mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
全容积表观扩散系数直方图定量分析术前预测不同亚型乳腺癌新辅助化疗后病理完全缓解的价值

目的探讨全容积表观扩散系数(ADC)直方图参数在预测乳腺癌新辅助化疗(NAC)后获得病理完全缓解(PCR)的价值。方法回顾性分析2016年1月至2017年12月南京医科大学第一附属医院经穿刺病理证实为浸润性乳腺癌的117例患者,在进行NAC前均行常规3.0 T乳腺MRI检查,化疗后手术病理采用Miller-Payne分级系统评价化疗反应,分为病理完全缓解组(PCR)和非病理完全缓解组(nPCR)。人表皮生长因子受体2(HER2)过表达型21例(PCR者5例),三阴性型26例(PCR者6例)。采用Firevoxel软件生成ADC直方图,记录多个ADC直方图参数,包括ADC最小值(ADC_(min))、ADC平均值(ADC_(mean))、ADC最大值(ADC_(max))、偏度系数、峰度系数,利用SPSS 24.0计算出ADC第10百分位数(ADC_(10%))、ADC第50百分位数(ADC_(50%))、ADC第90百分位数(ADC_(90%))。采用两独立样本t检验(正态分布)或Mann-Whitney U检验(偏态分布)比较PCR组和nPCR组各ADC直方图参数的差异。采用受试者操作特征(ROC)曲线评价有统计学意义的ADC参数的诊断效能。结果HER2过表达型在PCR组与nPCR组患者间,峰度系数的差异有统计学意义(P=0.039),ROC曲线下面积为0.813,截断点为1.861,其灵敏度为100.0%,特异度为68.7%。PCR组和nPCR组三阴性型患者间,ADC_(mean)及ADC_(50%)的差异有统计学意义(P值分别为0.028和0.013),ADC_(mean)及ADC_(50%)在三阴性型中预测PCR的ROC曲线下面积分别为0.800、0.842。当ADC_(mean)取1.030× 10~(-3) mm~2/s、ADC_(50%)取0.976×10~(-3)mm~2/s作为截断点,诊断灵敏度分别为75.0%、80.0%,特异度均为83.3%。结论峰度系数对预测HER2过表达型患者NAC后PCR具有一定的价值,ADC_(50%)对预测三阴性乳腺癌NAC后PCR具有较高的应用价值。
基于Sagnac环的波长可调谐的单双波长光纤激光器

提出并验证了一种基于Sagnac环的波长可调谐的单双波长光纤激光器,采用环腔结构,以980nm半导体光源作为泵浦源,5m长的掺铒光纤(EDF)作为增益介质,利用含有一个3dB耦合器、1m的保偏光纤(PMF)和一个偏振控制器(PC)的Sagnac环作为滤波装置。当泵浦功率为140 mW时,通过调节偏振控制器的旋转角度来调节偏振状态,从而得到可调谐的单双波长输出。通过耦合模理论,仿真分析了本文提出的滤波装置的传输特性。通过实验,得到单波长调谐范围为1530.08nm至1559.96nm,得到的双波长调谐范围为1535.32nm至1558.24nm。为探究激光器输出的稳定性,进行了稳定性测试。在稳定性测试中,光谱稳定性在室温情况下表现良好。实验结果说明该激光器在C波段调谐范围广且操作简便,具有很广阔的应用前景,例如波分复用系统和光纤传感系统及其他相似的领域。
汽轮机DEH转速控制模式下的节能优化

降低运行成本、提质增效、节能减排是目前火电行业的迫切需求。阐述汽轮机组数字式电液控制系统(digital electric-hydraulic control system,DEH)在转速控制模式下普遍存在的启机暖机时间长、暖机不充分、汽缸温升率较难控制以及甩负荷后操作复杂、转速难以稳定、短时间内重新并网困难等问题。从汽轮机调节汽门、控制机构入手,分析机组启动暖机的加热过程及甩负荷后的动态过程,对比现有技术的利弊,总结得出在机组启动过程中阀位函数设置不合理、甩负荷后DEH转速控制模式与旁路阀门特性不匹配是导致上述问题的根本原因。提出一种汽轮机DEH转速控制模式下的变阀位函数的优化方法,该方法能够实现自动暖机和机组甩负荷后的快速并网,在提高机组安全性的同时,保障机组的经济性,极大减轻了运行人员的工作压力及工作量。
含电动汽车的配电网双重不确定性网架规划方法

考虑配电系统中电动汽车(electric vehicle,EV)充电负荷的随机不确定性和一般负荷的模糊不确定性,基于不确定规划理论,建立同时含有模糊变量和随机变量的混合机会约束配电网架规划模型。模型以规划期内配电网固定投资和模糊随机网损费用之和最小为目标,引入混合机会约束,处理线路功率约束和节点电压约束,通过设置2种不同置信水平参数值,平衡投资费用和运行风险之间的关系。提出基于混合模拟的遗传算法,求解所建模型,采用25节点算例验证所提方法的正确性和有效性。
考虑用户满意度的电动汽车时空双尺度有序充电引导策略

规模化电动汽车的充电行为在时间和空间上具有随机性和不确定性,针对该特性,以多网融合的车联网平台系统为基础,构建有序充电引导模型架构。为了体现接入系统的用户充电时间选择的多样性,根据用户意愿将电动汽车在时间层分为接受系统调度集群和不接受系统调度集群,建立不同尺度下的用户满意度函数来充分调动电动汽车用户参与性,在此基础上提出有序充电引导调度策略。在时间层,通过引导车辆的充电时间调节负荷曲线;在空间层,规划各车辆的充电站选择。以包含4座充电站的IEEE-33节点配网为例,利用优化软件LINGO11对模型进行仿真。算例结果表明,所提引导策略具有好的控制效果,并且在保证用户满意度时,能改善电网负荷、充电站状况。
基于云雾边异构协同的无人机智慧巡检系统

针对现有输电线路无人机巡检系统数据处理平台计算能力较低、整合程度不高的问题,提出一种基于云雾边异构协同计算的新型无人机巡检系统。详细介绍系统架构、网络架构以及作业流程,同时将先进人工智能技术与无人机巡检具体功能有机融合,以航迹自主规划、多机多任务协同以及缺陷智能识别3种主要功能为例,给出基于人工智能技术的无人机巡检整体解决方案,全面提高无人机智能化水平与自主运行能力,提升输电线路巡检效率与质量,降低运维成本。
分布式电源并网技术标准研究

近年来,分布式电源(distributed resources,DR)的快速增长推动了其并网标准的发展。对国内外分布式电源并网标准的现状进行介绍,选取北美、欧洲和中国具有代表性的分布式电源并网标准,从功率控制、电网适应性、电能质量、并网与同步、安全与保护等几个方面进行对比,指出北美、欧洲与中国分布式电源并网标准的主要差异,分析分布式电源并网标准的发展趋势,对中国分布式电源并网标准的制修订提供合理建议,同时也可提升分布式电源开发商、设备制造商对标准的理解,以促进分布式电源行业的发展。
兼顾网损优化效益与投资成本的SNOP容量规划方法

智能软开关(soft normally open point, SNOP)在配电网潮流控制方面具有强大能力,但是SNOP极高的投资成本限制了其在配电网的应用。提出一种综合考虑SNOP网损收益及投资成本的最优规划方法。首先,基于SNOP寿命周期,按时间序列合理构建电网运行场景,根据SNOP及系统运行状态约束,分析不同容量条件下SNOP的降损收益;其次,根据模块化多电平换流器拓扑结构对SNOP成本进行详细分析,对SNOP容量与成本关系进行线性拟合;最后,充分考虑日常运营中降网损收益与SNOP投资运行成本,给出SNOP最优安装位置与容量配置的规划方案。仿真算例表明,受SNOP高投资运行成本限制,在大多数仿真条件下配电网仅安装一个SNOP为可行规划方案,可为主动配电网规划提供参考。
促进新能源消纳的交易机制及效益研究

