mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
不同生物脱氮路径下氧气、碳源等需求理论分析

生物脱氮是一种节约资源能源、环保安全的脱氮途径,但其反应复杂、路径众多,在不同的条件下找到合适的途径进行高效生物脱氮就成了必须要解决的问题。借助生物脱氮方程式进行理论分析,全面介绍了全程硝化+全程反硝化、短程硝化+短程反硝化、短程硝化+厌氧氨氧化和全程硝化+部分反硝化+厌氧氨氧化等四种常用的生物脱氮路径的特点,并计算了不同脱氮路径中理论的氧气、碳源、碱度的消耗量和活性污泥的产生量。研究分析发现,以CANON工艺为代表的短程硝化+厌氧氨氧化路径相比全程硝化+全程反硝化路径,可节约56%的氧气、100%的BOD_5、44%的碱度,少产生81%的污泥;全程硝化+部分反硝化+厌氧氨氧化路径相比全程硝化+全程反硝化路径,可节约42%的氧气、77%的BOD_5,少产生63%的污泥。
利用加速量热仪测定原油氧化动力学参数

在注空气提高石油采收率技术研究中,原油氧化动力学参数既是基础数据,同时也能评价该技术在矿场应用的可行性。为明确原油氧化动力学特征,采用加速量热仪法,在高压绝热条件下研究原油的氧化特征。结果表明,通过加速量热实验可确定原油点火温度;运用动力学理论对实验数据处理,推导出原油氧化动力学特性数学模型,得到动力学参数的计算方法,进而求出原油的活化能和指前因子。与热重分析法和差示扫描量热仪等常规方法相比,加速量热仪法更接近地层实际条件,原油氧化动力学参数测定结果更准确,具有良好的推广价值和应用前景。
基于城镇污水处理全流程环节的碳排放模型研究

我国不仅尚未独立开展城镇污水处理各子单元的温室气体清单研究,而且有关污水处理各个系统的温室气体估算数据研究也较少。结合"全国城镇污水处理信息管理系统"大数据平台,以城镇污水处理行业节能减排为目标导向,构建了污水处理系统全流程节能减排综合测算模型。通过模型测算了3个实例污水处理厂提标前后的碳排放变化情况并识别出主要控制环节,结果表明,适当提高污水排放标准,可有效降低污水处理厂各流程环节产生的碳排量,但进一步提高出水标准将会使污水厂在能源、资源及温室气体排放等方面产生不利的影响。
吸水膨胀树脂复合堵漏剂的研发与性能评价

针对钻井堵漏中吸水树脂堵漏剂承压能力低、单一刚性颗粒碳酸钙难于堵漏、它们的颗粒大小与漏失裂缝尺寸难以匹配,均不能很好堵漏的问题,以丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为单体,N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,过硫酸铵-亚硫酸氢钠为引发剂进行聚合反应,再通过烘干、粉碎、过筛处理制备了粒径(mm)<1.00、1.00~<2.80、2.80~<4.75和4.75~<8.00的4种树脂,将该树脂与膨润土、超细碳酸钙、石棉纤维和5种粒径非球形碳酸钙颗粒进行复配,通过1~4 mm缝隙板的堵漏效果评价,优选堵漏材料的粒径和加量,形成了一种复合堵漏配方。研究结果表明:该树脂颗粒在15~30 min内吸水膨胀,在淡水和6.0%氯化钠溶液中360 min吸液倍率分别达102~234 g/g和17~23 g/g。形成的复合堵漏剂用淡水和聚磺钻井液稀释配制的密度为1.37 g/cm~3的堵漏浆对1~4 mm缝隙板可完全封堵,在6.9 MPa下可承压10 min,具有良好的堵漏效果。
纤维素纳米晶杂化压裂液的流变性能

针对目前纤维素压裂液存在黏度低、耐温性能差、携砂困难等技术难题,将纤维素经硫酸水解后得到的纤维素纳米晶(CNCs)加入纤维素压裂液中,制得纳米杂化型纤维素纳米压裂液(简称纤维素纳米压裂液)。优选了三乙醇胺与正丁醇锆复配交联剂与CNCs加量,用流变仪模拟了纤维素纳米压裂液冻胶在管道中的剪切过程,研究了剪切速率、温度对纤维素纳米压裂液冻胶流变性能的影响。结果表明,在纤维素压裂液冻胶中,加入1000 mg/L的CNCs可显著提高压裂液黏度。复配交联剂加量为0.4%时,纤维素纳米压裂液冻胶在25 ℃、170 s-1下剪切稳定后的黏度可达600 mPa·s,比空白压裂液冻胶增黏160 mPa·s;120 ℃、170 s-1下剪切60 min后的黏度可达170 mPa·s,增黏70 mPa·s。CNCs可显著提高纤维素压裂液的携砂性能,在25 ℃下纤维素纳米压裂液冻胶的弹性模量是空白压裂液冻胶的2倍。CNCs分散在纤维素网格中,作为核点有效提升了网格的抗剪切性能和耐温性能。
中国地区数字经济的演变:1994~2018

研究目标:准确分析中国数字经济发展地区间的差异性和协调性以及数字经济发展与经济增长的关系。研究方法:基于全国工商企业注册微观数据,使用自然语言处理技术筛选出数字经济企业,在此基础上构建1994~2018年31个省份样本面板数据集,运用泰尔指数和协调度指数对省域间差异进行分析,并采用PVAR模型探讨了数字经济与经济增长之间的关系。研究发现:第一,从数字经济发展的基本情况看,数字经济企业的进入率明显高于退出率,且省际差异明显,数字经济处于不平衡且快速发展阶段。第二,从数字经济发展的地区差异性看,企业进入率的地区差异有所缩小,主因是地区内差异有所缩小,企业退出率的地区差异有所增加,主因是地区间差异有所增加。数字经济企业的进入率和退出率都以正向偏离为主,数字经济发展越快的地区,其经济规模越大。从数字经济发展的地区收敛性来看,在相邻省份层面,企业进入率的协调性处于较高水平,而企业退出率则处于较低水平,表明相邻省份间,数字经济发展在企业进入方面的模仿性更强。第三,从数字经济与经济增长的关系看,提高数字经济企业进入率和退出率,都有助于推动经济增长,提高企业进入率主要通过增强市场竞争的渠道推动经济增长,而提高企业退出率则主要是通过淘汰落后产能的渠道推动经济增长。研究创新:基于全国工商企业注册信息,创建了一套全样本的中国数字经济企业数据库,从多个视角刻画中国数字经济的演变过程和相关规律。研究价值:利用数字经济微观企业数据加总的产业口径相对精准地描述了中国数字经济的时空演变规律,为后续中国数字经济发展研究奠定了基础。
Metal Nanoparticle Reagents Image in Mouse Bladder With Photothermal Optical Coherence Tomography

