mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
基于强化学习的多微电网分布式二次优化控制

针对微电网中分布式电源下垂一次控制产生的系统频率和电压静态偏差问题,提出了一种基于强化学习就地反馈方法的分布式二次优化控制,利用本地信息可兼顾频率恢复和电压调整的需求。首先,针对微电网经济性、频率及电压控制需求和各分布式电源综合性能(环境效益、经济效益、技术效益),定义了本地奖励,协调多微电网的频率恢复和电压调节。其次,针对电网实际运行情况,在满足供需平衡的同时,使用多智能体强化学习算法对全局奖励反馈优化修正,使各分布式电源协同出力渐近消除频率偏差,保证微电网的稳定运行。最后,通过实例验证了所提出控制的有效性和适应性。
基于鲁棒扰动观测器的直流微电网电压动态补偿控制

针对直流微电网中母线电压控制问题,设计一种基于鲁棒扰动观测器的动态补偿控制策略,完成DC-DC变换器的电压补偿。首先,在直流微电网系统架构的基础上对母线电压波动进行理论分析。其次,建立直流微电网系统的DC-DC变换器状态空间数学模型,得到控制系统的输入输出关系。根据鲁棒双互质分解和尤拉参数化稳定控制器理论,得到基于鲁棒扰动观测器的控制架构,应用模型匹配理论反向补偿电流扰动所产生的输出值。通过线性矩阵不等式(LMI)方法求解电压环补偿控制器,并根据DC-DC变换器的动态结构图设计电流环补偿控制器。半实物仿真结果表明,该架构能够在不改变原系统结构参数的前提下,提升DC-DC变换器的动态性能,抑制负载投切、功率波动以及交流侧负载不平衡等引起的直流母线电压波动,增强系统的鲁棒性。
电网运行全过程风险协调控制体系与架构设计

针对电网运行面临的多重不确定风险,文中从风险发展时序特征和电网运行调控模式的角度分析了风险协调控制的必要性。基于风险协调控制的观点,提出了一种计及中短期、日前、实时和事故后4个阶段的电网运行全过程风险协调控制体系,详细阐述了各阶段的风险优化模型、控制措施和协调策略,提出了五层式软件架构方案,讨论了支撑系统应用的关键技术。最后介绍了全过程风险协调控制体系在浙江电网的初步应用情况。理论分析和工程实践结果表明,所提出的全过程风险协调控制方法能够适应现有的“三公”调度体制,统筹协调各阶段的调度控制决策,实现电网运行风险的逐级跟踪与滚动调控。
氧化应激对肠屏障功能障碍发病的影响

机体累积过量的活性氧自由基所导致的氧化应激是多种肠道疾病发生的共同病理生理基础。肠上皮细胞间的紧密连接是维持肠屏障功能的重要结构基础之一.近年来研究表明,氧化应激能通过多种途径破坏肠上皮细胞间的紧密连接,导致肠上皮屏障功能障碍。本文对蛋白激酶C、丝裂原活化蛋白激酶、蛋白质的修饰以及缺氧诱导因子-1(HIF-1)在肠屏障功能障碍中的作用机制进行简要概述,旨在为肠屏障功能障碍的治疗和预后提供新的思路。
柔性直流电网直流线路故障的过电压机理分析

针对对称单极结构的MMC型柔性直流输电系统,首先深入分析了直流侧单、双极短路的故障电流演变规律,进而揭示了非故障极充电和波过程分别是导致单极接地故障和双极短路故障过电压的主要原因。然后,以一个三端柔性直流电网为例进行仿真验证,并重点分析了不同因素对过电压的影响。研究结果表明,故障电阻对过电压峰值影响较大,而换流站闭锁、接地方式、线路保护等因素的影响较小。最后,对单极、双极故障过电压进行了总结和对比分析。
面向配电网的π形等效电路链形网络级联数目确定方法

配电网的物理模拟日益受到重视,其中传输线常使用π形等效电路链形网络模拟,如何经济且有效地搭建传输线模型十分重要。首先,文中给出了无损耗π形电路链形网络在不同级联数目时的输入阻抗表达式,明确其与无损耗均匀传输线之间相频特性的差异。然后,分析了π形电路链形网络与无损耗均匀传输线之间特性阻抗的幅频误差,发现当工作频率接近或超过前者对后者模拟的上限频率时,二者出现本质上的差异,且任意频率与上限频率之比仅与特性阻抗误差有关。以链形网络中每节π形电路均工作在其首次谐振频率以内为前提,可确定特性阻抗合理的误差范围,进一步得到适合配电网π形电路链形网络的合理级联数目。最后,通过对典型传输线参数进行计算及仿真,以及利用物理模拟系统试验结果进行对比,验证该方法的合理性与有效性。
接入新能源孤岛系统的双极柔性直流系统盈余功率耗散策略

大容量新能源电能采用孤岛方式通过双极柔性直流系统送出具有广阔的应用前景。文中对存在的非故障极过负荷和直流过电压情况下的功率盈余特性进行了分析,提出了分组交流耗能电阻方案,分别设计了送端换流器故障和直流过压下的功率盈余控制策略,通过分组交流耗能电阻的精确投切避免功率盈余引起双极柔性直流系统停运。通过四端柔性直流电网实时数字仿真器(RTDS)和EMTDC仿真系统,对提出的2种功率盈余控制策略进行验证。仿真结果表明,所提策略能够实现功率盈余工况下的故障穿越,避免故障范围扩大。
基于控保协同的环形直流微网单端测距保护技术

目前,直流微网的保护方案大都依赖于线路两端直流断路器的快速开断能力与通信设备的可靠性,然而现阶段直流断路器成本高昂,且线路两端通信将会大大增加直流微网的建设运行成本。基于以上背景,文中以四端环形直流微网系统为研究对象,提出了一种基于控保协同的单端测距式保护技术。该方法分为故障控制与保护实施2个阶段。在故障控制阶段,通过改变电压源型换流器(VSC)自身以及外加可控元件的主动控制策略,使直流线路故障电流为零;在保护实施阶段,基于采用主动控制后VSC直流侧输出电压的周期性(20 ms)与电力电子元件的可控性,构建VSC与故障点的唯一回路,然后基于传统RL算法即可实现单端无差故障定位,接下来会出现线路电流持续过零,在此基础上,通过快速隔离开关实现故障隔离。该方法基于控保协同思想,消除了环网系统单端故障测距中对端电流的干扰,且线路两端无需配置直流断路器,仅利用快速隔离开关与故障控制策略进行时序逻辑上的相互配合即可实现故障隔离。最后,在PSCAD/EMTDC仿真平台上搭建四端环形直流微网系统模型,验证了该控制和保护方案的有效性。
基于主动限流控制的直流配电网保护及故障隔离方案

柔性直流配电网中直流故障易引起系统过流,严重威胁电网的安全运行。基于全桥子模块的模块化多电平换流器(FBSM-MMC)的柔性直流配电网大多利用MMC闭锁来切断故障电流,但其闭锁会导致整个直流配电网的短时停电,降低供电的可靠性,迄今尚无有效的解决方案。对此,文中提出一种基于FBSM-MMC主动限流控制的柔性直流配电网保护及故障隔离方案,共包含3个阶段:故障发生后首先利用MMC主动限流控制将换流器输出直流电流限制在1.2倍额定电流附近(阶段1),进而根据各条线路两端直流电流是否具有同步性过零特征实现故障线路的识别(阶段2),在此基础上,进一步提出基于直流断路器与快速机械开关协同配合的故障隔离方案(阶段3)。通过断开故障关联的直流断路器,并控制相应换流站的输出直流电流降低为0,使得故障线路上的机械开关亦能快速开断,从而实现故障隔离。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建了四端柔性直流配电网模型,通过大量仿真验证了所提保护及故障隔离方案的可行性。
基于模型预测控制含充换储一体站的配电网优化运行