为了促进新能源高比例消纳,针对自备电厂发电权交易、备用辅助服务交易和分时电价交易三种市场机制,构建市场机制对新能源消纳贡献度模型;基于促进新能源消纳的市场机制,分析其环境效益、节省购电成本效益和供电可靠性提升效益,构建量化模型对市场机制效益进行量化。通过选取西北某地与东南沿海某地两地的数据进行效益测算,结果证明,有效的市场机制可促进高比例新能源的消纳,同时效益可观。
基于分布因子法的主动配电网成本分摊方法

考虑主动配电网拓扑结构灵活和潮流方式多变的特点,传统的电网成本分摊方法已不再适用。为此,提出一种基于广义负荷分布因子法(GLDF)的主动配电网成本分摊方法,通过计算节点与拓扑的分布因子,可动态适应主动配电网多变的运行方式,通过网损修正和全负荷水平使用程度,分析完善分布因子法的直流潮流模型内核。该方法不仅对主动配电网具有良好的适应性,还能够客观衡量不同负荷节点在不同运行方式下对于线路的使用程度,有利于引导市场用户调整自身用电行为。通过算例分析验证了该方法的可行性与合理性。
基于随机矩阵和历史场景匹配的配电网无功优化

配电网的无功优化是保证配电网供电可靠、经济运行的一项重要工作。将大数据理论引入配电网无功优化,提出一种基于随机矩阵的无功优化方法,它不依赖于配电网的模型和参数,直接利用配电网在运行过程中产生的运行大数据以及当地的环境数据构造7种高维随机矩阵,提取57种特征指标,再应用主成分分析法对这些特征指标进行降维处理,然后匹配历史数据库中已有的场景,快速找到特征指标与当前系统最相近的场景,直接采用匹配场景的控制策略作为当前系统的无功优化控制策略,以减小有功网损和节点电压偏移。最后,在改造的IEEE-37节点配电网仿真模型上进行算例验证,其中增加了光伏/风电等分布式发电和电动汽车充电站等随机负荷模型。结果表明,方法可有效地对配电网进行无功优化,摆脱了配电网模型的限制,可快速做出控制决策。
科尔沁沙地播种时期对不同紫花苜蓿品种抗寒性的影响

为探讨科尔沁沙地苜蓿根颈抗寒保护物质对播种时期的生理响应。选择3个紫花苜蓿品种(骑士T、公农1号、擎天柱),在内蒙古自治区赤峰市阿鲁科尔沁旗草业核心区,于2017年7月1日开始,每隔5d播种一期,播种至8月15日。2017年10月11日、11月11日取样测定紫花苜蓿根颈中可溶性糖、可溶性蛋白、游离氨基酸、淀粉含量,翌年春季调查越冬率,对苜蓿根颈中的抗寒保护物质含量变化及其与越冬率的相关性进行探究。结果表明,随着播种时期的推迟,苜蓿根颈的可溶性糖、可溶性蛋白、淀粉、游离氨基酸均呈递减趋势,苜蓿越冬率与11月11日取样测定苜蓿根颈中的可溶性糖、可溶性蛋白、游离氨基酸均呈极显著正相关关系;苜蓿越冬率与10月11日取样测定苜蓿根颈中的可溶性糖含量呈显著正相关关系,与可溶性蛋白和游离氨基酸呈极显著正相关关系;公农1号苜蓿品种在11月11日测定的根颈的可溶性糖含量及淀粉含量显著高于骑士T和擎天柱,且与越冬率变化一致。研究认为,播种时期是影响科尔沁沙地苜蓿越冬的重要因素之一,苜蓿根颈中可溶性糖、可溶性蛋白、游离氨基酸是抗寒保护物质。为确保安全越冬科尔沁沙地种植苜蓿最佳的播种时期为7月1日-7月16日,适宜该地区种植的品种为公农1号。
基于XGBoost算法的配网台区低压跳闸概率预测

针对配网台区在夏季频繁出现低压跳闸故障的问题,提出基于机器学习的台区低压跳闸预警模型。首先,采用孤立森林和改进的合成少数类过采样技术(synthetic minority oversampling technique-nominal continuous,SMOTE-NC)算法的组合方法进行数据处理,在实现离群值分离的基础上,对包含多种数值类型的故障样本进行过采样,以解决样本不平衡问题。其次,利用优化的数据集训练极端梯度提升算法(extreme gradient boosting,XGBoost)分类器模型,对目标台区的低压跳闸故障概率进行预测。最后,以广州某地区的实测数据对算法的有效性进行验证,结果显示所提模型具有良好的应用效果。
分散式风电接入在不同场景下对配电网的影响

为了探究分散式风电场在不同场景下接入配电网所带来的影响,建立了考虑分散式风电接入的配电网的仿真模型,并进行对比分析。首先,在建立配电网线路基础模型的基础上,分别分析了分散式风电接入对配电网节点电压、潮流分布和网损影响的机理。然后,结合南方电网某配电网案例,研究了在不同场景下,分散式风电以不同的渗透率接入对配电网的影响规律。最后,在实验结果的基础上,分析总结了分散式风电接入对配电网影响的规律。得出了分散式风电场在配电网中不同接入位置、接入容量、接入形式下,配电网中电压和网损分布的一般规律。分散式风电场接在配电网馈线的首端、中端、末端,接入单个或多个风电场,均会对电压和网损分布造成不同的影响。因此,在实际工程中,需要合理设置接入分散式风电场的容量和位置。
含电-热-冷-气负荷的园区综合能源系统经济优化调度研究

综合能源系统是实现各能源系统间有机协调优化的重要途径。剖析电-热-冷-气4个子系统,构建以建设运行总成本为目标的园区综合能源系统经济优化调度模型;其次,利用非线性问题处理办法将所构建的调度模型转化为混合整数规划问题;最后,基于子系统独立运行和耦合调度的2种场景,结合分时电价调用混合整数规划软件对模型进行求解。结果显示,相对于独立运行方式,各子系统耦合调度运行能够灵活组合各能源转换设备,大大降低系统外部购能和系统总成本。
考虑天气影响的配电信息物理系统可靠性评估

电力与通信深度融合是配电网发展的趋势,而天气又是影响配电网可靠性最主要的要素之一,研究评估考虑天气影响的配电信息物理系统可靠性很有必要。首先,选取对电力元件故障和通信元件故障影响最大的天气要素,并对天气要素进行区间划分,构建适合分析电力元件故障和通信元件故障的天气状态模型;其次,结合配电网历史故障数据和历史天气数据,构建以天气状态为变量的电力元件故障概率模型和通信元件故障概率模型;接着,针对通信元件故障使得监视和控制失效而造成的后果评估,给出配电网失负荷量化分析方法;然后,综合考虑电力元件和通信元件故障,提出基于蒙特卡洛方法的配电网信息物理系统可靠性评方法;最后,在改进的IEEE 33节点测试系统进行仿真测试,验证了所提算法的可行性和有效性。
新疆半干旱区不同豆科/禾本科牧草混播草地生产力的变化研究

混播草地竞争和促进关系是影响生产力和稳定性的重要因素,最终都通过牧草干物质产量以及草地物种的组成变化等指标表现出来。研究选择当地生产最常用的4种牧草无芒雀麦、鸭茅、红豆草、红三叶,以单播为对照,通过对2种豆/禾和3种牧草组合的混播草地牧草产量及物种组成变化进行长期监测,分析混播草地生产力的变化以及影响其稳定性的因素。结果表明:不论是单播还是混播,刈割干物质产量在年际间均表现为2017年高于2018年。放牧干物质产量在年际间均表现为2018年显著高于2017和2016年,鸭茅/红三叶混播草地除外。对2种牧草混播草地各物种干物质产量、密度及粗蛋白贡献的比例分析,从2016年到2018年,无芒雀麦干物质产量和密度所占比例均显著增加,鸭茅和红三叶干物质产量和密度所占比例均显著下降。红豆草与无芒雀麦混播时逐步降低,而与鸭茅混播时显著增加。3种牧草混播草地中,无芒雀麦和红豆草干物质产量和密度所占的比例显著增加,红三叶和鸭茅干物质产量和密度所占比例显著降低。综上所述,干旱区混播草地年际间干物质产量的消长变化主要取决于年均降水量和牧草的适应性。从混播草地干物质产量和密度的变化来看,随着年限增加,无芒雀麦和红豆草在混播草地中逐渐占据优势,鸭茅和红三叶在混播草地中逐渐处于劣势,且有消退的趋势。
新疆野生无芒雀麦染色体倍性的研究