The paper presents a method to use the photothermal phase difference to map metal nanoparticle (NP) reagent with optical coherence tomography (OCT). The depth-resolved, real-time, and highly localized light-to-heat conversion can be traced by recording the photothermal phase. For adiabatic absorption, the photothermal phase difference represents the localized light absorption characteristics of the NPs. In order to prove the effectiveness of our method, we firstly used FD-OCT imaging system to do agar phantom experiments with different concentrations of NP reagent. The results show that the photothermal phase difference can be used to distinguish different concentrations of NP reagent in agar model. Subsequently, a 3-month-old male C57BL / 6J mouse weighing about 25 g was used to verify the feasibility of our method for reconstructing the distribution of NP reagent in tissues. Before the experiment, 0.12 ml chloral hydrate with a concentration of 0.15 g/ml was used for anesthesia, and then 100 ml NP solution with a concentration of 60 μg/L was injected into the bladder of mice through a trocar inserted into the urethra. After about 4 hours, the mouse bladder was used to reconstruct the photothermal image. By analyzing the OCT structural image of mouse bladder, we can clearly observe two distinguishable layers. The first layer is detrusor and the second layer is muscularis mucosa. The results are consistent with those reported. In conclusion, we have proved theoretically and experimentally that the distribution of NP reagent in tissues can be reconstructed by photothermal phase difference. Owing to thermal expansion and thermal refractive index effect, the photothermal phase difference can produce local temperature changes in the tissue. For adiabatic absorption, the photothermal phase difference is related to the concentration of NPs. Therefore, it has been used to distinguish different concentrations of NP in the model and reconstruct the distribution of NP in the bladder of mice.
我国草原恢复与保护的问题与对策

我国草原总面积为392.8万平方公里,约占国土面积的40.9%,是国家生态安全的重要绿色屏障,也是农牧民赖以生存的主要生产资料。然而,自20世纪80年代开始,我国草原发生了大面积、不同程度的退化。迄今,“局部好转、整体恶化”的态势没有得到根本扭转,这已成为制约我国生态文明建设和社会经济发展的主要瓶颈。文章分析了我国草原恢复与保护的现状及存在的问题,提出草原恢复与可持续管理的对策,旨在为我国草原的恢复、保护和可持续利用提供参考。
中国粮食主产区耕地撂荒程度及其对粮食产量的影响

耕地撂荒严重地影响着我国的粮食安全。以我国粮食主产区为研究区域,在识别撂荒地分布的基础上,测度了撂荒地空间分布格局,并建立耕地撂荒中介效应模型,探究了耕地撂荒对区域粮食产量的影响机制。结果表明:(1)中国粮食主产区耕地撂荒规模为405.53万hm~2,撂荒率约为5.85%;空间上撂荒地规模分布呈“T”字形空间格局,黑龙江东北部、吉林西北部以及内蒙古南部地区为撂荒地主要集聚区。(2)耕地撂荒对于粮食主产区粮食产量具有显著负向影响,2017年我国粮食主产区因耕地撂荒损失的农田生产潜力达到1339.15万t,损失的粮食产量高达2265.6万t,损失比例达4.69%;内蒙古自治区成为粮食产出损失量和损失比例最大的地区。(3)粮食播种面积、农田生产潜力和农业技术投入均发挥了部分中介作用,系数分别为-0.194、-0.025和0.006。(4)应遵从城乡融合以及农业农村发展态势,强化粮食主产区农业生产现代要素投入与政策扶植,构建粮食生产—耕地休耕空间转换弹性机制,保障我国粮食安全。
水稻生产碳中和现状及低碳稻作技术策略

稻田固碳减排,是国家实现碳中和战略的重要举措。为推动长江中下游地区水稻绿色生产,本文在界定水稻生产碳源、碳汇功能的基础上,分析了长江中下游省(市)区域碳排放及碳中和现状,解析了不同稻作模式的碳排放特征,评估了不同农艺措施对稻田固碳减排的影响及潜力,提出并构建了“增汇、减排、降耗、循环”的低碳稻作体系。基于文献统计结果显示:长江中下游省(市)区域的碳中和水平为-1.52~1.75 Mt C-eq;区域内稻作模式的碳中和水平为-401~2 673kg C-eq/(hm~2·a);总体而言,免耕、秸秆还田、氮肥减施、间歇灌溉及稻田种养等农艺措施均可实现碳盈余,表明通过合理农艺措施、优化布局稻作模式,能够提高水稻生产碳中和水平。
闭环光纤电流传感器高阶动态模型及仿真

为研究光纤电流传感器脉冲电流测量能力,建立了传感器离散域高阶动态模型,并基于Simulink对传感器阶跃响应及频率响应特性进行仿真分析。结果表明:增大前向增益可提高传感器的响应速度和带宽,但过大的前向增益将会使系统超调振荡;滑动平均滤波器对超调振荡有明显的抑制作用,但同时也会降低系统的响应速度和测量带宽。搭建了频率响应测试平台,在不同的前向增益及滤波器阶数条件下,测试了传感器频率响应特性;基于传感器的相位调制原理引入非互易阶跃相位差,实现了传感器阶跃响应的等效测试。频响特性及阶跃响应特性测试结果与仿真结果具有较好的一致性,证明了模型的准确性。
基于WRF-Hydro模式的清江流域洪水模拟研究

基于WRF-Hydro模式构建了洪水预报模型,开展了清江流域的洪水模拟研究。利用2015~2017年9场典型洪水过程进行了流域内模式的参数率定,并基于2017~2018年4场典型洪水过程分析探讨了模型对清江流域洪水的模拟效果。结果表明:在率定及验证期的13场典型洪水过程的逐小时模拟中,纳什效率系数介于0.50~0.94之间,单洪峰过程的模拟效果整体优于多洪峰过程。本研究构建的基于WRF-Hydro模式的洪水预报模型能够适用于地形复杂的清江流域,为进一步构建类似区域的大气-水文耦合预报模型奠定了基础。
控制地下储气库强采强注井环空超压的氮气柱长度计算方法

地下储气库(以下简称储气库)强采强注井在注气、采气工况下极易出现油套环空压力异常的现象,有可能威胁到现场生产过程的安全与储气库井井筒的完整性。为了给注氮气缓解强采强注储气库井环空带压问题提供指导,基于管柱弹性力学平面应变、流体热膨胀与压缩性质、理想气体状态方程等理论与方法,考虑不同工况下油管内压力与温度变化所带来的保护液热效应和套管鼓胀效应,建立起储气库井环空压力计算模型;探讨了储气库井A环空压力与各个主要影响因素(油管内压、井筒温度等)的关系,进而推荐了相应的氮气柱初始压力与长度。研究结果表明:①储气库井油套环空压力与油管内压、井筒温度成正相关,温度变化为环空压力变化的主要控制因素;②密闭环空压力对温度变化极为敏感,环空带压现象也十分明显;③初始氮气柱预留压力也会影响环空压力;④初始氮气柱长度越长,环空压力变化量越小,但过长的氮气柱对于环空压力控制的影响效果不明显,并且会降低环空保护液的防腐性能,因而考虑到实际生产的需求,建议选取封隔器下深的2% ~ 4%作为预留氮气柱长度。
纳米金掺杂- 三聚氰氨印迹修饰电化学传感器的制备及性能研究

以三聚氰胺(Mel)为模板分子,甲基丙烯酸(MAA)为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)为交联剂,2,2-偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,采用非共价键法制备三聚氰胺印迹聚合物。将金纳米粒子引入聚合物中,形成金纳米粒子掺杂的三聚氰胺印迹复合物(AuNPs@ MIPs),再将聚合物与石墨粉、液体石蜡混合制成碳糊制备电化学传感器(AuNPs@ MIPs /CPE) 。该传感器对三聚氰胺的线性检测范围为1 × 10 ~(- 9) ~ 1 × 10 ~(- 4) mol /L,检出限为57.4 nmol /L。用3种结构类似物和干扰离子对传感器的选择性进行测定,结果证明该传感器对三聚氰胺具有较好的选择性。制备传感器用于鲜牛奶中三聚氰胺的分析检测,回收率为87% ~ 102%。
珠海一号高光谱卫星的于桥水库水质参数反演初步研究