提出一种综合考虑电动汽车充换储一体站与主动配电网的优化调度模型。基于快充用户行驶行为特点、城市道路速度-流量实用模型分别建立快充站和换电站模型,并结合梯级储能集成为一体站模型。在含有风机、光伏、微型燃气轮机和一体站接入的主动配电网中建立优化调度模型,并将模型转化为混合整数二阶锥模型求解。使用基于模型预测控制的多时间尺度优化调度策略实现对配电网日前调度、日内滚动调度和实时反馈校正,减少了分布式电源和负荷的预测误差对配电网运行的影响。以某市公交线路实际道路情况为例,验证了所提出的优化调度策略具有能够满足电动汽车充电负荷需求、抑制功率波动并降低配电网运行维护费用的优势。
适用于直流电网故障清除的增强型MMC

随着直流输电系统电压和容量的提高,对直流故障快速清除隔离的要求越来越高。作为清除直流故障的有效方案之一,直流断路器(DCCB)技术还不够成熟,限制了其在工程上的应用。文中提出了适用于直流电网故障清除的低成本直流故障清除方案,对半桥型模块化多电平换流器(MMC)进行了局部的改造,以使其具备故障清除操作的能力,使得线路上的故障电流能够被低成本故障隔离单元迅速隔离,随后建立和分析了故障隔离过程中的等效电路,设计了故障隔离动作时序,并对比分析了典型方案的器件使用量,最后建立了仿真和实验模型。仿真和实验结果证明了该方案的有效性。
双极MMC-HVDC系统站内接地故障特性及保护策略

针对双极柔性直流输电系统模块化多电平换流器(MMC)交直流出口接地故障,研究了换流器闭锁后的电压电流暂态特性,并推导了故障分量的数学解析式。研究结果表明,交流出口发生单相接地故障时,换流器闭锁后非故障相上、下桥臂分别出现了过电压和过电流现象,并且交流侧电流出现直流偏置导致故障相短路电流不存在过零点。直流出口发生单极接地故障,换流器闭锁后桥臂短路电流主要由交流系统注入的稳态电流和上下桥臂电抗间衰减的环流构成。针对交流出口发生单相接地故障这一特殊的故障特性,提出了一种选相跳闸保护策略,解决了故障电流不存在过零点时交流断路器无法正常断开的难题。最后搭建了张北四端环网结构柔性直流电网仿真模型,仿真结果验证了换流器出口故障特性分析的准确性以及所提选相跳闸保护策略的有效性和可行性。
基于加权分布熵的配电网电动汽车并网运行风险分析

针对电动汽车负荷接入配电网的运行风险分析问题,提出带有放大系数的损失严重度;以分布熵来量度配电网状态变量分布不确定性引起的风险,利用损失严重度对分布熵进行加权以建立加权分布熵,基于加权分布熵建立了电压风险指标和潮流风险指标;以元件重要度对加权分布熵进行加权求和来评估网络的电压风险和潮流风险,并综合2类风险建立了配电网运行风险综合评估指标。最后,以接入风电和光伏的改进IEEE 33节点配电系统为例,通过动态概率潮流仿真计算分析了加权分布熵相对于传统风险指标的优越性以及运行风险综合评估指标的合理性,并研究了运行风险随电动汽车负荷的接入位置和容量的变化情况,从而验证了所提指标和模型的有效性。
基于MMC的两端TWBS-HVDC直流侧短路故障电流计算方法

基于三线双极结构的高压直流(TWBS-HVDC)输电系统能够较大程度地发挥直流线路的输电能力,是一种实现交改直和线路增容改造的有效方式。针对TWBS-HVDC系统与双极直流系统在接线形式上的差异,文中提出了一种适用于两端TWBS-HVDC的直流侧短路故障电流计算方法。首先基于模块化多电平换流器(MMC)暂态等效电路建立两端TWBS-HVDC在不同直流侧故障发生至线路直流断路器动作阶段的暂态等效模型。以暂态等效电路中独立回路数和动态元件阶数为标准,将所有直流故障归纳为3类,分析推导各类故障下的状态方程,通过求解状态方程中系数矩阵的特征值和特征向量得到故障电流解析表达式。最后在MATLAB/Simulink数字仿真平台中,搭建两端TWBS-HVDC模型进行仿真验证,结果验证了所提TWBS-HVDC直流侧短路故障状态方程求解法的准确性和有效性,为直流断路器选型和限流电抗器参数整定提供了可靠依据。
采用故障阻断型换流器的直流配电网故障处理技术综述

故障的快速隔离与恢复是保障直流配电网供电可靠性的关键问题,利用具有故障自清除能力的换流器和隔离开关配合实现故障电流的阻断与隔离是直流配电网的重要发展方向之一。文中从继电保护与故障定位、故障隔离及故障恢复3个方面,针对采用阻断型换流器的直流配电网故障处理技术的研究现状进行了归纳和总结,梳理了采用阻断型换流器的直流配电网故障处理技术存在的问题和难点,并对该研究方向的关键技术发展趋势进行了展望。
MMC-HVDC电网输电线路双极短路故障电流的实用计算

基于模块化多电平换流器的高压直流电网作为支撑高比例可再生能源接纳的有效手段,已经成为电网发展的重要方向。双极短路故障是输电线路发生的最严重故障,目前一般通过在s域内列写直流系统状态方程,然后再基于拉氏反变换求解故障电流,亟待提出短路电流的工程实用计算方法。为此,以张北柔性直流电网为研究对象,首先分析了输电线路双极短路的故障特性及耦合机理。在此基础上,将故障线路靠近阀侧的两端分别看作二端口,分析了故障电流与二端口两侧电压的关系。其次,基于正、负极线路二端口电压变化不大的思想,将环形直流电网简化为两端网络或开式网络,得到故障线路电流的实用计算方法,不再需要求解高阶的拉氏反变换而直接得到故障电流。最后,通过与电磁暂态仿真结果的对比,验证了实用计算方法的可行性与高效性。
具有限流功能的模块化直流潮流控制器及其控制

针对多端直流输电系统线路潮流控制自由度不足的问题,提出一种模块化直流潮流控制器,其采用模块化结构,便于多线间拓展,具备直流故障限流能力。首先,介绍了模块化直流潮流控制器的拓扑结构,建立了其等效电路模型,阐述了潮流控制和故障限流原理。然后,分析了模块化直流潮流控制器在潮流控制模式下的桥臂功率转移特性,研究了基于交流环流的桥臂功率平衡机理。在此基础上,提出了模块化直流潮流控制器的潮流分配控制和功率平衡控制方法,并详细说明了其在故障限流模式下的控制策略。最后,在PLECS仿真软件中搭建三端直流输电系统,验证了模块化直流潮流控制器在潮流分配、潮流反转、功率阶跃、故障限流等工况下的有效性。
考虑直流电抗器的电容型限流器特性及优化配置

直流电网故障电流抑制已成为相关领域必须面对且亟待解决的重要问题之一。现有的故障抑制方法大多采用单一元件,为充分抑制故障电流的上升速率与峰值,文中提出了综合直流电抗器和电容型限流器特性的故障抑制及优化配置方法。首先,基于模块化多电平换流器的故障等值电路,从抑制原理和动作时序2个角度分析了安装故障限流器的必要性;其次,计算分析了电感和电容对故障电流的抑制特性,并将等值电路和求解方法推广到直流环网中,以故障电流和直流电抗器为目标构建了优化配置模型;最后,将优化结果应用于PSCAD/EMTDC仿真模型中,与仅使用直流电抗器相比,该配置结果可进一步减小40%的故障电流且并未延长故障切除时间,表明综合使用直流电抗器与电容型限流器能够大幅度减小故障电流,降低直流断路器的开断容量。
柔性直流电网故障电流主动控制典型方案综述

柔性直流电网网架结构与运行方式多样,多种电力电子设备之间存在强耦合关系,其故障特性复杂,协调控制困难,对故障电流进行积极主动的控制仍然面临着很大的挑战。文中基于柔性直流电网故障电流发展机理,对交直流电网故障特性做了对比和总结,说明了柔性直流电网故障电流主动控制的必要性和可能性;确定了柔性直流电网故障电流主动控制方案的基本原则;总结了国内外研究成果,根据选择性原则和抑制原理对主动控制方案进行了分类;以几种典型方案为例,分析了不同类型主动控制方案的特性,并在PSCAD/EMTDC中进行了仿真验证,对不同主动控制方案的特性进行了对比和总结。结果表明,通过源侧和网侧设备协同配合进行故障电流的主动控制,能够快速隔离故障,节约线路投资成本,具有快速恢复能力。
基于电压应力分析的柔性直流换流站故障限流阻抗参数优化

