mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
面向单相微电网的双模式并联逆变器协调控制方法

微电网中的接口变流器往往采用电压控制方法或电流控制方法。对于电压控制方法,其优点是可以应用在并网/孤岛两种模式下,然而缺点是功率控制动态响应慢。电流控制方法的优点是动态响应快,但是不能应用在孤岛模式。采用分布式电源通过两个并联逆变器接入电网的结构,与传统方法不同的是,其中一个逆变器采用电压控制,另一个逆变器采用电流控制。这种方式可以同时发挥两种控制方法的优势。与此同时,加入功率耦合环节,提高电压控制逆变器和整个系统的动态特性。单相双逆变器的仿真和实验结果证实了所提出的结构与控制方法的有效性。
一种真空触发开关脉冲电源系统研究

脉冲电源系统性能基本取决于放电开关的特性,真空触发开关因其具有工作电压范围宽、承载电荷量高、介质恢复迅速、结构紧凑等优点,可用于脉冲电源的主开关。采用RVU-43型真空触发开关研制了一套总储能2MJ、额定工作电压13kV的脉冲电源。电源系统由17个118kJ电容储能模块并联组成,单个模块短路放电最大电流达52kA,系统包含了充电、控制、测量子系统。电源在模拟负载上进行了单模块、系统同步与时序控制放电性能测试,并在电热化学发射装置上进行了发射试验。结果表明,系统输出的电流幅值较高且波形灵活可调,可靠性高,可满足电热化学发射试验的研究。
基于SHEPWM的三电平NPC 逆变器中点电位平衡控制算法

以三电平中性点钳位型 (NPC)逆变器为对象,提出基于特定次谐波消除脉宽调制 (SHEPWM)的中点电位平衡控制算法。首先介绍空间矢量脉宽调制中点电位平衡原理与 SHEPWM开关角求解模型,然后分析三相SHEPWM波形在不同调制度下对应的开关矢量序列和作用角度,基于此设计了三种冗余矢量调整方案,最后通过检测负载电流与中点电位,由中点电位滞环控制器和控制逻辑组合作用,直接对三相脉宽调制信号进行在线调整,实现中点电位平衡。实验结果表明:不同的矢量调整方案具有不同的中点电位平衡速度、平均开关频率等,但均不影响线电压的谐波消除能力;采用中点电位三级滞环控制器可兼顾中点电位平衡、波形对称、共模电压幅值,且不增加器件开关次数。
基于离散复变量自适应滤波器的三相电网同步算法

电网同步算法是并网变换器控制算法的重要组成部分,其对于并网变流器控制性能的提高较为重要。文中针对电网同步算法,首先从离散Luenberger观测器设计的角度,设计了一种离散复变量滤波器,用于提取序分量,并针对谐波应用,建立了基于多重复变量滤波器结构的谐波序分量观测器。其次,分析了输入电压频率与所提序分量观测器频率参数不一致时频率误差的传递过程,进而设计了输入电压频率观测方程,从而使得所提序分量观测器能够自适应于电网频率的变化。建立了线性化的频率误差近似动态模型,以便于频率观测增益的选取。最后,采用仿真与实验来验证所提电网同步算法的正确性与有效性,结果表明该算法能够改善电网频率观测动态性能,缩短了频率观测时间,应用实施简单有效,计算量小。
多时滞不确定电力系统的改进时滞依赖鲁棒稳定判据

针对现代电力系统中存在的传输信号延时问题,综合考虑实际系统中的多时滞耦合和不确定参数,给出适用于多时滞不确定电力系统的改进时滞依赖鲁棒稳定判据。其中Wirtinger不等式放缩技巧的应用和松散项的引入能够降低结果的保守性,特别是一些必要松散项的引入与Schur补的结合,可有效处理系统中的不确定参数。最后,分别以典型二阶时滞系统、单机无穷大时滞电力系统和WSCC 3机9节点电力系统为例,借助MATLAB中的线性矩阵不等式工具箱,对所提方法进行校验分析,得到系统所能承受的时滞稳定裕度。结果显示所提方法可以对含有不确定参数的多时滞电力系统进行有效的鲁棒稳定性分析,并且结果的保守性也得到了显著降低。
基于多步模型预测控制的模块化多电平换流器环流控制策略

模块化多电平换流器 (MMC)以其结构模块化、低谐波输出以及冗余控制等优点在中高压领域得到了广泛的关注与研究。推导了MMC离散数学模型,提出了基于多步模型预测控制的MMC环流控制方法,能够实现桥臂环流的多步优化控制并有效地降低预测控制计算量。首先利用环流电流离散状态方程进行单步环流预测,再选取满足单步预测效果的投入模块数进行多步环流预测,最终求解出桥臂投入模块数的优化解,实现环流电流的多步优化控制,从而有效地抑制环流中的谐波电流。所提多步预测控制利用单步预测得到的优化解构建多步预测的有限控制集,可以大幅减少多步预测所需要的循环预测次数,有效地降低控制器的计算量。最后在PSCAD/EMTDC中搭建了201电平MMC时域仿真控制系统,仿真结果验证了所提方法的正确性与有效性。
基于路径描述的馈线分区N - 1可装容量计算方法

评估馈线供电能力是保障馈线可靠运行的重要手段。文中提出了一种基于路径描述的馈线分区N - 1可装容量计算方法。首先,将同一电压等级配电网以自动/手动开关装置为边界划分馈线分区,视为负荷节点;采用所有负荷节点及其所有可能供电路径的集合描述配电网拓扑结构。随后,以路径状态为变量,建立了馈线N - 1安全校验的0-1线性规划模型。针对电网营销部门的实际数据需求,以路径状态和馈线分区可装容量为变量,进一步建立了用于馈线分区N - 1可装容量计算的混合整数线性规划模型。最后,以某省会城市实际运行的某一10 kV馈线组为例,验证了所提算法的实用性和有效性。
远方集中式与就地分布式光伏供电经济性比较

优先发展远方集中式光伏发电还是优先发展就地分布式光伏发电,需要进行经济性比较。立足于光伏电站建设发展的地域性差异,在传统光伏电站成本电价计算方法的基础上,考虑用户的实际用电成本,提出了远方集中式光伏电站与就近分布式光伏电站发、输、配电拓扑模型。分析了光伏电站在发、输、配电过程中的电能传输效率,将光伏系统的损耗与输配电成本纳入光伏用电成本,建立了一个用于评价光伏系统发、输、配电全过程内效率与成本的计算模型,并采用实际算例给出了具体的比较过程。结果表明:光照小时数、输电距离、光伏电站的单位容量投资是影响远方集中式光伏电站与就地分布式光伏电站成本差异的主要因素。
主动配电网源荷协调多目标阻塞调度

随着电动汽车的规模化发展,其所具备的灵活充放电时间转移能力,使得电动汽车充放电秩序的选择成为影响主动配电网出现负荷尖峰的一个重要因素,大量电动汽车无序集中用电,甚至会引起网络阻塞。文中基于中国电力市场的实际情形,结合电动汽车群充放电的柔性与主动配电网中可控分布式电源发电出力的灵活性,将电动汽车群、可控分布式电源,以及从大电网的购电量作为调度对象,以电动汽车群充放电费用最少和系统发电成本最低为目标,提出一种充放电服务费调整策略下的主动配电网源荷协调多目标阻塞调度模型。算例验证表明,所提出的阻塞调度策略可降低系统阻塞效应、提高电网运行安全性和经济性。
基于串并联结构的混合型三相四线制配电网电能质量补偿器

为了解决三相四线制配电网电能质量问题,特别是中性线电流过载问题,提出了一种基于串并联结构的混合型三相四线制配电网电能质量补偿器。该系统并联部分由三桥臂变流器构成,串联部分主要包括单相H桥变流器和小容量串联变压器,这种新型串联结构在治理中性线电流时,可以解决传统变压器并联补偿方式下所需变压器容量较大、治理效果不理想等问题。分析了新型串联部分的数学模型,将串联变压器等效为一个串联在中性线上的可变阻抗,并引入补偿系数α,通过调节α的大小来改变中性线上的等效阻抗和电流。从容量和治理效果两个方面将其与传统变压器并联结构进行了对比分析。最后,通过仿真实验分析表明了所提结构的正确性和有效性。
大规模电动汽车集群分层实时优化调度