水体中的悬浮物浓度和透明度是水质调查中的基本参量,也是评价水环境优劣的重要指标。卫星遥感技术可以大范围、较快速、低成本地实现主要水质参数的反演,但是对于水质复杂多变且水域面积较小的内陆水体来说,目前常用的卫星不能满足水质参数的反演需要。珠海一号卫星星座是由珠海欧比特宇航公司发射的新型高光谱卫星星座,具有高空间、高光谱、高时间分辨率的特点,在内陆水体水质监测中具有重要潜力;然而目前对于运用珠海一号数据进行内陆水体水质参数遥感监测的适用性有待研究,需要开展星地同步实验检验其应用效果。以珠海一号高光谱卫星作为遥感数据源,以于桥水库为研究区,利用与卫星同步的水面实测数据,使用经验回归的方法分别构建了悬浮物和透明度的反演模型,并开展了悬浮物浓度和透明度的模型精度检验。检验结果证明,于桥水库悬浮物浓度和透明度的反演模型最佳波段组合分别为R_(rs)(684)/R_(rs)(540)和R_(rs)(656)/R_(rs)(556),模型反演相对误差分别为8.6%和11.7%,均方根误差分别为1.0 mg·L~(-1)和18.2cm。利用建模公式得到了2018年11月22日于桥水库的水质参数分布图,发现于桥水库的悬浮物浓度空间分布呈现北高南低的特点,而水体透明度的空间分布呈现出北低南高的分布特征,这种空间分布特征应该主要是因为于桥水库北部水较浅南部水较深,水越深底泥越不容易再悬浮导致的。基于星地同步实验的于桥水库水质参数反演建模和检验结果初步说明了珠海一号高光谱卫星在定量反演内陆水体水质参数方面具有潜力,未来需要开展更多的星地同步实验进一步完善预处理和反演模型。
氢原子掠散射氧化NiAl(110)面负离子形成

对于掠入射条件下原子从绝缘体表面散射,散射粒子束中高比例的负离子产额被观测到. Demkov模型定量解释了在低速负离子形成阈值附近的负离子产额的速度依赖关系,由于该模型未考虑任何电子损失行为,导致在较高速度时,不能解释形成负离子产额的下降趋势.提出了改进模型,考虑了电子隧穿通过排斥库伦位垒的量子隧穿机制,以及表面激子形成的贡献,能够描述氢负离子在氧化NiAl(110)表面的电子脱附行为,在整个速度范围内计算结果与实验数据符合较好.
细胞周期抑制蛋白KRP1和转录因子GRF5回补拟南芥Hippo/sik1突变体的表型分析

器官大小调控在多细胞生物的个体发育中非常重要.模式植物拟南芥的叶片大小受到精密的调控:首先,叶原基通过有丝分裂实现细胞增殖,之后多数细胞迅速退出分裂,进入细胞延展阶段,达到最终的叶片大小.本课题组前期发现拟南芥丝/苏氨酸蛋白激酶SIK1是限制动物器官大小的Hippo通路核心组分——蛋白激酶Hippo/MST的同功能蛋白.对第一对真叶发育过程进行观察,发现促进细胞增殖的GRF5转录因子与代表内复制启动的细胞周期抑制蛋白KRP1的转录水平均显著低于野生型.在此基础上,构建了KRP1和GRF5的过量表达载体,分别转化野生型与sik1突变体,筛选鉴定获得了T3纯合株系.表型分析显示,KRP1在野生型背景下过表达,加速了叶片延展;GRF5在野生型背景下过表达,叶片面积稍有增大,叶片呈深绿色.然而KRP1和GRF5在sik1中的过表达并未改变其叶片较小、植物发育迟缓的表型.研究结果表明sik1的器官变小表型并非由KRP1和GRF5功能缺失造成,SIK1真正的下游通路还有待探索.
基于I-BGLAM纹理和光谱融合的高光谱显微成像木材树种分类

为了提高木材树种分类的正确率,提出了一种基于I-BGLAM纹理特征和光谱特征融合的高光谱图像的木材树种分类方法。实验数据是利用SOC710VP高光谱成像仪获取的可见光/近红外(372.53~ 1 038.57nm)范围内的高光谱图像。首先,利用基于OIF的特征波段选择方法降低高光谱图像的维数,选择出含有信息量大的波段。其次,对选择出的波段图像使用NSCT及NSCT逆变换得到融合图像,对得到的融合图像使用I-BGLAM提取其纹理特征。与此同时,对高光谱图像的全波段求取平均光谱并进行S-G(Savitzky-Golay)平滑得到光谱特征。最后,将得到的纹理特征和光谱特征融合后送进极限学习机(ELM)中进行分类。此外,还和基于灰度共生矩阵(GLCM)的木材识别的传统方法以及近几年木材树种识别领域内被提出的主流方法进行了比较。该研究主要创新点有两个:一是将强纹理提取器I-BGLAM用于高光谱图像中提取其纹理特征;二是提出一种新的特征融合的模型用于高光谱图像的分类。针对8个树种的实验结果表明,单独使用I-BGLAM提取的纹理特征来进行分类的正确率最高可到达88.54%,而使用GLCM提取纹理特征的传统方法正确率最高只有76.04%,该结果可以得出本文使用I-BGLAM在纹理特征提取方面要优于GLCM,这为后面建立的融合模型打下很好的基础,单独使用平均光谱特征来分类的正确率最高可以达到92.71%,使用所提出的特征融合方法所得到的分类正确率最高可达到100%,这说明使用所提出的融合模型来分类要比以前单独使用某一种特征的分类模型要好。此外,使用所提出的方法得到的分类正确率要高于本领域内其他两种主流的识别方法。因此,所提出的基于I-BGLAM纹理特征和光谱特征融合的方法能够提高木材树种分类的正确率,该方法在木材树种分类方面有着一定的利用价值。
基于FPGA的直流无刷电机新型控制系统设计

为提高直流无刷电机控制系统集成度、可靠性和稳定性,设计了基于FPGA的方波驱动直流无刷电机控制系统.系统采用反电动势过零点检测方案,针对启动难,提出新型三步法,加速阶段分两步,首先进行定频升压加速,然后采用定频定压的方式稳速,外同步到内同步换相的切换以自同步换相成功的次数为判决条件,通过自适应阈值控制换相滤除了换相过程中的过零点干扰信号,增加了系统稳定性.电机控制器结构简单,不需位置传感器及硬件滤波等电路模块.基于FPGA实验表明,该控制器启动效果好,电机运行稳定,最高转速达到13 785 r/min.
分级多孔碳复合吸波材料研究进展

包含大量不同孔径且相互交错贯通孔的分级多孔碳具有低密度、高比表面积以及高介电性能的特点,在电磁波吸收方面具有极大的潜力。综述了分级多孔碳材料的来源、结构、组成及特点,总结了分级多孔碳作为吸波材料的研究进展,并对其未来的发展进行了展望。
尖晶石型Li_(1.02)Ni_(0.05)Mn_(1.93)O_4正极材料的合成及电化学性能

