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气固循环流化床全回路数值模拟研究进展

气固循环流化床具有良好的混合、传热、传质、反应特性,同时还具有处理量大、可连续生产等优点,在众多领域均有广泛应用。气固循环流化床是一个由多个单元连接组合形成的循环回路,各单元间相互耦合、相互影响。对整个循环流化床系统进行全回路数值模拟,不仅能够获得更全面和详实的结果,而且在揭示系统流动规律和探究各单元内、单元间、单元与系统间的相互作用上具有独特优势。近十年来,以气固循环流化床全系统为模拟对象的全回路数值模拟研究逐渐兴起。本文对气固循环流化床全回路数值模拟方法的研究进展进行综述,对该方法的应用情况进行详细介绍,并对方法中采用的模型及相应特点进行逐一分析。循环流化床全回路系统同时存在多种流态,有待于建立适用于全回路系统的多流态物理模型(气固曳力模型与固相应力模型)。随着计算能力的提高以及物理建模的不断发展,全回路模拟方法将不断完善并发挥出更大的作用。
滇西北拉巴燕山晚期花岗岩岩石成因及其成矿指示--黑云母和角闪石矿物化学证据

在滇西北香格里拉拉巴地区,近年通过钻探新发现了燕山晚期花岗岩体及伴生的超大型钼(-铜)-多金属矿床.调查发现,岩浆成因黑云母和角闪石记录了其形成时的岩浆温度、压力、氧逸度以及物质来源等岩石成因信息,这些物理化学条件制约了成矿元素在熔体相与流体相之间的分配,成为约束岩浆过程、岩石成因及成矿机制的重要因素.本文对拉巴矿区花岗岩中黑云母和角闪石进行了详细的矿相学和成分分析,据此厘定了岩石形成的物理化学条件,探讨其岩石成因及成矿效应.结果显示,花岗岩中黑云母的Fe~(2+)/(Fe~(2+)+Mg)值较为均一,具有无钙或贫钙的特点,Ti阳离子数为0.31~0.52,属于岩浆成因;角闪石的Si阳离子数为6.68~7.20,Ti阳离子数为0.09~0.13,属于岩浆成因;计算获得岩浆结晶温度为705~903℃,结晶压力为59~449 MPa,侵位深度为2.2~17.0 km.黑云母和角闪石的矿物化学特征指示,寄主花岗岩体为I型花岗岩,具有幔源物质参与特点,形成于较高的氧逸度环境中;黑云母的卤族元素(F、Cl)含量为0.17%~0.58%,指示岩浆出溶流体为富含F、Cl的流体,利于Mo、Cu等元素的富集成矿,暗示本区具有很大的成矿潜力.
羌北-昌都地块那益雄组火山岩锆石U-Pb年代学及地球化学特征

本文对青藏高原羌北-昌都地块阿布日阿加措地区的晚二叠世那益雄组火山岩进行了年代学和地球化学研究.该火山岩主要由玄武岩、安山玄武岩、安山岩、流纹岩、凝灰岩组成,具有碱性玄武岩到酸性熔岩的特征.锆石U-Pb年代学研究表明该火山岩的形成时代为251.1±4.8~249.6±1.3 Ma之间.地球化学分析结果表明,该地区的流纹岩具有高的SiO_2(74.85%~77.55%)和Na_2O+K_2O(5.40%~6.61%)含量,较低的MgO、K_2O和CaO含量,Al_2O_3含量低且稳定,里特曼指数平均为1.15,小于3.3.安山岩SiO_2含量55.13%~56.28%,Na_2O+K_2O含量4.13%~6.15%,里特曼指数平均为2.20,小于3.3,属于钙碱性安山岩.碱性玄武岩SiO_2含量51.49%,Na_2O+K_2O含量6.34%,里特曼指数为4.73,属于碱性系列.稀土元素配分曲线为富集LREE的右倾型.另外,富集大离子亲石元素(LILE)Th、U,亏损高场强元素(HFSE)Nb、Ta等特征,均说明羌北-昌都地块阿布日阿加措地区的火山岩形成于陆缘岛弧环境.
呼吸裂缝梁基于奇异谱熵的损伤识别方法研究