新疆各地区无芒雀麦种质资源丰富,为选择理想倍性育种材料,本研究以18份无芒雀麦为供试材料,用醋酸洋红染色法统计奇台野生无芒雀麦BL-01根尖染色体数目为28条,依据染色体组基数是7,确定其为四倍体(2n= 4x=28)。运用流式细胞仪以奇台BL-01材料叶片的相对核DNA含量峰值为参照,测定18份供试材料的G1期、S期和G2期及变异系数,计算出各材料的细胞周期值,旨在快速鉴定无芒雀麦不同群体的染色体倍性。研究结果表明,18份无芒雀麦种质材料中有四倍体和八倍体两种倍性,其中四倍体共12份、八倍体共6份,对品种乌苏1号流式细胞仪鉴定结果为八倍体。
青藏高原退化高寒湿地植被群落结构和土壤养分变化特征

为了给青藏高原地区湿地恢复提供科学依据,在三江源黄河源区选取退化高寒河流湿地,采取空间代替时间的方法,选取不同湿地退化阶段,分析了高寒湿地退化过程中植物群落和土壤理化特征的变化,探究湿地退化的过程。结果表明:土壤呈碱性,土壤pH在各土层中变化趋势不明显,但在0~20 cm土层,退化严重的湿地土壤pH(8.5~9.0)显著高于未退化湿地的土壤pH(8.0)。随着退化程度的加剧,植被高度、盖度、生物量逐渐减少,群落结构趋向复杂;土壤盐分富集层逐渐下移,土壤含水量、全碳含量明显降低,碱解氮含量呈下降趋势,而全磷含量趋于升高,速效磷含量无显著变化。以上研究结果表明土壤含水量的变化是玛多河流湿地退化的首要原因,而退化主要影响群落的高度,随着退化程度的加剧,土壤含水量和全碳含量明显降低,土壤含水量的变化与植被群落结构的变化紧密相关。
利用糖渍液加工枇杷膏的工艺条件与品质

为实现枇杷果脯加工副产物--枇杷糖渍液的高效利用,以枇杷糖渍液为原料制备枇杷膏,研究糖渍过程中食盐添加量和可溶性固形物含量分别对糖渍液和成品枇杷膏中功能活性物质含量、抗氧化活性和感官品质等的影响,确定枇杷糖渍过程的食盐添加量和枇杷膏的可溶性固形物含量。结果表明:适量添加食盐有助于提高枇杷糖渍液得率、总酚和总黄酮含量,以及自由基清除能力;枇杷膏的总酚、总黄酮含量和自由基清除能力随可溶性固形物含量的增加而升高,但60和70OBrix枇杷膏的上述性状无显著性差异。结合成品感官品质评价结果,建议枇杷糖渍过程中的食用盐添加量为1%,枇杷膏的可溶性固形物含量为60OBrix。
不同砧穗组合对豆瓣菜扦插苗生理特性及硒积累的影响

采用盆栽试验,分别以青菜、油菜、萝卜、蔊菜、青花菜为砧木,豆瓣菜为接穗,在土壤硒浓度为10 mg·kg~(-1)的条件下研究了不同砧木对豆瓣菜扦插苗生长、色素积累、保护酶活性和富硒能力的影响。结果表明,与未嫁接的豆瓣菜扦插苗相比,以油菜、萝卜、青花菜为砧木嫁接后可以显著提高豆瓣菜扦插苗各部位的生物量、叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素的含量;以蔊菜为砧木嫁接后不仅使豆瓣菜扦插苗的生物量处于较低水平,对其SOD、POD、CAT活性的抑制作用也最明显;虽然以青菜为砧木嫁接后显著提高了豆瓣菜扦插苗的光合色素含量,及SOD、CAT活性,但其根、茎、叶的生物量均显著低于对照。另外,以青花菜为砧木的嫁接处理在显著提高豆瓣菜扦插苗CAT活性和可溶性蛋白含量的同时,有效降低了丙二醛含量,对豆瓣菜的耐硒能力具有显著的增强效果。5种砧木对豆瓣菜扦插苗硒积累的影响存在明显差异,其中以萝卜为砧木的嫁接处理使豆瓣菜扦插苗各部分的硒含量和地上部分的硒积累量达到最大,可为富硒蔬菜的栽培、选育提供参考。
高温强光下外源褪黑素对栝楼雌花生理生化特性的影响

为探讨高温强光下外源物质对栝楼雌花生理生化变化的影响,以2年生皖蒌9号为试验材料,研究叶面喷施200 μmol·L~(-1)褪黑素对高温强光下栝楼雌花的抗氧化酶活性、渗透调节物质、H_2O_2、相对电导率、花粉萌发率、坐果率和单果鲜质量的影响。结果表明,在高温强光下,外源物质褪黑素不仅能显著提高栝楼雌花SOD、POD、CAT和APX等抗氧化酶的活性,有效清除体内H_2O_2(与对照相比降低了34.5%),还能促进渗透调节物质合成和积累,与对照相比,外源褪黑素处理的雌花可溶性糖和脯氨酸含量分别增加了25.8%和45.5%。高温强光条件下,外源物质褪黑素还可有效提高栝楼花粉萌发率,促进栝楼坐果和果实膨大,栝楼坐果率提高了9.1百分点。综上,在高温强光下外源褪黑素能通过提高栝楼雌花抗氧化酶活性和渗透调节能力等,缓解高温危害,提高其坐果率。
基于虚拟同步控制的模块化多电平换流器小信号建模与稳定性分析

针对模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)采用虚拟同步(virtual synchronous generator,VSG)控制后的稳定性,首先基于模块化建模思路,建立了基于虚拟同步控制的MMC并网系统精确小信号稳定性分析模型。将MMC的两电平简化模型与精确模型特征值对比发现,虚拟同步控制时,简化模型忽略了一种同时受虚拟同步控制和环流抑制(cinculating current suppression control,CCSC)控制参数影响的耦合模态(16 Hz左右)。然后重点分析了外部模态(2 Hz左右)、耦合模态和内部谐波模态(100 Hz左右) 3种重要模态的稳定性,由详细稳定性分析可知,若调整虚拟同步控制参数以增大外部模态阻尼和稳定性时,会导致耦合模态的阻尼和稳定裕度减小,因此在优化虚拟同步控制参数时需同时关注外部模态和耦合模态稳定性。此外,电网强度较弱时,系统可能会出现外部模态振荡失稳;而环流抑制参数设置不合理时,系统可能会出现内部谐波模态失稳。最后,通过与经典矢量控制的稳定性对比,说明经典矢量控制下不存在耦合模态;在电网强度较弱的情况下虚拟同步控制稳定性更好。
导磁材料对电磁斥力机构出力效率的影响