故障限流器(FCL)能在柔性直流电网短路故障识别后快速投入限流,以降低对直流断路器(DCCB)的要求。首先,通过分析FCL的工作原理,获取故障下含FCL的柔性直流换流站等效电路;计算不同阻抗类型的FCL故障电流和电压应力,分析其随故障限流阻抗参数变化的特征,提出理想限流阻抗并分析其特征。然后,提出以DCCB分断电流和FCL成本为优化目标的限流阻抗参数优化方法。在PSCAD/EMTDC中进行仿真对比,验证了电压应力计算和优化模型的正确性。
全方向无线电能传输技术研究进展

全方向无线电能传输技术由于具有位置鲁棒性好、安全可靠性高、环境亲和力强等独特优势受到国内外研究机构和科研院所的广泛关注。首先,对全方向无线电能传输技术应用领域和国内外的发展进行了总体的阐述;接着,对该技术电磁耦合系统的关键基础问题进行了详细的分析,主要包括电磁耦合结构的设计与优化、磁场方向控制策略和电磁兼容3个方面;最后,讨论了实现该技术工程化、产品化和商业化亟待解决的关键问题和技术难点,并对其应用前景作了进一步的展望。
基于改进粒子群优化算法的CVT杂散电容参数估计方法

杂散电容是影响电容式电压互感器(CVT)谐波测量取值的不确定因素,通过分析CVT内部结构和杂散电容计算公式,发现杂散电容是具有随机性特点的区间型参数。为提高CVT谐波传递特性曲线的拟合精度,提出一种基于改进粒子群优化算法的CVT杂散电容参数估计方法。该方法以输入参数的置信区间为条件,以计算结果的误差最小为目标,在满足幅值、相移最小误差要求以及尽量多置信区间的条件下确定杂散电容的参数组合。通过建立电能质量综合试验平台,以某35 kV阻容分压式电压互感器二次侧输出的谐波电压值为基准,分析TYD35/3-0.02HF型CVT实际谐波电压值和利用幅频曲线校正后的谐波电压值分别相对基准值的误差,验证了所提方法的有效性和可行性。
考虑多振荡模式的多频段电力系统稳定器参数整定方法

安装电力系统稳定器是增强电网小干扰稳定性的有效手段。相较于传统单频段电力系统稳定器,多频段电力系统稳定器具有更多的频段支路与更高的控制自由度,可更好地抑制频率较低的振荡模式,但其整定流程与方法未见广泛研究。文中提出了一个基于多输入多输出系统频域裕度指标的多频段电力系统稳定器参数整定方法,该方法在性能指标中考虑了多个弱阻尼振荡模式,同时调整了多个多频段电力系统稳定器的幅频特性与相频特性,使它们在提供合适相位补偿量的同时最大化系统稳定裕度,且能保证各机组励磁模式稳定。所提方法的有效性通过云南电网算例得到了验证。
基于谐波状态空间建模的变换器交直流谐波耦合特性分析

基于谐波状态空间(HSS)理论对变换器进行建模,深入分析了变换器交直流谐波耦合特性。首先,通过数学推导,采用HSS理论对三相AC/DC变换器拓扑进行建模。HSS模型将交直流侧的各次谐波包括在内,反映了各频次谐波变量的作用关系。其次,通过该模型推导变换器的谐波传递函数,建立耦合阻抗图,分析交直流谐波耦合特性。该模型根据微电网中常用的电压源型三相AC/DC变换器建立,给出了变换器交直流谐波耦合阻抗的全局关系,可探究变换器两侧各个频次的谐波特性,并用于变换器并联、级联等结构的谐波分析。最后,在PLECS平台中搭建电压源型三相AC/DC变换器模型,与HSS模型计算结果进行对比,并通过实验验证了所提模型与谐波耦合特性分析的准确性。
基于非侵入式用电数据分解的自适应特征库构建与负荷辨识

非侵入负荷监测是实现需求侧测量与能效优化的有效途径。文中提出了一种高频采集模式下的非侵入式负荷在线监测方法,使整个监测过程自动化、实时化。首先,根据负荷电流的可加性原理建立了负荷分离模型,得到独立负荷波形;并结合负荷的操作特性,无需预实验获取先验数据。然后,通过贝叶斯分类模型实现负荷种类判断,从而在运行过程中为每个独立用户构建动态的负荷特征库。最后,基于库中数据,通过构建寻优模型实现负荷辨识,从而持续、实时获取负荷用电状态,并通过实际采集的用电数据验证了方法的有效性。该研究可自适应地为独立用户构建负荷特征库,改善了提前建库不具有普适性的问题,同时,基于特征库的快速寻优保证了辨识的有效性与准确性。
考虑储能充放电功率限制的并网光储虚拟同步机控制

光储虚拟同步机正常工作时,其输出功率跟踪指令值,光伏进行最大功率跟踪,通过储能消除光伏出力与虚拟同步机功率指令之间的偏差,抑制逆变器输出功率波动。而光伏具有波动性与不确定性,光伏功率波动超出储能调节能力时,会使直流母线电压出现较大偏移,影响虚拟同步机运行的稳定性。针对上述问题,提出了考虑储能充放电功率限制的并网光储虚拟同步机控制方法。根据储能荷电状态,对逆变器、光伏和储能进行协调控制。在储能充放电功率达到上限时,抑制并消除了直流母线电压偏移。在充分利用储能调节能力支撑虚拟同步机功率跟踪需求的同时,避免了储能的过放和过充,实现了光储虚拟同步机系统的安全稳定运行。PSCAD/EMTDC中的仿真和半实物仿真验证了所提出控制策略的有效性。
双闭环定交流电压控制下MMC换流站阻抗建模及稳定性分析

风电系统接入基于模块化多电平换流器(MMC)的高压直流(HVDC)输电系统是极具前景的输电方案,同时也面临较为突出的系统稳定性问题。小信号阻抗分析法是研究互联系统稳定的有效办法。然而,MMC的内动态特性使得精确建立其阻抗模型具有较大难度。文中采用多谐波线性化方法建立了采用双闭环定交流电压控制的MMC送端换流站小信号阻抗模型,可实现电流环对MMC阻抗影响的准确分析。针对直驱风机通过MMC-HVDC系统并网的系统,利用阻抗分析法分别分析了MMC电流环不同控制带宽下互联系统振荡的问题,为电流环参数优化设计提供了依据。最后,基于MATLAB/Simulink的仿真结果证明了阻抗模型和稳定性分析理论的正确性。
基于风电出力模糊集的电-气耦合系统分布鲁棒优化调度

随着可再生能源装机容量不断扩展及综合能源系统研究的持续推进,燃气轮机作为耦合元件加深了电力系统和天然气系统的相互融合,为可再生能源消纳提供了新的途径。针对随机规划方法、区间优化及鲁棒优化算法处理风电出力不确定性的不足,文中提出一种基于风电预测误差模糊集的分布鲁棒优化方法求解电力-天然气耦合系统的协同调度决策。首先,利用主成分分析法提取高维预测误差向量蕴含的时空尺度关联特性,并引入一系列矩函数描述预测误差的分布信息以构建相应的模糊集。然后,建立两阶段分布鲁棒优化经济调度模型,第1阶段制定日前机组开停机计划、调度出力及备用方案;第2阶段辨识最劣风电场景分布以保证第1阶段调度决策的有效性。结合线性决策规则和对偶理论将该半无限优化问题转化为有限维优化问题进行求解。最后,通过算例验证了所提模型及求解方法的有效性。
约束紧凑与调节灵活的核电调峰安全出力模型