采用无焰燃烧法在500 ℃燃烧反应3 h并在700 ℃二次焙烧3、6、9 h和12 h合成了尖晶石型Li_(1.02)Ni_(0.05)Mn_(1.93)O_4(LNMO)正极材料,研究了焙烧时间对LNMO正极材料结构、形貌、电化学性能以及动力学性能的影响。制备的所有样品均具有LiMn_2O_4的尖晶石型结构,并且随着焙烧时间的延长,样品的颗粒尺寸逐渐增大,结晶性逐渐增强。焙烧时间为6 h样品(LNMO-6)展现出较为优异的电化学性能,在1 C,该样品的首次放电比容量为118.7 mA·h/g,经200次充放电循环后其容量保持率为87.0%,甚至在5 C和10 C高倍率下循环1 000次后仍具有76.3%和75.5%容量保持率。循环伏安和电化学阻抗测试结果表明:样品LNMO-6具有最大的Li+扩散系数(3.74×10~(-15) cm~2/s)以及最低的表观活化能(22.72 kJ/mol)。
羊脑包虫病CT、MRI影像特征

本研究旨在观察羊脑包虫病CT、MRI的特征性影像学表现。选择3只表现出脑包虫病典型症状的新疆细毛羊进行神经学检查及血常规、血清生化检查。对其中2只羊头部进行CT和MRI扫查。最后进行病理剖检,观察病理解剖变化。动物神经学检查发现动物出现眼球震颤,双侧眼睑反射、角膜反射减弱,动物的翻正反应、双侧独轮车反应存在异常;血常规和血清生化检查结果无明显异常;CT影像可见颅内数量不等囊性低密度影,内部CT值与脑脊液相近,边界清晰,有占位效应,囊壁分布大量点状中等到高密度的原头节影像,其余脑组织未见明显异常密度影像。MRI影像可见颅内数量不等囊性病灶,T1WI低信号,T2WI高信号,与脑脊液信号相近,可见沿囊壁分布大量点状T1等信号,T2低信号的原头节影像,病灶周围未见明显异常信号。病理剖检可见充满澄清囊液的寄生虫包囊,内含有数量不等的原头节。寄生虫包囊位置与影像学检查结果一致。结果说明羊脑包虫病具有特征性的CT和MRI影像学表现,影像学诊断方法可准确定位寄生虫包囊数量和位置,显示病灶累及周围组织的情况,有助于手术治疗计划的制定。
中国县域乡村脆弱性空间特征与形成机制及对策

基于乡村脆弱性本质内涵,构建了中国县域乡村脆弱性综合测度的指标体系,对中国县域乡村脆弱性水平进行综合测度;通过遴选具有典型代表性的5条样带,深化分析中国乡村脆弱性的区域差异特征及其形成机制,并提出具有针对性的应对策略。结果表明:①中国县域乡村脆弱性整体上处于较低脆弱度和中脆弱度阈值区间,并具明显的空间差异性,沿“博台线”呈南北分异的空间格局,东北部乡村脆弱性偏低,西南部乡村脆弱较高。②外部性环境因素是诱发乡村脆弱性的先导因素,生态暴露、生态敏感和生态适应构成的乡村生态子系统是乡村脆弱性的根本性影响因素;经济暴露、经济敏感和经济适应构成的乡村经济子系统是乡村脆弱性的核心影响因素;社会暴露、社会敏感和社会适应组成的乡村社会子系统也是乡村脆弱性的重要影响因素。③以“地理区位、乡村脆弱性主导驱动因素和脆弱性程度”为依据,将中国县域乡村脆弱性划分为8个地域类型区。不同类型区域,遵循因地制宜原则,破除地区根植性和路径依赖,增强乡村地域系统扰动源的预测和监测,并对系统自身敏感性进行科学管制,提升乡村系统的适应能力,促进乡村可持续发展。
脂肪来源间充质干细胞条件培养基对小型猪腹腔镜肝损伤氧化应激反应的影响

旨在探究脂肪来源间充质干细胞条件培养基(adipose-derived mesenchymal stem cells-conditioned medium,ADSCs-CM)对小型猪肝损伤氧化应激反应的影响,作者选取24头健康小型猪,随机分为4组,每组6只,分别为模型组(IRI)、DMEM对照组(DMEM)、ADSCs-CM治疗组(CM)和ADSCs治疗组(ADSCs)。4组均通过腹腔镜技术建立小型猪肝缺血再灌注(ischemia reperfusion,IR)合并部分肝切除的肝损伤模型,IRI组移植生理盐水,DMEM组移植浓缩的基础培养基,CM组移植浓缩的脂肪来源间充质干细胞培养基,ADSCs组移植脂肪间充质干细胞。各组分别于术前、术后1、3、7d采集血液与肝组织样本,使用肝功能检测试剂盒对血清中总胆红素(T-BIL)、乳酸脱氢酶(LDH)、总蛋白(TP)进行检测;使用氧化应激检测试剂盒对肝组织中丙二醛(MDA)、髓内过氧化物酶(MPO)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)进行检测。结果显示:术后1、3d:模型组和对照组肝功能严重损伤,发生明显氧化应激反应,CM和ADSCs治疗组显著促进肝功能的恢复,且氧化应激相应指标较模型组和对照组表达明显下降。术后7d,各组基本恢复到术前水平。结果显示:腹腔镜肝缺血再灌注合并肝部分切除损伤可致小型猪发生氧化应激反应,脂肪来源间充质干细胞及其条件培养基均可改善肝损伤后的氧化应激反应。
先进碳材料在钾离子电池中的应用

钾离子电池(KIB)因具有能量密度高、钾储量丰富以及成本低等优势,有望替代锂离子电池(LIB)成为新一代储能器件。在众多材料中,碳材料由于具有廉价易得、环保等优点被认为是极具潜力的KIB负极材料,然而其在充放电过程产生巨大的体积膨胀和结构变形令电池具有较低的可逆容量、较差的倍率性能及循环稳定性。为提高碳材料储钾能力,改善KIB性能,目前常采用掺杂杂原子、石墨层间距调控、碳结构和形貌设计等手段对碳材料进行改性。本工作综述了不同类型碳材料(石墨、石墨烯、硬碳、软碳和多孔碳)作为KIB负极的最新研究进展,对其面临的挑战及前景进行了讨论并展望了KIB的未来发展方向。
中国东北三省城市收缩的识别及其类型划分

城市收缩是一个受经济全球化影响,并具有区域地方特征的世界性经济社会现象,如何构建快速城镇化进程中“中国化”城市收缩研究理论分析框架,为世界城市收缩研究提供中国经验,是新时期中国地理学者、城市规划工作者亟需重点关注和研究的新命题。本文认为城市收缩本质是城市“发展势能”的相对弱化或绝对退化而引起以人口为核心的经济发展要素的再区位和城市功能形态空间重构的响应过程或状态,其是一个综合概念,一个基于人口变化、经济变化、投资消费变化与财政变化等的多维一体过程,据此构建基于“二步诊断法”的城市收缩识别体系及其类型划分标准,同时针对中国最具典型和代表性的东北三省开展城市收缩的实证分析。结果表明:①东北三省存在明显的城市收缩现象、且呈现出区域化的发展演化趋势;整体可归纳为资源依赖型收缩城市、“虹吸”型收缩城市、综合型收缩城市及区位制约型收缩城市4种模式,其中资源依赖型收缩城市是主体,占据了整个收缩城市的2/3;②空间上整体呈现出北高南低的空间格局,与经济发展重心不断南移相呼应;③指标维度收缩整体遵循“投资消费与经济下行→人口收缩→财政收缩”的内在演化逻辑关联;④立足于“二步诊断法”的城市收缩识别体系及其类型划分标准反映出当前基于人口变化学的识别标准的合理性及其局限性——人口变化学能够在很大程度上识别收缩城市,但是对于划分收缩城市类型、揭示收缩城市内在耦合机理具有一定的局限性;⑤实证结果表明“二步诊断法”是合理可行的,其可为中国城市收缩的识别、东北振兴政策的制定提供工具支撑与参考依据。
中国五大城市群人口流入的空间模式及变动趋势