机械开关的快速性是决定高压直流断路器性能的关键因素。电磁斥力机构具有动作延迟短、刚分速度快的特点,适合于快速机械开关的应用场合,但涡流斥力的驱动原理也导致其能量转换效率较低。为了提高出力效率,首先建立了电磁斥力机构的3维有限元仿真模型,并通过40.5 kV/2 000 A机械开关样机验证了仿真的准确性。然后,分析了机构运动过程中的磁场分布情况,指出空间漏磁较大是造成其效率低下的主要原因。最后,为了减小空间漏磁,进一步提高电磁斥力机构的出力效率,在原有空心线圈结构基础上,计算并分析了添加不同导磁材料对机构运动特性及出力效率的影响。仿真结果表明:选择低电导率高磁导率材料、在铁芯上径向开槽以及选择叠片形铁芯可以有效改善磁路,提高电磁斥力机构的出力效率。
直流真空断路器大电流强迫换流分断特性分析与验证

基于有源强迫换流技术实现的直流真空断路器容易向中高压大容量场合拓展,是直流分断技术发展的重要方向。针对10 kV级直流真空断路器,进一步分析了大电流换流分断特性,并开展了换流分断过程的试验研究。研究结果表明:在燃弧电流峰值23 kA、电弧电流下降率300 A/μs条件下,真空断路器无法在电弧电流零点可靠熄弧分断,且真空间隙的弧后介质恢复过程存在一定的随机性和分散性。为了改善大电流弧后介质恢复特性,提出了串联二极管的直流真空断路器换流分断方案,利用二极管的反向阻断作用为大电流真空电弧提供一段“零休”时间。相同分断参数条件下的对比试验结果显示,在二极管反向阻断期间,尽管真空间隙可能会不断地重复进行 “介质恢复-介质击穿-介质恢复”过程,但在此阶段的介质击穿不会导致电弧重燃,真空间隙最终均能在换流电容电压变为正极性前建立足够的介质强度,实现对直流大电流的可靠分断;同时在试验条件下,被试真空断路器弧后至少需要85 μs才能完全恢复介质强度。
管母连接±800 kV复合支柱绝缘子的抗震性能分析及试验研究

为研究特高压复合支柱绝缘子的抗震性能及管母连接设备地震响应的简化计算方法,对复合支柱绝缘子单体及耦联体系进行了振动台试验,测量绝缘子关键位置的加速度和根部应变,并得到绝缘子顶部位移。结果显示:试验中的复合支柱绝缘子最大应力小于容许应力,满足抗震性能要求。在相同地震输入下,耦联体系中支架的加速度峰值放大系数、顶部位移和根部应变响应相比于支柱绝缘子单体均有所降低。管母连接对于设备的约束作用可简化为线性弹簧,当设备相同或动力特性相近时,耦联体系中的设备响应可采用单体设备的动力响应进行计算校核,且此时的计算结果偏于安全。
聚丙烯/BN复合介质高频击穿性能提升与电荷输运仿真研究

机械式高压直流断路器LC振荡支路的换流电容在开断过程中发挥重要作用,其承受数千赫兹的高频电压会对电容器聚丙烯绝缘介质造成损伤。为提升其高频击穿场强,分别制备掺杂质量分数为1%、2%和6%的聚丙烯/氮化硼复合介质,测试极化、热刺激去极化电发流、表面电位衰减和高频(500、2 000 Hz)击穿特性。实验结果表明:复合介质的高频击穿场强相较于纯聚丙烯均增加,在质量分数为1%时达到最大,这对应于在质量分数为1%时较深的陷阱能级。基于双极性电荷输运方程和空间电荷调制击穿模型,仿真分析了高频电压作用时的空间电荷和电场动态演变过程,包括随电压频率、陷阱能级和加压时间的空间电荷注入和电场畸变率动态变化。仿真结果表明,高频下的电荷注入集中于电极-介质边界处距离介质表层数微米的区域;在较高频率时的电极-介质边界处的注入电荷密度和电场畸变更明显;具有较深陷阱的复合介质的电极-介质边界处的电场畸变得到改善;交变电场下在90°和270°相位时的净累积电荷最多,此时的电场畸变率最大。
多次操作冲击对含刀痕缺陷10 kV电缆终端局部放电特性的影响

为了研究电力系统中的操作过电压对含缺陷电缆终端的冲击劣化作用,利用10 kV电缆段制作了典型的含刀痕气隙缺陷电缆终端。在充分考虑了实际配电电缆线路中可能出现的最大过电压幅值的情况下,利用40 kV标准操作波对电缆终端进行冲击劣化,并测量冲击劣化之后电缆终端的局放起始电压(partial discharge inception voltage,PDIV)和局放熄灭电压(partial discharge extinction voltage,PDEV),并绘制了试样在15 kV工频电压下的PRPD谱图。实验结果表明:PDIV和PDEV随施加冲击电压次数的增加而呈现先上升后下降的变化趋势,试样在劣化初期的放电形式介于表面放电与内部气隙放电之间,劣化中期放电以内部气隙放电为主,劣化后期放电逐渐转变为以单极性放电为主的形式;各劣化阶段下的最大放电量和平均放电量的变化趋势呈“澡盆”状。从缺陷发展的角度分析,认为劣化初、中期的放电主要受到刀痕切面毛刺影响,劣化后期的放电发展主要与XLPE材料内部缺陷相关。
方波电压下交联聚乙烯中的空间电荷特性

空间电荷现象在电气绝缘破坏中起着重要作用,但多年以来对空间电荷的研究主要集中于直流电压下,而针对方波电压下空间电荷的研究较少。为此对传统的电声脉冲法(pulsed electro-acoustic method,PEA)进行改进,可以同时向试样施加可调相位差的方波电压和脉冲电压,并利用该装置研究了不同波形参数(波形、极性、频率、占空比等)对空间电荷分布的影响。实验结果表明:方波电压下更易积累同极性电荷,单极性方波下的空间电荷积累远大于双极性方波,高频方波下空间电荷积累更为严重,占空比的增加也会导致积累电荷量的增加。
电介质的衍生对导数介电分析方法及其应用

电介质的性能劣化往往率先体现为其高温低频介电特性的变化,因此完善对电介质高温低频介电响应特性的认识,对进一步理解其劣化机制、优化状态评估技术具有重要意义。然而具有长松弛时间的介电松弛过程往往和直流电导耦合在一起,高温低频段的介电松弛过程被直流电导分量掩盖,无法对其进一步研究。甚至在一些介电谱图中,直流电导过程由于能够表现出与松弛过程相似的频率和温度依赖特性而被误作介电松弛处理,更加增加了认识电介质中低频松弛响应的难度。因此提出一种衍生对导数法,仅将松弛过程以松弛峰的形式呈现出来而不包含直流电导分量。选取电力设备中常见的3种典型工程电介质:环氧树脂、油纸绝缘和氧化锌压敏陶瓷为例,应用衍生对导数法,分别从直流电导掩盖中有效地分离出新的低频介电松弛过程;基于其响应特性讨论了在不同电介质中高温低频介电松弛可能的物理机制;为进一步理解工程电介质劣化微观机制及完善其状态评估技术提供基础。
550 kV GIS盆式绝缘子多气泡放电的测试与诊断

为了提高现场气体绝缘全封闭组合电器(GIS)绝缘缺陷的诊断能力,提升特高频(UHF)法在现场的检测经验,该文对一起550 kV GIS盆式绝缘子多气泡放电开展了详细的测试与诊断。首先在现场利用UHF法检测发现了550 kV GIS盆式绝缘子的异常信号,该信号呈气隙放电特征。对该盆式绝缘子更换返厂后开展了耐压、局部放电、雷电冲击、X射线探伤等试验,同时采用UHF法和脉冲电流法对盆式绝缘子局放信号进行检测,并对比了雷电冲击试验前后放电特性的变化。最后利用时差定位统计和多源放电分离方法开展了进一步的诊断分析。结果表明:该盆式绝缘子内部存在8个气泡,呈线性状分布,UHF和脉冲电流法两者信号幅值正相关;随着电压的升高,放电谱图逐渐由单气隙放电转为多气隙放电特征;在耐受雷电冲击后,盆式绝缘子的局部放电起始电压下降,熄灭电压不变,相同电压下UHF信号幅值与局放量变大;时差统计和多源分离表明,该盆式绝缘子UHF信号呈多源时差和聚类特征,与X射线结果一致。该文研究结果可为GIS UHF检测与诊断提供现场经验。
基于电场感应的低功率在线监测传感器的供电技术

