mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
基于MMC的中压大功率直流配电方案及其控制方法

为了节省系统的体积,提出了一种新颖的中压直流配电方案,采用模块化多电平换流器(MMC)和二级管不控整流的结构。将MMC的输出交流电压、电流的基波频率设定在1 kHz,与传统50 Hz控制算法相比,可以在很大程度上减小变流器的体积。由于基波频率的提高,必须简化调制算法,提出了一种MMC方波调制策略,与传统MMC调制算法相比可以节约控制器资源。另外,为了测试整个系统额定运行工况,提出了一种电阻微循环的控制结构,可以实现功率的内部循环,仅从电网吸收电阻消耗的功率和系统的耗散功率,从而可以大大减小电网的压力。
基于极限学习机的居民用电行为分类分析方法

针对大数据背景下智能用户用电行为分类问题,提出一种基于极限学习机(ELM)算法的用户用电行为分类方法。首先,在前期用户行为的特征优选策略的基础上,采用特征优选策略提取负荷曲线的最佳特征集对用户用电数据进行分类分析。然后,将特征优选集作为输入,通过比较不同隐含层激活函数和隐含层节点个数下训练集和测试集的正确率,优选出适用于用户用电行为分析的ELM算法的输入参数。最后,以国内和国外用户用电数据为数据源,进行算例仿真实验,通过与反向传播(BP)神经网络的对比分析表明,所提出的基于ELM算法的用户用电行为分析方法提高了检测的正确率并且降低了算法运行时间,能够更好地掌握用户用电负荷状态,实现配电网的削峰填谷。
液力—磁耦合传动岩屑清洁装置的磁扭矩数值优化

钻井过程中水平井段岩屑携带困难、易形成岩屑床,因而研发了一种新型液力—磁耦合传动岩屑清洁工具,但对其磁扭矩传动影响机制、最佳磁路结构及磁铁配置等尚不清楚。为此,应用有限元数值模拟方法分析了磁路结构和永磁铁几何尺寸对磁扭矩的影响规律,数值模拟和室内实验的结果表明:①通过提高气隙磁通密度,降低磁路磁阻,增加静磁能的储积等方式可以提高磁扭矩的传递效率;②磁扭矩随磁偶对数的增加呈先增大后减小的趋势,12对磁偶的磁扭矩达到最大值;③对工具有效断面磁铁覆盖面积和磁体厚度这两种因素制约下的磁铁用量的耦合,得到永磁铁厚度为8.4 mm、工具有效断面上磁铁覆盖面积为71%时,单位体积磁铁产生的磁扭矩为最高;④室内实验结果与数值模拟计算结果绝对误差小于17%,能够满足工程计算对精度的要求。结论认为,所建立的数值模拟模型较为合理,可作为该工具结构优化分析的技术手段。
基于价值公平分配的电力市场竞争机制设计

有序推进电价机制改革,构建"公平、开放、有序、竞争、完整"的电力市场体系,是中国新一轮电力体制改革的关键任务。目前国外电力市场普遍采用边际价格出清的交易机制,然而理论与实践均证明,边际价格机制难以促进市场成员真实报价,难以解决电力系统信息不对称的难题。为促进市场成员理性报价、实现电力资源优化配置,提出一种基于价值公平分配的电力市场竞争机制。首先,分析了边际价格难以保证发电机组真实报价、导致市场效率损失的现象和原因;进而,基于Vickrey-Clarke-Groves(VCG)机制设计理论,提出适应电力日前市场的价值公平分配机制,理论证明所提机制满足激励相容、个体理性以及系统成本最小化,并解释了该机制实现激励相容原理的经济学意义。基于IEEE 30节点和118节点系统的算例分析验证了该机制的有效性。
气井积液预测研究进展

准确预测气井积液时间并及时采取排水采气工艺措施,对于维持低产气井稳定生产至关重要。为此,基于对国内外气井积液预测方法及积液气井数值模拟方法的广泛调研和总结,综合分析了目前解释气井积液的液滴反转模型、液膜反转模型和气井稳定性分析方法,阐述了积液气井瞬态数值模拟的研究进展。研究结果表明:①不同积液预测模型计算值之间及不同类型气藏气井携液临界气量之间存在着巨大的偏差,引起气井积液的机理不仅仅由单一液体反转现象造成,而是地层与井筒共同作用的结果;②液体反转理论在解释气井出现动液面上有悖于气液两相管流的基本规律,气井动液面的产生与气井受到瞬态扰动相关。在上述研究的基础上,指出了气井积液机理研究的发展方向:结合地层数值模拟,建立合理井筒压力波动模型并将其考虑为内边界条件,开展地层—井筒耦合实验及理论研究,揭示不同类型气藏积液的控制机理并建立相应积液预测模型,以期为气井排水采气工艺设计提供理论依据和技术支撑。
考虑经济性和网架性能的抗灾型骨干网架多目标规划

为增强极端自然灾害下电力系统的供电能力和抗灾能力,提出一种抗灾型骨干网架的多目标规划方法。该方法在满足负荷保障率、电力系统安全运行和网络拓扑连通性约束的基础上,综合考虑差异化规划加固费用、灾害后恢复全网供电的效率和骨干网架抵御灾害的能力,构建以最大化经济性、系统可恢复性和网络抗毁性为目标的抗灾型骨干网架优化模型。采用嵌入图论修复策略的全面学习粒子群优化算法求解模型,增大了算法的可行解空间。引入混合策略纳什均衡来选取算法所求得的帕累托解集中具有最优联合均衡值的前沿解作为最优的骨干网架方案,从而能较好地兼顾各个目标函数的利益。广东某区域电网的仿真结果表明了所提方法的有效性。
日前电力市场不完全信息条件下的电力供需双边博弈模型

随着大用户直购电的深入开展,中长期双边交易的市场化和现货交易非市场化之间的矛盾日益凸显,日前电力市场的构建迫在眉睫。建立了在日前电力市场中,电力供需双方间的不完全信息条件下的双边博弈模型,旨在为电力交易供需双方提供一种切实可行的博弈方案,使得双方可以在电力市场中获得最大的利益。模型以直购电价和直购电量作为博弈双方的预测重点,关于直购电价部分,引入发电成本因子,利用协整理论,构建考虑误差修正的直购电价与发电成本的关系模型;直购电量部分则利用相似日法进行预测。最后利用纳什均衡求出双边博弈的均衡解,并通过实例对所提出模型的有效性进行了证明。
渤海海域渤中19-6构造带深层潜山储层特征及其控制因素

渤海湾盆地渤中凹陷西南部的渤中19-6深层潜山构造带是新近勘探发现的特大型含油气区,该区的储层研究尚处于起步阶段,对储层发育特征及其控制因素的认识还不够深入。为此,基于对钻井岩心、井壁岩心、岩石薄片的观察和描述,结合区域构造背景、录井及测井等资料,对该区潜山储层的岩石学特征、储集空间类型、物性特征等进行分析,探讨控制储层发育的内在因素,研究储层展布规律。结果表明:①渤中19-6构造带深层潜山储层是由太古界潜山变质花岗岩主体及上覆的古近系古新统—始新统孔店组砂砾岩组成的泛潜山储集系统,形成砂砾岩孔隙带+风化壳溶蚀裂缝带+内幕裂缝带的多层次储层结构,储层成因复杂、类型多样;②太古界变质花岗岩潜山储集体内部在垂向上可划分为风化壳、内幕裂缝带和致密带,具有孔隙型和裂缝型的双重特性;③潜山风化壳主要受到强烈的溶蚀淋滤作用叠加断裂作用的影响,形成裂缝—孔隙型储集空间,内幕裂缝带储层的发育规模与分布受控于3期裂缝的叠加作用,燕山期以来是潜山裂缝的主要发育时期;④孔店组砂砾岩为典型的筛积沉积,后期溶蚀作用为其主要的控制因素; ⑤混合岩化作用及超临界流体隐爆作用对储层发育起到了建设性作用。结论认为,渤中19-6构造带发育砂砾岩+变质岩潜山储集系统的认识,有助于确定该区下一步油气勘探的目标与方向。
巴西"3·21"大停电事故分析及对中国电网的启示