城市群在中国城镇化格局中占有重要地位,也是快速城市化时期的主要人口流入地。本文关注京津冀、长三角、珠三角、长江中游和成渝五大城市群,利用人口普查和流动人口动态监测调查数据,从流入人口分布格局、流动范围和来源地等多维度剖析城市群人口流入的空间模式,并从居留和落户意愿空间差异的视角探讨空间模式的发展趋势及其对流入地和流出地的影响。研究发现,各城市群流入人口向中心城市持续集中,等级和空间分布格局总体稳定;流动范围有所扩大,省内流动增速普遍高于省际;沿海城市群人口吸引范围大但仍服从距离衰减律,不同来源地流入人口的城市群偏好存在差异。在流入地,沿海城市群中心城市面临流动人口管理服务的持续挑战,内陆城市群中心城市和一般城市吸引力并存;在流出地,平等开放的高质量公共服务供给是吸引人口回流的重要途径,少数地区的人口流失可能成为较长期的现象。
面向国土空间规划的乡村空间治理机制与路径

城乡国土空间统一用途管制背景下,乡村空间治理成为国土空间治理体系的重要组成部分。从乡村空间治理的理论内涵出发,构建了乡村空间治理理论分析框架,探讨了乡村空间治理作用于国土空间规划的内在机制和可行路径。结论如下:①乡村空间治理是以乡村空间为治理对象,通过规划和协商等方式,实现乡村空间用途有效管制,空间权利有序配置,凸显多元主体参与的“自上而下”和“自下而上”相结合的综合治理过程;②通过“举措—效能—目标”体系,构建了刚性与弹性结合、物质空间与空间关系交互、空间权属与空间组织叠加的乡村空间“物质—组织—权属”综合治理分析框架;③多级尺度互联互通(区域—村域—地块)的乡村空间治理特征有利于完善乡村空间治理体系;④乡村空间治理通过多种手段并施、多元主体参与、多重价值共享,完善国土空间规划体系,推进多规融合,细化国土空间用途管制,促进乡村善治和生态治理;⑤乡村空间治理通过“自上而下”和“自下而上”相结合的动员和行动策略,构建新型村庄运营模式和组织机制,为落实实用性村庄规划和乡村振兴战略创造条件。
变压器升高座区域电弧故障与压力特性研究

变压器是特高压输电系统中的重要设备,变压器油箱内电弧放电故障引起的压强陡升将引起变压器燃爆事故,严重威胁电力系统的安全稳定运行。目前,尚缺乏针对高电压、大容量变压器升高座区域的电弧放电故障试验研究,燃爆过程不明晰,变压器防爆性能提升受到限制。通过搭建变压器网侧升高座区域油箱内的电弧放电故障真型模拟试验平台,进行大电流、高爆燃容量模拟短路试验,实现了对电弧放电故障后箱体内部压力上升过程和传递特性的测试试验;通过收集升高座筒壁上不同点位压强数据,得到不同燃弧能量下升高座内部压强时域变化曲线,分析电弧能量、电流与压力的关系,以及升高座、油箱及出线装置等结构对压力传递特性的影响过程。试验结果表明,电弧能量与电弧电流是影响升高座内升压的重要因素,电流从20kA增加至40kA时,筒壁上压强峰值将从0.79MPa增加至1.17MPa;同时,压力释放装置对于防止燃爆事故发生非常关键。试验研究初步阐明了变压器类设备油箱内部短路故障压力产生与传递的物理机制,对变压器防爆设计具有重要的指导意义。
基于微逾渗理论的电树枝引发和生长特性

为研究绝缘介质内电树枝的引发与生长机理,该文提出微逾渗理论,进而建立电树枝的微逾渗模型,并利用环氧树脂CY1311的数值模拟与实测结果进行了有效性验证。数值模拟结果显示,微逾渗模型针对环氧树脂CY1311在7、 10和15kV下的电树枝仿真图像与实验结果非常贴近,且7、 10kV时数值模拟结果的分形维数与实验结果间的最大误差仅为5.8%。结果表明,在工频电压作用下,由针尖注入的电子增加了微区域的键逾渗概率,以及热电子对聚合物分子链的撞击,二者共同引发电树枝,并形成绝缘失效区;而邻近微区域中高能电子的冲击可进一步确定电树枝的生长方向。进一步地,外加电压与温度的升高均会增大微逾渗概率。所得结果有助于从微观层面理解电树枝的引发及生长过程,为探究电树枝的抑制措施提供参考。
混合励磁轴向磁通切换永磁电机全速域无位置传感器控制

为了实现混合励磁轴向磁通切换永磁电机(hybrid excitation axial flux-switching permanent magnet machine,HEAFSPMM)全速域无位置传感器控制和提升低速区的运行性能,提出一种HEAFSPMM复合控制方法。该方法引入HEAFSPMM的励磁绕组,改进模型参考自适应算法,提高转子位置的估计精度和电机带载能力;对零低速域,采用脉振高频电压信号注入法实现电机快速起动和可靠运行;对过渡区采用加权平均值复合控制实现HEAFSPMM低速区的平滑切换。最后进行仿真和实验验证,结果表明所研究的无位置传感器复合控制方法能够实现电机全速域运行,并提高系统的带载能力和控制精度。
基于绝缘油拉曼光谱的聚合度定量评估方法

为实现准确、高效地油纸绝缘老化诊断,该文提出一种油纸绝缘老化拉曼光谱特征提取及聚合度预测方法。通过油纸绝缘加速老化实验,获取了涵盖油纸绝缘老化全寿命周期的老化样本。利用自主设计的拉曼光谱检测平台对其进行了拉曼检测,在老化状态标签的监督下,基于线性判别分析算法提取了能够反映油纸绝缘老化的拉曼光谱特征。通过支持向量回归算法构建了基于绝缘油拉曼光谱的聚合度预测模型,对35个实验室测试样本聚合度预测的均方根误差仅为32.26,相关系数平方达0.987。该文建立了覆盖油纸绝缘老化全过程的油纸绝缘老化拉曼谱图库,揭示了所提取的拉曼光谱特征与油纸绝缘老化的关联关系,为油纸绝缘老化拉曼光谱诊断提供了有力的支撑。
基于非线性准零刚度理论设计的变电站机柜用隔震装置试验研究

为解决变电站机柜设施地震中易发生破坏而导致电力系统监控失效问题,提出一种基于非线性准零刚度理论的变电站机柜用隔震装置设计方法。构建非线性准零刚度理论的动力学模型,分析模型的动力特性,指出其在低频阶段存在不稳定跳跃的响应放大现象,高于起始隔震频率点后隔震效率较高。依据动力学模型与有限元仿真计算结果,选择相应构件参数设计隔震装置,进行安装隔震装置的机柜振动台试验测试,人工地震波加速度峰值为0.1g、0.2g、0.3g、0.4g激励下,机柜底部加速度隔震效率分别为65.17%、61.19%、 53.89%、48.75%,隔震效率随加速度等级增大而有所减小,隔震装置的起始隔震频率在0.75Hz附近,激震频率为2Hz时隔震效率达72%,而后隔震效率随激震频率增大而进一步增大。研究结果表明非线性准零刚度理论在隔震设计中具有有效性,为提高变电站电力设施抗震性能提供了参考和技术支持。
进口预旋和孔序对蜂窝密封动力学特性影响研究