为解决电动汽车的大规模实时优化调度问题,根据接入电动汽车不同的期望充电完成时间,将其划分为若干个不同优先级的电动汽车集群,在满足车主充电需求、配电网安全运行的同时,建立了考虑电动汽车充放电的大规模集群实时优化调度模型。该调度模型主要分为两个层次:首先,采用灰狼优化 (GWO)算法对上层调度进行求解,从而获得各个电动汽车集群的充放电策略;然后,利用提出的能量缓冲一致性算法,制定出集群内的各辆电动汽车的底层充放电策略。仿真算例表明:所搭建的集群优化模型能明显降低电动汽车的大规模实时优化调度难度,同时,GWO算法和能量缓冲一致性算法在求解电动汽车的大规模优化调度问题上,更具有实用性和快速性。
基于权值评估的Lyapunov 时滞稳定判据改进方法

在含有时滞环节的电力系统稳定性分析中,基于Lyapunov稳定理论和线性矩阵不等式 (LMI)技术的时滞稳定判据被广泛采用。然而,这类判据往往存在计算量大、计算效率低的问题,尤其在高维系统中计算效率迅速降低,亟需寻求科学手段来提高判据计算效率。对此,文中借助数值计算方法,分析了Lyapunov函数各构成项随时间的变化规律及各项占函数的权值,进而提出一种通过权值计算来甄别Lyapunov函数冗余项的有效方法。通过剔除冗余项,减少了判据的待求变量数,在不影响判据保守性前提下,有效提高了计算效率。最后,通过典型二阶时滞系统和3机9节点时滞系统分别对两种Lyapunov时滞稳定判据进行简化改进,验证了文中方法的有效性。
复杂电网工况下基于CDSOGI - SPLL的电网电压同步方法

传统锁相环技术在三相电网电压含有直流分量、发生不对称故障以及严重畸变条件下,其检测精度受到直流分量、负序分量及谐波分量的干扰,将不能准确跟踪电网电压频率和相位。针对这一问题,提出一种将相序解耦谐振 (SDR)控制器和改进的级联双二阶广义积分器软件锁相环 (CDSOGI-SPLL)相结合的锁相方法。该方法首先利用SDR控制器将正负序分量进行分离,然后引入改进的级联双二阶广义积分器 (CDSOGI)对正负序分量进行二次分离和谐波抑制,并消除直流分量对CDSOGI输出正交信号的影响。仿真和实验结果表明,在三相电网电压含有直流分量、不平衡和严重畸变情况下,所述方法可以实现电网电压同步信息的准确采集。
单三相混合供电制式多微网联网路径搜索及源荷储恢复策略

配电网供电恢复后,为实现多微网内各区域自治系统稳定及快速有序地并入配电网,提出一种考虑稳定性和联网时长的单相/三相(简称单三相)混合供电制式多微网联网路径搜索算法及源荷储恢复策略:基于单三相混合供电制式多微网图论模型,将联网路径搜索转换成最小生成树问题,利用改进Prim算法进行最短路径搜索;联网完成后,通过基于混合整数规划的粒子群算法,将多微网区域自治时被切除的次要负荷、被限制的新能源出力以及储能电池的电量进行集中式恢复。基于DIgSILENT的单三相多微网仿真平台对所提算法进行仿真验证,证实了所提算法的有效性和实用性。
基于功能纵向集成的无防护安装就地化线路保护

针对常规变电站、智能变电站线路保护工程应用中面临的保护速动性、可靠性和运维方面的难题,提出了一种基于SOC芯片实现的功能纵向集成、无防护安装的就地化线路保护系统架构和技术方案。通过一体化设计,纵向集成单间隔合并单元、保护和智能终端功能,减少设备类型及数量,简化配置,减少信号中间传输环节,缩短保护动作时间,并为站域保护等站端设备提供数据采集和控制执行支撑。同时对就地化线路保护的站间同步采样、远方不停电传动、同期电压接入等关键技术进行了研究与分析。对就地化保护的关键性能进行测试实验和比对分析,实验结果验证了所述方案的有效性和先进性。
基于双向环网的变压器保护就地化实现方案

为了实现变压器保护的就地化,提出了一种分布式解决方案,按开关配置就地采集及跳闸的保护子机,子机之间通过高可靠无缝冗余 (HSR)双向环形高速网络交互数据,其中高压侧保护子机集成主后备一体化保护功能。在总体实现方案分析的基础上,着重论述了环网通信机制和采样同步机制。理论分析与实测数据表明,相比于现有的集中式变压器保护装置,所提出的分布式变压器保护在可靠性和快速性方面具有一定的优势。
就地化故障录波系统设计与关键技术

文中深入探讨了智能变电站就地化故障录波装置整体方案和路线,以"装置小型化、就地化、标准化"为总体原则,通过二次设备就地无防护安装和功能集成,实现装置小型化、就地化;通过航空插头接口标准化,实现装置"更换式检修";给出了一、二次设备拓扑连接规则定义和模型化描述,实现录波数据专家远程诊断。所提方案统筹考虑变电站二次设备故障录波整体需求,适用于相关技术标准体系建设,对加快完成设备研制及开展各种恶劣工况下的220 kV及以上变电站工程挂网试运行具有积极意义。
基于多HSR 环网的分布式母差平台及关键技术

保护设备就地化的难点之一是实现母线保护等跨间隔保护设备的就地化,文中在分析现有分布式母线保护特点的基础上,提出了基于多个高可靠无缝冗余环网的分布式母线保护方案和具体的软硬件平台实现架构。文中基于FPGA技术实现了环网报文时延的准确测量及补偿,并提出了不依赖于外部时钟的基于采样事件的采样同步技术。通过采用环网拓扑监视和弱配置管理等关键技术,实现了环网通信状态的实时监视以及子机终端的少配置、弱管理应用,提高了运行维护的方便性。最后,通过对该方案主要性能参数的实际测试,验证了该方案的可行性。
有限集中式就地化母线保护方案

结合母线保护跨间隔的特点,提出了由基础保护系统加若干个扩展保护系统构成的有限集中分布式就地化母线保护方案。分别介绍了基础保护系统和扩展保护系统的功能,结合典型工程设计论证了每个保护系统的最优接入间隔个数,阐述了基础保护系统和扩展保护系统之间的通信方式及报文传输机制,提出了基于秒脉冲同步信号的采样同步原理,设计了基于标准端口定义的即插即用型航插的输入输出接口,给出了装置的站控层通信接口定义、过程层接口定义、装置的外观图及航插示意图,最后列举了有限集中分布式就地化母线保护的工程配置方案。
变电站二次设备就地化系统网络架构探讨

针对变电站二次设备就地化背景下设备配置与通信网络面临的问题与挑战,首先提出了变电站二次保护控制设备就地化配置原则,并给出了单间隔保护、跨间隔保护、测控装置、公用采集控制终端等全站二次就地化设备配置方案。在此基础上,提出了基于并行冗余协议 (PRP)的制造报文规范 (MMS) /采样值 (SV) /通用面向对象变电站事件 (GOOSE)三网合一网络架构和不依赖交换机的全高可靠无缝冗余 (HSR)环网两种变电站通信网络方案,并对其网络性能指标进行了量化评估和比对。
基于相轨迹MLE 指标的暂态功角稳定在线辨识