针对呼吸裂缝梁刚度随裂缝开合成双线性变化的特点,提出了利用结构响应的奇异谱熵识别裂缝的出现、位置、损伤程度的方法.结果表明:将裂缝梁在脉冲激励下的位移响应进行相空间重构,计算其奇异值并得到奇异谱熵,由任一节点熵值相对于无损伤梁的变化可判断梁是否出现损伤;根据梁各节点熵值的最大值可判断裂缝的位置;随着裂缝深度的增大熵值增大,从而判断裂缝开展的程度;重构相空间维数取为信号主要频率数量的2倍,避免噪声引起的误差;验证了激励力的位置和大小不影响奇异谱熵的大小.该方法只需要结构的振动响应,不需要利用结构模型,避免了损伤识别中的模型误差;损伤敏感性高,对环境噪声不敏感.
热带雨林地区乔木树根力学性能试验研究

针对海南地区四类热带乔木树根进行室内抗拉、抗剪力学性能的研究;结合根簇形态特征,对四类树种单根力学性能进行分析.研究结果表明:随着根径增加,四类树种单根抗拉力明显增加,而单根抗拉强度则呈降低趋势;随根径的增加,树根抗剪力逐渐增加,单根抗剪强度则逐渐减小;树根在根系中的生长方向和分布密度对树根的力学性质产生影响,竖直向下生长的主根主要提供抗剪强度及抗拉强度,而与主根簇中主根夹角越大的树种,其侧根所提供的抗剪强度相应越小;结合边坡工程对植被的要求,认为小叶榄仁及凤凰木的各方面力学特征优于同试验的其它树种,表现出更好的工程适用性.
自能式多断口结构对电弧抑制的仿真优化

由于雷击跳闸的高发性,降低绝缘子旁路空气间隙建弧率有重要研究意义。多断口灭弧防雷间隙是一种带有灭弧功能的并联间隙,能有效降低绝缘子旁路的建弧率。基于MHD磁流体理论,利用COMSOL Multiphysics多物理场仿真平台建立了多断口灭弧结构的2维几何模型,通过分析电弧在该结构中的物理特性,详细解释了该结构熄灭雷电弧并抑制电弧发展的原理。根据仿真结果显示,半封闭空间的断口结构强力压缩电弧产生了瞬时温升,瞬时的温升是产生自膨胀气流的原因,温度变化的速率影响了自膨胀气流的速度大小;工频电弧无法稳定形成是由于雷电脉冲阶段电弧在灭弧结构的断口处定点截断,切断了电弧的焦耳热源;断口结构对建弧难度、熄弧效果有重大影响。
基于AQ 节点的电力系统静态电压稳定裕度计算方法

为解决电力系统静态电压稳定极限点附近雅克比矩阵奇异、牛拉法潮流不收敛的问题,提出了一种基于AQ节点的静态电压稳定裕度计算方法。首先在两节点系统中推导了AQ节点的特性,该节点电压相角和无功为已知量,省略了其有功潮流方程,将AQ节点和平衡节点的相角差作为衡量负荷变化的依据。然后研究了含AQ节点系统的潮流计算方法,并应用于静态电压稳定性分析,将雅克比矩阵J映射为AQ节点法中的修正雅克比矩阵JAQ,引起矩阵奇异点在静态电压稳定临界点处的“偏移”,完全消除了雅克比矩阵在系统静态电压稳定临界点处的奇异性。该方法具有比传统连续潮流法更好的收敛性,计算方法更简、速度更快,能高效、准确计算电网静态电压稳定裕度。太原市220kV实际电网和IEEE118节点标准算例的仿真结果证明了所提方法的有效性和实用性。
我国实施大规模需求响应的关键问题剖析与展望

随着“互联网+智慧能源”的推进和电气信息技术的深度融合,电力需求响应业务也被赋予了诸如新能源消纳、辅助服务等新的使命,并面临着从紧急态向常态化的转型。目前我国电力需求响应试点项目建设已为需求响应业务发展积累了丰富经验,但在大规模复制推广方面还存在一些瓶颈。基于国内外需求响应发展现状,结合我国已经发布的相关政策、技术标准以及现有试点城市的建设情况,从政策机制保障、信息化支撑、平台部署及组织实施层面剖析当前所存在的问题,并结合实际工作情况尝试给出若干未来发展建议。
基于改进鸡群算法的静止无功补偿器模型参数辨识方法