蜂窝密封是抑制透平机械流体泄漏、提高系统稳定性的重要部件。建立蜂窝密封非定常数值计算模型,研究不同进口流体预旋比和孔序对密封动力特性的影响,并分析蜂窝密封内部流动特性。研究表明:不同预旋比和孔序对蜂窝密封直接刚度系数和直接阻尼系数影响较小,但正预旋比和交错孔结构会导致蜂窝密封平均交叉刚度系数增大、有效阻尼系数降低,负预旋比将降低蜂窝密封平均交叉刚度系数、提高有效阻尼系数。预旋可有效改善蜂窝密封孔内周向压力分布的均匀程度,然而交错孔结构易增加孔内周向压力不均匀程度。进口流体正预旋和交错孔结构使转子表面负的气流力绝对值减小,增大转子涡动速度和位移,降低系统稳定性。而负预旋可有效增大负的气流力的绝对值,进而提高系统稳定性。进口流体预旋对蜂窝密封泄漏量影响较小,而交错孔蜂窝密封泄漏量降低(~2.5%)。
微电网多逆变器并联分散动态扰动补偿控制策略

为增强微电网孤岛运行时对电压波动、环流、谐波和三相不平衡的抗扰动能力,提出基于鲁棒残差生成器的多逆变器并联分散动态扰动补偿控制策略。首先,考虑多逆变器并联的环流影响,建立准稳态条件下含线路参数的多逆变器并联状态空间模型,在下垂控制的基础上将并联状态空间模型转化为分散的单台逆变器模型,基于逆变器模型对电压波动、环流、谐波、三相不平衡和功率波动进行扰动分析。其次,针对逆变器双闭环控制结构,从扰动对消的角度设计动态补偿控制器Q(s),并将其控制信号作用于电流环的输入端,实现与原系统电流给定信号的叠加,从而达到对扰动信号联合补偿的效果。该方法简化了电流环二次动态补偿控制的结构,实现了Q(s)的低阶理论推导。然后,在每台并联的逆变器中加入鲁棒残差生成器和动态补偿控制器Q_i(s),并根据本地信息推导Q_i(s)的参数表达,实现多台逆变器间相互影响的进一步解耦。最后,在RTDS平台上设计了3台逆变器并联的硬件在环实验,验证了所提策略的有效性。
考虑控制时滞和参数不确定的虚拟同步电机并网系统稳定性分析

虚拟同步发电机控制是增加并网逆变器系统等效惯量、提高系统稳定性的有效手段,但该环节的加入对存在时滞和参数不确定时系统稳定性影响的研究尚不深入。该文建立考虑时滞和参数不确定的虚拟同步电机控制的并网逆变器系统整体状态空间模型,采用时滞依赖的自由权矩阵变换构造时滞Lyapunov泛函,进而采用Lyapunov稳定性定理得出更低保守性的时滞稳定和时滞-不确定稳定条件,利用线性矩阵不等式计算得出时滞和不确定下系统的稳定裕度。通过仿真算例,验证该文时滞和不确定下系统稳定性分析及稳定裕度求解方法的正确性和有效性,分析虚拟同步电机控制环节参数对时滞稳定裕度的影响。
电动汽车混合储能装置小波功率分流方法

针对电动汽车混合储能装置的锂离子动力电池承受高频功率需求造成循环寿命衰减问题,提出一种混合储能装置小波功率分流方法。首先简述变换器的电路结构及4种运行模式,重点分析变换器加速模式下的功率流特性。其次在多端口功率变换器基础上提出一种Haar小波分解与重构混合储能装置功率分流方法,实现了功率需求高频暂态分量和稳态分量在功率型储能装置和能量型储能装置之间的功率分流。最后通过实验验证高速公路经济性测试工况下变换器加速模式的功率分流效果。实验结果表明,所提出的基于多端口功率变换器的Haar小波功率分流方法与原始工况相比,可将锂离子动力电池高频功率需求分量频率降至原始值的1/16、峰值输出功率降低20%,有利于提升储能装置的使用寿命。
准Z源逆变器级联模型预测控制

针对准Z源逆变器(quasi-Z-source inverter,qZSI)有限集模型预测控制(finite control set-model predictive control,FCS-MPC)策略存在权重系数调整缺乏合适的准则、调试繁琐等问题,提出一种适用于qZSI的级联模型预测控制(sequential-model predictive control,S-MPC)策略。在S-MPC策略中,首先根据电感电流的预测值判断下一个周期是否采用直通状态。若为直通状态,则选择直通矢量作为下一周期开关状态。否则,按照电容电压和输出电流控制对象的优先级,先计算优先级高的代价函数,并选取2个电压矢量用于下一级控制对象代价函数计算,从而消除了权重系数。同时,分析不同级联顺序对控制性能的影响。实验结果表明,所提qZSI的S-MPC策略,相比传统的FCS-MPC策略,在无需设计权重系数的条件下,使各个控制对象均得到了良好的控制,同时具有输出电流谐波小、动态响应快、抗扰动能力强、参数鲁棒性强、计算量小等优点。
基于行波相位特性的三端混合直流线路行波保护原理

三端混合直流线路的汇流母线连接两段不同参数的线路和换流站,因此故障行波传播至汇流母线时将产生折射和畸变,对现有行波保护原理造成影响。为此,考虑三端混合直流系统中换流站通过汇流母线并联接入的特殊结构,推导线路区内外故障时行波的复域表达式,分析线路区内外不同过渡电阻故障时的行波相位特性,进而基于Morlet小波相位构建了一套具有较强耐受过渡电阻性能的三端混合直流线路保护方案。基于PSCAD的大量时域仿真实验,验证了所提保护方案的正确性和耐受过渡电阻性能。
连续极性反转电场下XLPE中空间电荷特性研究

针对不同状态的直流电缆交联聚乙烯样,采用1.2s极性转化时间和逐级升压的极化电场,检测不同电场极性反转前后的空间电荷响应,结合红外光谱,分析极性反转电场下空间电荷输运特性,并提出基于连续极性反转场检测的绝缘评估方法。结果表明:连续极性反转过程中,未脱气试样内平均空间电荷密度变化量∆ρ大于脱气试样,差值δ随电场线性增大,最高达1.8C/m~3;而脱气后副产物特征基团之一羰基含量明显下降,这表明电荷密度变化差异主要与副产物解离形成的离子电荷相关。脱气前后杂质离子电荷密度的斜率dδ/dE与杂质浓度成正比,因此连续极性反转场下的斜率dδ/dE可用于杂质含量检测。老化试样在连续极性反转电场下的最大电场畸变率η可达34%,且羰基含量增大3倍。这表明η的增大可能与老化形成的大量羰基相关:羰基类陷阱可俘获大量自由电荷形成空间电荷,在极性反转时无法快速脱陷而大量残留,增大了试样内部的电场畸变。老化试样的dη/dE是未老化试样的2.5倍,这表明连续极性反转电场下的dη/dE可作为电缆绝缘老化状态评估参数。在连续极性反转的高电场下,未脱气和老化试样中最大电场畸变率h和增长率dη/dE均大于脱气试样,因此连续反转电场下的参数h和dη/dE可用于材料耐极性反转能力评估。
考虑N-1准则的配电网与分布式储能联合规划