为实现暂态功角稳定的快速预判,提出一种利用动态系统最大李雅普诺夫指数 (MLE)对相平面中转速差-功角差轨迹特性进行分析的暂态功角稳定在线辨识方法。首先,介绍了MLE稳定判断原理及求取方式。其次,以单机系统为例,从物理机理上严格分析了不同场景下转速差-功角差相轨迹变化特性与暂态功角稳定之间的关系。进而,在利用递推最小二乘算法改进MLE求取方式的基础上,结合相轨迹特性自动优选参数,给出了无需传统方法中预先确定MLE符号观测窗口的暂态功角稳定判据,形成在线辨识方法。最终,利用双机等值思想将方法推广到多机系统。仿真算例验证了方法的正确性与有效性,方法对一摆、多摆稳定判断问题均有效,并对发电机分群结果有较强的容错能力。
变电站即插即用就地化保护的应用方案和经济性比较

针对智能变电站继电保护存在的系统可靠性降低、运维难度增大等问题,阐述了基于即插即用就地化保护装置的新方案,用于提升保护可靠性和整站经济性。首先阐明了保护装置即插即用的理念和就地化安装的设计思路,并通过与当前智能站架构的比较,体现出新方案安全高效的优势。然后介绍了单间隔保护及跨间隔保护的应用方案、涉及的关键技术和面临的挑战;并就变电站全寿命周期内各类经济因子的变更进行比较,体现出新方案在变电站设计、建造、运维等方面的经济优势。目前,即插即用就地化保护装置已处于全面挂网试运行阶段。
电力系统一次调频过程的超低频振荡分析

实际系统中多次发生一次调频过程不稳定导致的超低频频率振荡事件,在机理和表现上与传统的低频振荡存在显著区别。超低频频率振荡属于频率稳定的范畴,单机单负荷系统是研究该问题的最简系统。基于单机单负荷系统研究了超低频频率振荡的振荡频率、阻尼、振荡表现等关键特征。解析推导了简化模型下的振荡频率和阻尼并分析其影响因素。引入伯德图方法分析详细模型下的振荡频率和阻尼,幅值交接频率、相角裕度分别与振荡频率、阻尼比对应。证明了阻尼转矩法在分析原动系统阻尼特性时的适用性。采用相量图方法说明超低频频率振荡中机械功率的振荡幅度大于电磁功率。
基于发生学与系统论的旅游流与目的地供需耦合成长演化与驱动机制研究--以西安市为例

明确旅游流与目的地系统供需耦合成长的演化、因素与驱动机制,对旅游目的地实施宏观调控具有重要意义。基于发生学与系统论,采用耦合协调度评价模型、回归与相关分析法,分析了1995-2014年西安市旅游流与目的地供需耦合成长曲线的演化特征与影响因素,依此归纳出两大系统耦合成长的驱动机制。研究发现:①旅游流是旅游需求的显化,是旅游流与目的地耦合成长的基本驱动力。旅游流与目的地系统的耦合成长曲线演进主要受旅游流需求系统支配,二者耦合成长曲线呈现"三峰三谷"的波动演进特征;②旅游流与目的地耦合呈现由低质-高质耦合的发展演化历程。旅游流与目的地系统由低质耦合向高质耦合成长演进的不同发展阶段,影响两大系统耦合成长的指标、要素与子系统的数量与贡献值也逐步提升;③旅游流与目的地耦合成长受"四位一体"驱动力的影响。旅游需求是引致旅游流与目的地耦合成长的基本驱动力,旅游流需求与目的地供给的自组织动态演化是决定二者耦合成长的原生驱动力,系统内部因素与子系统在不同发展阶段的转换与变化是影响二者耦合成长的内部驱动力,国家政策的动态支持与特殊事件年份的出现是推动二者耦合成长的外部驱动力。研究结果从整体与系统角度加深了对两大系统耦合成长的演进特征与驱动机制的理解,对旅游目的地宏观调控起一定理论参考价值。
近200年来秦岭2-4月历史气温重建与空间差异

利用改进的PPR(point-by-point regression)方法,将气温相关系数图与搜索圆进行加权平均得到搜索系数图,选取出秦岭气象站点与气温显著相关的树轮宽度年表,重建了秦岭地区32个气象站点1835-2013年冬末初春2-4月的平均气温。同时在考虑到南北坡差异的影响下,采用基于DEM的克里金(Kriging)插值法,将各气象站点重建序列进行插值,获取了秦岭的历史气温面域数据。取通过检验气象站点重建序列的平均值作为秦岭近200年来2-4月历史气温,重建结果表明:近200年来秦岭地区存在1835-1869年、1874-1886年、1918-1925年、1960- 1998年四次偏冷期以及1887-1917年、1926-1959年、1999-2013年三次偏暖期。小波分析显示重建序列存在2~3年、2~5年、7~11年、11年准周期变化。秦岭南北坡冬末初春气候变化整体趋势较一致,但以1959年为转折点,1959年之前北坡较南坡气温变化剧烈,之后南坡比北坡剧烈。插值结果表明秦岭气温受地形影响显著,偏冷期的气温波动值比暖期低1 ℃左右,偏暖期的最低温有逐渐上升趋势。从空间差异来看插值结果发现坡向差异较为明显,北坡气温变化幅度除1960-1998年偏冷期为16.57 ℃外,基本呈缩小趋势,而南坡无明显变化。
1990-2015年长江中游地区耕地利用转型时空特征

依据土地利用转型理论内涵,尝试性地从显性形态视角构建耕地利用转型特征识别框架,基于1990-2015年间6期Landsat TM影像解译数据,定量刻画长江中游地区县域耕地利用形态时空特征,揭示不同时段耕地利用转型分异规律。结果表明:① 1990-2015年间长江中游地区耕地利用显性形态经历了剧烈而非均衡的转型过程,耕地转换减少8075 km~2,且耕地转换量累积率在前20%的县域占总耕地转换量的66.9%;② 25年间数量形态经历了"先减后增"的变化过程,且长江中游地区耕地利用转型均衡度呈现"阶段下降,快速上升,平稳降低"的变化趋势;③耕地空间形态整体呈现以武汉、长沙、南昌为中心向外扩散的分布特征,其中耕地转换量高值区主要呈现出明显的梯度分布特征,转型幅度高值区主要呈现"大聚集小分散"分布特征,转型速度高值区则主要呈现出"条带式"分布特征;④从地形起伏度上看,耕地利用转型整体呈现随地形起伏度上升而逐级降低的趋势,在1~2级地形起伏度上的县域耕地利用转型呈现无序状态,而在3~5级地形起伏度上的县域主要以低转型幅度和低转型速度为主。研究框架及结果对区域耕地利用转型识别和适度调整耕地利用和经营模式等具有积极意义。
围垦及米草入侵下江苏中部滨海湿地土地利用/覆被类型动态变化

通过1979年、1991年、2003年和2015年四期的遥感影像,研究1979-2015年间江苏中部滨海湿地的围垦及米草入侵的动态变化及二者影响下土地利用/覆被类型的演化过程。结果表明:1979-2015年,围垦和米草边界总体上不断向海推进,不同岸段推进速度存在差异。围垦面积持续加速增长,各段平均增速为3.43 km~2/yr,米草面积在1991-2003年间增速最快,各段平均增速0.89 km~2/yr,2002年以后增速下降,为-0.03 km~2/yr。芦苇滩涂和碱蓬滩涂转化为围垦的面积占围垦土地来源的比例持续下降,米草滩涂和光滩的这一比例持续上升,对米草滩涂的围垦主要位于方塘河口以北,对光滩的围垦主要位于方塘河口以南。芦苇滩涂、碱蓬滩涂和光滩对米草滩涂面积的贡献为:光滩>碱蓬滩涂>芦苇滩涂。研究区演化路径总体呈现光滩-盐生植被-围垦的方向,但存在缩短趋势;米草入侵挤占了本地盐生植被的扩张空间。
继电保护面临的挑战与展望

结合中国电网交直流混联、电力电子化、清洁能源接入等发展态势,分析了现代复杂电网故障特性发生的改变,提出了当前继电保护技术面临的形势与挑战,总结了继电保护技术发展需要坚持的原则,探讨了"即插即用的就地化保护"、"优化配置的后备保护"、"智能化运维体系"、"三大继电保护技术支撑平台"、"直流控制保护"、"继电保护前瞻性技术"等重点发展方向。
近50年基于农作物种植结构的新疆绿洲农田蒸散发时空变化分析