为获取准确的静止无功补偿器模型参数以满足电力系统日益精细化的仿真要求,提出一种基于改进鸡群算法的静止无功补偿器模型参数辨识方法。首先建立考虑各环节特性的静止无功补偿器数学模型;然后对鸡群算法进行改进,并应用于静止无功补偿器模型参数辨识;最后,针对多参数同时辨识引起的辨识结果不准确问题,提出一种基于参数敏感度的静止无功补偿器模型参数逐步辨识方法,为准确辨识静止无功补偿器模型参数提供了新的辨识策略。算例结果证明了所提方法的有效性和准确性。
考虑弹性裕度的城市输电网安全概率评估

为评估计及风电出力和电动汽车负荷随机性的城市输电网运行安全,提出了一种以高压配电网重构为手段的220kV输电网安全概率评估模型。基于相关变量的联合概率分布得到含电动汽车的负荷概率模型描述负荷的波动性,定义弹性安全距离作为安全裕度评估指标,将可用传输容量与拓扑结构结合起来刻画输电网的安全裕度;然后利用三点估计法将不确定性评估问题转化成确定性数学问题求解,再用Cornish-Fisher展开级数得到评估结果的概率特性。最后以某城市局部高压配电系统为算例验证模型的有效性,算例结果表明,高压配电网重构产生弹性裕度是提高城市输电网安全概率的有效调节方式,评估结果可为实际电网调度提供决策依据。
基于多场景变权多目标优化的UPFC在风电并网系统中的配置方案研究

风电出力与负荷的双向随机性使得电网潮流存在较大的不确定性,易造成电压失稳和线路传输功率过载等问题。统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)可以通过控制线路潮流和稳定节点电压,使风电并网系统运行的安全性、经济性大大增强。针对现有UPFC配置方法存在的未能充分考虑系统运行场景的不确定性及多场景下权重差异性的缺点,建立UPFC多场景变权多目标优化配置模型。利用K-means聚类方法对风电出力-负荷进行场景划分,以有功网损、电压偏移率和负载均衡度以及UPFC安装成本为优化目标,利用NSGA-II算法对UPFC的安装数量、位置、容量进行优化,并提出多场景熵权-层次分析法对Pareto解集排序,得出UPFC配置的最优方案。算例对IEEE 30节点系统进行仿真计算,验证了该模型和算法的正确性和有效性。
考虑并网友好性的风电实时有功调度

为了最大程度消纳风电及激励风电场改善并网特性,提出了一种考虑并网友好性的风电实时调度策略及相应的调度模型。基于电网运行工况及电网外送通道联络线功率偏差,动态计算电网风电消纳实时裕度。基于历史运行数据及超短期预测信息评估风电场出力预测精度、出力波动性及负荷跟随特性,评价风电场并网友好性。建立计及风电并网友好性及最大化消纳风电的风电实时有功调度模型。将提出的调度模型应用于IEEE 31节点系统,仿真验证了该方案的有效性。
计及分布式电源注入谐波的谐振接地系统故障选线方法

针对逆变型分布式电源接入的谐振接地系统发生单相接地故障时注入的低次谐波电流对故障特征的影响,以及在不同故障条件下暂态零序电流的主谐振频率和衰减振荡持续时间变化的特点,提出一种基于交叉小波变换的故障选线方法。该方法通过线路故障零序电流间的交叉小波变换求出高相关时频区域,并通过平稳性检验鉴别分布式电源注入谐波对交叉功率谱的影响,最终求出高相关时频窗。再对线路故障零序电流进行离散小波变换,在高相关时频窗中提取零序电流序列进行能量大小比较与相位验证,实现故障选线。该方法物理意义明确,可鉴别注入谐波电流的影响、抗干扰能力强。大量仿真结果表明,该方法选线准确可靠且适应性强。
基于限流电感电压的多端交直流混合配电网直流故障检测方案