2018年3月21日,因断路器过载保护动作后的一系列连锁反应,巴西电网发生大面积停电事故,北部和东北部电力系统与主网解列,导致北部和东北部14个州大面积停电,南部、东南部、中西部9个州也受到一定影响。文中介绍了事故前巴西电网的运行状况及事故的起因、经过、恢复等情况,指出事故前缺乏必要的稳定性分析、安控存在缺陷、保护误动作及"第三道防线"配置不合理是造成事故的主要原因,并结合中国电网实际,提出了重视保护及安控装置的整定与运行维护等保障电网安全稳定运行、防止大停电事故发生的建议。
四川盆地威远区块典型平台页岩气水平井动态特征及开发建议

位于四川盆地长宁—威远国家级页岩气示范区范围内的威远页岩气田(以下简称威远区块),同一平台上气井的生产动态特征存在着较大的差异,目前对于其页岩气井产气量的主控因素和开发工艺措施的有效性认识尚不明确。为此,以威远区块PT2平台的6口水平井为例,针对气井生产动态存在的差异,从钻遇优质页岩段的长度、水平段轨迹倾向、压裂段长度、改造段数、加砂量及井底积液等方面进行分析,明确了影响威远区块页岩气水平井产气量的主要因素,进而提出了有针对性的开发措施建议。研究结果表明:①优质页岩段钻遇长度是气井高产的物质地质保障,水平压裂段长度、改造段数/簇数和加砂量是主要的工程因素; ②页岩气井生产早期均为带液生产且水气比较大,当产气量低于临界携液流量时,井底积液对产气量和井口压力的影响不容忽视; ③建议低产井应采用小油管生产(油管内径小于等于62 mm),对于上半支低产井,应及早采取橇装式排水采气工具和措施以释放气井产能,而对于下半支低产井,则应放压生产,防止井底过早积液。
渤海海域前古近系深层潜山类型及其成因

锦州南潜山油田和渤中19-6潜山大气田的发现揭示出渤海海域深层潜山具有巨大的油气勘探潜力。但是,该区复杂多样的潜山结构导致潜山分类方案繁多,制约了对渤海海域潜山类型及油气成藏规律的认识。为此,基于该区已钻井和三维地震资料,在区域地质背景分析的基础上,研究渤海海域潜山地层结构和断裂分布特征,明确潜山构造特征和潜山演化动力力学机制,讨论潜山分类方案,进而评价潜山带的油气勘探潜力。研究结果表明:①中生代以来的历次构造运动奠定了渤海海域潜山构造的发育基础,侏罗纪—白垩纪的燕山运动主导了潜山内幕构造样式和外部形态的形成,新生代以来的晚期断陷走滑活动对潜山具有加强及定型作用;②渤海海域前古近系构造层自下而上可划分为太古界—元古界构造层、古生界构造层和中生界构造层;③潜山构造样式可划分为挤压褶皱、伸展断裂、走滑、反转、底辟等5种类型;④渤海海域潜山具有多成因、多结构、多岩性、多形态的复杂特征,依据潜山的“成因—结构”分类原则将其划分为2大类7小类,其中侵蚀残丘型潜山和拉张断垒型潜山具有较好的油气勘探前景。结论认为,渤中低凸起PL7-1中生界潜山与辽西凸起SZ36-1潜山具有较好的油气勘探前景,辽西凸起南端、渤海海域西部的沙垒田凸起西侧—歧口凹陷和渤中凹陷西南缓坡带是有利的潜山油气成藏区。
渤海海域深层天然气勘探的突破与启示

传统的观点认为:渤海湾盆地属于中国东部典型的油型盆地,难以形成大型天然气田,而近期渤中19-6深层天然气田的发现则展示了渤中凹陷深层巨大的天然气勘探潜力。为了给渤海湾盆地及其他地区的深层天然气勘探提供指导和借鉴,对该区深层天然气的成藏模式、主控因素及富集规律等进行了研究。研究结果表明:①渤中凹陷厚层腐殖—腐泥型烃源岩在深埋条件下具有高成熟阶段富气的特点,具备形成大气田的物质条件;②岩石类型—应力改造—流体溶蚀联合控制了深部古近系碎屑岩及太古界变质岩超大规模储层的形成,为大型天然气田的形成提供了储层条件;③渤中凹陷巨厚超压泥岩形成的区域性盖层,为大规模天然气的汇聚成藏创造了有利的封盖及保存条件;④确立了渤中凹陷深层先油后气大型天然气田气侵式成藏模式,以巨大供油窗、快速成藏、内幕运移为其特点。结论认为,渤中凹陷深层天然气勘探之所以能够取得突破,主要得益于长期坚持“在油型盆地找大气田”的战略部署,得益于打开思路、精细研究、模式创新和技术进步。
天然裂缝多孔介质中流体运移的流线模拟

为了研究天然裂缝在多孔介质中的作用,将嵌入型离散裂缝模型(EDFM)与流线模拟方法相结合,对天然裂缝进行模拟,计算流体在基质和裂缝中的流动轨迹及流动时间.通过分析具有不同裂缝网络的油藏见水时间和驱扫体积的差别,研究裂缝导流能力、裂缝数目和裂缝位置对流体流动轨迹和流动时间的影响.研究表明,在其他条件相同的情况下,与无裂缝均质油藏相比,裂缝性油藏中水驱见水时间会快30%,而驱扫体积会少10%.虽然增加单条裂缝可以加速见水时间,减少驱扫体积,但增加更多裂缝却不一定得到相同效果.水驱效果还跟裂缝的走向和位置有关系,不同的走向和位置可以导致见水时间相差20%,而驱扫体积相差9%.裂缝长度越短,对于流体流动轨迹和流动时间的影响越小.裂缝的位置对驱扫效率影响较大,单条裂缝的位置变动可以导致驱扫体积变化1%.
致密油储集层水平井重复压裂时机优化——以松辽盆地白垩系青山口组为例

以松辽盆地致密油储集层试验区为研究对象,提出了新的理想重复压裂井概念,结合体积压裂水平井特有参数对候选井的重复压裂潜力进行等级划分和排序,利用数值模拟方法建立考虑应力敏感效应的重复压裂产能预测模型,确定最优重复压裂方式和时机.研究表明,在相同的改造簇数下,对产能贡献由大到小的重复压裂方式分别是缝间补压新缝、缝内暂堵转向、老缝加长和重压老缝;重复压裂时机越晚,有效作用期越短.利用考虑地层压力变化的破裂压力预测模型研究了不同生产时间水平井段不同位置破裂压力的变化规律.通过对水平井段不同位置处破裂压力分级,可以确定最优重复压裂时机下的暂堵转向次数和暂堵剂用量.现场应用中单井日产油量由2.3 t提高到16.5 t,研究成果对同类油藏重复压裂优化设计具有借鉴意义.
渤海海域渤中19-6大型凝析气田形成条件与成藏特征

深入分析渤中凹陷天然气资源基础、低潜山圈闭形成机制、优质储集层控制因素和天然气保存条件,总结渤中19-6大型凝析气田的形成条件与成藏特征.研究表明,渤中凹陷多套巨厚的腐殖-腐泥型烃源岩在高演化阶段大量生气是大型气田形成的物质基础,印支期以来多期次构造演化形成了大规模的深埋低潜山圈闭,郯庐断裂活动形成了多类型储集层,潜山太古界变质岩和古近系孔店组砂砾岩是本区优质储集层.巨厚的超压湖相泥岩与较弱的新构造运动配置形成了良好的保存条件.渤中19-6气田属于大型特高含凝析油凝析气藏,天然气成因类型为腐殖-腐泥气和干酪根降解气,具有气层厚度大、气柱高度大、成藏过程先油后气的特征,潜山为块状气藏,孔店组砂砾岩为层状气藏,气藏具有超压源岩多途径强充注、多套常压—弱超压储集层汇聚、厚层超压泥岩盖层保存、天然气超晚期快速成藏的成藏模式.
四川盆地北部及周缘地区震旦系灯影组二段、四段储集层特征及成因差异