基于农作物种植结构准确估算绿洲农田蒸散发,对中国西北干旱区水土资源优化配置和生态环境可持续发展有重要意义。利用1960-2010年县级农业统计数据和基于遥感提取的绿洲耕地分布数据,产生逐年的新疆绿洲三种农作物(棉花、小麦、玉米)种植比例时空分布数据集,并在此基础上利用Penman-Monteith单作物系数法估算农作物蒸散发。结果表明:1960- 2010年全疆绿洲耕地面积持续增加,粮食作物占优势的单一种植结构类型已被经济作物替代,形成南疆棉花快速增加、北疆小麦快速减少的种植格局。近50年全疆三种农作物总蒸散发量增加了47.85%,棉花贡献率最高,其次为玉米,小麦最低。耕地面积和结构变化对绿洲农作物蒸散发时空分布和组成结构变化具有重要影响。
面向非过程的多灾种时空网络建模--以京津冀地区干旱热浪耦合为例

干旱和热浪耦合是典型的多灾种事件,全球气候变暖增加了干旱和热浪耦合的风险。选取京津冀地区作为研究对象,以复杂网络理论为基础,构建干旱热浪时空耦合网络模型,拓展派系模型时空聚类方法,分析年代尺度上干旱和热浪时空聚类特征。结果表明:近55年京津冀地区干旱热浪耦合存在空间差异性,形成4个规律相异的时空耦合形态,即密集分布型(张家口-怀来-遵化,石家庄-邢台)、前期集中型(北部燕山地区)、后期集中型(太行山地区)、稀疏分布型(东部沿海区)。同时,干旱热浪空间耦合中心具有明显的迁移规律,以20世纪80年代为界,前期耦合中心分布偏北,位于北部燕山地区,后期则向南迁移,分布于南部太行山区。以时空数据为基础,提出面向非过程的多灾种时空网络构建方法,不仅是多灾种研究方法的探索,也是地理时空数据一体化研究的尝试,以期为多灾种时空耦合方法体系完善提供新的思路w。
四川盆地川中地区震旦系灯影组碳酸盐沉积物成岩作用与孔隙流体演化

以四川盆地川中高石梯-磨溪地区钻井岩芯和水样资料为主,盆地周边地面剖面露头资料为辅,采用微量元素、阴极发光、包裹体、同位素等分析手段进行岩石学和地球化学分析,在此基础上讨论了灯影组碳酸盐岩的成岩作用变化和成岩作用过程中孔隙流体的演化。研究结果表明:灯影组碳酸盐岩沉积物在沉积作用和成岩作用过程中广泛地受到孔隙流体和成岩作用变化的影响,发生过海水的胶结作用、早期大气水成岩作用(溶解作用和沉淀作用)、表生喀斯特化作用、构造控制的热液白云石化和密西西比谷型矿化作用、碳氢产生时的溶解作用、油热裂解时焦沥青的充填孔洞作用等,其中喀斯特化和热液白云石化对储层的发育起着重要的作用。然而,灯影组孔隙流体广泛地被白云石化作用和喀斯特化作用的修饰。现今地层水资料分析表明这些成岩作用明显地影响蒸发海水的地层水流体。地层水分析资料在Ca-Br及Mg-Br关系图上显示出蒸发海水的特征,Ca的浓度比蒸发海水分布曲线要高,Mg的浓度比蒸发海水曲线要低,为灯影组沉积物在成岩作用过程中发生过白云石化作用的结果。
川北地区下寒武统筇竹寺组钙质结核特征及成因机制

不同成因的钙质结核在研究沉积水体、早期成岩环境及泥页岩的压实程度方面具有重要意义。通过对川北地区旺苍县下寒武统筇竹寺组钙质结核抛光,发现结核内部具有层理、暗色圈层和张裂缝构造。结核和围岩的层理关系和具有漂浮状的微观结构特征表明,该地区结核是形成于压实作用之前的成岩早期结核。对结核中Al、Ti、Ca、K、Na元素分析表明,结核的元素分布受到结核内部裂缝的影响。结核内部富含生物碎屑和其形成深度为数十米的特征,推测结核主要是在硫酸盐还原带生长。结核具有暗色圈层之间层理不弯曲和元素移动的特征,揭示了结核为透入性生长,在整个结核生长阶段就开始大量同时结晶。Mg/Ca和Sr/Ca的比值说明,结核内部钙质成分为富镁方解石-生物成因方解石。结核中富含钙质成分的原因可能是围岩中的生物成因方解石大量向结核运移所致。裂缝的形态特征表明,裂缝为张裂缝。对结核上部地层的沉积特征研究表明,张裂缝的成因很可能与筇竹寺顶部的浊积岩和沧浪铺组底部的似瘤状灰岩快速搬运沉积有关。
渝东北田坝地区五峰-龙马溪组页岩矿物学特征及其油气地质意义

渝东北田坝地区五峰-龙马溪组泥页岩的矿物成分主要为石英和黏土矿物,其次为长石,此外还含有少量黄铁矿、硬石膏等含硫矿物,以及极少量的碳酸盐矿物。沉积学及矿物学研究表明,五峰-龙马溪组的沉积环境以浅海陆棚为主,而浅海陆棚属还原环境,有利于有机质富集和保存,可以更好地形成页岩气;页岩含石英量较多并且脆性指数较高,因此有利于形成裂缝以利于渗流。与相邻的涪陵地区相对比,两者可比性较高,并且渝东北田坝地区五峰-龙马溪组页岩的石英等脆性矿物含量大于涪陵地区,而黏土矿物含量、碳酸盐矿物含量远小于涪陵地区;渝东北田坝地区黏土矿物组合反映,五峰-龙马溪组已进入了晚期成岩作用阶段,该阶段所对应的有机质成熟度为高成熟-过成熟,表明其成熟度条件有利于形成页岩气藏;进一步研究还发现,五峰组及龙马溪组页岩具有较高的孔隙度和渗透性,能为页岩气储存提供较好的储集空间。
2017年5月大气环流和天气分析

2017年5月大气环流的主要特征是极涡偏强且呈单极型分布,中高纬环流呈多波型,西太平洋副热带高压强度较常年偏强,南支槽强度较常年偏弱。5月全国平均气温17.1℃,较常年同期偏高0.9℃,为1961年以来第4高;全国平均降水量59.4 mm,比常年同期(69.5 mm)偏少14.5%,但5月7日广州出现破历史极值的极端强降水。月内我国南方地区有5次区域性暴雨天气过程;北方出现极端高温过程;东北西部、华北等地发生严重气象干旱;北方地区有2次沙尘天气过程。
北京地区静稳天气综合指数的初步构建及其在环境气象中的应用

静稳天气与大气重污染的发生有紧密联系,为定量描述大气的静稳程度,文章研发了静稳天气综合指数。结合统计和预报经验,挑选发生大气污染的气象要素及其阈值条件,通过权重求和得到初步构建静稳天气指数(SWI)。此后,基于近13年的气象数据,分段统计各气象要素不同区间内雾-霾天气出现概率相对气候态的倍数作为分指数,根据分指数最大值和最小值的比值排序,得到10个对静稳天气具有较强指示意义的气象要素,对这10个要素的分指数求和得到静稳天气指数。改进后的指数和PM_(2.5)浓度有更好的相关性。以2015年1月一次重污染过程为例,分析不同阶段SWI和AQI指数的变化,两者具有较好的一致性,均表现出发展阶段稳定增长,消散阶段迅速降低的特征。应用静稳天气指数评估发现,APEC减排期间京津冀地区大气静稳程度和减排之前相当,但污染持续时间和峰值强度较减排前明显降低。SWI可以在重污染天气预报和重大活动减排措施评估中得到有效应用。
中亚低涡造成新疆北部区域暴雨成因分析

