长脉宽Nd∶YAG1 064 nm激光(Laser M)治疗102例,分为4次治疗组、8次治疗组及12次治疗组;欧洲之星~(TM)靓甲~(TM) Nd: YAG1 064 nm长脉宽激光(Laser S)治疗59例,分为追加治疗组及8次治疗组;奇致~(TM) ML-3420型Nd∶YAG1 064 nm脉冲激光(laser N)治疗21例,均为4次治疗。结果:激光M:4次治疗组24周有效率为37.4%,8次治疗组24周有效率为44.0%,12次治疗组24周有效率为55.4%。激光S:追加治疗方案24周有效率为39%;8次治疗方案24周有效率62.5%。激光N:4次治疗方案24周有效率为52.6%。结论:3种激光设备治疗甲真菌病均有显著效果,且无不良反应;同一激光设备增加治疗次数可以提高有效率;相同的治疗方案,不同的激光治疗有效率有一定的差异,可能与医师操作手法及参数选择有关;治疗间隔不宜过长,应该在真菌恢复生长能力之前或增长至治病数量之前予以巩固治疗;轻中度甲真菌病患者或者病甲数目较少或患者有基础疾病伴有肝肾功能不良者可单纯选择激光治疗,重度甲真菌病或是病甲数目较多的患者应考虑药物和激光联合治疗。
设计暴雨雨型的选用——以杭州市为例

基于杭州市地形地貌和气候特点,结合实测降雨数据,分析降雨时空分布特征,探讨杭州市雨洪模拟中长、短历时设计暴雨雨型的选用方法,并进行了应用对比分析,以期能为其他城市提供借鉴。短历时设计暴雨雨型建议优先选用P.C法成果,长历时设计暴雨雨型建议优先选用同频率分析方法成果。
硅砂滤水砖的性能及其对雨水处理能力的研究

采用微污染河水作为模拟雨水和地面径流,经免烧结成型的硅砂滤水砖渗滤装置处理后,检测滤前和滤后的水质变化。结果表明,经过透水砖渗滤作用,对浊度、NH_4+ -N和TP的平均去除率分别为58.7%、12.8%和21.1%;由于硅酸盐的析出导致pH值稍微增大;COD_(Mn)浓度在开始的几次过滤中有少量增长,之后随着过滤次数的增加而下降;硅砂滤水砖对溶解性荧光有机物中类蛋白物质浓度的影响不大,但类腐殖质物质浓度稍有增加。
溶解矿物质贝壳填料在海水淡化后矿化水处理中的应用

舟山市六横日产10×10~4 t海水淡化工程Ⅰ期采用溶解矿物质贝壳作为填料,用来矿化处理经反渗透后的海水,满足出水水质达到生活饮用水卫生标准的要求。贝壳填料布置呈上小下大的形式,结合由下向上的进水工艺,使得出水水质达到生活饮水卫生标准且工艺效果优于普通的石灰石填料。采用贝壳填料,每次补充584 t,可节省66.5万元,经济性十分明显。
改性燃煤炉渣在人工湿地综合作用成效

根据前期酸洗废液改性燃煤炉渣及重金属浸出的特性实验,通过L_9(3~4)正交实验的方法,探讨改性炉渣在人工湿地综合作用成效。结果表明,HCl的质量分数20%的废液+微波改性后炉渣BET增加了29 m~2/g,重金属浸出符合环境安全性评价。影响TN去除效果HRT>填料>微生物>种植数量,影响TP去除效果为填料>HRT>微生物>种植数量,各因素的影响均为极显著(P<0.01)。综合考虑湿地最优组装的填料为酸改性+微波改性炉渣、校园湖底泥微生物,水竹种植数量4、HRT为6 d。研究结果可为双废资源化利用途径提供中试依据。
换流变压器编组和受端电网结构对其直流偏磁的影响研究