基于野外露头、钻井岩心的宏观与微观研究,结合相关地球化学分析资料,对四川盆地北部及周缘地区震旦系灯影组二、四段储集层特征及成因进行了探讨与对比.研究认为:区内灯影组二段储集层分布于地层中部,主要受丘滩复合体和表生期岩溶作用的共同控制,近顺层分布的拉长状孤立藻格架溶洞和残余“葡萄花边”洞构成其储集空间主体,其中部分空间被多期亮晶白云石半充填,未见有沥青分布,连通性较差,多属于低孔、低渗型储集层;灯影组四段储集层在地层中上部—顶部发育,受丘滩集合体和埋藏溶蚀作用控制明显,近顺层分布的藻格架溶孔、溶洞、晶间孔和晶间溶孔构成其主要储集空间,其中部分空间被较多沥青和少量石英半充填,几乎未见亮晶白云石分布,连通性相对较好,多属于中—低孔、低渗型储集层,局部为中高孔、中渗型.受丘滩复合体发育程度与溶蚀作用差异的共同影响,沿宁强—广元—剑阁—阆中一线分布的台地边缘是最有利于优质储集层发育的区带,深埋地表之下的广元—阆中一带则是今后该领域油气勘探的主要地区.
“进源找油”:源岩油气内涵与前景

基于全球能源结构转型背景、非常规油气勘探开发进展和重点盆地研究对比分析,将非常规油气划分为源岩油气、致密油气和滞聚油气3种类型,明确源岩油气是全球油气供应的战略领域,是未来石油工业第2个150 a生命周期中举足轻重的资源组成,是“进源找油”的主要对象.提出源岩油气地质学内涵,集成建立了源岩油气生、排、滞留烃模式,指出5个源岩油气生成段决定相应技术条件下的现实资源潜力;分析了源岩油气“甜点段”形成机理,发现页岩油主要聚集在紧贴生油段、孔渗较好的泥页岩段,而煤层气和页岩气“甜点段”源储一体、吸附在煤层表面或滞留在富有机质黑色页岩段,评价优选源岩油气“甜点区(段)”是“进源找油”的核心;源岩油气资源潜力巨大,继北美之后,全球十余个大型常规-非常规“共生盆地”源岩油气也将迎来大发展,源岩油气是中国未来石油稳定发展的主力、天然气产量跨越的增长点,预计2030年中国源岩油和源岩气产量将分别占比15%和30%;应对源岩油气发展挑战,建议坚持理论创新、设立开发试验区、加强技术攻关、争取国家支持等.源岩油气地质,是“源控论”在非常规油气阶段的新发展,将为承续和推进后油气工业时代上游领域新征程提供新的理论依据.
准噶尔盆地南缘侏罗系重矿物特征及其物源指示意义

应用随机森林分类法对准噶尔盆地南缘侏罗系2 418个样品的重矿物组合进行分类,确定了准噶尔盆地南缘侏罗系具有同源特征的重矿物组合分布,在此基础上结合稳定重矿物指数(ZTR)、沉积环境特征、古流向、U-Pb锆石年龄以及微量元素分析,探究准噶尔盆地南缘侏罗系不同构造单元的物源体系演化特征.研究区侏罗系主要存在北天山、中天山、扎伊尔山、博格达山以及卡拉麦里山5个物源区,其中早侏罗世以北天山—中天山、卡拉麦里山以及扎伊尔山为主物源区,中侏罗世博格达山开始隆升并提供物源.准噶尔盆地南缘侏罗系主要存在西部、中部及东部3个汇水区.准噶尔盆地南缘西部早侏罗世物源主要来自北天山及扎伊尔山,而中—晚侏罗世均以扎伊尔山为主物源区.准噶尔盆地南缘中部早侏罗世主物源区逐渐由北天山后退至中天山,西山窑组主物源区又重新从中天山回至北天山,头屯河组以及齐古组沉积时期均以北天山为主物源区.准噶尔盆地南缘东部早侏罗世—西山窑组沉积时期主要物源来自卡拉麦里山以及中天山,少量来自北天山;西山窑组沉积时期博格达山开始隆升并提供少量物源,头屯河组沉积时期博格达山隆升为主物源区,少量物源来自中天山;随博格达山进一步隆升,齐古组沉积时期中天山物源供给受阻,物源主要来自博格达山以及北天山.
四川盆地海相碳酸盐岩大中型气田分布规律及勘探方向

基于四川盆地海相大中型气田基本特征分析,结合海相克拉通阶段主要成藏地质单元划分及其对关键成藏要素的控制作用研究,探讨盆地海相碳酸盐岩大中型气田分布规律,指出勘探方向.通过周期性拉张-隆升背景的分析,提出四川海相克拉通阶段发育形成了5个大型古裂陷、3个大型古隆起、5个大型古侵蚀面等大型地质单元,这些地质单元控制了大中型气田的关键成藏要素:①大型古裂陷控制了优质烃源岩生烃中心展布;②大型古裂陷边缘、古隆起高部位、古侵蚀面控制了优质储集层的展布;③大型古裂陷、古隆起、古侵蚀面和现今构造背景联合控制了多类大中型圈闭的形成;④大型地质单元内圈闭继承性演化控制天然气规模聚集.通过大中型气田展布特征与大型成藏地质单元的对比分析,提出单个或多个成藏地质单元与现今构造的叠合关系控制了大中型气田的分布,“三古”叠合区最为有利.德阳—安岳古裂陷周缘、龙门山古裂陷东缘、开江—梁平海槽及城口—鄂西海槽边缘带、环川中水下古隆起高部位、川东—蜀南地区茅口组顶界古侵蚀面、川中—川西雷口坡组顶界古侵蚀面等,是四川盆地海相碳酸盐岩大中型气田勘探主要领域和方向.
塔里木盆地温宿凸起油气勘探突破及启示

塔里木盆地温宿凸起2017年新钻探的新温地1井、新温地2井两口井均获高产工业油流,通过对两口井钻井资料、试油资料、地球化学及测井资料研究,以及研究区野外剖面实测、二维地震资料处理与精细解释、沉积与成藏史分析等研究,明确了温宿凸起区烃源条件与运移通道、储盖条件与圈闭类型,建立了温宿凸起区的成藏模式.温宿凸起不发育烃源岩,但发育沟通生烃凹陷的高效输导体系;受控于温宿凸起新近纪宽缓的古地貌条件,新近系吉迪克组发育三角洲相和滨浅湖滩坝相砂体,并形成了大面积分布的构造-岩性圈闭;油气的生成、运移和聚集主要发生在新近纪—第四纪,具有明显的晚期复式成藏特点.塔里木盆地盆缘带等烃源岩和构造类圈闭不发育的地区,同样可以形成规模油气区,寻找高效的油气运移输导路径和地层-岩性等隐蔽型圈闭是有效的油气勘探途径及方向.
树状聚嘧胺- 2-巯基苯并咪唑修饰硅胶分离富集镉

制备了树状聚嘧胺- 2-巯基苯并咪唑修饰硅胶PDM-n. 0MBISG(n= 1,2,3,4),利用红外光谱、扫描电镜、热重分析、元素分析和孔径与比表面分析进行表征。以PDM-n. 0MBISG(n= 1,2,3,4)为填料研究其对Cd~(2+)的微柱分离富集性能。结果表明,pH8试液以3. 0 mL/min流速进样,可以实现Cd~(2+)定量吸附。PDM-n. 0MBISG(n= 1,2,3,4)对Cd~(2+)的吸附容量分别为13. 37,17. 78,23. 70和29. 19 mg/g,富集系数分别达到100,150,200和200倍。准二级动力学方程可以较好的描述PDM-n. 0MBISG(n= 1,2,3,4)对Cd~(2+)的吸附行为,使用100个吸附和解吸附循环后,其吸附性能未发生变化。以PDM- 4. 0MBISG作为微柱填料建立了分离富集-石墨炉原子吸收光谱测定Cd~(2+)的方法,方法检出限为0. 1 ng/mL,测定Cd~(2+)的线性范围为1. 0~ 16 ng/mL。该方法成功应用于国标样品、鱿鱼和海水中Cd~(2+)分析。
基于计算机视觉技术的茶叶品质随机森林感官评价方法研究