核电和间歇性电源比重不断增加,核电面临较大的调峰压力。当前,核电参与调峰的数学模型不够完善,因此提出一种将核电特定安全要求与灵活的调节方式有效统一的核电调峰安全出力模型,通过对约束的紧凑化和调峰深度的连续化,解决了已有模型在普遍适用性、经济性和灵活性方面的不足。引入解耦的升/降功率辅助变量,并充分考虑功率变化之间的耦合特性和互斥关系,核电出力可行域约束得更为紧凑,保证在各种工况下得出准确的核电安全出力。此外,进一步将调峰深度连续化,以期得出最优调峰深度和调节时间,增加核电调峰运行方式的灵活性;再运用数学等效变换技巧,将模型非线性项等效转换为线性模型,易于求解。仿真计算表明,所提模型能准确、灵活、经济地安排核电调峰安全出力,可降低约5%额定功率的调峰深度以及约18%的调峰成本,模型的有效性得以验证。
计及多约束的多分布式电源接入配电网最大承载力分段算法

分布式电源(DG)大量并网给电能质量带来风险,评估DG接入配电网的最大承载力对DG规划具有指导意义。建立了多DG接入配电网承载力评估的优化模型:目标为DG并网容量最大,约束涉及电压偏移、电压波动、短路电流和继电保护的相关技术标准。针对该模型,提出了基于约束指标相对于DG容量灵敏度的单约束和多约束协调分段计算方法。基于不同的DG初始值,分段计算可分别采用倒推和顺推2种计算流程进行。最后计算分析了辐射型配电网在多约束多个不同类型DG情况下的系统最大承载力,表明了所提方法在计算精度和效率方面的优越性。
考虑规模化电动汽车与风电接入的随机解耦协同调度

大规模电动汽车并网和风电出力的随机性增加了电力系统安全经济运行的难度。针对风电出力难以预测的特点,同时兼顾电网侧和电动汽车聚合商侧的运行效益,建立了风电、火电以及电动汽车鲁棒双层随机优化调度模型。为了提高求解效率,基于近似Benders算法构建了电动汽车与电网之间的互动关系。此外,针对规模化电动汽车之间难以协同优化的问题,运用辅助问题原理对电动汽车个体之间的耦合关系进行了解耦,将电动汽车群的联合优化转化成为单辆电动汽车调度的并行计算,实现了对电动汽车个体的调度。最后,针对改进的IEEE 39节点算例进行了仿真分析,验证了所提模型和算法的有效性。
基于半定规划法的含分布式潮流控制器最优潮流

分布式潮流控制器能够灵活地提升现有线路的输电能力,从而降低系统运行成本,但该设备的引入会增加电力系统最优潮流问题的复杂度与非凸程度。针对分布式潮流控制器的结构及原理进行了分析,提出一种简化的稳态功率模型,并考虑到装置运行时各串联单元自身容量限制,给出实际电网中分布式潮流控制器线路的潮流可行域。基于此,采用对初值选取不敏感的半定规划法建立含分布式潮流控制器的系统最优潮流模型,并选用原对偶内点法进行求解。算例测试结果表明,所提方法能有效解决含分布式潮流控制器的系统潮流优化问题。
考虑空调负荷虚拟储能的产消者鲁棒日前申报策略

在分布式可再生能源大力发展的背景下,产消者将成为新的重要利益主体参与电网运行。考虑到产消者中空调负荷具有良好的调控潜力,文中首先建立了空调负荷的虚拟储能模型,并在此基础上分析了虚拟储能与常规储能的不同之处。针对虚拟储能可参与日内调控的特点,考虑可再生能源出力不确定性,提出了产消者鲁棒日前申报策略,并进一步提出了将虚拟储能日前决策与实时调整相结合的产消者最优申报及调度策略,运用改进的列约束生成算法进行求解。最后对具体算例进行比较,证明了最优策略在产消者运行灵活性与经济性方面的优势,并分析了可再生能源出力不确定性、惩罚价格选取及室外温度对实际结果的影响。
需求响应机制下含建筑虚拟储能的能源站经济调度

针对综合能源站运行调度中未考虑围护结构蓄热特性以及用户需求响应补贴机制等问题,提出了一种考虑用户协同互动的综合能源站调度方法。首先,综合考虑室内外各种扰量对热过程的影响,建立了以室内空气与围护结构为传热主体的精细化建筑虚拟储能模型。其次,构建了冷热电联合供应的典型能源站设备组成结构以及其与外部能源系统、用户的多主体互动交易关系,提出了基于阶梯型补贴的需求响应机制。然后,以考虑外部购能费用、向用户的售能费用与补贴、站内设备启停和损耗成本的能源站运行收益最大为目标,以用户柔性舒适度区间等为约束,构建了能源站日前经济调度模型,并采用了CPLEX求解器求解。最后,通过算例验证了所述模型与方法的实用性和有效性。
当前能源互联网与智能电网研究选题的继承与拓展

能源互联网是冷、热、电、气在物理流、信息流和价值流高度融合的新兴领域。国家自然科学基金的资助情况自下而上地反映出中国能源互联网及其相关概念的研究态势和研究重点。文中从基金关注的研究方向、获批数量、高校分布、类型分布等方面分析了中国能源互联网及其相关领域国家自然科学基金近10年来的获批情况。分析表明,受能源转型以及互联网技术的驱动,能源互联网由以“电”为主的“智能电网”的研究逐渐转向“冷、热、电、气”的耦合研究;拥有“电气科学与工程”和“工程热物理与能源利用”学科点的强校,在能源互联网的研究中体现出优势,引领了能源互联网理论和应用的基础研究。同时,能源互联网基金资助项目的学科分布,体现出上述两学科和电子学与信息系统、计算机科学、自动化、管理科学与工程、数学、建筑环境与结构、宏观管理与政策等多个学科的交叉融合。
基于渗流理论的电力CPS网络风险传播阈值确定方法

由于电力信息物理系统(CPS)网络的非均匀性及风险传播过程的动态性,使得风险爆发的临界点难以数值确定。从相依网络视角出发,提出一种基于渗流理论的电力CPS网络风险传播阈值确定方法。首先,根据拓扑关联和耦合逻辑将电力CPS网络抽象为双层复杂网络有向图,并采用非对称balls-into-bins分配方法建立“一对多”及“部分耦合”的非均匀电力CPS表征模型。然后,考虑信息层与物理层链接之间的方向性及依赖关系,引入渗流概率对各层内部耦合关系建立传播动力学方程。最后,通过定义电力CPS网络节点的生存函数对风险传播阈值进行数值求解,并以IEEE 30节点系统和150节点的Barabsi-Albert模型算例验证了所述方法的有效性。
河南省水生态足迹测度及其驱动效应分析

运用水生态足迹模型分析了河南省水生态足迹动态变化,结合拓展的Kaya恒等式和LMDI分解法,分析了河南省水生态足迹的驱动效应。结果表明:(1)河南省水生态足迹由2011年的2.954×10~8hm~2持续减少到2015年的2.617×10~8hm~2,第一、第二和第三产业的年均值约占总量的45%、11%和44%,且第一产业所占比重基本稳定,第二产业呈下降趋势,第三产业有所上升。(2)水生态承载力年均0.142×10~8hm~2且相对稳定,水生态赤字年均2.649×10~8hm~2且持续减少,表明河南省水环境压力有所缓解,但水生态安全危机仍然严峻。(3)人口和经济发展是河南省水生态足迹的正向驱动因素,人口驱动效应相对恒定且不断增强,经济发展是主要的增量因子且驱动效应逐渐减弱。(4)以2014年为分界点,河南省产业结构对于水生态足迹驱动效应实现了由正向负的转变,但受转变时间和产业比重变化的影响,整体上呈弱正向驱动但接近于零。(5)技术进步是河南省水生态足迹减少的首要驱动因素,三大产业技术进步驱动效应的年均值均呈负向驱动,表明技术进步有效抑制了水生态足迹增长,其中第三产业技术进步的减量效应最高。
中国高铁网络结构特征及其组织模式

基于2018年高铁网络OD数据,运用社会网络分析方法从高铁网络、城市节点等方面探讨中国城市高铁网络结构特征及其地域组织模式,结果表明:①中国高铁网络整体较为松散,东北地区网络密度最高,东部和中部地区作为整体网络的中介作用明显;②重要高铁线路的“廊道效应”突出,中心度呈现出以京广、京沪和沪昆高铁组成的“三角旗状”空间格局并向两侧城市呈不规则递减的态势;③多层级网络识别出紧密关联高铁线路和四横四纵向八横八纵格局的转变;④高铁网络的地域组织形式表现为点-轴串珠模式、双核组团模式和极核模式,高铁网络的完善使组织模式由单核趋向于网络化转变。
论地理学的特性与基本问题