溪洛渡-浙西±800 kV直流输电试运行期间,金华换流站的换流变压器发现了严重的直流偏磁问题。针对溪洛渡-浙西UHVDC的受端电网结构和金华换流站4组换流变,建立了考虑换流变编组和受端电网结构等影响因素的直流偏磁电流计算模型,运用比较分析法和节点电压法计算了换流变的直流偏磁电流,研究了换流变编组和受端电网结构对换流变直流偏磁的影响。研究的结果表明:当1/2单极大地满负荷运行时换流变的直流偏磁最严重,换流站500 kV母线馈线长度、回路数及所连变电站距接地极的距离是影响换流变直流偏磁严重程度的主要因素,建议在UHVDC的受端电网构成和结构的规划与设计中考虑减小流入换流变直流电流的措施。
复合绝缘子粉化伞裙的微观结构与憎水性的关联研究

为研究粉化硅橡胶伞裙的憎水性与其微观结构的关系,针对现场取回的3支粉化的110 kV复合绝缘子,通过红外光谱、扫描电镜、能谱分析等方法开展研究。首先,利用静态接触角和喷水分级法测试样本的憎水性,粉化层表面的憎水性相比新样本略有下降,去掉表面的粉化层后,其憎水性明显下降。然后,通过红外光谱测试发现样本的主链和侧链基团(Si-O和Si-CH_3)发生了断裂,侧链甲基含量减少;扫描电镜发现去粉化层后硅橡胶表面存在大量微孔和裂纹,因而导致去粉化层后的硅橡胶伞裙表面憎水性明显降低。最后,通过能谱分析发现,粉化层中的硅含量明显高于去粉化层后硅橡胶表面和材料内部值,同时粉化层表面的粗糙度增加,说明粗糙度和硅氧烷小分子的迁移同时导致粉化层表面的憎水性优于去掉粉化层后的表面。研究结果表明,粉化与硅橡胶伞裙的憎水性关联密切,但仍需深入研究粉化复合绝缘子的运行可靠性和使用寿命。
基于阻抗复数平面的自适应距离保护方案

针对传统距离保护方案抗过渡电阻能力差的问题,提出了一种基于阻抗复数平面的自适应距离保护方案。首先,利用保护安装处负序电流与故障点电流间的相位关系,计算过渡电阻引起的故障附加阻抗角;再根据测量阻抗、故障附加阻抗和有效故障阻抗在阻抗复数平面上的几何分布关系,求解故障点到保护安装处的有效故障阻抗;在此基础上,构造了自适应四边形阻抗继电器动作方程。基于实时数字仿真(real time digital simulator,RTDS)平台的仿真结果表明,所提方案适用于阶段式距离保护,且不受故障类型的影响;与传统距离保护方案相比,具备更强的抗过渡电阻能力,可有效解决过渡电阻引起的距离保护超越或拒动问题。
高压直流纵差保护动作特性分析及改进

直流线路保护中,行波保护和微分欠压保护难以检测到高阻接地故障,作为后备保护的纵差保护也因为特殊闭锁逻辑的存在使保护动作延时加长,导致极控保护动作,将故障极闭锁。结合事故实例,基于实际的控制保护模型与参数的PSCAD/EMTDC仿真平台,采用实际故障录波分析和仿真分析相结合的手段,系统的分析了直流线路纵差保护拒动原因,并从逻辑上引入交流电压UAC辅助判据,从原理上解决了保护拒动的问题。实际高压直流输电工程的仿真分析验证了该辅助判据的有效性。
基于变分模态分解和概率密度估计的变压器绕组变形在线检测方法

短路电抗是判断变压器绕组是否变形的重要依据。其在实际测量中受现场噪声干扰而呈现一定的随机性,从而影响对绕组状态的判断,为此,提出一种基于变分模态分解和概率密度估计的绕组在线检测方法。首先,将变分模态分解应用于电气信号消噪处理,得到基波模态分量;然后,利用该基波模态分量在线计算短路电抗值;最后,对检测周期内求得的短路电抗样本,通过参数估计得到短路电抗参数正态分布的概率密度函数,根据其正态分布均值的估计值计算短路电抗偏差系数,评估绕组的当前状态。仿真验证该方法能稳定地得到短路电抗估计值,避免噪声和设备测量误差对检测的干扰,从而可靠检测绕组变形。
基于环路组搜索方式及分环替代策略相结合的配电网重构