为弥补茶叶品质感官审评存在的缺陷,利用计算机视觉技术对茶叶品质进行快速无损评价研究。以碧螺春绿茶为对象,依据专家感官审评结果,将茶样分成4个等级;采用中值滤波及拉普拉斯算子对茶样图像进行预处理,并提取预处理后的茶样图像的颜色特征和纹理特征以表征茶叶图像的外形特征,利用随机森林算法对茶叶外形特征属性进行重要性排序;筛选出重要性较大的特征及随机森林算法中最优的决策树棵数建立感官评价模型,并与建立的支持向量机(SVM)模型性能相比较。结果表明:色调均值、色调标准差、绿体均值、平均灰度级、饱和度均值、红体均值、饱和度标准差、亮度均值、一致性等9个特征属性的重要性较大,且与感官审评特征描述结果相一致;当采用优选出的9个重要性较大的特征及决策数棵数为500时,建立的模型性能最优,模型总体判别率为95.75%,Kappa系数为0.933,OOB误差为5%,较SVM模型分别提高了3.5%,0.066,优选的9个重要性较大的图像特征与感官审评特征描述相一致。研究表明:利用随机森林方法筛选出对茶叶外形特征属性贡献最大的少数几个特征建立模型,模型性能就能达到很好的识别效果,模型得到简化,同时模型精度和稳定性都高于其他方法。
基于水资源约束的中国城镇化SD模型与模拟

中国城镇化正处于快速发展阶段,尽管经济和社会发展主控要素还在发挥重要作用,但水资源在生产、生活和生态方面发挥主控作用的局面愈益明显。在中国城镇化系统动力学(system dynamics,SD)模型基础上,从水资源供给、需求和水环境等层面将水资源作为主控要素嵌入原有模型中,拓展出基于水资源约束的中国城镇化SD模型,并对水资源利用进行了多情景模拟。结果表明:①系统存流量和灵敏度检验证明模型模拟效果良好,具有可操作性。 ②部门用水效率一定时,产业发展对水资源供需平衡的影响比人口增长更为明显。③在实行节水农业、节水工业、高生活需水、高生态环境需水和高再生水利用的综合协调方案中,2050年中国城镇化的发展约共需6789.70亿m~3水资源,基本实现水资源供需平衡。
中国新型城镇化在“十九大”后发展的新态势

新型城镇化建设,关系到城镇化质量提升,关系到中国向高质量发展转型,关系到新时代 “两阶段目标”的实现。“十九大”后,中国新型城镇化表现出4个方面新态势:一是走中国特色新型城镇化道路成为广泛共识,从城镇化严重滞后转向新型城镇化,从盲目赶超发达国家转向符合中国实际,从土地城镇化转向人的城镇化;二是新型城镇化是破解新时代不平衡不充分主要矛盾的重要抓手,新型城镇化具有高度综合性,与乡村振兴、“一带一路”等加强协同推进;三是新型城镇化在新时代背景下需要细化和深化,重点是人的城镇化与基本公共服务均等化、生态文明与可持续城镇化、社会治理与制度创新、空间治理与空间规划;四是城市群发展的重要性不断增强,京津冀协同、粤港澳大湾区,长三角城市群、中西部地区重点城市群以及国家级新区等空间载体在新型城镇化中引领作用更加凸显。加强新型城镇化的基础研究,提升地理学服务国家新型城镇化能力。
乡村旅游引导乡村振兴的研究框架与展望

中国特色社会主义进入新时代,城乡发展不平衡、乡村发展不充分等问题日益突出,实施乡村振兴战略是解决人民日益增长的美好生活需要和不平衡不充分的发展之间矛盾的必然要求。发展乡村旅游能够有力地契合和服务新时代国家发展战略,促进农业提质增效、农民增收致富、农村繁荣稳定,加快统筹城乡融合发展步伐,是实现乡村振兴的重要途径。系统梳理国内外乡村旅游引导乡村振兴的相关研究成果,针对内容深度相对薄弱、功能拓展比较泛化、时代特征不够显著等问题,把握新时代乡村旅游发展的新特点、新使命、新要求,充分考虑中国是一个发展中的经济大国、人口大国、农业大国的基本国情,构建了融合地理学、旅游学、经济学、社会学、管理学等相关学科理论的新时代中国乡村旅游引导乡村振兴的研究框架,归纳了乡村旅游引导乡村振兴的五个重点研究内容,即乡村旅游引导乡村振兴的学理和逻辑机理研究、乡村旅游引导乡村经济振兴的路径研究、乡村旅游引导乡村生态宜居的路径研究、乡村旅游引导乡村治理体系重构的路径研究、乡村旅游引导乡村振兴的政策体系研究。五个重点研究内容包括理论层面、实践层面和保障层面,在相互联系、相互影响、相互作用中共同促进城乡融合发展,实现乡村振兴的科学、持续、健康发展。掌握和运用科学的方法论,汲取科学方法论的智慧和营养,构建多方法综合集成的方法体系,确保数据采集的真实性和数据处理的科学性,是新时代乡村旅游引导乡村振兴研究的关键。
中国新型城镇化高质量发展的规律性与重点方向

中国新型城镇化高质量发展是一种人地和谐、高效低碳、生态环保、节约创新、智慧平安的质量提升型城镇化,是高质量的城市建设、高质量的基础设施、高质量的公共服务、高质量的人居环境、高质量的城市管理和高质量的市民化的有机统一。高质量推进新型城镇化发展需要遵循城镇化发展的四阶段性规律和渐进式规律,实现新型城镇化由数量型向质量型、由“一步到位”向“分步到位”、由激进式向渐进式、由诱发“负效应”向释放“正能量”、由被动性向主动型、由“地为本”向“人为本”的战略转型。考虑到中国新型城镇化发展的地域差异显著,新型城镇化高质量发展客观上要因地制宜、因类指导,可将全国新型城镇化高质量发展区域划分为城市群地区(Ⅰ)、粮食主产区(Ⅱ)、农林牧地区(Ⅲ)、连片扶贫区(Ⅳ)、民族自治区(Ⅴ)共5大高质量发展类型区和47个亚区。未来推进中国新型城镇化高质量发展的重点路径包括:增强新型城镇化高质量发展的整体协同性,提高城市群发展质量;推动产城深度融合发展,加快实现基本公共服务均等化,提升城市发展品质与质量;推动城乡深度融合发展,在新型城镇化高质量发展中实现乡村振兴;突出因地制宜,明确不同类型地区城镇化高质量发展的主体功能;创新体制机制,全过程推进城镇化高质量发展;量力而行,以特取胜,规范建设特色小镇,夯实新型城镇化高质量发展的基石;把新型城镇化高质量发展与区域资源环境承载力及高质量保护有机结合起来。
从中心地到城市网络——中国城镇体系研究的理论转变

城镇体系核心特征的演变,推动其研究视角由等级制的传统中心地理论向关系制的现代城市网络转变。以已有相关研究成果为基础,简要回顾克氏中心地理论在中国城镇体系研究中的理论和实证进展,通过对中心地理论固有缺陷,以及城镇体系研究逻辑变化的分析,阐明传统中心地理论在解释和解决现代城镇体系问题时的局限性;指出城市网络理论兴起的背景:交通革命带来的时空压缩导致区位论的解释失效、流空间理论的产生、全球化与生产网络的产生、制度与体制演变——中心地组织原则的转化;从企业组织、交通流、信息流三个研究视角,揭示中国城镇体系研究的网络思维端倪;通过研究主体特征的关注由中心性到节点属性、主体关系由等级从属到功能互补、时空尺度由地方到全球三个方面的对比,指出中心地与城市网络应用于城镇体系研究中的理论差异。
负载1-丁基- 3-甲基咪唑氯的固体炭磺酸催化水解纤维素