直流故障的快速准确检测是多端交直流混合配电网亟需发展的关键技术之一。直流故障电流上升速度快、故障影响范围广,传统的交流故障检测方法不再适用于直流故障。该文提出一种基于直流线路限流电感电压变化率的多端交直流混合配电网直流故障快速检测方案。首先,详细分析了多端交直流混合配电网的直流故障特性,在此基础上,提出了利用直流线路单端限流电感电压变化率检测直流故障的方法。接着,设计了完整的识别故障线路、判断故障类型和故障极的故障检测方案,并研究了相应的阈值选取方法。最后,通过MATLAB仿真平台对所提故障检测方案进行了仿真验证,仿真结果表明所提方法不受过渡电阻、故障距离、以及换流站功率反转的影响,能够在故障后迅速确定故障线路、故障类型以及故障极,实现直流故障的快速准确检测,为多端交直流混合配电网保护系统的设计奠定了基础。
利用波前信息的直流输电线路超高速保护原理

高压直流输电对继电保护的快速动作提出要求。直流输电线路发生故障后,故障点电气量产生大量高频信号并向线路两端传播,受到输电线路参数频变特性的影响,保护测得的故障高频信号中包含故障信息。基于输电线路参数频变特性和故障点行波宽频特性分析了行波波前包含的故障信息,得出了故障零模电流行波波前形状变化程度与故障距离有关,故障零模电流行波波前幅值和过渡电阻有关的结论,据此提出了一种利用波形相关系数的直流输电线路超高速保护原理。仿真验证了该原理的快速性、可靠性和高耐过渡电阻能力。
多绕组中频变压器宽频建模方法

多绕组中频变压器是张北柔性变电站DC/DC变换环节的核心设备。由于缺乏适用于大容量DC/DC变换器的多绕组中频变压器仿真模型,难以对变换器在中高频率下的运行特性进行准确分析。该文建立了多绕组中频变压器的宽频模型,并提出了寄生电容参数的实验提取方法。基于端口阻抗特性测量,即可完成寄生电容参数的有效提取。利用张北柔性变电站示范工程中用的4绕组中频变压器样机验证了所建宽频模型与参数提取方法的有效性。在此基础上,通过仿真与实验研究了多绕组中频变压器传输额定功率时的电压、电流传输特性,结果表明在高频下必须考虑变压器寄生电容的影响。
基于电压变化率故障检测的高压直流断路器保护策略

快速检测故障并准确实现故障隔离是柔性直流电网的基本运行要求。为提高直流电网运行的可靠性,以典型的4端口柔性直流输电工程为研究对象,针对工程中应用的高压直流断路器提出了一种就近检测电压变化率(rate of change of voltage,ROCOV)的高压直流电网保护控制策略,通过对保护原理的分析提出了保护所需要的故障判据,并给出了动作阈值的整定方法。此外在目前的直流电网保护策略基础上进行了改进,针对易发生保护误动的情况具体地提出了抗扰动的方法和区分区内区外故障的控制策略,最后在PSCAD/EMTDC中搭建了4端口柔性直流输电模型,对不同的工况和故障进行仿真,验证了方法的准确性以及保护动作的选择性、可靠性和速动性,并证明了该方法具有一定的抗干扰性和抗过渡电阻的能力。
过负载下变压器绕组平均温度梯度建模及分析

目前,随着电力负荷的增长,变压器时常面临着过负载运行的情况。为了研究其过负载运行时绕组平均温度梯度的变化规律,该文提出了一种过负载下变压器稳态温升计算模型。该方法基于流体阻力特性建立全局油路动量模型。针对绕组、油流及散热器间的耦合传热问题,应用能量守恒建立描述场域温度分布的控制方程。同时,建立三维数值模型与实验测试平台对比验证该文所述模型。研究结果表明:应用该文所提变压器温升计算方法可根据其设计参数求出任意过负载运行时的绕组平均温度梯度及其变化规律;该文模型计算结果与CFD软件计算结果基本一致,二者平均相对误差为3.35%,与实验测试结果相比,平均相对误差为5.37%,验证了该文模型的准确性与有效性。
±500 kV 张北柔性直流电网单极接地故障健全极母线过电压产生机理