电场感应取能具有供电稳定、工程简单等独特优点,是一种颇具潜力的架空输电线路在线监测装置供电方式,制约该技术发展的关键是如何获得足够的功率。为了给输电线路低功率在线监测传感器提供安全、稳定的电能供应,对电场感应取能技术进行了研究。通过变压器的阻抗变换特性增大负载的等效阻抗,并在变压器二次侧并联补偿电容,使负载获得更大的取能功率。文中详细介绍了该电场感应供电技术的原理,并对有关影响因素如导线架设方式、极板安装位置、电容补偿特性等进行了分析。最后通过实验得到:当电源电压为50 kV,耦合电容为14 pF,补偿电容为0.86 nF时,1 kΩ的负载能获得225 mW的功率。实验结果与理论分析相一致,验证了该电场感应供电技术的有效性。
基于主从博弈的储能电站容量电费定价方法

储能系统的规模化应用是提高新能源消纳能力的重要手段之一,其大规模推广需要容量电价激励。然而,现有的容量电价计算方法仅与建设成本相关,收益固定,不利于调动储能电站的运行积极性。因此,提出了一种基于主从博弈的储能容量电费定价方法,同时计及了储能电站和电网的收益,储能电站作为领导者根据容量电费信号决定建设容量,电网作为跟随者依据储能容量调整容量电费,两者交互影响,直至实现均衡。在此基础上,将该博弈问题转化为双层规划问题进行求解,上层目标为储能电站收益最大化,下层目标为电网补贴成本最小化。进一步,通过Karush-Kuhn-Tucker(KKT)最优性条件,将双层规划问题转化为可直接求解的混合整数规划问题。最后,通过仿真算例验证所提方法的合理性和有效性。结果表明,主从博弈定价的方法可以有效模拟电网和电站直接的互动决策关系,保障储能电站容量电费定价的合理性。和传统方法相比,本方法在实现新能源消纳目标的同时降低了电网对储能的补贴成本。
高频变压器用耐高温型匝间绝缘材料的击穿特性

高压高频变压器长期运行于频率为1~20 kHz的非正弦电压下,为研究绕组匝间绝缘的耐压能力,以Nomex纸、改性DMD纸、PET薄膜以及PI薄膜为研究对象,在高频电源产生的1~20 kHz、0~20 kV双极性高频方波电压下开展了击穿特性实验研究。利用双参数Weibull统计法计算材料的绝缘失效率,讨论特征击穿电压与频率的关系;基于乘幂函数拟合计算U-t特性曲线及特征关系式,分析高频方波下U-t特性随频率的变化规律;最后结合组合导线匝绝缘结构特点,探究不同频率下介质厚度对击穿电压的影响。实验结果表明:基于Weibull分布的特征击穿电压随频率的提高而显著下降,击穿电压下降速率在1~5 kHz频率范围达到最大值;U-t特性曲线随频率的提升而明显下移,高频热效应是导致击穿电压下降及长期运行绝缘寿命缩短的主要原因;电场不均匀度与热量的增加导致击穿电压随厚度呈非线性变化,频率的提高使非线性变化趋势愈发明显。
基于集合经验模态分解的交直流混合微电网混合储能容量优化配置

针对交直流混合微电网并网联络线功率的波动性带来的新能源消纳瓶颈问题和交、直流子网之间交互功率的优化问题,提出了一种混合储能系统容量优化配置方法。首先,考虑系统净负荷功率和分时电价,确定联络线协议功率和混合储能系统需平抑的总功率;然后,利用集合经验模态分解对混合储能系统总功率进行分析,根据不同滤波阶数下锂电池和超级电容器的充放电功率指令,采用自适应惯性权重的粒子群算法对以锂电池和超级电容器的额定功率和额定容量为优化变量的混合储能容量优化配置模型进行求解;最后,对不同滤波阶数所对应的系统年综合成本进行排序,确定系统年综合成本最小的滤波阶数和对应的储能配置方案。基于某交直流混合微电网进行了算例分析,验证了采用所提方法配置混合储能系统可有效平抑交直流混合微电网并网联络线功率的波动,降低交、直流子网间的换流损耗,提高交直流混合微电网的经济性。
考虑AA-CAES装置热电联储/供特性的微型综合能源系统优化运行策略

为更好地发挥先进绝热压缩空气储能(advanced adiabatic compressed air energy storage,AA-CAES)装置与微型综合能源系统(micro-integrated energy system,MIES)多能协调互补等优势,优化系统运行经济性及灵活性,提出一种考虑AA-CAES装置参与热电联储/供的MIES优化运行策略。首先,提出了含AA-CAES的MIES系统热电联储/供的调度架构;其次,分析了AA-CAES装置储热、换热及供热等关键环节的运行特性,建立了AA-CAES进行热电联储/供及提供旋转备用的调度模型;在此基础上,综合考虑交直流配电网和区域供热系统中调度资源的运行特点,构建了计及AA-CAES装置热电联储/供特性的MIES整体调度模型;最后,采用修改IEEE 14节点配电网和母线式区域供热系统进行算例分析。仿真结果表明,所提优化运行策略可有效削减MIES运行成本,提高MIES可再生能源消纳能力,增强MIES运行灵活性。
高压SF_6气体绝缘组合电器放电故障模式智能识别

变电站各类运行事故中气体绝缘组合电器(gas insulated switch-gear,GIS)故障占较大比重,亟需提高GIS绝缘缺陷故障类型诊断的成功率。为此,研制了高压SF_6气体绝缘组合电器缺陷模拟装置,该装置由SF_6气室、固体绝缘件、缺陷模拟装置、观察与测量装置4部分构成,其中缺陷装置可有效模拟自由金属颗粒放电、尖端放电、悬浮放电和气隙放电这4种典型绝缘缺陷;进一步提出了一种联合模糊迭代自组织数据分析算法(iterative selforganizing data analysis techniques algorithm,ISODATA)和蚁群算法的人工智能分类方法,并通过粒子群算法对以上算法进行结构参数优化。针对高压SF_6气体绝缘组合电器现场应用的结果表明:提出的缺陷类型诊断方法可依据SF_6典型微量分解气体种类及含量对故障模式进行智能判定,且研制的缺陷模拟装置硬件平台可有效采集原始分类数据形成缺陷样本数据库;提出的人工智能分类算法易于编程实现,可用于实际工程中绝缘缺陷类型诊断与评估,绝缘缺陷故障类型诊断成功率为93.3%。研究结果有助于检测SF_6绝缘设备的早期潜伏故障,对于高压SF_6气体绝缘组合电器故障诊断及其模式识别具有一定的理论指导价值。
基于改进YOLOv3的绝缘子串定位与状态识别方法

为了对高压输电线路的绝缘子串航拍图像进行精确快速的定位与状态识别,提出了一种基于改进YOLOv3的绝缘子串诊断方法。在自主建立航拍绝缘子串数据库的基础上,针对数据集样本存在的复杂度不均衡和类别不均衡现象,采用Focal Loss函数和均衡交叉熵函数改进YOLOv3算法的损失函数;然后,对原网络在COCO数据集上训练的卷积层过滤器进行可视化分析,选择冻结层并采用多阶段迁移学习策略来训练网络。在Python环境下训练并测试实例,结果表明:改进的损失函数可优化网络训练的损失值,提升算法精确度;多阶段迁移学习策略在提高算法精确度的同时,能有效应对数据集小而易过拟合问题;所提方法可端对端实现绝缘子串的定位与状态识别,且诊断精确度达到0.918。研究结果证明所提方法具有较高的精确性和实时性。
隔离开关图像数据扩充方法及其在自动状态识别中的应用