配电网重构是多约束、非线性、组合优化的NP难题。为提高配电网重构效率,以有功网损最低为目标函数,基于最小生成树确定基本环路组,提出基于环路组搜索方式及分环替代更新策略相结合的编码策略,并优化二进制粒子群算法,求解配电网重构问题。最后,通过IEEE-33算例,与不同算法进行横纵向对比,结果表明所提算法在降低搜寻空间、提高寻优成功率和增加寻优效率上都有明显优越性,该算法的搜索方式和更新策略为配电网重构提供一种新的思路。
二进制纵横交叉算法在配电网重构中的应用

针对配电网重构问题,提出了一种以有功损耗最小为优化目标的、全新的二进制纵横交叉算法(binary crisscross optimization,BCSO)。该算法在纵横交叉算法(crisscross optimization,CSO)的基础上进行了二进制化研究,解决了二进制优化的难题;同时继承了纵横交叉算法的双交叉机制,其中横向交叉机制增强了全局搜索能力,提高了全局收敛速度,纵向交叉机制保持了种群的多样性,避免陷入局部最优;通过横、纵交叉机制的配合能够快速寻找到全局最优解。最后,在IEEE 33节点和美国PG&E69节点系统上对二进制纵横交叉算法进行仿真试验,试验结果分析表明:BCSO对解决配电网重构具有可行性,同时具有收敛速度快、全局寻优能力强以及良好稳定性的优点。
配电网供电区域划分方法与实践应用

我国各地经济社会发展和电网特点差异明显,若按统一的标准建设配电网,会造成设备资产利用率不高甚至严重浪费的情况,在技术、经济上不合理,因此,迫切需要对配电网供电区域进行划分。通过分析影响配电网供电区域划分的主要因素,从政治、经济、负荷3个方面建立了配电网供电区域划分的指标体系,提出了配电网供电区域划分方法与流程;应用聚类分析法对我国342个地市样本数据进行聚类分析,得出了实用的供电区域划分标准;并将该标准和综合评价法应用于北京实际案例,得出了较为一致的结论,验证了2种方法的有效性,克服了现有方法只靠专家经验定性分类的缺点,可适用于不同类型、不同大小供电区域的划分,能够为差异化的配电网规划设计技术导则及相关技术标准的制定奠定基础。
网格化中低压智能配电网评价指标体系与方法

为实现配电网的精细化管理与评价,提出了网格化中低压智能配电网评价指标体系及综合评价方法。首先定义了中低压智能配电网网格以及台区单元的划分原则,并在此基础上从电力用户和电网企业2个利益相关者的角度进行分析,结合各自的需求及其关注的指标类型,构建了对配电台区单元和10 kV主干网格的配电网精细化评价指标体系。同时,提出了可实现多目标决策的基于最小二乘法和灰色关联度法的综合评价方法,该方法应用最小二乘模型优化了由环比评分法确定的主观权重和由熵权法确定的客观权重,兼顾了评价指标的主客观信息。将该评价指标体系及评价方法运用于区域配电网算例,得出被评价区域配电网各网格的优劣排序及各网格内的薄弱环节。结果表明,该指标体系及评价方法可以为智能配电网的建设和改善运行提供依据,从而服务于智能配电网的精细化管理。
配电网中分布式风电可调鲁棒优化规划

随着分布式风力发电接入配电网的比例不断提高,考虑风电出力随机性的分布式风电规划成为了配电网规划中的重要研究内容。提出了一个计及风速不确定性的鲁棒优化规划方法,为了简化配电网中鲁棒优化的计算,首先对配电网的潮流计算进行了线性化处理,然后又利用线性优化强对偶理论将鲁棒优化模型转变成了一个混合整型线性规划(mixed integer linear program,MILP)问题。接着又引入了可调鲁棒优化规划模型,通过不确定度弥补鲁棒优化偏于保守的不足。最后通过商业软件CPLEX对上述问题进行求解计算,算例分析表明,使用所提的鲁棒优化模型可以快速有效的计算出规划结果,可调鲁棒优化模型可以提高系统的性能鲁棒性。
计及风-储联合系统概率模型的配电网随机潮流