为实现我国间歇式清洁能源大规模、远距离消纳,服务低碳奥运,国家电网公司拟在张北建设±500 kV可再生能源柔性直流电网示范工程,是世界上首个具有网络特性的直流电网工程,且与以往工程不同的突出特点是采用架空线构成金属回线网络。建立了基于实际拓扑结构的过电压仿真模型,仿真了直流电网不同位置发生单极接地故障时各换流站的母线过电压水平,发现存在健全极过电压比故障极过电压更大的特殊现象。根据实际物理意义对健全极过电压进行分解,并分析影响程度,得出产生健全极过电压的根本原因是中性点电位抬升的结论;基于金属回线网络的电路结构,研究了接地极电阻、金属回线限流电抗器参数对中性点电位抬升的影响程度,为其他工程的绝缘配合提供理论指导。
基于改进时间延迟环节的集群电动汽车参与电网调频的动态特性研究

电动汽车数量的增多和其快速响应功率控制指令的优势使其在电力系统调频服务中得到广泛关注,从需求响应的角度看,考虑电动汽车参与系统调频的动态特性是增加电网弹性的有效途径之一。首先介绍了集群电动汽车参与电网调频的分层分布式控制的结构框架与市场机制;其次,基于集群电动汽车的动态响应模型,建立了基于改进时间延迟环节的集群电动汽车参与电网一、二次调频的动态模型,讨论了集群电动汽车参与电网调频的时间延迟参数设置对于调频动态特性的影响。然后,提出了计及车辆限制和用户需求个体差异性的电动汽车参与电网调频的控制策略。最后,通过3个算例进行多场景定量模拟。仿真结果表明:相比于目前已有的电动汽车参与电网调频模型中参数普遍采用平均值的方法,文中所建立的一阶时滞模型更接近实际响应情况,且能抑制频率超调。
一种有功备用式光伏虚拟同步控制策略

传统光伏逆变器多以最大功率跟踪方式运行,不能进行有功调频和实现有功功率灵活可控。此外,以传统光伏逆变器改造的光伏虚拟同步发电机(photovoltaic virtual synchronous generator,PV-VSG)多配备储能电池,但储能电池成本昂贵,逆变器改造成本较大,针对上述问题,提出一种有功备用式光伏虚拟同步发电机控制策略,使传统光伏逆变器在不增加储能、不改造电路的情况下,具有调频调压功能,并实现了有功备用及有功功率的灵活可控。针对以往研究的不足,首先研究了PV-VSG有功备用的运行机制,并提出一种有功备用式PV-VSG控制策略,并对其进行数学建模。然后对光伏发电系统的稳定运行区域进行研究,提出最低电压限制方法,最后仿真验证了文中所提控制策略的可行性。仿真结果表明:该控制策略使传统光伏逆变器在无储能的情况下通过有功备用方式实现虚拟同步功能,并能稳定运行于光伏曲线右半平面。
基于改进型直流潮流算法的主动配电网分布式电源规划模型及其线性化方法

以分布式电源(distributed generation,DG)运营商净收益最大为优化目标,建立多场景多时段耦合的主动配电网分布式电源规划模型。首先针对传统分布式电源规划求解方法的不足,提出一种计及电压和无功功率的改进型直流潮流模型,实现支路潮流方程中电压幅值与相角的解耦,并基于此建立了考虑储能系统和多种主动管理(active management, AM)措施协调优化的分布式电源规划模型。其次,在保证模型精度和系统运行物理意义的前提下,引入网损因子法、圆形约束线性化法、McCormick凸包络线法、辅助变量等方法,将原始模型转换为混合整数线性优化模型。最后,提出了一种基于热启动(warm start)的迭代求解流程以保证模型精度。以江苏省某市经济开发区的15节点系统为测试算例,调用GAMS-MOSEK求解器对规划模型进行求解,验证了模型及算法的有效性。
串并联多功能复合控制器拓扑结构研究

近年来,仿照交流FACTS的思想,提出了直流FACTS的概念,并系统地研究了直流电压补偿器、直流潮流控制器、直流故障限流器等直流FACTS装备及其在电网中的应用特性。为进一步提升直流FACTS装备的性价比,借鉴交流FACTS多功能复用的研究成果,提出了一种串并联接入直流线路的新型多功能复合控制器拓扑结构,使其同时具备电压补偿、潮流控制和故障限流阻断等多种功能。对多功能复合控制器的运行机理和主电路参数设计进行研究,同时仿真和实验验证了该拓扑在直流线路应用的可实现性。
含高渗透率分布式电源的独立微网的稳定性研究综述