基于实际配电网"闭环设计、开环运行"的特征,提出一种考虑N-1安全准则的配电网与分布式储能联合规划方法,可同时给出储能的选址定容、配电网的闭环规划、及开环运行方案。首先,建立考虑N-1安全准则的联合规划模型。其次,提出故障具有代表性的线路识别方法并给予证明。然后,设计规划决策与N-1校验相结合的迭代求解流程。最后,通过算例验证了所提规划方法的有效性。所提规划方案满足N-1安全准则,且通过储能的投资降低了规划总成本。
风储联合系统爬坡事件的日前能量最优平抑方法

随着风能大规模集中接入电网,剧烈功率变化引起的风电爬坡事件对电力系统安全稳定运行带来的影响日益明显。为平抑高风险爬坡事件,该文基于事件优化理论,综合考虑功率和能量平衡,提出风储联合系统日前能量最优平抑策略。首先,定义给定时间间隔内的能量型风电爬坡事件;然后,建立日前爬坡事件的优化平抑模型,引入价值函数,研究事件偏差、抽水蓄能机组动作特性的动态行为;提出基于Q因子的事件优化问题求解方法;最后,根据实际风电场数据,对比分析即时收益和24h日前收益两种平抑策略的有效性。结果表明,日前能量事件平抑方法可以有效平抑风电爬坡事件,保证了风储联合系统输出能量的平稳性。
多端口直流断路器研究综述

相对于交流电网,柔性直流电网的低阻抗特性对故障电流的抑制和清除提出更高的要求,采用直流断路器能够很好地解决清除直流故障时快速性和稳定性的问题。但是,随着柔性直流电网规模的扩大,直流母线上连接的线路也不断增多。单一直流母线通常连接有多条线路,如果每条线路均配置直流断路器将产生占地面积大、建设成本高昂等问题。对此,一系列的多端口直流断路器被提出,通过同一直流母线上所有进出线共用昂贵的主断开关来实现故障电流的开断,以减少直流电网中直流断路器的数量和投资成本。该文针对当前国内外提出的多端口直流断路器拓扑进行归纳总结分类,论述各个类别多端口直流断路器的工作原理、优点以及面临的主要问题。最后,对多端口直流断路器的发展进行展望。
考虑冰载荷的近海固定桩风电机组运行特性建模与分析

研究冰载荷在其全生命周期内对海上风力机性能的影响,有助于提高寒冷水域海上风力机抵御冰载荷的能力,提高风力机的安全性与寿命。为分析风、冰、风力机的耦合特性,建立准静态与动态冰载荷模型以及风冰耦合下的塔筒振动模型,定性证明冰载荷对风力机性能的影响。该文以FAST和Matlab/Simulink为平台,仿真多风况、多冰况、不同控制策略下NREL 5MW近海管桩塔基风力机的响应,并建立风力机联合冰载荷小信号模型,从时域和频域的角度对风力机稳态与动态的变化进行分析。分析结果表明,风力机输出功率在MPPT策略下会随着冰载荷的增大而减小;风力机机械载荷随着冰载荷的增大而增大;并证明可以通过变桨的方式来控制风力机冰载荷,降低系统机械载荷,提高系统的安全性能。
一种定频移相控制双向隔离型直流变换器的运行特性统一分析方法研究

定频移相控制双向隔离型直流变换器(isolated bidirectional DC/DC converter,IBDC)综合了定频移相与变频谐振两种控制策略在电压输出、功率传输以及软开关等方面优越性能。文中首先详尽分析单移相控制串联谐振变换器典型运行模式工作过程与软开关特性,提出依据开关动作时刻谐振电流方向,判别IBDC运行模式与开关方式的统一判定方法。其次,借鉴交流相量方法建立IBDC交流环节电压、谐振电流与复功率的相量表达式与精确时域数学模型,借助相量图方式直观分析电压增益与移相角度对IBDC运行特性的影响机理,通过时域数学模型全面量化分析电压增益影响下,IBDC在全负载范围内运行模式与开关方式统一判定条件、谐振电流特性与传输功率特性,比较分析不同等效建模方法分析结果的精确度差异。最后,仿真与物理试验结果验证基于相量分析法所提出的定频移相IBDC统一判定方法与数学模型的有效性与准确性。
氨燃烧研究进展

NH_3常温下的液化压力远远低于H_2,可以作为氢能的优良载体,通过合成氨方法能实现可再生能源的全球输运。将NH_3直接燃烧可以减少裂解为H_2过程中的损耗。该文综述氨燃烧在国内外的发展前景以及NH_3在内燃机、燃气轮机、锅炉以及多孔介质燃烧器中的应用,并总结氨燃烧的火焰传播特性、化学反应动力学、燃烧器的设计以及污染物的生成与控制。最后,针对NO_x排放较高的问题,分别从化学反应动力学和低氮燃烧技术应用的角度提出氮氧化物的控制策略。
考虑惯量支撑及频率调节全过程的分布鲁棒机组组合

风电的随机性和低惯量增加了电力系统安全经济运行的难度。针对风电的高阶不确定性,该文提出基于正态云模型表征风电预测误差概率分布值,综合1-范数和¥-范数条件约束风电预测误差概率的可行域,建立两阶段分布鲁棒机组组合模型。同时针对高渗透率风电系统惯量低、调频能力弱的特征,在优化模型中综合考虑系统中同步发电机组的同步惯量、风电机组的虚拟惯量和下垂控制,融合时域优化和频域控制,通过时频域的解析,推导"惯量支撑-频率最低点-准稳态-二次调频"的全过程约束,以满足惯量和各阶段频率调节的备用需求。基于此,将所提模型混合整数线性化,并采用列和约束生成算法对其进行求解,生成的优化割有效地降低了求解复杂度。算例仿真验证表明,所提模型和方法能有效提升系统的频率响应能力,保证安全经济运行。
计及需求响应与火-储深度调峰定价策略的电力系统双层优化调度

风电并网容量不断增加,其波动性和反调峰特性增加了电力系统调峰负担,因此对电力系统调峰灵活性提出更高要求。在最大限度消纳风电的前提下,提出一种计及需求响应与火储深度调峰定价策略的电力系统双层优化方法。首先,分析需求响应对缓解电力系统调峰压力的有效性,并对电力系统深度调峰容量进行优化;其次,考虑火电与储能的成本特性,基于模糊层次分析法(fuzzy analytical hierarchy process,FAHP)给出火-储深度调峰定价策略;最后,基于需求响应与深度调峰定价策略建立电力系统双层优化模型,上层采用需求响应以降低电力系统深度调峰容量来提高火储深度调峰积极性;下层依托优化后的深度调峰容量,以深度调峰定价策略为手段对火电与储能的深度调峰报价进行决策,并以二者收益最大为目标安排深度调峰机组出力。在改进的IEEE 30节点中进行仿真,结果验证了所提方法的可行性与有效性。
电能质量扰动检测与识别方法研究综述

近年来,电力系统电力电子化日益严峻,电能质量扰动问题也日益突出,而其引发的供电质量问题进一步对电力用户的安全、经济和高效运行带来严重威胁。因此,电能质量扰动的检测和识别研究具有重要意义,它可以及时发现供电中存在的扰动隐患,并能够为预防电能质量引发的问题提供有效信息。鉴于该领域的现存研究众多,方法及应用特点各异,该文从常见电能质量问题的扰动特征阐述出发,重点围绕扰动检测、特征选择和问题识别进行现有方法的总结和归纳,分析该技术领域现存问题,给出未来研究方向的建议。
考虑多重不确定性的电-气-交通网络耦合系统数据驱动鲁棒优化调度