在主动配电网的背景下,分布式风电在配电网中渗透率逐步提高,通过在并网点配置储能系统可平滑风电出力波动,并使其主动参与配电网调度。目前广泛使用的含风电配电网随机潮流模型中未能考虑风电并网点配置储能系统后其功率注入概率模型的形态变化。针对此不足,从储能系统的运行特性以及风-储协同输出机理出发,设计了计及储能系统的风电并网点功率注入概率模型修正方法,在已知储能参数的情况下根据文中方法可以在风电出力模型基础上进行修正,进而获得风-储联合系统概率模型,并应用于配电网随机潮流。算例表明所提方法获得的风-储联合系统概率模型合理准确,能够在随机潮流模型中描述风-储并网点出力行为的转变,通过在配电网中的风电并网点配置储能系统可削弱风电的不确定性,有效提升电压质量且抑制全网电压波动。
基于有功潮流介数的电网关键线路辨识

关键线路辨识是电力系统运行风险控制的重要环节。为提高辨识准确性,提出了基于有功潮流介数指标进行关键线路辨识的方法。该方法在传统电气介数指标基础上,结合电网实际潮流分布与线路输电容量的影响,物理背景更加符合电力系统实际。同时,提出了系统输电效率指标,利用关键线路连锁故障下的系统输电效率变化进行有效性校验;并分析了分布式电源的接入对电网关键线路辨识的影响。 IEEE 39节点系统算例表明:少数有功潮流介数较高的线路在电网的功率传输中起着至关重要的作用,针对这些线路的连续攻击可导致潮流传输水平急剧下降,从而证明了利用有功潮流介数进行电网关键线路辨识的有效性。分布式电源接入(distributed generation,DG)的算例表明:DG的接入改善了局部电能供求关系,与之相关的重要联络线路的关键作用会减弱,关键线路辨识的结果会受到系统运行方式变化的影响。
智能电网下需求响应机理分析与建模综述

智能电网的发展为充分发挥需求响应资源的作用提供了技术支撑。需求响应是电力用户根据市场的价格信号或激励机制主动调整用电方式,以保证系统运行的安全性和可靠性,还可节能降耗、提高终端用电效率。文章针对智能电网下需求响应的机理分析与建模进行深入的分析和总结。概述了需求响应的定义和分类;参照发电机的运行特性,从技术性、经济性和可靠性3方面分析需求响应机理;从时空多尺度梳理需求响应的建模方法,并给出了典型需求响应资源的模型;总结了需求响应的影响因素,最后结合我国国情指出在需求响应建模方面进一步研究的方向。
面向能源互联网的能量管理系统研究

能源互联网是通过先进电力电子技术、信息技术和智能能量管理技术实现电力、燃气、智能交通等网络间能量对等交换与共享的网络。在总结回顾能源互联网及其能量管理系统发展的基础上,分析了能源互联网对能量管理系统所提出的新要求,提出了适合能源互联网能量管理系统的分层递阶式控制架构。分析了能源互联网系统能量管理中涉及的先进量测技术、高可靠通信技术、节点可调度能力预测技术、基于模型预测控制的能量优化调度技术和基于云平台的大数据处理技术,最后结合具体应用实例进行了算例分析。
基于自抗扰控制的牵引网网压低频振荡抑制方法

针对高速铁路出现牵引网网压低频振荡导致多个动车所的多台动车组牵引封锁现象,首先建立动车组线侧脉冲整流器状态空间模型;其次对动车组整流器设计了一阶非线性自抗扰控制器(active disturbance rejection control,ADRC)来替换传统的基于线性比例-积分(proportional integral,PI)控制器的瞬态电流控制策略(transient current control strategy, TCCS);随后从设置过渡过程,计算扩张状态观测器等方面展开,将外界扰动和系统内部扰动归算为总扰动,并给出相应的动态非线性补偿;最后,在Matlab/Simulink平台上搭建基于传统PI控制器和基于ADRC控制器的TCCS的双重化整流器模型,对比分析后得出ADRC控制具有更强的鲁棒性结论。为进一步验证ADRC控制效果,还将该仿真模型接入牵引网系统链式仿真模型中,发现该控制策略在具有较强鲁棒性和对参数不敏感性的同时,对牵引网网压低频振荡过电压有着较好的抑制效果。
计及规模化空调热平衡惯性的电力负荷日前削峰策略