含高渗透率分布式电源的独立型微网受自然环境条件和经济性的约束比较大,运行中缺乏大电网的支撑,同时换流器等电力电子设备的大量使用都将导致其稳定性问题相较于传统电网具有新的特征,也因此成为了研究的关键。总结归纳了微网稳定性的特点,指出将传统电力系统稳定性定义应用于微网时存在的问题,并给出含高渗透率DGs独立微网的稳定性定义和稳定性分类;分别从小信号稳定性、暂态稳定性和电压稳定性3个方面梳理评述了微网稳定性的分析方法;讨论了保障微网小信号稳定的控制方法和提高微网暂态稳定性的技术措施;最后总结展望了含高渗透率分布式电源的独立微网稳定性尚需进一步深入研究的关键问题。
考虑大用户直购电的发输电系统可靠性评估方法

大用户直购电作为电力市场化改革重要措施,亟需研究其规模化增长对发输电系统可靠性带来的影响。针对含大用户直购电的发输电系统建立可靠性评估模型,综合考虑系统阻塞概率、系统阻塞容量期望和系统可用传输容量期望值等可靠性指标,研究不同直购电交易规模下发输电系统的可靠性水平。通过对IEEE-RTS79和IEEE-RTS96系统进行仿真计算,验证了所提含大用户直购电的发输电系统可靠性评估模型的有效性。同时,通过分析不同直购电量占比下的系统可靠性指标,给出大用户直购电规模限值及改进建议,可为大用户直购电规模化有序开展提供一定借鉴。
新能源高占比的特高压电网频率控制模式及性能评价

在新能源广域消纳和特高压交直流混联的电网新特征下,频率控制模式及其控制性能评价方式应该发生改变。基于协同控制理念,提出了省网采用新的协同频率偏差控制模式(cooperation frequency bias control,CFBC);针对交直流混联增强区域网间相互影响的情况,论述了交流互联采用联络线功率频率偏差控制模式、直流互联采用定频率控制模式的合理性;综合分析国内外电网评价标准,提出新的通用评价方法,包括长期的频差均方根值约束和短期的频率持续越限时间约束;建立针对网调和省调的两层级评价结构,并设置了新的频率偏差系数和控制偏差。仿真表明,省调采用CFBC模式有利于充分利用全网调节资源,实现频率快速恢复;网调采用联络线功率频率偏差控制模式益于实现交流互联区域网的自治管理以及责任的划分;该文评价方法既能满足电网长期和短期的运行要求,又能减少机组调节次数。
电动汽车参与电网二次调频建模与控制策略

风电等分布式电源大规模接入电网,使得电网的频率控制问题变得日益复杂。大量且分散的电动汽车通过集中式控制聚合在一起,具有提供频率调节服务的能力,为解决这一问题提供了新的途径。根据电动汽车的快速响应特性和能量受到约束的特点,通过巴特沃斯滤波器将调频信号分解,将其中的高频分量分配于电动汽车承担,同时电动汽车根据电池荷电状态按比例分配调节功率。通过单区域系统调频模型仿真,验证了策略的有效性,表明该策略能够发挥电动汽车的快速响应特点,对抑制频率偏差有显著作用。
微电网经济型二次频率和电压控制的多目标优化模型及仿真验证

在孤岛运行的微电网中,新能源出力具有不确定性,负荷变化速度快,致使基于预测的日前调度与实际情况存在较大偏差,因此需要在频率和电压的控制中考虑运行经济性。然而二次频率控制、二次电压控制和经济运行三者存在耦合,但同时控制三者可能会存在相互冲突。为实现三者之间的协同配合,构建考虑微电网经济运行与二次频率电压控制的多目标统一优化模型,采用规格化法平面约束法(normalized normal constraint,NNC)求取其帕累托最优解集,并从帕累托最优解集中选取折中解作为二次控制的信号,再传递给一次控制,完成最优经济运行下的频率和关键节点电压恢复。最后,在Matlab/Simulink平台上搭建电磁暂态仿真模型验证该多目标优化模型的有效性。
欧盟的REserviceS项目以及对我国风电及光伏参与电网调频的启示