纤维素作为可再生资源,其催化水解得到的平台化合物对缓解能源压力具有重要的意义。本文以生物质竹子为原料选择700 ℃预碳化、150 ℃磺化得到的固体炭磺酸为基体,负载1-丁基-3-甲基咪唑氯后得到离子液体功能化固体炭磺酸催化剂。结果表明,催化剂最优条件下水解纤维素得到的总还原糖产率相对于固体炭磺酸提升了15. 2%,循环使用后,依然表现出良好的催化性能。
芳甲酸氰基芳甲酯的合成

芳甲酸氰基芳甲酯是重要的有机合成中间体,其现有合成方法采用剧毒氰化物为氰源来合成。本研究以K_4[Fe(CN)_6]为绿色氰化试剂,芳酰氯为原料,采用一锅两步反应合成芳甲酸氰基芳甲酯。通过改变第二步反应温度、反应时间、硼氢化钠和催化剂的用量获得最佳反应条件,以61. 7%~ 80. 3%的产率合成了10种芳甲酸氰基芳甲酯(2a~ 2j),产物结构通过傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、核磁共振波谱仪(NMR)分析确认。根据实验结果,提出了可能的反应机理。该法避免了对剧毒氰化剂的使用,具有产率高、操作简单、后处理方便等优点。
不同马铃薯品种的氮利用效率及其分类研究

以7个马铃薯品种为供试材料,设置大田条件下施氮和不施氮2种处理,在对块茎产量和植株氮素吸收、利用评价的基础上,将不同氮效率品种马铃薯分类并解析了其差异机制。基于2016年施氮和不施氮条件下各品种马铃薯的平均产量,把不同氮效率品种马铃薯分为双高效型、低氮高效型、高氮高效型和双低效型。2017年选择双高效型、低氮高效型、双低效型的代表性品种,对各类型氮效率差异进一步解析表明,双高效型氮素利用效率显著高于另两个类型,氮素吸收效率则是双高效型、低氮高效型显著高于双低效型。不施氮条件下,双高效型马铃薯的干物质累积量在整个生育时期均显著高于另2个品种;双高效型、低氮高效型氮素累积速率在出苗后0~50 d显著高于双低效型马铃薯。施氮条件下,双高效型马铃薯的干物质累积量显著高于另2个品种,与双低效型马铃薯相比,双高效型和低氮高效型产量的提高主要归因于它们前期较高的干物质累积;双高效型氮素累积速率显著高于双低效型、低氮高效型。双高效型马铃薯在各生育期的物质生产和氮素吸收能力强,从而有利于氮效率提升和产量的形成。该研究结果可为马铃薯氮高效品种筛选和利用提供理论支撑。
基于状态观测器的多无人机编队跟踪控制

针对一组欠驱动四旋翼无人机在编队飞行中仅有部分无人机可以直接获取领机状态信息的问题,提出了一种基于状态观测器的分布式有限时间编队跟踪控制策略.根据四旋翼无人机系统严格反馈的结构特点,将四旋翼无人机的动力学模型划分为位置子系统和姿态子系统,然后分别进行位置控制器和姿态控制器的设计.首先,考虑到在分布式的编队控制策略下,并非所有的无人机都能直接与领机进行通信并获取领机的状态信息.对每架四旋翼无人机分别设计分布式有限时间状态观测器估计自身与领机的相对状态信息,稳定性分析表明所设计的状态观测器的观测误差能够在有限时间内趋近于零;其次,在四旋翼无人机状态观测器观测结果的基础上设计了有限时间位置控制器,稳定性分析表明位置控制器能够在有限时间内实现对领机位置的稳定跟踪;然后根据位置环控制量解算出期望的姿态角,基于滑模控制方法设计了姿态控制器,稳定性分析表明各架无人机的姿态角能在有限时间内跟踪上期望的姿态角;最后,从仿真结果中能够看出所设计的状态观测器的观测误差能够在有限时间内趋近于零,即每架无人机的状态观测器能够在有限时间内观测到自身与领机的相对状态信息.从无人机飞行轨迹中能够看出各架无人机能够在有限时间内形成并保持期望的队形.
高温油藏暂堵剂的制备与性能研究

针对现有油田暂堵剂耐盐性差、在高温地层条件下凝胶时间较短的问题,设计研发了以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、功能单体2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)为主要原料,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(BIS)为交联剂,高温引发剂过氧化二异丙苯为引发体系,利用溶液聚合法合成了一种耐温耐盐性化学胶塞暂堵剂.研究了引发剂加量、交联剂加量、固含量以及增韧剂加量对聚合物凝胶的成胶时间、溶胀度及压缩强度的影响.结果表明:该体系的凝胶时间大于2,h,在矿化度为2.2×10~5,mg/L的模拟地层水中溶胀度可以达到9,g/g,压缩量为80%,条件下强度大于0.4,MPa,在330,℃下没有明显的热分解,适用于高温高盐油藏的堵漏工作.
Co-Fe-Pd纳米粒子的可控制备及其氧还原催化性能

以Co(COOH)_2、FeCl_3和PdCl_2为原料,柠檬酸为稳定剂,乙醇为加速剂,采用超声辅助制备Co-Fe-Pd金属纳米粒子,并评估其氧还原反应(ORR)电催化性能。研究结果表明,Co-Fe-Pd金属纳米粒子平均粒径约3 ~5 nm,由于Co、Fe固溶于Pd晶格,使Co-Pd、Fe-Pd和Co-Fe-Pd纳米粒子仅显示Pd衍射峰,且伴有不同程度的宽化;相比于Co-Fe、Fe-Pd或Co-Pd纳米粒子,三元Co-Fe-Pd晶格压缩更为明显,晶格缺陷诱使的活性位点增加,氧还原催化能力增强;其氧还原起峰电位为1.03 V(vs RHE),Tafel斜率为-87 mV/dec,可与商用Pt/C催化剂相媲美;氧还原过程中电子转移数为3.80±0.04,说明其主导四电子转移路径;此外,RRDE结果显示氧还原过程中的中间产物H_2O_2含量约10%。
天然气内重整和外重整下SOFC多场耦合三维模拟分析

内重整(IR)和外重整(ER)是固体氧化物燃料电池(SOFC)以天然气(NG)为燃料时的两种工作方式,不同重整方式下的电池性能、效率也不尽相同。借助有限元分析软件COMSOL Multiphysics® 5.2,以天然气为燃料,建立了电池组成为Ni-YSZ//YSZ//LSCF-GDC的ER-SOFC和IR-SOFC两种三维单电池模型。模拟结果表明:相同条件下,IR-SOFC具有比ER-SOFC更高的功率密度、燃料利用率和能量利用率;阳极重整反应主要发生在靠近燃料入口的区域内;H_2和CO含量在IR-SOFC中先升高后降低,在ER-SOFC中则一直降低;IR-SOFC的温度变化更剧烈,燃料入口处温度梯度最大;越靠近集流体的区域,电解质表面的离子电流密度越大;ERSOFC阳极不会发生热力学上的积炭现象,对于IR-SOFC,CH_4热分解反应是整个阳极发生积炭的主要原因,其在燃料入口处的积炭活性高达270。
一种基于一维卷积神经网络的旋转机械智能故障诊断方法

状态监测和故障诊断对于维护系统性能和保证运行安全具有重要意义.针对传统智能识别方法需要复杂的特征提取过程和大量的诊断经验等问题,结合振动信号自身的一维性的特点,提出一种基于一维卷积神经网络(1-Dimensional Convolutional Neural Network,1DCNN)的旋转机械智能故障诊断方法.首先将数据信号通过傅里叶变换转换成频域信号并进行预处理,然后训练卷积神经网络自动提取特征,最后通过Softmax回归进行分类.在基准数据集上的实验结果表明,1DCNN模型不仅能有效地从原始信号中进行多种工况、多种故障位置、多种故障程度的特征提取和诊断,而且具有很高的故障识别精度,获得了优于主流故障诊断方法的结果.
东准噶尔老爷庙地区碱性花岗岩锆石U-Pb定年、地球化学及其地质意义