针对隔离开关分合状态自动识别算法效果受到巡检图像训练样本限制的问题,提出了一种结合三维空间信息的隔离开关图像数据扩充方法。首先,通过隔离开关的二维图像,结合关于隔离开关三维形状的先验知识,求解隔离开关各关键点的三维坐标;然后,在三维空间中对隔离开关进行多次旋转变换,以模拟拍摄角度发生变化的情况;最后,通过透视投影变换将三维空间的隔离开关重新投影到二维平面,生成新的隔离开关图像数据,实现训练样本的扩充。算例结果表明,相比于平移、放缩、旋转、改变长宽比、改变亮度等传统图像数据扩充方法,所提出的隔离开关图像数据扩充方法对于隔离开关位置和分合状态识别效果有更显著的提升。
基于区域分割方法的绝缘子覆冰质量预测模型

绝缘子覆冰会引起闪络进而导致电网停电事故,覆冰质量是表征绝缘子覆冰程度的重要参数。由于绝缘子覆冰环境下迎背风面覆冰程度有较大差异,基于流体力学Lagrange法提出一种以区域分割方式数值计算绝缘子表面碰撞系数的方法;对绝缘子表面不同区域的冻结系数进行计算,通过覆冰圆柱体表面覆冰质量计算公式等效计算建立绝缘子表面覆冰质量预测模型,并通过人工覆冰试验对试验结果进行验证。研究结果表明:XP-70绝缘子不同区域表面水滴碰撞系数存在较大差异,迎风面伞裙表面水滴碰撞系数比迎风面钢帽及伞裙边缘小得多,但是为背风面伞裙表面碰撞系数的2~3倍;0~60 min中,覆冰质量预测模型计算所得覆冰质量值与试验值的相对误差<20%。
大型无人直升机电力线路巡检系统实用化

大型无人机(unmanned helicopter,UAV)巡检系统在电网运行检测、灾害应急勘测领域具有良好的应用前景,但现有巡检系统在实用化方面存在一些问题和局限性,需要进一步深化研究。论文系统提出了大型无人直升机电力巡检技术研究、装备研制和示范应用方面的实用化目标和策略,开展了国产Z–5型无人直升机飞行平台、无人直升机测控通信系统和任务载荷系统实用化的研究,采用卫星中继通信技术解决无人直升机长距离巡检通信问题,研制了一体化、全自动电力巡检光电吊舱。研制的新一代大型无人直升机巡检系统在南方地区沿海、山区、冰区、平原、雨雾、高海拔乃至夜间等多种典型复杂环境下进行了示范应用,累计已巡检110~500 kV线路30余条,46架次,巡线里程超过1 340 km,单架次巡检线路长度超过60 km、飞行时间达3 h,巡检系统环境适应性、巡检效率和可靠性显著提高,基本达到实用化水平。
考虑电池储能系统的配电网广义综合负荷建模

针对含电池储能系统(batter energy storage system,BESS)的配电网参与电网仿真所需的广义综合负荷模型展开研究。阐述了BESS的仿真数学模型,搭建了基于MATLAB/Simulink的BESS仿真平台;通过对BESS暂态运行特性的仿真分析,提出了一种面向负荷的BESS等效模型并进行了检验;建立了考虑BESS的配电网广义综合负荷模型,该广义综合负荷模型由BESS等效模型和经典综合负荷模型(composite load model,CLM)并联构成;通过多场景的仿真分析,检验了提出的广义综合负荷模型的有效性和模型参数稳定性。
基于压力和特高频的少油设备绝缘联合在线监测

针对少油电力设备局部放电(PD)油色谱检测频繁取样易造成设备内部产生负压,以及改造末屏接入检测阻抗危害末屏接地长期可靠性等问题,提出了基于压力和特高频(UHF)的少油设备绝缘缺陷联合在线监测方法,设计了压力和UHF的油浸正立式电流互感器局放检测方案,研究了不同程度气泡绝缘缺陷下压力和放电量的关系。结果表明:PD会导致设备内部压力明显增大,且存在以下规律:起始放电30 min左右,压力整体保持不变,之后在放电量一定的情况下,油压随时间近似呈线性增大,放电量分别为500 pC、1 000 pC、2 000 pC时,压力增长率分别为0.001 97 kPa/min、0.0028 9 kPa/min、0.0034 5 kPa/min;外置式UHF传感器可以检测到非金属缝隙泄漏的电磁波,有效弥补了PD起始时间段内油压检测误差较大的问题。基于上述结果,该文提出了基于压力和特高频的联合诊断方案,为少油设备PD绝缘检测提供了一个新的思路。
人工智能技术在电力设备运维检修中的研究及应用

电力设备的运行状态与电力系统的稳定及安全密切相关。全面、准确地掌握电力设备的内外部多源数据,并通过科学的手段进行信息汇总和融合,从而对设备的运行状态与变化趋势做出准确的评估和预测,并安排合理的运维检修计划,是整个电力系统可靠、经济运行的关键前提和重要基础。人工智能技术(artificial intelligence,AI)在识别、预测、优化、决策任务中的效率、精度、自学习能力等方面的发展和突破,为电力设备的运维检修提供了一种全新的技术手段与研究思路。论文回顾了人工智能在输变电设备运维检修业务中的关键技术和应用现状,按照数据层、算法层和应用层逐级展开论述和分析,梳理了设备运维的相关数据情况及现存问题,指出了人工智能关键技术框架及各类算法的应用特点与范围,总结了各类典型运维场景中的人工智能应用进展与困难,并提出了未来的重点解决思路,最后分析了人工智能技术应用所面临的问题,并对其发展趋势进行了展望和建议。
基于Mel时频谱–卷积神经网络的变压器铁芯声纹模式识别方法

为了实现变压器设备声学指纹的不停电检测,提出了一种基于Mel时频谱–卷积神经网络的变压器铁芯声纹识别模型。首先,通过铁芯模型振动与噪声试验平台,研究铁芯在不同工况下的振动声信号,将采集到的振动与声音数据进行了关联性分析和比对,验证了声信号同振动信号一样均能够有效反映铁芯的运行状态;然后,对采集到的声音数据进行Mel时频谱预处理降维,并将降维结果作为深度学习的数据集;最后构建了Mel时频谱 –卷积神经网络变压器铁芯声纹模式识别模型,通过超参数调整和网络结构优化设计,实现不同运行工况声信号的准确识别。研究结果表明:该文提出的Mel时频谱–CNN识别模型对3种不同工况的声信号识别率达到了99.71%。论文研究可为电网主设备的数据深度挖掘提供参考。
采用最优云熵改进可拓云理论的变压器本体绝缘状态评估方法

状态评估是电力设备状态检修及健康管理的关键环节。以220 kV油浸式电力变压器为研究对象,构建了一种基于最优云熵改进可拓云理论的变压器本体绝缘状态评估模型。首先,针对绝缘状态等级边界的随机性与模糊性问题,提出使用可拓云理论来构建状态评估的基础理论框架;然后,在充分考虑等级划分分明性与模糊性特点的基础上,提出一种可自适应评估对象的最优云熵计算方法,实现了对传统可拓云理论的改进;最后,针对单一赋权方法存在的不足,构建了一种基于模糊集值统计法与熵权法的主客观组合赋权模型,实现了指标权重基于信息变化程度的动态调整。实例研究表明,相较于传统理论,该文所提方法能够有效处理变压器状态评估中的不确定性因素,其评估结果更接近设备的真实状态,具备较高的应用可行性。
环境胁迫对水生植物根系分泌小分子量有机酸(LMWOAs)的影响特征