由欧盟资助、欧洲风电协会主持的REserviceS项目,在欧洲范围内全面系统地对风电、光伏参与调频、调压、系统恢复辅助服务进行了问卷调查和案例评估。主要介绍了该项目通过问卷调查反映出的风电、光伏不同渗透率水平时各国电网的运行经验,欧盟各国风电、光伏参与调频的现状、技术成熟度、有待解决的关键问题等。最后总结了我国在风电调频方面的研究应用现状及欧盟经验对我国开展相关工作的启示。
计及线路随机故障的机会约束最优风电消纳模型

在大规模风电并网的背景下,为提升电网运行的经济性与安全性,基于最优风电消纳比的概念提出一种计及输电线路随机故障的两阶段机会约束机组组合模型。一方面,采用机会约束量化风电出力的不确定性,确定最优的机组组合方式与风电消纳比;另一方面,综合考虑电网基态与故障态的运行方式,在故障发生后引入弃风、切负荷等控制措施,保证电网的稳定运行。为应对机会约束模型带来的求解难题,采用采样平均近似算法处理机会约束,并通过双线性Benders分解法将原问题分解为预测风电出力下的预测主问题和风电出力波动条件下的场景子问题,主子问题迭代求解,得到系统优化运行策略。6节点系统与IEEE RTS-79测试系统算例验证了所提模型与算法的有效性。
居民用户参与电网调峰激励机制及优化用电策略研究

随着居民用电占比的不断提升,以及智能电表和智能家电在居民用户中的普及,开发居民用户的需求响应潜力对提高电网灵活调节能力是非常必要的。该文以居民负荷参与电网调峰为切入点,首先建立兼顾用户用电舒适度的居民用户各类电器的负荷模型;其次,基于现有分时电价机制不足以调动居民用户参与电网调峰的积极性及可能形成新的负荷高峰的情况,从居民负荷与系统负荷的相关性出发,提出了反映居民用电对电网调峰贡献度的调峰激励机制,并进行了合理性证明;最后综合考虑用电成本、舒适度和调峰激励建立了居民用户用电优化策略。仿真分析表明,所提出的调峰激励机制能够兼顾居民用户和电网的利益,是一种对现有固定/分时电价有效补充的激励机制,能进一步减少居民用户用电成本,降低其负荷峰值,响应电网削峰填谷的需要,实现居民用户与电网的友好互动。
MMC-MTDC系统单极接地故障电流计算方法

直流线路单极接地故障是基于模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的多端直流(multiterminal high voltage direct current,MTDC)输电系统最常见的故障类型,分析其故障电流暂态特性对于故障类型的判断、保护配置的设计、系统参数的优化具有较大的工程意义。提出了一种适用于MMC-MTDC输电系统处于单极接地故障下,故障电流的计算方法。首先完整分析了多端直流系统单极接地故障演化机理;然后对单个换流站进行简化等效,进而将多端直流系统简化为RLC等效电路;根据基尔霍夫定律推导出故障前系统的状态方程;故障发生后,通过修改故障前状态方程中的状态变量及系数矩阵,用微分方程数值解的方法求解状态方程,进而求得故障电流。最后在PSCAD/EMTDC仿真软件上,搭建了三端MMC直流输电模型,仿真结果验证了故障电流计算方法具有较高的精确度。
基于多能互补的电/热综合需求响应

工业园区中工业负荷稳定、自动化水平高,具有较大的需求响应潜力。工业用户对多能源存在需求差异,各个能源子系统存在耦合互补的关系。从工业用户角度出发,将用户对于冷、热、电多能流的需求纳入需求响应范围内,提出基于多能互补的电/热综合需求响应机制。以满足上级调峰需求为优化目标,在设备物理约束、能量平衡约束及新增需求响应约束下,采用混合整数线性规划法进行求解,最终得到电/热综合需求响应策略。算例分析表明,所提策略可进一步挖掘用户的响应潜力,并指导用户合理制定需求响应方案;相较传统需求响应策略,该策略用户侧损耗较小,响应程度更高,有利于实现电网公司与用户侧的共赢。
基于可消纳域的高渗透风电并网调度容量研究