老爷庙地区位于东准噶尔东部,是中亚造山带的重要组成部分。老爷庙碱性花岗岩具有高硅(SiO_2 63.58%~ 69.92%);富碱(Na_2O+K_2O 9.38%~ 9.81%)、贫钙(CaO 0.44%~ 2.47%)、低钛(TiO_2 0.52%~ 0.97%)的特征,与典型A型花岗岩相似,成因类型上属A2型花岗岩,产于后造山环境。富集大离子亲石元素Rb、Ba、K、Th及高场强元素Zr,相对亏损P、Ti、Nb、Ta。轻稀土富集明显(LREE/HREE = 7.62 ~ 8.31),且轻稀土元素内部分馏相对较强,重稀土元素元素内部分馏较弱,弱的Eu负异常(δEu = 0.52 ~ 0.91) 。锆石温度饱和温度819 ~ 890℃,属于高温花岗岩,中等压力。LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄显示其结晶年龄为两期,分别为297.0±6.5 Ma和310.0±2.0 Ma,表明其形成时代为晚石炭世—早二叠世。综合本文数据及区域地质特征,老爷庙地区在早二叠世早期297.0±6.5 Ma时已经拼贴到西伯利亚板块,进入后造山向板内转化的过渡期,结束了该地区地壳的侧向增生,但由于大量幔源岩浆底侵到下地壳,使该区仍在垂向增生。
论鄂尔多斯盆地陕北盐洼镇钾1井奥陶系马四段的重复

陕北奥陶纪盐洼区钻探的镇钾1井“马五6盐层段”(奥陶系马家沟组五段6分段)出现了异常的岩性组合序列,盐岩厚度大幅度减薄,代之以厚度100 m以上的纯碳酸盐岩地层,这一变化单从沉积学角度无法解释。为了弄清该井异常岩性段的层位归属,开展了岩性组合、测井旋回、碳氧同位素对比和地震剖面多种资料的综合分析。纵向地层岩性、测井旋回特征、碳氧同位素对比分析表明,这套地层是构造复杂化了的异常地层序列,并非原地沉积,厚度超过100 m的碳酸盐岩地层实为马四段(马家沟组四段),与下伏原地正常沉积的马四段重复。地震剖面显示马四段重复可能与塑性盐岩卷入复杂化了的逆断层有关。因此,镇钾1井钻前预测的“马五6盐层段”实际上是以马四段为主的逆冲断片,该井地层存在重复。镇钾1井马四段重复的确认,有助于正确认识陕北盐洼区马五6地层充填序列,推动局部构造—沉积相关研究工作的进一步开展。
结合标签相关性和不均衡性的多标签学习模型

针对现有多标签学习算法较少兼顾标签间关联性和不平衡性的问题,提出一种同时考虑多标签间相关性与多标签不平衡问题的学习模型(A Multi-label Learning Model based on Label Correlation and Imbalance,MLCI).该学习模型针对每个标签类别,通过耦合其他标签类别以考量标签间的关联性,并降低缓解标签间不均衡比率,MLCI是一个将当前标签的二类不平衡学习器和多个与其他标签耦合的多类不平衡学习器结合的集成分类器.采用7种常用的多标签算法作为对比算法,针对 yeast、scene、emotions和CAL500这4个开放数据集进行分类处理.实验结果表明,MLCI相比其他对比算法,在精度均值(Aver-age-Precision )、排序损失(Ranking-Loss)、宏观平均AUC(Macro-Averaging AUC)和微观平均AUC(Micro-Averaging AUC)4个性能评估指标上总体占明显优势.
改性地瓜茎对废水中结晶紫的吸附性能

采用改性地瓜茎作为新型生物吸附剂对模拟废水中结晶紫进行吸附去除,探讨吸附剂用量、pH、反应时间和染料初始质量浓度对结晶紫去除率的影响,并利用Box-Behnken响应曲面法优化吸附条件。结果表明,当pH为10、吸附剂用量为0.2g、结晶紫初始质量浓度为600mg/L和反应时间为60min时,改性地瓜茎对废水中结晶紫的最大去除率为97.9%。准二级动力学模型对试验数据的拟合效果最好,表明该吸附以离子交换吸附为主。与Freundlich和Temkin等温吸附方程相比,Langmuir模型对试验数据的拟合效果最好,表明结晶紫在地瓜茎表面的吸附以单分子层吸附为主。
利用VMD的双标度分形维数特征提取方法

为从机械振动信号中提取出有效特征进行故障诊断,提出一种利用变分模态分解(VMD)求取振动信号双标度分形维数的特征提取方法.变分模态分解通过迭代求解变分模型的方式将多分量的振动信号分解为若干个不同时间尺度的本征模态函数分量(IMF).在多维测度空间,某一时间段内多变量时间序列所占据的空间可以用多维超体体积进行度量.由于VMD得到的IMF本质上为多变量的时间序列,因此,利用IMF定义和计算多维超体体积,得到振动信号的时间尺度和多维超体体积的双对数曲线.根据分形理论和双对数曲线的突变点,对双对数曲线进行分段最小二乘线性拟合,定义并提取了振动信号的双标度分形维数特征.仿真结果表明,利用VMD方法估计分形维数的平均相对误差为4.71%,提高了分形维数估计的精确度.实测行星齿轮箱振动信号对比实验结果表明,利用VMD双标度分形维数特征能够更好地表征机械振动信号的分形特征,行星齿轮箱故障诊断准确率达到了100%.
新型自由活塞膨胀机-直线发电机的性能分析

为深入研究单活塞自由活塞膨胀机-直线发电机(FPE-LG)的运动特性,提出一种可用于小型有机朗肯循环(ORC)余热回收系统的FPE-LG,搭建了单活塞FPE-LG试验台.在压缩空气试验平台上实现单活塞FPE-LG的连续稳定运行,并验证了单活塞FPE-LG工作原理的可行性.试验研究了进气压力、活塞行程、外接负载电阻、进气持续时间对单活塞FPE-LG运动特性的影响.结果表明:活塞位移和速度随时间的变化趋势均近似为正弦曲线,且在左/右止点( LDC/ RDC)附近活塞速度最大,当活塞运动到LDC或RDC时获得峰值加速度;改变活塞行程可提高输出功率,但对活塞峰值速度和缸内峰值压力的影响较小;活塞峰值速度和活塞行程利用率(η)均随外接负载电阻的增加而增大,外接负载电阻从20 Ω增加到80 Ω时,活塞峰值速度和活塞行程利用率分别从0.56 m/ s、58.26%增加到0.84 m/ s、78.42%;延长进气持续时间有利于获得更高的活塞速度、活塞行程利用率和峰值输出功率,进气持续时间从20 ms变化到40 ms,峰值输出功率从13.87 W增加到37.40 W.
匹配机械弹性车轮的汽车稳定性分析

为深入研究匹配机械弹性车轮(MEW)的某越野车的横摆与侧翻稳定性,利用刷子理论模型,建立MEW纵滑与侧偏理论模型;利用平板式轮胎力学特性试验台分别对MEW和普通子午线充气轮胎进行了对比试验,验证了理论模型的正确性.以横摆角速度和预测载荷转移率(PLTR)分别作为横摆稳定性和侧翻稳定性的评价指标,并建立匹配MEW的整车非线性Carsim仿真模型,基于相平面分析方法研究MEW侧偏力学特性对汽车横摆与侧翻稳定性的具体影响规律.结果表明:MEW与子午线充气轮胎侧偏特性曲线的变化趋势基本一致,侧向力峰值基本相同,但MEW的侧偏刚度较大,匹配MEW的整车侧翻稳定性较好,横摆稳定性较差;增大MEW的侧向力峰值的同时适当减小侧偏刚度值,可以提高匹配MEW汽车的横摆与侧翻稳定性.研究结果可为车轮侧偏性能的改进及车轮结构优化提供相应的理论依据.
应用于配电网柔性互联的变换器拓扑