利用区域自动站、常规观测、EC细网格、卫星云图TBB及FNL资料,对新疆北部2013年6月20-21日区域性暴雨天气成因进行分析,并与前期南疆暴雨进行对比。结果表明,中亚低涡是该过程主要影响系统,暴雨由对流层中低层及地面中尺度系统直接造成,云图及自动站风场均监测到γ中尺度系统。受阿尔泰山脉西北段高东南段低及沙尔巴斯套北高南低的地形作用,中尺度低涡及850 hPa沿山前西北上的气旋性涡旋在暴雨区旋转、滞留、增强,使散度低层辐合、高层辐散结构与垂直上升运动在同一时次达最强,助推暴雨增幅。此次暴雨过程与南疆发生的暴雨存在一些差异。
基于拉普拉斯特征马氏距离的滚珠丝杠健康评估

滚珠丝杠的性能是影响数控机床加工精度的重要因素之一。提出一种机床滚珠丝杠的性能衰退及健康状态的评估方法,该方法结合拉普拉斯特征降维与马氏距离分析模型,建立不同健康状态下传感器信号样本点在特征空间中与健康值的非线性映射关系,从而得到滚珠丝杠性能衰退程度的量化评估。通过不同健康状态的滚珠丝杠性能试验,将该方法应用于滚珠丝杠的驱动电动机速度和转矩信号,通过对传感器信号的内蕴流形及其不同健康状态下的采样特征点在内蕴特征空间中分布相关性分析,以得到量化的性能评估结果。与常见方法所得结果相比,该模型能准确地反映滚珠丝杠的性能衰退趋势,鲁棒性更好。该方法可采用数控机床自带的传感器,无须改动机床整体结构,不影响其动态加工性能,可广泛应用于工业数控机床滚珠丝杠的在线实时健康状态评估。
山东省汛期小时极端强降水分布和变化特征

利用山东省1961-2012年74个气象站逐时降水数据,分析研究了山东省汛期(5-9月)小时极端强降水的时空变化和日变化特征。结果表明:(1)山东省小时极端强降水量和频次呈大致的带状分布,由东南沿海向西北内陆递减。山东中西部极端小时强降水强度较大,鲁西、鲁西北、鲁西南及半岛西部一带极端强降水量占比较高。(2)山东历年各站平均小时极端降水量、频次、强度均呈不显著的增多增强趋势。鲁南、鲁西北和半岛东部、北部等地降水量增多趋势明显,鲁南、鲁东南、鲁西、半岛中东部降水强度增强趋势明显。(3)下午(15时)至傍晚(20时)是山东省小时极端强降水主要发生时段。降水量和降水频次在11-18时呈减少趋势,其他时段多为增加趋势。降水强度的变化在上午基本为减弱趋势,其他时次多为不同程度的增强趋势。(4)7月小时极端降水量和降水频次最大,一日中有两个高值中心。(5)山东夜间两个时段21时至次日02时、03-08时段平均和大部分区域极端强降水有增多趋势。
1961-2014年中国内陆农业区异常初、终霜日时空变化及其与环流因子的关系

利用中国内陆1961年以来734个气象台站0cm地表最低温度作为初、终霜日的参考指标,运用概率密度函数方法定义了不同等级的霜冻指数,重点分析了全球气候状态转变后中国农业区初、终霜日稳定性,异常初、终霜日时空变化特征,以及环流因子变化对初、终霜日的影响。结果显示:(1)青藏高原地区在20世纪90年代之后初霜日明显推后、终霜日明显提前,无霜期明显延长;四川盆地东部、华南地区南部部分站点在20世纪90年代之后霜期缩短明显,出现低频率无霜年份,无霜日站点相对有所增多,出现向北扩展趋势,20世纪90年代之后扩展趋势明显。(2)20世纪80年代初、终霜日相对于其他时段稳定性最强,20世纪90年代稳定性最低,气候状态转变之后青藏高原和新疆南部地区初、终霜日稳定性较强区域面积明显增大;空间上四川盆地东部和华南区初、终霜日稳定性最低,其他区域初、终霜日稳定性相对较低,华南区霜日不稳定区分布范围在21世纪最初10年之后有所减小,稳定区北移明显。(3)异常初、终霜日发生频率:偏早初霜日>偏晚终霜日>特早初霜日>特晚终霜日,气候状态转变前后异常初、终霜日发生频率较高,20世纪90年代偏早初霜日高频率覆盖地区范围最大,其次是20世纪70年代偏早初霜日,气候状态的转变对异常初、终霜日的发生影响较大。(4)各农业区初霜日的推迟、终霜日的提前与极涡缩小、副热带高压北移有直接关系;极涡与副热带高压的位置、强度、面积变化对中国农业区初、终霜日多年气候状态的转变有一定的驱动作用。
WRF模式与Topmodel模型在洪水预报中的耦合预报试验研究

基于空间分辨率90 m×90 m的湖北荆门漳河水库数字高程模型(DEM)地形数据,并从2012-2015年选取了20场洪水过程(其中16场用于模拟,4场用于检验),将华中区域数值天气预报业务模式WRF提供的三重嵌套空间分辨率3 km× 3 km、9 km×9 km和27 km×27 km预报降雨与集总式新安江模型以及半分布式水文模型Topmodel耦合进行洪水预报试验。通过对比试验得到以下结论:当流域降雨的时、空分布比较均匀时,集总式新安江模型可以较准确地预报出洪峰流量和峰现时间,而当降雨时、空分布差异较大时,预报误差也会随之增大。基于DEM数据建立的Topmodel模型可以反映不同降雨时、空分布下洪水预报结果的差异,试验结果表明,3 km×3 km和9 km×9 km洪水预报的输出结果比较接近,且在确定性系数和洪峰相对误差上要优于27 km×27 km的洪水预报结果,而在峰现时差的预报上,则是27 km×27 km的洪水预报结果与实测较吻合。通过研究还发现,虽然当流域降雨的时、空分布存在一定差异时,3种空间分辨率的WRF预报降雨均无法预报出与实测一致的降雨分布,但是在某些情况下,当降雨的时间分布误差和空间分布误差相抵消时,仍然可以得到较为准确的洪水预报结果。因此,高时、空分辨率的模式预报降雨并不一定就能对洪水预报结果产生正贡献,需要通过反复尝试寻找水文模型和数值模式耦合的最佳时、空分辨率。
公平导向的学校分配空间优化--以北京石景山区为例

空间优化正从地理学的一个研究方向成为学科分支,但公平导向的公共服务空间分配优化研究还较薄弱。学区配置是这方面的一个典型问题,受到社会的广泛关注。针对"多校划片"的随机入学方式,以各居住小区所获得的教育质量期望值的方差来定义入学指标空间分配的公平程度,构建了以该方差最小化为目标、包含最大上学距离约束的二次规划模型,探求各小区对所获得指标进行随机抽签的情景下,各校入学指标在各小区的公平最大化分配,并以北京市石景山区为案例进行了应用研究。结果表明,在维持学校布局和师资配置现状的前提下,与"就近入学"相比,公平最大化的"多校划片"能以有限的上学距离代价,显著降低教育分配的空间差异。在最大上学距离为5 km的约束下,各小区教育质量期望值的方差降幅高达99%,教育质量期望值有所提升的小区或学生比例高达约2/3;付出的上学距离代价较显著但可接受,平均上学距离增加到3.99倍,达到3.20 km,仍低于案例区实际平均上学距离。当模型的最大上学距离参数从5 km逐步增至8 km时,教育公平的改善呈指数增长,平均上学距离呈算数增长;当距离为7 km时,各小区教育质量期望值的方差趋近于0,可基本实现上学机会的空间均等化。本文进一步讨论了优化结果对入学政策的启示。
中国城市网络等级结构特征及组织模式--基于铁路和航空流的比较