学科通常都具有独立的研究对象、独立的学科问题、独特的学科特征以及独特的社会服务功能。本文从3个方面论述了地理学的属性,进而认识现代地理学的时代特征。①地理学研究对象的演化经历了由简单向复杂的变化过程。在研究实践过程中,应充分认识地理系统的复杂属性。②地理的要素、空间与时间相互融合构成了独特的学科问题体系,阐述了不同地理问题的本质区别,进而促进解决不同地理问题的技术与方法体系建设。③“还原论”与“整体论”并举的地理学哲学思维方兴未艾。地理学强调的综合研究在当今时代受到了前所未有的重视。在新兴学科和新兴技术的支撑下,出现了地理要素和地理系统并行研究的新格局。本文从地理学研究的基本特征出发,总结了地理学研究的核心问题,探讨地理学驱动机制对地理规律的组合效应。理解地理学关键特征和时代价值,有助于探索地理学的社会发展契机。
集合预报对台风天鹅(2015)远距离暴雨的不确定性研究

2015年8月23—24日期间台风天鹅引发华东中部沿海地区出现暴雨或大暴雨天气。基于欧洲中期天气预报中心的集合预报分析导致此次远距离暴雨预报不确定的关键原因,并利用集合敏感性分析方法研究影响此次暴雨过程的主要天气系统的敏感区域,此外对暴雨发生发展的热动力机制展开探讨,主要结论包括:集合预报对此次台风天鹅引起的远距离暴雨的可预报性明显偏低,仅在暴雨发生前24 h才做出较大调整。在不同起报时次下,当台风路径的系统性偏差最小时,台风降水集合预报也最接近实况,但是进一步的分析表明,台风路径误差与降水量级之间的对应关系并不确定。不同雨量成员组间中低层环流场的对比分析表明:高空槽的预报差异是集合预报不确定的主要原因,高空槽东移加深有利于增加暴雨区的斜压不稳定,也有利于增强对流层低层的水汽输送急流带。500 hPa高度场的敏感性分析表明无论是初始场还是预报场,暴雨区平均降雨量均与高空槽的东移和加深显著相关,且随着预报时次的临近,显著相关区域向低槽下游明显扩大。此外还发现高空槽的东移有利于增强(减弱)暴雨区左(右)侧低层冷空气的强度,使得台风右侧更多暖湿气流向暴雨区输送。
清江流域降水的多模式bma概率预报试验

基于TIGGE资料中的ECMWF、UKMO、JMA、CMA四套模式的2016年6月1至7月31日逐日降水集合预报资料,结合清江流域10个国家基准站观测数据,建立了流域贝叶斯模型平均(BMA)概率预报模型,开展流域多模式集合BMA技术的概率预报试验与评估。结果表明,在清江流域多模式集合的BMA模型最佳滑动训练期长度为40 d,BMA模型预报比原始集合预报有更高预报技巧,比四个原始集合预报MAE平均值减少近11%左右,而对于CRPS除了CMA中心无订正效果外,较其他三个模式平均值提高近15%左右。多模式集合BMA技术能预报降水全概率PDF曲线和大于某个降水量级的概率,同时能给出确定性降水预报,对于极端强降水(大暴雨-特大暴雨量级),BMA 75~90百分位数预报效果较好,对于强降水(暴雨量级),BMA 50~75百分位数预报效果较好,对于一般性降水(小雨-大雨量级),BMA确定性预报结果或50百分位数预报效果较好。
三醋酸纤维素膜辐射可控接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯及其性能

三醋酸纤维素(CTA)是一种高强度的天然高分子衍生物,对其进行表面接枝改性将扩展其在物质分离、吸附、检测等领域的广泛应用,但是化学接枝改性CTA比较困难。本文结合辐射引发接枝和可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合方法,成功地在CTA膜表面可控接枝了聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(PGMA) 。研究了吸收剂量、单体GMA质量分数和RAFT试剂含量等因素对接枝率的影响,采用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR) 、扫描电子显微镜(SEM)和接触角技术手段对CTA膜接枝前后的结构、形貌和表面性质进行了表征。实验结果表明,为了得到较高的接枝率,同时又保持较好的形貌,合适的条件为:吸收剂量为10 ~ 12 kGy,GMA质量分数为30%,RAFT试剂与GMA的物质的量比为1: 400;在不同条件下得到的最高接枝率为41%,接枝聚合物相对分子质量分布最低为1.33。此外,接枝PGMA后的CTA膜疏水性增加。该工作提供了可控接枝CTA的简便方法,与传统辐射接枝相比,RAFT辅助辐射接枝反应更加可控,得到的PGMA接枝链更加均匀,有利于根据实际应用来控制接枝率和进行后续的功能修饰。
稀土离子特性与稀土功能材料研究进展

稀土元素是一个包含了由钪、钇与镧系共17种元素的系列统称,它们既具有本质上的物理化学相似性,也具有各自独特和多样的电子结构。从化学水平上讲,稀土离子的特性决定了稀土永磁、磁致冷、超导、热释电、光学制冷、非线性光学、催化等高新技术应用的本质;从材料水平上讲,稀土功能材料是实现这些技术应用的基础。从科技发展要求来讲,稀土功能材料的研发是实现稀土资源高质量发展的最重要途径。本文从稀土离子特性出发,利用轨道杂化模型构建稀土离子与稀土功能材料之间的基本关系,总结了近年来不同应用领域中稀土离子在稀土功能材料的组成设计与性能优化方面的研究进展。
显微神经外科运用3D-Slicer自主构建脑干纤维束的相关研究

目的探究在显微神经外科术前计划中神经外科专科医生通过3D-Slicer软件自主构建脑干纤维束的方法与应用价值。方法收集2018年6月至2019年5月重庆医科大学附属第一医院神经外科31例脑干区域病变住院患者DCIOM格式影像学资料并导入3D-Slicer软件系统由神经外科专科医生自主构建纤维束,分别生成二维部分各向异性(FA)图、方向编码彩色(DEC)图及三维纤维束示踪图,构建术前虚拟病理解剖影像系统,了解肿瘤与脑干纤维束的三维病理解剖关系,制定精确的手术入路,术前模拟手术步骤。结果全部病例均由神经外科专科医生自主重建脑干纤维束,利用自主构建的的三维虚拟影像进行手术计划的制定,尽量避开脑干纤维束操作,在显微神经外科技术及神经内镜辅助下顺利完成所有手术,31例病例均在避免损伤纤维束的前提下达到全切或者次全切肿瘤,术后新发脑干纤维束损伤症状轻微,术后3个月随访31例患者未见明显脑干纤维束损害症状,术后6个月随访31例患者亦未见明显脑干纤维束损害症状。结论由神经外科专科医生自主构建脑干纤维束可精确地、有的放矢地重建脑干纤维束的走形,可更加精确地了解肿瘤与脑干纤维束的三维病理解剖关系,更加合理地制定手术计划,确定“相对安全区”位置,选择最优手术入路,以最大限度避免损伤脑干纤维束达到肿瘤次全或全切除。
定向凝固Mg-xGd-0.5Y合金的微观组织及拉伸变形行为

研究了Gd含量(3.0%、4.5%、6.0%,质量分数)对定向凝固Mg-xGd-0.5Y合金微观组织及室温力学性能的影响,并利用EBSD技术分析其室温拉伸形变行为。结果表明,在抽拉速率为3 mm/min条件下,Mg-xGd-0.5Y合金获得了纵向晶界与热流方向平行、主要沿(112ˉ0)晶面的法线方向择优生长的柱状晶组织,且柱状晶的横截面呈 “三角形”或“十”字形花瓣状,二次分枝由3.0%Gd的3个分枝逐渐变为6.0%Gd的4个分枝。室温下,柱状晶晶体生长取向多集中在<224ˉ3>的Mg-6.0Gd-0.5Y合金具有较高的抗拉强度(107 MPa)和断后延伸率(32.56%),其形变机制以基面
鄂尔多斯盆地纳岭沟铀矿床岩石学、矿物学特征及其对铀成矿作用的指示意义