大量分布式能源的接入,以及用户负荷的多样化,将使配电网双向潮流、电压越限、馈线负荷不均衡等问题更加突出。利用电力电子技术实现配电网的柔性互联,可在不增加配电系统短路电流的条件下灵活控制潮流,是推动配电网形态结构与运行模式升级的有效方案。该文对应用于配电网柔性互联的变换器拓扑进行了探究。依据接入方式、工作原理、基本结构的差异,将多种柔性互联拓扑进行多层级分类;在充分考虑配电线路特性的基础上,建立了接入各类变换器的配电网等效电路和相量图,深入研究其潮流调节机理,并归纳相应典型拓扑的结构特点与运行方式;对比分析不同配电网柔性互联拓扑的功能性与经济性,给出了多种类型拓扑的适用场景。通过以上工作,为不同配电网应用场景下柔性互联拓扑的选取提供了参考,并指明拓扑在未来的改进方向,以期推动柔性互联方案在装备实现层面的技术进步。
国家自然科学基金电气科学与工程学科研究方向与关键词修订

2018年国家自然科学基金委员会电气科学与工程学科组织学科专家对学科代码下的研究方向和关键词进行了梳理和修订。广泛征求学科专家意见,以体现时代性和包容性为目标,删减了不合理或过时的内容,合并了重复或相近的内容,增补了空缺或趋势性的内容。经过本次修订,在各学科代码下的研究方向中均突出了人工智能、大数据等新兴热点,以及其他学科交叉的内容。修订后的研究方向和关键词更加合理,进一步明确了电工学科的资助范围,有利于基金项目申请人和评议人使用。
一种阻感型电容换相混合式限流器

采用半桥子模块的直流电网难以清除直流侧故障,直接采用直流断路器切断故障电流对于检测和断路设备都提出了严苛的要求。为此,该文提出一种适用于故障电流抑制的混合式故障限流器。该限流器利用限流电阻和限流电抗通过由晶闸管和换相电容组成的H桥电路实现限流过程。对所提限流器的工作原理、控制模式、电气应力和能量转移过程进行研究,并在4端直流电网中仿真验证。研究表明,所提限流器能够有效抑制电流增长,并具有较好的经济性,适用于高压直流输电的保护需求。
Halbach阵列盘式永磁电机的解析计算

以一台Halbach阵列盘式永磁电机为对象,采用精确子域法,在直角坐标系下推导该电机空载气隙磁场的解析计算方法。该方法通过分离Halbach永磁体,得到各永磁体的磁化强度,通过叠加法合成最终磁化强度,根据边界条件求解电机的磁场,继而获得相关电磁性能。将有限元计算结果和实验结果分别与解析计算结果进行对比,结果表明所推导的解析方法具有较高的精度。该文所述模型可推广至绝大部分Halbach阵列结构,对该类型电机的快速计算具有一定的指导意义。
水轮发电机调速系统对超低频振荡的影响及模型适用性分析

水电高占比电力系统普遍存在与调速系统相关的超低频振荡风险,而水电原动机复杂的非线性使得此类电网中调速参数的整定缺乏充分的依据。论文建立了调速系统的传递函数模型,从相频特性分析论证了调速系统对超低频振荡的影响机理。通过研究不同负荷和工作水头下原动机相频特性变化规律,提出低水头、高负荷运行工况是适合开展频率稳定分析的保守工况。结合藏中电网频率振荡实例,基于保守工况下的原动机简化模型,对相关机组调速参数开展稳定性分析和优化整定。三年来的运行实践表明,优化后的调速参数较好地解决了藏中电网超低频振荡问题。该文的研究对类似电网调速参数的整定具有参考意义。
基于概率神经网络算法的永磁同步直线电机局部退磁故障诊断研究

针对永磁同步直线电机(permanent magnet synchronous linear motor,PMSLM)的局部退磁故障问题,引入一种基于空间气隙磁密重构特征提取与概率神经网络(probabilistic neural network,PNN)算法相结合的局部退磁故障分类识别方法。采用等效磁化强度法分析永磁体在局部退磁情况下,PMSLM气隙磁密在不同空间位置的分布特性;利用有限元法定量计算PMSLM空间气隙中心线、气隙中心线上方、气隙中心线下方3个位置处的气隙磁密强度,将其融合为唯一识别退磁故障类型的特征量,并进行多种局部退磁故障类型下的仿真分析,建立了丰富的退磁故障样本库;建立神经网络和径向基网络,并对PNN网格结构进行优化,利用PNN分类算法实现局部退磁故障的精确分类识别,并进行分类器精度校验仿真实验。样机实验结果表明,所提方法能够准确辨识PMSLM局部退磁故障的组合类型,识别率高达到99.4%。
表面式三段给水加热器简化传热模型

热工系统的数值模型一直以来难以在实际生产过程中应用,主要由于模型复杂度高,计算量大,对计算精度与计算效率的要求难以协调。为了提高传统表面式三段给水加热器计算模型的综合性能,该文以疏水冷却段为主要分析对象,根据加热器壳侧水位确定疏冷段有效传热面积,建立了一种简化的给水加热器分段集总参数传热模型,且利用BP神经网络对对流传热系数的计算过程进行了优化。利用某600MW机组运行数据对模型进行了验证,且就计算速度的问题同常规分段参数模型进行了对比分析,结果表明,该模型在保证计算精度满足工程需求的情况下,具有较高的计算效率,且变工况适应性强,满足大型火电机组加热器实时性能监视的要求,大大提高了相关复杂系统传热模型的实用性。
现代配电网健康指数理论及其应用研究

针对现有电网健康指数研究重点关注单体价值较高的高压设备,而相对粗放地定性评估量大面广的配电设备,研究对象尚未从设备扩展至网络,研究方法欠缺深入地理论研究和信息规律挖掘等现状,该文系统地探讨了配电网健康指数理论的研究及应用情况。首先概述设备健康指数的概念和研究现状,提出配电网健康指数的定义、等级划分、计算方法与模型;其次以南京和北京某试点区域的110kV变电站作为网络研究对象,计算了它们的健康指数并分析了自然因素对架空线路健康状态的影响,验证了健康指数计算模型的合理性和有效性;然后提出了配电网健康指数的应用场景;最后,总结了未来配电资产管理的发展趋势以及配电网健康指数理论及工程实现体系深化研究对未来配电资产管理的重要意义。
基于自适应稀疏伪谱逼近新方法的随机状态估计:模型及算法

进行快速准确的不确定性状态估计,是进行电力系统不确定性分析、控制及优化的基础。该文提出基于多输出自适应稀疏伪谱逼近新方法(new adaptive sparse psedospectral approximation method for multi-output problems,NA-SPAMMOP)的随机状态估计新模型及求解方法。构建完整的随机状态估计新模型,该模型完整地计及了基于AMI信息的负荷、分布式发电伪量测的不确定性,及部分因仪表精度偏低而具有较大量测误差的实际量测的不确定性;提出服从任意分布的随机量测的正交多项式系求取与随机量测的变换方法,使得该方法能够适应于任意连续分布的随机量测,并以命题的形式证明所提出的随机量测变换方法可使得SPAM类方法的计算效率最高;构建基于NA-SPAM-MOP的随机状态估计新模型的有效求解算法,实现了系统状态变量的各阶矩、概率密度函数及包含状态变量真值的置信区间的快速求解,经分析,该算法的计算复杂性远低于蒙特卡罗类抽样方法。算例证明了所提出模型及算法的有效性。
基于分层分布式模型预测控制的多时空尺度协调风电集群综合频率控制策略