交通流是反映城市间社会经济联系的重要表征,被广泛应用于城市网络研究中。基于2010年中国城际铁路与航空客流OD数据,本文从城市节点、流量、子网络视角对中国城市网络的结构特征与组织模式进行了比较研究,发现:①铁路与航空流视角下的中国城市网络均呈现出以北上广为顶层节点的空间等级结构体系,但除顶层结构外两种网络结构差异较大。②城市网络体系中的铁路流联系表现出空间邻近性特征,而航空流联系则主要受到城市节点的规模大小与职能属性的影响。③铁路流的首位联系受省级行政区划的制约,航空流的首位联系空间跨度大,形成了若干具有垂直层间联系的地域子系统。④铁路网络拥有具有显著地域特征的7个子网络,而航空网络中则不存在明显的子网络。技术经济特征与管理体制是造成铁路与航空两种网络特征差异的主要原因。
不同底墒条件下补灌对冬小麦耗水特性、产量和水分利用效率的影响

我国黄淮平原水资源紧缺,而且年际间降水量及其时间分布存在较大差异,探明不同底墒条件下补充灌溉对冬小麦产量和水分利用效率的调节效应及其生理基础,可为该地区冬小麦节水高产栽培提供理论和技术支持。 2013-2014和2014-2015年冬小麦生长季,在播种期0~100 cm土层土壤贮水量分别为201.5(A)、266.3(B)和317.0 mm(C) 3种底墒条件下,各设置4个补灌水处理,包括不灌水、拔节期+开花期补灌、越冬期+拔节期+开花期补灌、播种期+拔节期+开花期补灌,研究不同处理冬小麦耗水特性、旗叶光合、干物质积累与分配、产量及水分利用效率的差异。结果表明,冬小麦生育期总耗水量和土壤水消耗量均随播种期底墒的提高而增加。在底墒A和B条件下,冬小麦主要消耗降水和灌溉水。提高播种期补灌水平或于越冬期补灌,冬小麦在底墒A条件下对土壤水的消耗量显著增加,在底墒B条件下对土壤水的消耗量显著减少。在底墒C条件下,冬小麦耗水以土壤水为主,其次为降水,再次为灌溉水;播种期或越冬期补灌显著增加生育期总耗水量,对土壤水消耗量则无显著影响。于播种期、拔节期和开花期补灌,冬小麦在底墒A条件下可获得较高的籽粒产量,但水分利用效率较低;在底墒B条件下籽粒产量和水分利用效率均较高;在底墒C条件下,仅于拔节期和开花期补灌即可获得高产和高水分利用效率,播种期和越冬期无需补灌。综上所述,播前底墒是实施冬小麦合理补灌的重要依据。
行动者网络理论与农村空间商品化--以北京市麻峪房村乡村旅游为例

乡村旅游作为农村空间商品化的表现形式之一,在增加农民收入、阻止农村衰退、振兴农村经济方面发挥着重要作用。为此本文以北京市昌平区麻峪房村的乡村旅游为例,借助行动者网络理论分析农村空间商品化的形成与演变,并讨论农户在此过程中的参与。麻峪房村在从农民生活空间转变为城市居民消费空间的过程中,形成了以区旅游局、乡旅游公司为关键行动者,并吸纳了多个人类和非人类行动者所构成的行动者网络。在网络形成的过程中农户参与乡村旅游的程度逐渐提高,由此推动了麻峪房村农村空间商品化的发展。麻峪房村演变为城市居民消费空间后,由于行动者网络发生变化使农村空间商品化发生变化,导致麻峪房村农村空间商品化程度降低。同时新的行动者网络中的各行动者的不对等性明显,各行动者之间存在很多异议,使该网络趋于僵化、丧失活力,不足以支撑麻峪房村乡村旅游继续发展。在麻峪房村农村空间商品化的形成过程中,农户的院落区位、年龄与原有工作等对农户参与乡村旅游的意愿产生不同的影响。当农村地区行动者网络中的关键行动者与行动者利益共通且紧密联系时,其空间商品化就得到强化,反之亦然。
碱胁迫相关基因GsWRKY15的克隆及其转基因苜蓿的耐碱性分析

WRKY蛋白属于锌指型转录调控因子,能够参与植物多种逆境响应。本研究利用前期野生大豆盐碱胁迫 RNA-seq测序数据,从构建的碱胁迫基因调控网络中筛选并克隆到GsWRKY15基因。分析GsWRKY15在碱胁迫下野生大豆根中的表达模式,发现该基因受碱胁迫诱导显著上调表达,且在胁迫后1 h表达量最高。分析GsWRKY15基因在野生大豆各组织中的表达特异性,发现该基因在各组织中均有表达,花中表达量最高。采用根癌农杆菌侵染苜蓿子叶节方法,将GsWRKY15转化肇东苜蓿,获得39株抗性植株。通过PCR、Southern blot和RT-PCR方法分析抗性植株,获得了超量表达GsWRKY15基因的转基因株系并对其进行了耐碱性分析。在150 mmol L~(-1) NaHCO_3处理2周后转基因苜蓿生长状态良好,而非转基因苜蓿出现萎蔫、变黄,甚至死亡;非转基因苜蓿的相对质膜透性和丙二醛含量显著高于转基因苜蓿,而叶绿素含量显著低于转基因苜蓿;同时分析碱胁迫下转基因植株中胁迫相关基因的表达模式,发现H~+-Ppase、NADP-ME、KIN1、RD29A基因的表达量高于非转基因苜蓿。结果表明GsWRKY15基因的超量表达能够显著增强苜蓿的耐碱能力。
矮秆基因Rht_NM9在小麦株高建成中对内源激素含量的影响

普通小麦品种"南农9918"经甲基磺酸乙酯(ethyl methanesulfonate, EMS)诱变获得一个矮秆、多蘖、长穗突变体"NM9",在该突变体中定位到一个新的矮秆突变基因Rht_NM9。内源激素在普通小麦株高建成的过程中发挥重要的调节作用,为了解析Rht_NM9致矮的生理机制,本研究以南农9918及其矮秆突变体NM9为材料,利用酶联免疫吸附分析法(enzyme-linked immunosorbent assays, ELISA)测定了不同生育期各节间内源赤霉素(GA)、生长素(IAA)、脱落酸(ABA)和玉米素核苷(ZR)的含量,分析小麦发育关键时期的内源激素含量变化与株高的关系。结果表明,在孕穗期和抽穗期,矮秆突变体NM9中GA、ABA含量均显著高于南农9918,而ZR含量则显著低于南农9918, IAA含量在南农9918和突变体NM9之间无明显差异。此外,突变体NM9各节间中GA/ABA比值显著高于南农9918,而IAA/ABA、(IAA+GA)/ABA、ZR/ABA比值显著低于南农9918。以上结果表明小麦株高受多种激素调控,突变体中内源ABA含量升高, IAA/ABA和ZR/ABA比值降低会抑制植物株高伸长。
电容去离子用功能化电极吸附材料的设计与构建

电容去离子 (CDI)是近年来新兴的一种脱盐技术,由于其具有节能环保、实用性强等优势而倍受青睐。作为该技术核心的电极吸附材料,应具有高比表面积、良好导电性、亲水性、适宜孔隙结构、优异的稳定性等特点。这将有效保障该CDI器件不仅具有高CDI脱盐效率,而且拥有更强的循环稳定性。本文结合我们前期研究工作,针对吸附电极的制备、结构与性能构效关系的差异,综述了近年来多种功能化电极材料在CDI技术应用中的最新进展。
财产保险公司的地理扩张与利润

中国财产保险业(简称产险业)的经营状况存在明显的空间分异性,且近些年中国产险公司进行了较快速的地理扩张,那么,地理扩张如何影响了公司的盈利能力?本文基于2006- 2015年中国64家产险公司的面板数据,采用地理加权方法估计了每家公司的利润效率,并基于多个地理扩张指标进行了回归分析。研究发现:①地理扩张与盈利能力呈显著正相关,六成以上的正相关来自于有更强盈利能力的产险公司更会去实施地理扩张。②地理扩张对产险公司的盈利能力仍然产生了一定程度的正向影响,其他条件不变时,如果产险公司经营的省区市数目增加10家、产险公司来自于非总部所在的省区市的保费收入份额增加10个百分点、产险公司在各省区市的保费收入的集中度降低单位标准差、产险公司总部与分部的平均距离增加1%,那么,产险公司的盈利能力将分别提高样本中单位标准差的2%、1%、2%、1%。③采用基于普通方法估计的利润效率时,难以得到地理扩张影响产险公司的盈利能力的结论。
基于波分时分复用技术的变压器局部放电光纤超声定位技术研究