对砂岩型铀矿床各地球化学分带中砂岩的岩石学、矿物学特征进行对比分析,对于探索铀成矿过程具有重要意义。前人对纳岭沟铀矿床砂岩的矿物学特征做了一定的研究,但是对铀成矿过程中各伴生矿物之间的相关关系及其地质意义的认识相对薄弱。本文通过对鄂尔多斯盆地北东部纳岭沟铀矿床不同地球化学分带中砂岩进行岩相学分析、X衍射分析以及碳酸盐C—O同位素分析,建立了各矿物之间的相关关系,根据矿物之间的相关关系来反演成矿过程中目的层砂岩地球化学环境变化的过程。镜下鉴定结果表明纳岭沟铀矿床砂岩主要为长石岩屑砂岩;全岩碳酸盐胶结物的碳同位素组成范围为-20.6‰~-3.8‰,根据碳酸盐胶结物的氧同位素反演的碳酸盐胶结物形成时期的流体为大气降水和海水,表明碳酸盐胶结物的形成与有机质、大气降水中以及深部海相碳酸盐的溶解有关;矿物之间的相关关系表明在成矿过程中目的层砂岩经历了三个阶段的地球化学环境的变化:层间氧化过程中的酸性氧化环境阶段、氧化还原过渡带的碱性弱还原环境阶段以及晚期的碱性强还原环境阶段。本文的研究对深入认识铀成矿过程中地球化学环境的变化具有重要的意义。
华南南华纪南沱冰期海洋环境的沉积地球化学记录——来自黔东部南华系南沱组白云岩碳氧同位素和微量元素的证据

新元古代“雪球地球”事件代表地球经历的极端气候条件,对其后的大气和海洋氧化、生物地球化学循环和真核生物的演化都产生了深远的影响。然而同冰期化学沉积岩的缺乏,严重制约了对冰期海洋环境的了解。笔者等在贵州松桃地区一钻孔岩芯南华系南沱组中采集到一套同冰期白云岩,为南沱冰期海洋环境研究提供了理想材料。岩芯中白云岩层位于南沱组下部,夹持于两套杂砾岩、粉砂质泥岩组合中间,厚度1.61 m。偏光显微镜和扫描电镜观察表明岩性为微晶白云岩。采用Delta V Advantage稳定同位素质谱仪分析白云岩的碳、氧同位素,测定结果为:δ~(18)O_(V-PDB)在-16.97‰~-8.37‰之间,δ~(13)C_(V-PDB)在-9.68‰~-8.42‰之间,与冰期前后碳同位素组成对比,δ~(13)C_(V-PDB)具显著低负值特征。电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)微量元素分析结果表明:白云岩样品中铁、锰含量很高,铁含量的平均值约为92867×10~(-6),锰含量的平均值约为10644×10~(-6);Mn/Sr值较大,平均值约为26.89。综合碳、氧同位素的相关性及微量元素特征分析表明,南沱组同冰期白云岩碳同位素组成代表了原始的沉积记录。研究结果表明:①南沱组白云岩的出现反映了南沱冰期海洋中存在着开放的水体,这些开放水体为此时真核生物提供了重要的栖息场所。②南沱冰期海洋处于富铁缺氧的环境,白云岩中碳同位素低负值主要是甲烷厌氧氧化的结果。③同位素质量平衡计算表明,冰期海洋中较高比例的有机质埋藏和极其有限的大气-海洋气体交换导致了大气中氧浓度的升高。
赣东北冷水坑铅锌银矿田流纹岩SHRIMP锆石U-Pb年龄及地质意义

冷水坑铅锌银矿田位于扬子地块与华夏地块的江山—绍兴结合带南侧、武夷隆起带西北部的天华山火山盆地内,是武夷山成矿带中生代火山岩带中独具特色的斑岩型矿床。矿田内的火山岩分布广泛,但是区内火山岩系的地质时代归属仍然存在分歧,存在晚侏罗世和早白垩世早期的不同认识,制约了区域地质找矿工作。笔者等在对矿田火山岩系的岩性和岩相特征调查的基础上,对冷水坑矿田内鹅湖岭组流纹岩样品进行了SHRIMP锆石UPb测年,结果显示3件样品的锆石n(~(206)Pb)/n(~(238)U)年龄加权平均值分别为139.5±1.1 Ma、137.8±1.3 Ma和139.4 ±1.2 Ma,地质时代属早白垩世早期,指示流纹岩所在火山岩系地质时代为早白垩世早期。火山喷发有气爆和浆爆等喷发形式,分别表现为普利尼式和斯通博利式、乌尔卡诺式等不同喷发形式,所形成的火山碎屑岩中不同来源的晶屑、岩屑和浆屑各自所占比例不同,导致最小锆石U-Pb年龄的地质含义也不同,不一定都能代表火山碎屑岩的形成年龄。结合前人获得的凝灰岩和晚侏罗世花岗斑岩的锆石U-Pb年龄,推测冷水坑铅锌银矿田早白垩世早期发生了不同形式的火山喷发活动,是否存在晚侏罗世火山岩系仍值得探讨。
现代土壤磁化率空间分布特征及成壤影响因素分析——以桑干河阳原段为例

为了揭示影响成壤作用发生的主要因素,对河北省阳原县桑干河流域表层土壤开展常规土壤指标和环境磁学参数的地统计学分析,结果表明,土壤的频率磁化率(χ_(fd20))、Eh值、有机质、黏土—粉砂含量等参数的空间分布特征受控于研究区的高程,而土壤的含水量、铁游离度和活化度的空间分布特征受控于坡向。因此,在影响成壤作用的五大因素(母质、气候、地形、有机质、时间)中,地形(高程、坡向)是影响研究区成壤作用强弱的主要因素。此外,虽然前人发现频率磁化率和铁游离度都能反映铁氧化物含量和成壤作用强弱,但本次研究通过对比空间分布特征发现,频率磁化率与有机质、Eh值等土壤指标有较好的相似性,且与耕地类型分布一致,所以,相对于铁游离度,频率磁化率更能反映研究区土壤发育状况。
阿拉善地块北缘西段雅布赖岩体暗色微粒包体的岩浆混合成因

雅布赖岩体位于阿拉善地块北缘,雅布赖—诺日公—红谷尔玉林构造带最西端,该地区广泛出露中酸性岩浆岩,主要岩石类型为花岗闪长岩与二长花岗岩,岩体内部广泛发育暗色微粒包体,锆石LA-ICP-MS U-Pb测年显示其均形成于早二叠世,花岗闪长岩年龄为277.0±1.6 Ma,二长花岗岩年龄为283.4±2.0 Ma,暗色微粒包体年龄为284.7±2.4 Ma。暗色微粒包体为岩浆结构,大多数具塑性流变特征,发育淬冷边、反向脉,存在多种矿物不平衡结构和矿物组合,包体与寄主岩石具有相似的稀土配分模式和微量元素特征,在主要氧化物哈克图解中具有很好的线性关系,在同分母氧化物比值协变图上表现为线性相关,在多元素异分母比值图解上表现为双曲线演化关系,显示了岩浆混合作用的特征。结合前人研究,雅布赖—诺日公—红谷尔玉林构造带内广泛分布的晚古生代岩浆岩形成了一条岩浆岩带,其中雅布赖岩体可能形成于古亚洲洋向南俯冲的活动大陆边缘环境。
超疏水表面融霜演化行为及排液特性

及时脱除热力除霜后冷表面残留液滴,可以延缓二次结霜。本文对室温环境下超疏水表面融霜演化行为进行了微观可视化观测,对比分析了表面倾角对裸铝表面(接触角88.0°)及超疏水表面(接触角151.1°)融霜排液的影响。实验结果表明,水平超疏水表面融霜过程存在单液膜卷曲收缩及多液滴合并两种行为,较大的静态接触角及较小的接触角滞后是促使多液滴合并的主要原因。与倾斜裸表面融霜过程存在大量残留液滴不同,超疏水表面融霜液可实现自排除;当表面倾角>30°时,超疏水表面排液率可达90%以上。结合表面润湿特性及表面倾角推导出表面液滴临界脱落半径,与实验结果吻合较好。
回风散热采掘工作面降温系统分析