目前,城市空调负荷的集中使用已成为我国夏季电网负荷峰谷差增大的重要原因。因此,挖掘用电高峰时段大规模空调负荷的调峰潜力,并采用合理的调控方式削减空调负荷高峰用电,对改善我国夏季电网负荷特性和实现电网安全、稳定、经济的运行具有重要意义。提出了规模化公共楼宇中央空调负荷统一参与电网日前削峰的组合调控模型。首次建立了公共楼宇中央空调系统的等效热参数模型,并分别阐述了考虑制冷机运行效率的公共楼宇非蓄冷式和蓄冷式中央空调系统降负荷控制策略。对南京市某综合区内的16栋公共楼宇中央空调系统进行了算例研究。仿真结果表明:在调峰时段内,公共楼宇中央空调系统总负荷能够很好地跟随电网调度指令,同时区域电网负荷得到了有效削减。
面向能源互联网的非补燃压缩空气储能及应用前景初探

能源互联网是面向未来的能源供给基础设施,可实现更加安全、经济的清洁能源的生产、转换、存储和消费,从而极大提升能源综合利用效率,支撑可持续的生态文明社会发展。首先基于对能源互联网和信息互联网的对比分析,提出一类具有信息和能量交互作用能力的能源处理器总体方案,分析论证了能量处理器是能源互联网不可或缺的核心组成单元。进一步提出了基于非补燃压缩空气储能的清洁能源处理器架构,设计了风、光、电、热等清洁能源的存储和相互转换机制,为能源互联网提供了多种清洁能源的协同和综合利用关键技术解决方案。在此基础上,以冷热电三联供和零碳排角度简要介绍了清华大学主持完成的500 kW压缩空气储能实验系统,阐述了该实验系统可作为清洁能源处理器的一个原型示范平台的可行性,最后初步探讨了清洁能源处理器在大规模能源互联网中作为能量中心以及在中小规模能源互联网中作为应用服务器的可行性。
基于广域时序数据挖掘策略的暂态电压稳定评估

在能源互联网背景下,大数据分析方法可为电力系统中一些传统难题提供新的解决思路。在基于大数据的暂态电压稳定评估中,针对动态变化趋势和特征难以准确捕获的问题,引入时间序列shapelet方法,从故障后PMU量测得到的动态序列中进行可靠的时序特征提取。通过融入错分代价的决策树算法,调整稳定/失稳样本的权重,使评估模型尽可能降低对失稳案例漏判的概率。Nordic系统算例对整体评估方案的测试表明,分类评估模型在保证高分类性能的同时,还可提供良好的可解释性,为特定系统失稳规律认知和在线监控提供进一步指导。
适用于直流电网的组合式高压直流断路器

模块化多电平换流器(modular multilevel converter, MMC)在直流电网中具有较大的应用潜力。当前各类MMC拓扑中,半桥型MMC具有最佳的经济效益,但缺乏直流故障清除能力。目前主要有两种直流故障清除方法:一种是采用具有直流故障清除能力的子模块,但会引入额外的功率损耗,同时,需要通过闭锁MMC来达到清除直流故障的目的;另一种是采用混合式高压直流断路器,它具有快速隔离直流故障的能力,但投资费用较大。为有效解决上述弊端,提出一种组合式高压直流断路器,并对其控制时序进行了研究。组合式直流断路器以混合式直流断路器为设计背景,对其主要设备进行重新配置并加以改进,更加适用于多端柔性直流输电系统及直流电网。在保证同等直流故障处理能力的前提下,相比混合式高压直流断路器,其投资成本大幅度降低。为验证组合式直流断路器的有效性,在PSCAD/EMTDC内建立了一个三端单极直流网络模型。仿真结果验证了组合式直流断路器在隔离直流线路故障方面的可行性和有效性。
能源互联网体系架构及关键技术

构建以融合可再生能源与互联网信息技术为特征的能源互联网,建立从集中利用传统化石能源向清洁能源转变的能源利用体系将是实现能源结构绿色化和用能高效化的根本途径。基于此背景下,首先介绍了国内外能源互联网的研究现状,指出能源互联网是以电能为主体形式、以智能电网为载体的能源互联网络,进而对能源互联网的体系架构进行研究;其次,对电力、交通、天然气等网络的融合现状进行分析,指出研究电网和电气化交通网的协调规划、考虑计及各类不确定性因素的天然气网和电网协调规划、热-电联合系统等方面将是能源互联网的研究重点;最后分析了发展能源互联网中的关键技术,并指出后续关键技术研究中的突破方向。