高渗透率风电集群的接入对电力系统频率稳定性带来了不利影响,为了解决这一问题,根据大系统控制论中分层递阶控制理论,该文提出一种基于分层分布式模型预测控制的多时空尺度协调风电集群综合频率控制策略。该控制策略建立了风电集群在三次调频层、二次调频层及一次调频层的变粒度频率控制框架,首先在各层采用时间尺度逐层细化的预测时域、控制时域以及超短期风电功率预测值;其次在各层建立空间尺度逐层细化的滚动优化模型,其中在三次调频层考虑电网拓扑结构及全区经济性最优目标,在二次调频层考虑平均系统频率增广模型及分区安全性最优目标,在一次调频层考虑分区风电集群内单场动态分类来实时平抑系统负荷小幅值随机扰动;最后根据电网及风电集群实时运行状态建立反馈校正环节,实现综合频率控制策略的闭环运行。算例表明,所提控制策略能够有效实现风电集群参与系统调频,并能兼顾考虑系统的经济性及安全性目标。
横向磁通永磁同步电机非线性动态等效磁网络模型分析

为了缩减电机设计周期,该文针对横向磁通永磁电机提出一种非线性动态等效磁网络模型。该模型引入电机饱和深度系数来反映电机不同饱和程度对导磁材料性能的影响。文中着重分析定转子齿和气隙位置磁通管的划分和相应磁阻的计算。在电机转动过程中,根据定转子的相对位置,把电机的一对极范围划分为8个区域,每个区域内的等效磁阻分布均相同。并且用统一的拓扑表示这8个区域的等效磁网络,从而将动态过程转化为静态拓扑。在求得电机磁链的基础上,对电机的电感、空载反电势进行分析计算。最后通过有限元方法和实验,验证该模型的有效性。
基于T型逆变器的APF故障诊断与容错控制

逆变器是有源电力滤波器(active power filter,APF)的核心部件,是保证APF稳定运行的基础。T型逆变器具有电路损耗低、输出波形畸变率低等优点,正获得越来越广泛的应用。该文分析T型三电平逆变器功率器件开路故障后的运行状态,通过空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)和逆变器输出电流完成逆变器功率器件开路故障诊断。结合APF的运行特点,利用T型三电平逆变器拓扑冗余和三电平SVPWM的矢量冗余及矢量合成分别提出1种垂直桥臂器件故障容错运行策略和2种水平桥臂容错运行策略。搭建仿真模型及实验平台对提出的容错策略进行验证,仿真和实验结果证明了该容错策略算法的有效性。
基于层叠载波调制的三电平H桥变频器输出电压异常跳变分析研究

推进变频器输出电压电平跳变幅值的增大,将对电机绕组绝缘及振动噪声性能产生影响。首先,该文对基于层叠载波调制的三电平H桥拓扑的推进变频器输出电压跳变异常现象,进行理论及仿真分析;其次,查明其产生机理,并确定其发生的条件是H桥单元左右半桥同时换流所致;然后,通过对H桥左右半桥控制调制波注入零序分量,避免了左右半桥同时换流导致的输出电压跳变异常问题。最后,通过仿真和实验验证所提方法的正确性、有效性。该文研究可为H桥拓扑推进变频器优化输出电压谐波,避免输出电压异常跳变提供一种解决思路。
分布式电站宽频域谐振机理分析及阻抗协调构造方法

分布式电站内部网络普遍存在宽频域阻抗耦合,具备宽频域谐振条件,且在分布式发电单元发射的宽频、高次谐波电流的影响下,极易放大特征谐波电流。该文旨在揭示此类型电站宽频域谐波谐振现象并解决此问题,建立典型分布式电站阻抗模型;分析电站宽频域谐振带的分布特征,并按激发因素的差异对谐振带进行归类;设计一种包含有源及无源阻尼装置的阻抗协调构造方法,实现对电站宽频域谐振阻尼效果。仿真和实验结果表明:1)谐波电流在传播过程中存在劣化趋势;2)电站存在以集电馈线为单元之间的阻抗耦合引起的宽频域谐振;3)所提出的阻抗构造方法能够降低电站与配电网之间、集电馈线为单元之间的阻抗耦合程度,满足电站谐波谐振治理需求。
基于深度学习的概率能量流快速计算方法

考虑新能源日益增长的不确定性,概率能量流在电–气综合能源系统分析中起到关键性作用。概率能量流计算需要求解大量高维非线性方程组。高计算代价和求解时间已成为概率能量流实际工程应用的瓶颈所在。为此,该文提出了利用深度神经网络求解该问题的新方法。该方法借助堆栈降噪自动编码器(stacked denoising auto-encoders,SDAE)的深层堆栈结构以及编码解码过程,建立了基于SDAE的能量流模型,可有效挖掘非线性能量流方程的高阶特征。结合能量流输入输出性质不同、变化范围不一等数值特点,在 SDAE模型中引入了修正线性单元(rectified linear unit, ReLU)激活函数与离差标准化方法,可有效提高训练精度与速度。结合蒙特卡洛法抽样出待解样本,使用训练后的 SDAE能量流模型,通过数据映射得到抽样样本的能量流结果,在不增加硬件成本的前提下求解概率能量流,求解时间和精度符合在线应用要求。最后,在IEEE14-NGS10电–气综合能源系统中验证了所提方法的有效性。
水火风光多源发电调度系统大数据平台架构及关键技术

水风光等可再生能源高速发展使得电力调度数据出现爆发式增长,并呈现出多源、异构、高维等大数据典型特点,如何应对电力大数据的集成管理及高效应用是我国电网运行的重大技术挑战之一。为此,围绕水火风光复杂发电调度系统,解析超大规模电站群调度大数据特征及相互关系,设计调度管理功能体系,构建发电调度大数据平台架构,提出满足不同业务场景共性需求的多源数据校验和多平台协同存储技术、面向发电调度分析场景的大数据融合处理技术以及面向发电计划编制场景的大数据分析决策技术,实现电力大数据的采集、存储、分析及知识提取等一体化功能。以云南省调400余座大中型电站为工程背景,应用大数据平台架构和关键技术,构建超大规模多源发电系统调度软件,通过电网月度计划跟踪分析、新能源功率预测偏差确定、梯级水电站群发电调度计划编制3个核心业务场景的典型应用,表明电力大数据技术确实可以为复杂发电调度系统高效和实用化运行提供新的解决途径。
基于深度学习的输电线路故障类型辨识

随着新能源大规模接入和负荷随机行为的出现,输电线路故障特征的构造和选择日趋困难。基于深度学习理论,提出了一种对故障数据进行特征自学习进而实现输电线路故障类型辨识的方法,并通过Ornstein-Uhlenbeck过程更好地模拟了分布式随机性电网的负荷波动。首先,利用PSS\E的Python API编写脚本实现故障的自动化批量仿真,以构建深度学习所需的海量数据集。然后,基于TensorFlow平台对预处理后的高维时空故障样本实现基于深度网络的故障类型辨识,并采用深度自动编码器来可视化分析深度学习的分类效果。最后,以含光伏发电模型的PSS\E 23节点系统为例,对所提方法进行验证。仿真结果表明,文中所述方法可基本达到99.99%的辨识正确率,不受故障线路、故障阻抗、故障位置、电压扰动、频率扰动和负荷波动的影响,且能够应对电网运行过程中的噪声干扰。
面向生态友好型远洋海岛群的储电概念船舶及其供能路径优化策略研究

远洋海岛群可再生能源十分丰富,各岛屿就地开发条件得天独厚,然而受限于地理隔离,负荷中心岛难以直接得到电力供给,而铺设电缆或大规模配置储能价格不菲。该文提出基于储电船舶的远洋海岛群能量调度优化策略。首先针对海岛群差异化资源禀赋的互补特性提出共享储能的概念,通过分时段共享的方式提高设备利用率,降低系统储能设备的整体规模,并建立起时空耦合情况下的能量流、交通流混合模型。在此基础之上,充分考虑日前调度预测误差,以多场景负荷中心岛切负荷均值最小、系统运行成本均值最少为目标,借助统一平台对储电船舶进行时空调度,灵活消纳多形态新能源和进行负荷支撑。仿真结果表明,基于EV的远洋海岛群能量供给系统实现了岛屿间的无缝连接和能量的动态平衡。该文为远洋海岛群的经济、可靠运行提供了一个全新的视角。