为了提高回风散热矿井采掘工作面局部降温系统的能效以及提供系统优化依据,根据能量系统分析理论建立了局部降温系统的分析模型,给出了分析理论计算方法。通过分析表明:该降温系统能效比约为3.08,回风散热局部降温系统能效高;降温系统总损失约占总输入的85.41%,有效利用的冷量约占总输入量的14.59%,损失系数分布合理;虽然采用冷却水系统和冷冻水系统增加了系统损失,但提高了系统效率;在设计时应根据损失分析,采取有效措施降低损失,提高系统能效。
碟盘刀具轴向振动破碎煤岩载荷模拟与粉碎量研究

为提高煤岩的破碎效果,利用ABAQUS有限元软件分析一种碟盘刀具破碎煤岩的载荷特性,在切削厚度为14~30 mm的工况下分别进行碟盘刀具轴向振动与径向切削和径向单作用破碎煤岩的仿真试验,采用数值统计和分形比例系数的方法分析碟盘刀具破碎煤岩的载荷谱。结果表明:在碟盘刀具楔面角度为45°时、切削厚度14~30 mm的范围,无轴向振动的碟盘刀具破碎煤岩的径向载荷峰极大值与峰均值比有轴向振动情况下的大6.2%、8.4%,从数值模拟应力云图可看出,施加轴向振动的碟盘刀具破碎煤岩时其楔面对煤岩的应力影响范围更广,计算径向载荷谱的分形比例系数可知,无轴向振动的分形比例系数比有轴向振动条件下的大20.5%~67.5%,说明有轴向振动下更有利于煤岩的大块崩落。该研究可为碟盘刀具的深入研究及工程实际应用提供参考。
基于相位补偿的矿井超宽带雷达压缩感知成像算法

基于UWB信号的井下探测成像系统中,根据Nyquist采样定理,提高发射信号的带宽以获取高分辨率,将导致大量的采样数据产生,过大的采样率将会在成像系统的硬件实现上带来很大困难。另一方面,在实际成像过程中,成像数据的完整性决定了最后成像结果的准确性,但由于存在不可避免的误差和噪声影响,以及塌方体阻碍下目标的隐蔽性,这些因素都将使得成像目标的回波数据无法满足成像要求。因此,在对目标回波进行成像处理之前,必须对回波数据进行处理,通过相关算法使回波数据满足理想的成像模型,最后聚焦方位向回波信息得到目标成像结果。为了提高穿透塌方体遮蔽目标成像的分辨率,并解决超宽带信号穿透塌方体成像得到方位向回波数据不足的问题,通过对传统的压缩感知成像算法进行分析介绍,结合井下具体成像环境,提出一种基于相位误差估计的CS成像算法对回波数据进行补偿。该算法的核心思想就是通过对回波数据计算得到相位误差,首先对回波信号的稀疏性进行验证,并构建目标信号的测量矩阵,利用CS成像算法对回波数据重构的同时对数据进行补偿,通过反复迭代误差估计,逐渐提高回波数据量和成像的质量。最后通过不同场景的仿真试验,验证所提算法在回波数据补偿问题上的有效性。
基于循环神经网络的煤矿工作面瓦斯浓度预测模型研究

瓦斯灾害制约着煤矿安全生产的发展水平,瓦斯治理是高瓦斯煤矿开采工程中的重要环节,有效预测出下一时间段瓦斯浓度并做出合理的安全防护措施,可为煤矿瓦斯治理决策提供一定的参考依据。利用循环神经网络适合处理连续时间序列样本的特性,构建了一种基于循环神经网络的煤矿工作面瓦斯浓度预测模型。该模型以宽泛策略为原则初步确定预测模型网络结构参数,选取数据量更大、时间跨度更长的瓦斯浓度时间序列为训练样本。首先采用邻近均值法和插值法处理训练样本中的异常值和缺失值,同时采用最大最小值标准化法对数据进行归一化处理,其次以均方误差和运行时间为评价指标,采用自适应矩估计优化器优化模型权重,选取修正线性为激活函数,隐藏层中加入丢弃层,通过不断调节步长、网络层数等参数,最终得到最优的循环神经网络瓦斯预测模型。研究结果表明:相比于反向传播神经网络预测模型和双向循环神经网络预测模型,基于循环神经网络的煤矿工作面瓦斯浓度预测模型的训练误差降低至0.003,预测结果误差降低至0.006,具有更高的预测准确度;同时,预测误差波动范围在0.001 ~ 0.024,具有更好的稳定性和鲁棒性。基于循环神经网络的工作面瓦斯浓度预测模型具有更高的准确度、稳定性和鲁棒性,可有效预测出下一时间段瓦斯浓度的变化趋势,从而提前做出合理的防护措施,为煤矿安全生产提供一定的参考意见。
基于基本顶断裂位置的综放沿空掘巷煤帮支护技术

针对深部综放开采大断面沿空掘巷不易支护的难题,采用理论分析及现场实践的方法,研究了深部综放开采大断面沿空掘巷煤帮的破坏特点,揭示了帮部长锚索结合锚网联合支护的作用原理,提出了根据钻进煤粉量的变化来判断基本顶断裂线位置及确定深部沿空巷道巷帮锚索支护长度的方法,并在东滩矿1306工作面验证了该方法的有效性。研究表明:深部综放开采大断面沿空掘巷具有水平变形大,两帮鼓出大,特别是实体煤帮鼓出严重的特点;帮部长锚索结合锚网联合支护能够在浅部通过锚杆群和金属网形成点面结合的支护体系形成挤压加固墙,从而抵抗塑性区煤体对其侧向压力,起到加固巷道的作用;基于钻进煤粉量、围岩压力和顶板的断裂之间的联系,提出了深部综放开采大断面沿空掘巷实体煤帮的控制对策和深部沿空巷道实体煤侧巷帮锚索支护长度的确定方法;以东滩矿1306轨道巷为例进行了实体煤帮的钻孔煤粉测试,并基于测试结果进行了实体煤帮加固设计;现场工程实践表明加固后实体煤帮的水平变形明显减小,证实了该加固方法的有效性。
煤矿智能化标准体系框架与建设思路

煤矿智能化是煤炭工业高质量发展的核心技术支撑。建立健全煤矿智能化标准体系,强化基础性、关键共性标准的制修订是智能化煤矿建设基础和指南。针对煤矿智能化标准建设仍处于初级阶段,缺乏统筹规划顶层设计,造成交叉规定,规范不明确及重复建设等问题,构建煤矿智能化标准体系框架,提出煤矿智能化标准体系建设路径,为智能化煤矿标准体系完善及技术发展提供参考。首先对煤矿智能化标准体系建设现状及其立项与发展情况进行分析,并通过对比工业互联网标准体系,明确煤矿智能化标准体系建设需求和重点任务;在深入研究煤矿智能化技术架构的基础上构建煤矿智能化标准体系总体框架,包括总体类标准、设计规划类标准、基础设施与平台类标准、煤矿智能化系统类标准、智能装备与传感器类标准、评价及管理类标准、安全与保障类标准7个部分,并分析各类标准研究方向;基于煤矿智能化标准体系框架对其中重点领域研究和标准制定任务进行分析阐述,提出详细的智能化标准建设方案;最终对煤矿智能化标准体系建设的思路和关键任务进行分析,明确建设目标和方向,提升煤矿智能化标准的整体支撑作用,促进煤炭产业发展。
煤矿岩巷掘进爆破掏槽孔超深问题探讨