相比于压电陶瓷,光纤布喇格光栅(fiber Bragg grating, FBG)对于变压器局部放电产生超声信号的检测灵敏度高、抗干扰性能好,然而,现有研究尚未考虑通过多点FBG 复用以扩大FBG 用于变压器局放检测范围的相关方法。为此,该文提出了一种基于波分时分复用技术的多点FBG 变压器局放超声定位技术。通过波分复用技术,实现了FBG 传感器位置的识别;通过时分复用技术,解决了仅靠单个FBG难以满足变压器内局放超声信号全范围检测的难题。本文建立了基于多点FBG 超声传感系统的变压器油中局放检测试验平台,对不同FBG 测点对油中局放超声信号的检测结果进行了对比,并基于多点FBG 对变压器油中同一局放源进行了超声定位试验。试验结果表明:对于油中局放超声信号的检测,不同FBG 测点的检测频带相近,传感器一致性好;多点FBG 能够实现变压器油中局放超声信号的准分布式测量,且基于多点FBG 的测量结果能够通过网格搜索算法实现局放源的定位。
集中式多电平调制策略的状态机型脉冲分配器设计与实现

脉冲分配方式是实现如载波层叠调制、最近电平逼近调制等集中式多电平调制策略的主要难点。针对含冗余状态的模块组合型多电平变换器,提出一种应用于集中式调制策略的状态机型脉冲分配器设计与实现方法。该脉冲分配器致力于使电平化后的调制信号遍历状态机中的所有路径,从而各个模块的开关次数在各个电平等级都得到均匀的分配,实现了模块电容电压的自然平衡特性。同时,针对低频类调制策略无法自动遍历状态机的情形,该状态机具有状态强制切换功能,在最大限度维持模块开关频率低频特性的条件下,使其能够在合理的时间范围内遍历状态机。通过基于模块化多电平变换器平台的仿真与实验验证了状态机型脉冲分配器的有效性。
双定子直线旋转永磁电机特性分析与实验研究

针对现有直线旋转驱动机构结构复杂、体积大、控制精度低等问题,提出一种新型双定子直线旋转永磁电机。该电机由内外定子及一个中间动子构成,能够实现直线、旋转和螺旋运动。分析了该电机的结构特点和运行原理,建立了双定子直线旋转永磁电机的等效磁路模型,推导了转矩和推力的表达式。通过求解所建立的等效磁路模型方程,以计算该电机的空载和负载特性,其计算结果与3D 有限元方法一致。设计制作了实验样机,并在所设计的样机上进行实验研究,结果表明所提出的分析理论和方法可以快速、有效地分析双定子直线旋转永磁电机的特性,且所提出的双定子直线旋转永磁电机具有可行性。
永磁同步电机优化模型预测转矩控制

为了减少传统模型预测转矩控制(model predictive torque control,MPTC)的计算量并消除转矩与磁链之间的权重系数,优化MPTC 方法,提出一种改进模型预测转矩控制方法,利用转矩与磁链无差拍预测控制原理在线计算下一周期预施加的参考电压矢量,根据参考电压所处扇区进一步确定待选电压矢量,无需对所有电压矢量作用下的系统行为进行预测,将传统方法的8次预测减小到2次,显著减小计算量;在其基础上,构建电压误差代价函数取代传统转矩与磁链误差代价函数,选取与参考电压误差最小的矢量作为最优电压矢量,消除了MPTC 的权重系数,进一步简化系统结构。仿真与实验结果表明,提出的优化MPTC 方法能够显著降低传统算法计算量,并且具有良好的控制性能。
盐酸-磺基水杨酸复合沉积的聚苯胺传感器吸附H_2S 和SO_2的气敏性能

H_2S 和SO_2是气体绝缘开关设备(gas insulated switchgear,GIS)内部的绝缘缺陷引起局部放电时,绝缘气体SF_6分解生成的典型特征气体。通过监测这些放电分解产物,能为监测GIS 设备的运行状态提供关键信息。该文基于质子酸沉积的聚苯胺基气敏材料的优越性能及其在气敏传感器领域的广阔应用前景,利用化学氧化聚合法合成了盐酸和磺基水杨酸复合沉积的聚苯胺气敏传感器,并通过傅里叶红外光谱仪、X 射线衍射仪、扫描电子显微镜等表面表征方式评估了制备的气敏基底,继而测试了此传感器对10~100μL/L 浓度范围的H_2S 和SO_2的气敏响应程度、响应时间、重复性和稳定性等关键参数。结果表明,复合沉积的气敏传感器对10~100μL/L 浓度范围的H_2S 和SO_2具有良好的敏感度,且敏感度与气体浓度呈现较为理想的线性关系;此外,该传感器还具有优良的长期稳定和热稳定性能。因此,所制备的复合沉积聚苯胺材料为研制室温下监测GIS 设备内H_2S 和SO_2的实用型敏感器件奠定基础。
考虑弃风特性的风电供热项目节煤效果与最佳配置方案研究

根据风电供热项目的基本原理,建立了包含基本制热、蓄热制热和蓄热三个模块的通用数学模型,并构建了风电供热与弃风协调的灵活运行策略;在此基础上,建立了计算风电供热项目节煤效果、国民经济性的数学模型,提出了确定项目最佳配置方案的方法;并进一步基于实际风电数据,分析了风电弃风特性及其对风电供热项目的影响。算例比较了固定时段运行策略与协调运行策略消纳弃风的效果,对比了纯蓄热电锅炉供热方案和含热泵蓄热供热方案的优劣,分析了两种方案的经济性及其影响因素,给出了一些有意义的结论。上述研究可为风电供热项目的规划运行提供参考。
基于振动特性和电学特性的行波超声电机非线性带载骤停现象研究

当前航空航天领域内对超声电机,特别是行波型超声电机(下文简称超声电机)的需求越来越大。而超声电机在使用过程中的非线性现象导致的问题越来越突出。目前亟待解决的超声电机非线性问题是超声电机工作在一定的扭矩负载(小于堵转扭矩)状况下会出现突然停机的现象。该文分别从振动特性和电学特性分析了电机的骤停现象,提出行波型超声电机负载扭矩增加会导致电机定子阻尼和刚度同时增加,从而导致振动阻尼比减小。电机定子振动阻尼比减小会导致电机实际的共振频率升高。同时,负载增大会导致电机系统在同一频率下的阻抗模减小,使得电机实际的共振频率进一步升高。电机驱动频率不变,当电机实际的共振频率升高并从低到高穿越电机驱动频率时,超声电机会出现骤停现象。实验证明,负载扭矩增加导致电机系统阻尼比减小和电机系统阻抗模减小是影响到电机带载骤停的根本原因。
统一电能质量调节器串联变流器多频级联无源控制研究

统一电能质量调节器的串联变流器数学模型是高阶模型,为了在频域中提高高阶控制系统的动静态性能,提出一种多频级联无源控制策略.首先,采用傅里叶变换技术对其交流数学模型进行频谱分解及多频直流建模,然后在被指定的频率模型上将系统降阶成级联的低阶模型;针对此级联低阶模型进行了一种新型无源控制器设计,理论分析表明所提的控制器不仅在频域上实现了对串联变流器的灵活控制,而且在无法获知控制对象精确模型时也实现了零稳态误差控制,有效克服了传统无源控制器控制性能依赖控制对象模型精度的缺点.最后,进行实验验证,实验结果表明所提的控制策略是可行的.
适用于梯形法MMC 等效模型的线性排序均压算法