本文首次对马来眼子菜(Potamogeton malaianus)、苦草(Vallisneria natans)、芦苇(Phragmites australis)、菖蒲(Acorus calamus)、荇菜(Nymphoides peltatum)和菱角(Trapa incisa) 6种水生植物根系小分子量有机酸(Low Molecular Weight Organic Acids,LMWOAs)分泌差异性及其对环境胁迫(温度、缺磷和高铵态氮)响应特征进行研究.结果证实6种受试植物根系分泌LMWOAs组成和含量具有明显的物种差异性;其中,甲酸、乳酸和草酸为主要有机酸.温度可显著影响水生植物根系LMWOAs分泌量而对种类影响不大,高温(30℃)刺激莕菜根系LMWOAs分泌量增加,但却明显抑制苦草和菖蒲根系LMWOAs分泌; 25℃时马来眼子菜、芦苇和菱角根系LMWOAs分泌量最多.缺磷和高铵态氮胁迫均会显著影响水生植物根系LMWOAs分泌量和种类.缺磷胁迫促进苦草、菖蒲和莕菜根系LMWOAs分泌量增加68.68%、55.30%和257.82%,并刺激乙酸和苹果酸等有机酸分泌;而缺磷胁迫可导致马来眼子菜、芦苇和菱角根系LMWOAs分泌量降低38.72%、13.79%和58.99%,且乳酸、甲酸和丁二酸分泌完全被抑制;这表明苦草、菖蒲和莕菜三者能较好的适应缺磷环境.高铵态氮胁迫下苦草根系LMWOAs分泌量和种类增加明显;而其余5种受试植物在高铵态氮胁迫下根系LMWOAs分泌量被明显抑制,尤其是乳酸、苹果酸和酒石酸含量显著降低.综上所述,水生植物分泌LMWOAs特征差异性显著,可在一定程度上反映其耐逆境胁迫能力,本文结果将为水生植物生态修复机理和实践提供重要理论依据.
引水结构变化对天津于桥水库磷滞留的影响分析与生态水量估算

2014年南水北调中线一期工程通水后,天津市的水源结构发生变化,由单一滦河水源变为双水源.引水结构变化导致于桥水库入库水量变化,从而影响水库的总磷(TP)滞留.一般认为,入库总磷负荷随入库水量减少而降低,且水力停留时间越长,将越有利于总磷滞留,从而水库TP浓度降低.但根据统计数据发现,南水北调通水后于桥水库入库水量降低,TP负荷反而升高,水库TP浓度升高.何种TP滞留机制造成了这样的结果?本文通过分析2001 2018年间入库水量(W_(IN))、入库总磷负荷(TPL_(IN))在南水北调通水前后的变化规律,采用Vollenweider模型推求水库TP浓度和磷滞留量(R_P),探讨水力停留时间(τ)对库区总磷滞留量的影响机制,并估算双水源新情势下控制于桥水库磷滞留量的生态水量.结果表明: TPL_(IN)随W_(IN)呈先降低后升高趋势;引水期τ与R_P之间存在显著的正相关关系,随着τ增加,正相关性下降,但同时考虑非引水期和引水期τ时,R_P受较小的TPL_(IN)影响与τ呈负相关.根据上述关系推算,在双水源新情势下,为保持于桥水库中贫营养状态,控制磷滞留量为南水北调通水前水平,建议每年入库生态水量大于5亿m~3,出库生态水量约为入库水量的80%,配合新建前置库工程运行将有效保障水库水源功能.
土壤动物对鄱阳湖湿地冬季凋落物分解过程的影响

为了研究湿地土壤动物对凋落物分解速率以及对土壤养分归还的影响,于2017年11月份在鄱阳湖湿地收集苔草(Carex cinerascens)、南荻(Triarrhena lutarioriparia)和芦苇(Phragmites australis) 3种植物的凋落物,利用凋落物袋法开展原位的模拟实验.研究中使用了网孔大小分别为4.5 mm(大)和0.1 mm(小)的分解袋来对比分析土壤动物的影响.结果表明:不同物种之间凋落物分解速率有差异,苔草的分解速率显著大于南荻和芦苇,南荻与芦苇的分解速率差异不明显;凋落物的分解速率与凋落物总有机碳和总氮的积累量(NAI_(TOC)/NAI_(TN))呈负相关,与残余凋落物质量呈负相关,与凋落物总磷含量呈正相关;凋落物总氮含量在不同物种凋落物中差异明显,表现为苔草>芦苇>南荻,并且与分解速率的大小关系相对应,因此高氮植物凋落物的分解速率较快;土壤动物能够提高分解速率,促进凋落物营养元素的释放,进而调节凋落物中C、N、P元素向土壤养分库的归还过程.本研究将为湿地生态系统的营养元素循环研究提供科学数据.
特大洪水对浅水湖泊磷的影响:以2016年太湖为例

2016年太湖发生特大洪水,水位达到历史第二,入湖水量比平均年多60.8亿m~3.而从2016年开始太湖磷指标改变了2010年以来平缓下降的趋势出现回升,也就是出现所谓“磷反弹”的问题.为了研究磷反弹和特大洪水之间的关系,本研究从2016年入湖水量、水质、磷通量、水中磷存量以及磷在太湖中的迁移过程出发,对大洪水前后太湖磷的变化进行分析.结果表明:洪水期间入湖河道带来大量的磷是引起磷反弹的主要原因.由于洪水的影响,2 016年磷净入湖通量比往年平均水平多出579.2 t,约达到1683.0 t.其中,两次洪水贡献极大,约占全年水平的50%(6 7月和10月的洪水分别带入580.5和268.2 t磷).磷反弹的另一个原因在于太湖存在较高的磷滞留率,磷在入湖后很难经由出湖河道排出.从入湖后磷的归趋上看,洪水过程中高磷浓度水块尽管存在由太湖西北部向东、南部迁移的过程,但途中水体磷浓度出现显著降低(即滞留现象),导致高磷浓度水块未能到达出湖排泄区(太浦港、望虞河等).全年净入湖磷通量中仅有小部分(205.3 t)直接引起水体磷浓度上升,而其余的大部分则滞留于底泥之中,明显高于往年水平. 2016年滞留在太湖内的磷很可能破坏了往年底泥上覆水的磷平衡,对后续水质的变化产生间接的影响.
环糊精改性超支化聚合物的合成与性能评价

以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、环糊精改性超支化功能单体(MAH-β-CD-HPEA)、甜菜碱(DEPS)为原料合成了四元共聚物PADAH。考察了引发剂质量分数、AM与AA质量比、DEPS与MAH-β-CD-HPEA质量比对聚合物溶液黏度的影响。得到的最佳合成条件为:AM与AA的质量比为2∶1(共占单体总质量的85%), DEPS与MAH-β-CD-HPEA的质量比为14.5∶0.5(共占单体总质量的15%),引发剂质量分数为0.3%。性能研究表明,该共聚物的质量浓度为2000 mg/L时,溶液黏度可达643 mPa·s,3500 r/min剪切20 s后黏度保留率高于80%;90 ℃时,PADAH的黏度为237 mPa·s,黏度保留率为37.5%,均优于未加MAH-β-CD-HPEA的甜菜碱型聚合物(PADA)和普通部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)。
前驱体法制备四氧化三铁及其催化性能

采用前驱体法以钛白副产品为原料制备了Fe_3O_4(记为Fe_3O_4-PR),并将其作为催化剂催化H_2O_2降解活性艳红X-3B。考察了Fe_3O_4-PR的催化活性和稳定性,溶液pH、H_2O_2投加量和Fe_3O_4-PR投加量对该催化降解反应的影响。初步探究了该催化降解反应机理。XRD、SEM、磁性分析(VSM)和粒径分析(DLS)结果表明,采用前驱体法可成功制备出具有超顺磁性的多面立体结构Fe_3O_4-PR。性能测试表明,Fe_3O_4-PR具有良好的催化活性和稳定性。在pH=3、H_2O_2投加量为3.0 mmol/L及Fe_3O_4-PR投加量为1.0 g/L的条件下,活性艳红X-3B的降解率可达97%,总有机碳(TOC)去除率为47%。机理研究表明,该催化降解反应是在催化剂表面活性位点发生,·OH是主要活性物质,降解过程存在氧化还原循环。
锂硫电池功能化粘结剂的研究进展