掏槽技术是影响煤矿岩巷钻爆法掘进效率的关键,为了探讨掏槽孔超深深度(掏槽孔与非掏槽孔深度之差)与炮孔利用率之间的关系,采用文献检索法和现场试验开展相关研究,以近40年岩巷爆破掘进实际案例为对象,从时间、岩性、断面大小、炮孔深度、掏槽形式等5个维度对我国煤矿岩巷掘进施工相关文献进行了统计分析研究。研究结果表明:自20世纪80年代以来,岩巷爆破设计的掏槽孔超深深度均设定约为200 mm,炮孔利用率维持在90%左右,5个维度中岩性对炮孔利用率的影响最为显著,并就掏槽孔超深深度为200 、300 、400和500 mm时进行了现场爆破试验,炮孔利用率较超深深度为200 mm时的89%分别提高到93%、97%和97%,最大提高了8%,试验条件下掏槽孔超深深度的最优为400 mm;掏槽孔超深深度与炮孔利用率具有较强的相关关系,适当加大掏槽孔超深深度能显著提高炮孔利用率,而不同施工条件下掏槽孔超深深度的确定有待研究。
黔西北铅锌多金属矿集区成矿构造体系及其控矿机制

黔西北矿集区作为川滇黔铅锌多金属成矿区的重要组成部分,构造控矿-成矿机制一直是该区深化研究的热点和难点。针对长期困扰该区铅锌矿床成矿理论提升和制约深部找矿突破的构造研究瓶颈,基于10个主要铅锌矿床的矿体赋存规律研究,运用矿田地质力学理论和方法,解析了成矿构造的几何学、运动学、力学等特征,识别和厘定了该区存在五种控矿构造组合样式:正断层-背斜式、双向断层-背斜组合式、同向斜落走滑-断褶构造组合式、反倾断层-背斜式、同向斜冲走滑-断褶构造组合式。结合典型矿床构造控矿规律和地球物理深部探测等信息,研究认为,自印支期以来,该区构造体系呈现从NE构造带→NW构造带→SN构造带(构造体系)的成生发展过程。其中,NE构造带为黔西北铅锌矿集区的成矿构造体系,进而论证了构造控矿作用机制,构建了构造控矿模式,为区域勘查部署和深部找矿突破提供了理论依据。
鄂尔多斯盆地东部山西组页岩气成藏特征及勘探对策

我国海陆过渡相页岩气资源量约占全国资源总量的三分之一,勘探开发前景广阔。鄂尔多斯盆地过渡相页岩分布范围广、厚度大,受到广泛关注,勘探开发一直未能获得突破。为查明过渡相页岩地质特征与海相页岩储层特征及成藏规律的差异,本文以鄂尔多斯盆地东部山西组页岩为例,通过总有机碳、镜质组反射率、矿物组成、微观孔隙和含气量分析开展页岩气生成、储集和成藏过程的对比研究,分析认为山西组页岩成藏过程有其特殊性,其干酪根来源于Ⅲ型高等植物,液态烃产量很少,缺乏气泡成孔过程,有机质纳米孔数量少,砂泥煤互层的沉积特征排烃效率高,影响页岩含气性。山西组页岩气形成后,大部分页岩气已运移到附近砂岩中形成致密气,致密砂岩、煤层和页岩呈三明治式成藏。预测研究区内东南部为有利区域。在勘探山西组页岩气时考虑煤系“含气带”,通过立体勘探寻找有利的富气层段。
上黑龙江盆地二十-站岩体角闪石和黑云母成分特征及成岩成矿意义

二十一站岩体位于黑龙江省东北部大兴安岭地区塔河县境内,该岩体产出的岩石类型包括早白垩世二长岩和石英二长斑岩及早侏罗世花岗岩和二长岩等,在该岩体中已发现斑岩型铜金矿床,但是该岩体形成的物理化学条件和岩石成因尚不清楚,不同岩性岩浆岩的成矿潜力也不明确。鉴于此,本文以二十一站岩体中不同时代的花岗岩、二长岩、石英二长斑岩的黑云母和角闪石为研究对象,结合偏光显微镜、电子探针背散射图像和电子探针化学成分,对该岩体的岩石学、矿物学特征进行了研究,并对岩浆结晶的物理化学条件、岩石成因和成矿意义进行了探讨。结果显示:早白垩世二长岩中角闪石化学成分显示:角闪石富钙(CaO 11.21%~11.78%)、富镁(MgO 13.61%~14.85%)、贫钠(Na_2O 0.80%~1.11%)和贫钾(K_2O 0.40%~0.54%),属于镁角闪石,结晶温度为704.92~805.58℃,平均温度为761.82℃,压力为73.83~115.93MPa,对应岩浆侵位深度为2.8~4.4km,结晶时岩浆氧逸度为ΔNNO+1.63,含水量为H_2O=4.92%,反映出岩浆结晶时高温、高氧逸度、富含水分、浅侵位的特征。黑云母的Fe~(2+)/(Fe~(2+)+Mg)比值比较均一,反映黑云母未遭受后期流体改造,均为原生岩浆成因的黑云母。其中早侏罗世花岗岩和二长岩所代表的A类黑云母化学成分上富铁(TFeO 19.92%~22.42%)贫镁(MgO 7.99% ~10.46%),属于铁质黑云母,早白垩世二长岩和石英二长斑岩所代表的B类黑云母相比于A类黑云母更富镁(MgO 12.38%~14.45%)和钛(TiO_2 1.90%~2.75%),贫铁(TFeO 16.64%~17.97%)和铝(Al_2O_3 15.00%~16%.79),属于镁质黑云母。A类和B类黑云母对应岩浆结晶温度分别为720~740℃和750~780℃;压力为202.20~443.49MPa和158~231MPa,对应岩浆侵位深度为6.67~14.64km和5.24~7.24km;结晶时岩浆氧逸度分别为10~(-15)~10~(-16)和10~(-12)~10~(-13);岩浆来源为壳源,且B类黑云母对应岩浆有地幔物质参与。因此,可以认为二十一站岩体中早白垩世二长岩和石英二长斑岩具有中高温,高氧逸度应含水量,岩浆主要来源于地壳物质的部分熔融,并有部分地幔物质参与,侵位深度较浅的特点,具有形成大型斑岩矿床的潜力。早侏罗世花岗岩和二长岩氧逸度相对较低,侵位较深,物质来源为地壳,因此不具备成矿潜力。
川东与大巴山褶皱冲断带交汇区构造几何学和运动学特征

川东与大巴山褶皱冲断带交汇区位于四川盆地东北缘,由温泉井—马槽坝背斜带、云安场背斜带和方斗山背斜带组成,其形成过程受川东构造带和大巴山构造带的双重控制,开展川东与大巴山褶皱冲断带交汇区构造几何学和运动学特征研究,对认识华南板块和华北板块之间的拼贴碰撞及演化具有重要意义。本文基于野外调查、钻测井资料和二维地震资料,以断层相关褶皱理论为指导,通过对四条二维地震剖面的精细解析,揭示了交汇区构造几何学特征,并应用2Dmove软件恢复了研究区构造运动学过程。研究认为:①交汇区在南北方向上显示为大型的复向斜结构,垂向上被区内下三叠统嘉陵江组膏盐层、志留系泥页岩层和下寒武统泥页岩层三套滑脱层分为上、中、下三大构造层,上构造层主要发生滑脱褶皱变形,中、下构造层发育断层较多,主要发育双冲构造、冲起构造以及断层转折褶皱;②研究区中构造层构造变形最为强烈,构造缩短率达10%,上、下构造层构造缩短率较小,均为6%左右,且各构造层缩短率由西到东呈现出逐渐增大的趋势;③中生代以来,研究区的构造演化过程分为三个阶段:晚三叠世到晚侏罗世稳定沉积阶段、早白垩世到古近纪早期对冲变形阶段、古近纪晚期至今定型阶段。
乡镇级国土空间总体规划的必要性、定位与重点内容

在充分认识我国乡镇总体规划的基本特征和问题的基础上,明晰国家空间规划体系改革对乡镇治理体系、城乡融合和高质量发展的要求,指出我国乡镇国土空间总体规划的必要性。继而在研判国际经验和县乡事权划分等的基础上,提出了乡镇国土空间总体规划的定位特征是传导落实县市规划、创新镇区空间用途管制方式和统筹引导详细规划编制。并指出乡镇国土空间总体规划的重点内容应包括自然资源管理、国土空间开发利用、镇域空间格局、镇区空间布局和村庄建设管控等。