模块化多电平换流器(modular multilevel converter, MMC)已在直流电网和新能源汇集等领域发挥重要作用。随着换流器端数及MMC 中子模块(submodule,SM)数目的不断增加,已有的MMC 等效模型在对由大量超高电平MMC构成的多端直流电网仿真时,MMC 排序均压算法的复杂度将大幅增加,从而导致仿真计算效率依然较低,仿真用时明显增加。基于开关器件关断电阻无穷大,且使用梯形积分法离散化电容的MMC 等效模型,提出了一种线性排序算法。该排序算法的最大时间复杂度为2N-3,能有效减少排序运算量。通过理论证明将该排序算法的适用范围拓展到开关器件关断电阻为实际阻值的MMC 等效模型,从而能够使用该模型仿真子模块内部故障。虽然该线性排序算法是在MMC各子模块电容容值相等的情况下提出的,但通过仿真说明当子模块电容容值在一合理范围内服从正态分布时,采用线性排序算法的MMC 等效模型在稳态及暂态工况下依然能够表现出优异的仿真特性。
旋转磁化下电工钢片的磁致伸缩特性

电工钢片的磁致伸缩效应会使大容量电机定子铁心发生形变加剧电机振动噪声.近年来,随着实验测试技术的不断发展,国外已开展电工钢片磁致伸缩的测量与特性研究工作,国内还处于起步阶段.为深入研究旋转磁化下电工钢片的磁致伸缩效应,开发了基于三轴应变测量的单片电工钢片旋转磁致伸缩测量系统,研究了椭圆磁化轨迹在不同轴比、倾斜角及磁通密度下电工钢片磁致伸缩主应变矢量周期变化情况,建立了可供分析电机铁心磁致伸缩效应的数据库文件,并以三维插值曲面的形式描述了旋转磁化与磁致伸缩的关系.研究了一种计算电机定子铁心磁致伸缩效应的数值分析方法,以环形铁心模型为例实验验证了计算方法的有效性.研究表明,电工钢片的旋转磁致伸缩形变大于交变磁致伸缩,且随着磁化轨迹圆形程度的增加而增大.上述实验数据及旋转磁致伸缩特性分析为减小电机铁心的振动噪声研究提供了参考.
基于Gerschgorin 定理和矩阵相似变换的谐波谐振参数安全域快速估计方法研究

智能电网背景下,电力系统谐波谐振的分析与控制变得愈加复杂。因此,对于谐波谐振问题的预防和控制,尤其是谐波谐振参数安全域问题值得深入研究。该文提出一种谐波谐振参数安全域的快速估计方法。首先,基于Gerschgorin圆盘定理和矩阵相似变换,分析推导可避免谐波谐振发生的谐波节点导纳矩阵元素应满足的显式充分条件。其次,建立以相似变换矩阵元素为变量的、约束均为线性的优化规划模型并求解。最后,基于多个不同规模算例,通过与特征值精确计算所得安全域对比验证该文方法的正确性和优越性。
计及电转气的电-气互联综合能源系统削峰填谷研究

作为未来能源利用的重要形式,电-气互联综合能源系统同样受到高渗透率新能源的威胁。电转气技术的能量转换和时空平移特性为新能源消纳和负荷削峰填谷提供了有效途径。提出一种削峰填谷模型,通过电转气和燃气轮机协调作用平滑电-气互联综合能源系统净负荷曲线,并兼顾系统运行的经济性。算例采用修改的IEEE39节点电力网络与比利时20节点天然气网络耦合系统,分析比较4种场景下的风电消纳能力、净负荷波动情况和系统运行成本,验证了电转气和该文所提削峰填谷模型能够有效平抑净负荷波动并提高系统风电消纳能力。最后分析削峰填谷目标的经济折算系数对削峰填谷效果的影响。
大型风电场的控制性能评价标准及储能控制策略研究

为提高大型风电场并网可靠性,该文基于严密的数学统计方法,提出了一种以控制风电场出线功率控制偏差(wind power control error,WPCE)为考核目标的风电场控制性能评价标准(wind control performance standard,WCPS)。该标准以随机变量统计特性为依据制定,着眼于长期的控制性能,更能如实描述和反映风电出力随机性和不确定性的特点和要求,达到更好的控制目的。基于WCPS 标准,提出了风电场配置的储能系统的充放电控制策略,以平抑风电出力波动性,提高风电的消纳能力。最后,以某风电场日负荷数据为例验证该控制标准和控制策略的可行性和有效性。仿真结果表明,所提控制策略大幅减小了风电预测误差,有效地减少储能系统的充放电调节次数,缓解备用机组的负担,降低电网调节成本,提高电网对风电的吸纳能力,对电力市场模式下的风电场接入系统具有指导意义。
风机有功控制对系统暂态功角第二摆稳定性影响机理

该文着重研究大规模集中并网的双馈风电基地故障后有功控制行为对系统暂态功角第二摆稳定性的影响机理。首先基于静态扩展等面积定则,对双馈感应式风机接入后系统的网络节点电压方程进行改进,构建适用于含风电多机系统暂态功角稳定性定量分析的等值单机无穷大系统模型;利用该模型对双馈风机与两台同步机互联的简化系统进行解析分析,分别给出风电并网系统暂态功角第二摆失稳的充分条件、必要条件,揭示出故障后风机有功出力低会降低第二摆稳定性;进一步分析风电并网系统中功角第二摆稳定性与第一摆稳定性的关系,从整体上揭示风机有功恢复速率变慢会使原本只会出现首摆失稳的系统发生第二摆失稳,并最终导致系统整体稳定性下降;最后对机理分析进行仿真验证。所做研究拓展了当前风电并网后只关注首摆失稳的暂态功角稳定性分析方法,为大规模风电集中并网电力系统暂态稳定控制提供理论指导。
基于输入导纳的直驱风电次同步振荡机理与特性分析

近年来新能源发电并网系统中多次发生了次同步振荡问题,其中直驱风电并网系统出现了新型的次同步振荡问题,迫切需要开展这种次同步振荡机理研究.该文基于同步参考坐标系,推导了直驱风机动态模型和输入导纳模型,分析了输入导纳实部及虚部(电导及电纳)的频率特性,提出了直驱风机网侧输入导纳在次同步频率范围的负电导特性是次同步振荡的重要表现形式,进一步分析了前置滤波、电流内环、直流电压外环及锁相环控制参数和接入系统强度对负电导特性影响;最后,采用传递函数的极点分析和时域仿真验证了所提出机理的正确性.
多元线性回归方法预测燃气轮机发电机组性能

为了预测燃气轮机发电机组的性能,基于大量的机组运行数据,采用多元线性回归分析方法,获得了通过燃机发电机组初始进口条件预测燃机功率和燃机效率的数学模型。以PG9171E 型燃机发电机组部分历史运行数据作为训练样本,建立关于燃机性能的多元线性回归数学模型,并对模型进行验证分析。结果表明:基于多元线性回归分析方法,可以通过初始进口条件有效地预测燃机发电机组的性能;从预测结果分析来看,对于燃机功率的预测优于燃机效率。该方法可以为电厂大数据分析和经济性运行提供一定的参考价值。
电动汽车充电需求时空分布动态演化模型

预测电动汽车充电需求的动态时空分布对于电网应对大规模电动汽车的接入具有重要意义。已有的研究缺乏能够同时精确描述电动汽车行驶过程中地理位置与荷电状态(state of charge,SOC)变化的数学模型。为了模拟电动汽车交通需求和充电需求的动态时空变化过程,从电网调度的实际需求出发,改进了交通流领域中的微观交通仿真模型,结合Cruise 软件计算的不同场景下的电动汽车每公里耗电量,提出了基于Agent-元胞自动机的电动汽车充电需求动态时空分布动态演化模型。最后,以54节点配电系统和25节点交通网络的耦合系统为例,说明所提方法可以预测快充站的电动汽车充电负荷,为电动汽车的充电负荷引导提供重要依据。