锂硫电池因具有高能量密度而受到了国内外的广泛关注。粘结剂是锂硫电池中辅助组件的核心材料之一,是电极制作过程中必不可少的关键材料。该文介绍了锂硫电池中抑制聚硫离子穿梭的粘结剂、稳定电极片的多维度粘结的粘结剂和面向低界面电阻的粘结剂,重点阐述了它们的分子结构设计和粘结机制,并说明了各自的构效关系。通过分子结构设计可以获得多功能粘结剂,该类粘结剂能有效提高锂硫电池的充放电容量和循环寿命。最后指出,在合成此类多功能粘结剂材料时,需合理地利用官能团与聚硫离子的相互作用,重点应集中在水性多功能粘结剂的研究和应用范围拓展上。
基于变分模态分解和深度门控网络的径流预测

为提高水库中长期入库径流预测精度,提出变分模态分解、相空间重构和深度门控网络相结合的径流组合预测模型。首先对历史径流数据进行变分模态分解,产生多个模态分量;接着将分解得到的模态分量重构到高维特征空间,形成深度学习的输入;然后利用深度门控网络获取历史径流详细特征并进行预测;最后累加各模态分量的预测值完成重构。以白山水库为例,将所建模型分别与单一预测模型和其他组合预测模型进行对比分析。结果表明:所建模型能有效分解非平稳性的径流序列,充分学习内嵌的水文规律,预测误差最小,且在整个测试集上分布更为合理,拟合优度检验值最高。研究结果可为水库水资源规划管理提供技术依据。
赣江中下游防洪系统调度研究

针对由水库群、航电枢纽、分蓄洪区等组成的赣江中下游复杂防洪系统,以防洪控制断面洪峰削减率最大为目标,建立了赣江中下游防洪系统联合防洪调度模型。以“1961”典型洪水及50年一遇、100年一遇和500年一遇设计洪水为研究实例,采用离散邻域的动态规划—逐步优化算法(DP-POA)进行防洪优化调度,并与常规防洪调度结果进行对比。结果表明:梯级水库和分蓄洪区对于赣江中下游削峰起主要作用,而航电枢纽的削峰作用较为有限;对于“1961”典型洪水,航电枢纽的运行可以在一定程度上降低峡江水库调度期内最高水位,有利于水库防洪安全;采用离散邻域的DP-POA算法的防洪优化调度可以较为显著地削减防洪控制断面洪峰流量,保障下游防洪安全。
内部侵蚀过程中土体失稳现象与阈值分析

应用渗流-颗粒耦合的三维数值模型,计算分析土体的内部侵蚀过程。模型采用离散元法(DEM)计算颗粒运动过程,用有限体积法(FVM)计算渗流流场,颗粒运动与流场之间通过共用封闭项耦合。模型复演经典试验得到的颗粒体系流动-变形特性,并建立了有效摩擦系数μ_(eff)与颗粒体系稳定性之间的联系,进而刻画了土体在水头阈值H_c下突发性失稳现象:当加载水头小于H_c时,μ_(eff)近似等于μ_0,此时土体稳定,无内部侵蚀现象;当加载水头达到H_c时,μ_(eff)突增至μ_1以上,此时土体突然失稳,内部侵蚀发生(μ_0和μ_1为计算率定值)。论文工作为深入认识堤防和土石坝中渗流侵蚀破坏机理提供了新的思路。
港珠澳大桥珠海口岸雨水排水设计解析

港珠澳大桥珠海口岸工程是举世瞩目的粤、港、澳三地大型跨界衔接工程——港珠澳大桥的重要配套项目。由于口岸建造在海上人工岛上,地基条件差,珠海地处台风频发地区,如何解决口岸核心区重点建筑群内管道的不均匀沉降问题、大屋面雨水排水问题、地下室广场防涝问题,是本项目雨水排水设计需要解决的重点和难点。以问题为导向,通过对于上述问题和技术难点进行解析,设计了一系列措施加以应对。
2018年8月西北太平洋热带气旋频数异常的成因分析

基于中国气象局“CMA-STI热带气旋最佳路径数据集”、欧洲中期天气预报中心ERA_Interim逐月再分析资料,利用1979-2018年热带气旋生成指数中与西北太平洋海域(包括南海海域)8月TC生成频数相关性较好因子,定量分析了2018年8月环境场因子异常的情况与可能原因,并讨论其影响该月台风数量异常偏多的物理机制。结果表明:850 hPa相对涡度和600 hPa相对湿度与西北太平洋海域8月TC生成频数的相关关系最好。2018年8月,相关较高区域的850 hPa相对涡度与多年平均值最大正距平达0.25×10~(-4)/s,600 hPa相对湿度高于多年平均值8%~10%。2018年8月,西北太平洋副热带高压(副高)位置偏西偏北、北印度洋至我国南海大范围海域西风正异常、南海海域经向风正异常、水汽通量正异常,以及季风槽的位置决定了850 hPa相对涡度因子和600 hPa相对湿度因子正异常的出现,触发对流活动的增强,并通过风驱动海面热量交换机制为TC中潜热释放提供所需的能量供应,最终导致TC生成频数偏多。
新冠肺炎疫情期间城市排水厂(站)作业防护和生产运行措施及思考

新冠病毒引发的疫情给城市排水生产和从业人员防护带来严峻考验。基于上海城市排水有限公司的运行管理实践,通过作业环节分析,提出人员感染风险评级及主要防护措施。针对当前排水生产重点进行探讨,归纳了污水处理厂和泵站(干线)的运行要点。结合实践经验,提出污水处理厂的人员防护不亚于污水处理厂的生产运行、人员防护措施宜纳入常态化管理等6点思考,并建议高度重视城市排水设施“保护公共健康和安全”的功能定位。
建筑集中生活热水系统水质安全保障技术

2020年3月12日,钟南山院士提出需查明淋浴器是否为新冠病毒的传播途径,再次引发对集中生活热水系统水质保障技术必要性的探讨。集中生活热水系统水温、灭菌技术均是集中生活热水系统水质保障技术的核心。
城市污水交汇管流模型构建与管道污染物运动特性研究

针对城市污水管网交汇导致污染物沉积加重的问题,通过中试和Fluent三维数值模拟VOF耦合DPM模型相结合的方法,研究了污水管网交汇流态变化及其对碳、氮、磷3类污染物运动特性的影响规律。结果表明,污水管网交汇段形成了不同的流态分区,依据水流特征可将其分为水流停滞区、大流速区、流速偏折区、回流分离区、最大流速区和流动复原区。纵深方向上,水流停滞区和回流分离区范围由表层至底层逐渐减小直至消失;沿程方向上,交汇前速度分布比交汇后受支流入汇影响较小,交汇下游整体流速比交汇上游大。受不同交汇流态分区的影响,污水中悬浮颗粒物运动轨迹不同,颗粒物在回流分离区沉降显著,该区域TCOD、TN、TP的浓度最高,水流停滞区次之,在交汇下游流动复原区内,颗粒物逐渐趋于稳定不再继续沉降,污染物浓度随之降低。TCOD、TN、TP沿程浓度最大变化率分别为61.2%、32.7%和24.2%,在低流速下碳类污染物较氮、磷类污染物更易发生沉降。
燃煤电厂脱硫废水零排放技术及工程应用

采用预处理一纳滤分盐一反渗透膜浓缩一结晶工艺对燃煤电厂脱硫废水进行零排放处理,介绍了处理工程的设计及运行情况。2年多的工程运行结果表明,系统处理效果稳定、技术先进,实现了超过70%的废水回用,同时系统产盐干燥后达到《工业盐标准》(GB/T 5462-2016)中一级精制工业盐要求。该工艺实现了浓水减量,大大降低投资及运行成本,并成功提取氯化钠工业盐,对脱硫废水的零排放处理有较大的借鉴意义。