电力、天然气、交通等不同能量流网络的深度耦合和良性互动,对多元化综合能源系统的协同优化运行提出了极大挑战。针对电-气-交通网络耦合系统中的多重不确定性因素,提出综合考虑交通流量、风电出力及燃气机组耗气不确定性的数据驱动鲁棒协同优化调度模型。首先,依据Wardrop用户均衡准则获取交通网络的最优流量分配,并根据网络耦合约束将交通、气网络的不确定性转化到配电网统一考虑;其次,结合风电出力和交通流量的历史数据构造高维源、荷不确定量的模糊集表征其概率分布特性;然后,以基准预测场景下日前运行成本和不确定量最劣场景分布下实时调整成本最小为目标,建立基于数据驱动的两阶段鲁棒经济调度模型,在主、子问题协同求解框架下采用列约束生成方法进行求解。最后,通过算例验证了所提模型及求解方法的有效性。
面向频率稳定提升的虚拟同步化微电网惯量阻尼参数优化设计

为了解决电力电子化微电网惯性小、频率稳定性弱的问题,该文采用虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)控制技术来提升微电网的稳定性。VSG能够模拟传统同步发电机的惯量和阻尼等特性,为系统提供惯量和阻尼支撑。首先建立含虚拟同步发电机的微电网模型,然后研究VSG的虚拟惯量和虚拟阻尼对频率稳定的影响,并提出面向频率稳定的虚拟同步化微电网虚拟惯量和虚拟阻尼参数优化设计方法来提升系统的频率稳定性,最后以3机9节点的虚拟同步化微电网系统为例验证该文方法的有效性。
美国得州2021年大停电事故对我国新能源发展的启示

2021年2月14日以来,美国得克萨斯州受寒冷天气的影响,发生大停电事故。事故造成得州切除负荷约20000MW,影响人口约400万。该文首先介绍得州电网的基本概况,然后依据得州电力可靠性委员会(ERCOT)提供的事故报告,梳理事故发展过程和恢复过程,分析事故原因,并对比2011年的得州停电事故。最后结合我国电网发展的实际情况,总结出对我国新能源发展的启示。
主动配电网中基于统一运行模型的电制氢(P2H)模块组合选型与优化规划

电制氢(power-to-hydrogen,P2H)技术由于兼顾能量转换能力与灵活性,近年来成为解决主动配电网内可再生能源消纳问题的一种备受关注的解决方案。考虑3种P2H主流技术:碱性电解(alkaline electrolysis cell,AEC)、质子交换膜电解(proton exchange membrane electrolysis cell,PEMEC)以及固体氧化物电解(solid oxide electrolysis cell,SOEC)在成本、灵活性、效率3方面的固有差异,建立包括启停、产出及功率模型的P2H模块统一运行模型。在此基础上建立主动配电网中P2H模块的优化规划模型,对P2H模块的选型、选址、定容进行决策。通过标准配电网算例进行仿真分析,得到在富余光伏、风电2种典型场景下P2H模块的优化规划结果,验证投资P2H模块可有效提升主动配电网经济效益。进一步结合设备投资、购电成本及售氢收益等关键经济性指标,得出P2H模块在电力系统中的2种典型运行工况(满载运行工与变负载运行工况)设备组合选型的规律,进一步通过运行分析验证组合选型的重要性,为P2H在电力系统中的选型和规划提供理论参考。
碳约束条件下电力行业低碳转型路径研究

在碳达峰碳中和战略目标要求下,能源系统面临着巨大的低碳转型压力。电力行业作为最大的碳排放来源以及支撑终端电气化发展的关键行业,在整体能源系统低碳转型中的角色至关重要。为此,该文建立具有高时空分辨率和技术准确度的电力系统长期规划方法,形成基于电力平衡的电力行业长期规划与短期运行联合优化模型。基于该模型,研究中国电力行业的低碳转型路径,将低碳排放目标作为碳约束条件,用倒逼的方式确定出各类发电技术随时间的发展规模、地域分布和投资成本。结果表明,电力行业若要实现气候目标,需要处理好几个关键问题,包括可再生能源的扩张、煤电的提前退出、碳捕集技术的应用以及转型投资的保障。该文通过将不同排放目标下的转型路径和成本进行细致的对比分析,为相关政策制定提供科学支撑。
极高光伏渗透率下基于潮流雅可比矩阵和卷积神经网络的静态电压稳定在线预测

大量光伏接入电力系统,给系统的电压稳定带来了挑战。该文针对极高光伏渗透率,即瞬时光伏渗透率可能大于100%的情况,分析电压会产生崩溃的现象,提出双向静态电压稳定裕度(voltage stability margin,VSM)的概念。由于潮流雅可比矩阵具有天然的网格结构性、拓扑变化性与电压相关性,而卷积神经网络具有强的学习能力、泛化能力,且可以专门处理网格结构数据,因此,潮流雅可比矩阵作为输入的卷积神经网络模型能够预测双向VSM。通过IEEE-33节点系统与IEEE-123节点系统对所提方法进行验证,结果显示,所提方法能够在系统网络拓扑结构发生变化时保持较高的预测精度,且具有较强的泛化能力。
基于零序环流控制器的海上风电MMC-HVDC并网系统小干扰稳定分析与优化控制

基于模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的高压直流(high voltage direct current,HVDC)输电技术广泛应用于海上风电并网工程,并网系统的小干扰稳定性问题一直备受关注。文中围绕MMC零序环流控制器对海上风电MMC-HVDC并网系统稳定性的影响展开研究,首先采用复矢量和谐波状态空间的方法建立MMC闭环频域模型,进而推导出考虑零序环流控制器的MMC单输入单输出阻抗模型,其次建立海上风电与集线网络阻抗模型。基于以上模型探究零序环流控制器对并网系统稳定性的影响规律及作用机理。分析结果表明,海上风电场出力过大时,系统易出现振荡风险;零序环流控制器的投入等效增大了桥臂电阻,增强了系统阻尼,能够有效抑制孤岛控制模式下MMC的阻抗谐振峰值。最后,从增强系统阻尼的角度设计零序环流控制器参数优化方案,通过仿真验证理论的正确性和方案的可行性。
海上风电直流并网工程用新型柔性直流耗能装置电气设计研究

直流耗能装置是解决岸上交流系统故障情况下的海上风电场故障穿越难题的最有效途径,为此,文中提出一种海上风电直流并网工程用新型柔性直流耗能装置,明确耗能装置拓扑及其功率控制原理,研究耗能装置电气参数设计方法,通过仿真验证耗能装置的电气特性及在海上风电并网工程中的运行效果,与传统直流耗能装置相比,提出的直流耗能装置具备阻值连续可调的柔性直流负载特性,运行时对直流系统影响较小;主辅开关同时参与功率调制,开关器件电热应力更小,安全裕度更大;主耗能电阻可集中户外布置,技术成熟,可靠性高。
基于光内送粉多元扭曲结构的随形离散分层成形研究

基于光内送粉激光熔覆成形技术,进行了多元扭曲结构件的激光熔覆成形研究。基于结构件的扭曲特征,提出采用随形离散分层法对扭曲结构件作二次离散,解决了扭曲结构件中截面渐变结构的分层问题。依据获得的激光熔覆喷头空间运动轨迹信息,进行了多元扭曲结构件的成形。结果表明:成形的扭曲结构件表面基本平整,无宏观裂纹,表面粗糙度值在5.579 µm以内;成形件平均厚度为6.03 mm,成形精度较高,形状尺寸误差在-3.45%~3.09%之间;成形件的显微硬度在271.6~284.5 HV之间,显微组织致密均匀,无明显的气孔和裂纹缺陷。