近年来并网风电呈现“大规模、高渗透”的特性,严重削弱了电网调度对风电功率的控制能力,常出现火电调节能力不足、风电外送受限而导致的严重弃风现象。针对此类问题,提出风电可消纳域概念,从电网调节等效负荷波动能力和网络传输能力2方面对其进行分析。在此基础上结合风电功率波动特性分析,建立了基于可消纳域的风电最优并网功率模型,以火电机组发电成本、火电机组调节裕度和传输通道剩余空间为目标函数,确定当前网架结构下的风电最优并网功率,并对风电出力能力进行分析,进而确定风电调度容量。应用CPLEX软件对模型进行求解,算例系统取东北某区域电网,通过定义风电调度评价指标,与常规调度方案进行对比,并对风电可消纳域的利用率进行评价,验证了文中所提协调调度方案的可行性与有效性。
含不同类型能源的多局域电网优化经济调度

含不同类型能源的局域电网中包括多个微网,在微网内部引入电转气P2G(power to gas)设备加强了电力和天然气网络间的耦合,减少了弃水弃光现象,但也使可再生能源在进行优化调度时发生了能源重复转换,降低了用能效率,产生能源损耗。同时,随着越来越多的微网在一定区域的聚合形成了多微网系统,其存在着微网与配网和微网间的功率交互。在此背景下,基于目标级联法,依据利益主体的不同,以生产效益最优为目标,建立了一种考虑微网内部能源重复转换,微网与配网、微网间功率交互的优化调度模型,该模型计及了对各设备出力的影响,优化得到了协调各设备的调度运行计划及系统最优运行成本。最后,在算例中对模型进行验证,结果表明所提优化调度模型能够在提高可再生能源消纳的情况下,降低系统运行成本,提高用能效率,实现了整个系统的能量优化管理。
光伏高渗透率下配网消纳能力模拟及电压控制策略研究

随着大规模分布式光伏系统并入配电网,配网渗透率不断提高。光伏出力与负荷的不平衡导致线路中出现逆向潮流,引起电压越限。采用蒙特卡洛随机法模拟配网大规模光伏接入的情景,从单渗透率和整体两方面对模拟结果全面分析以充分评估配电网的光伏消纳能力;提出利用光伏系统逆变器的控制措施缓解并网节点的电压越限问题,进而提升配电网光伏消纳能力,通过计算电压灵敏度矩阵为所有并网逆变器分配无功补偿量,辅以有功缩减改善光伏并网特性。通过Matlab搭建IEEE 33节点系统,仿真结果表明所述方法的有效性和可行性。
高比例风电系统的优化调度方法

高比例风电的接入给系统优化调度带来了严峻的挑战。为促进高比例风电的消纳,建立了综合考虑发电成本和弃风成本的鲁棒机组组合模型;同时针对风电的空间集群效应和时间平滑效应,构建了考虑风电空间和时间约束的不确定集;此外为克服模型的求解难度,提出了分层列和约束生成算法,该算法将模型分解为3层优化问题予以求解,即第1层发电成本最小化的机组组合优化层,第2层安全可行性检验层,第3层风电最大化利用层,其中第2层向第1层反馈可行性割集,而第3层向第1层反馈风电消纳的割集,通过协调优化,以确保得到既能够应对的风电随机波动又促进风电充分利用的调度方案。最后结合修改后的IEEE 39节点算例进行了仿真,结果表明:考虑风电时空约束的模型降低了鲁棒优化的保守性,同时模型中加入弃风惩罚成本后提高了调度模型对高比例风电接入的适用性,此外所提算法能够有效地提升鲁棒机组组合的求解效率。
考虑多重不确定性和备用互济的含风电互联电力系统分散协调调度方法

针对含风电互联电力系统优化运行问题,提出考虑风电预测误差、负荷预测误差,和发电机、联络线故障多重不确定性,支持联络线备用互济决策的安全约束分散协调调度模型和方法。首先综合考虑风速预测误差和风电机组强迫停运,得到风电场出力概率模型;然后通过改进机组停运容量概率表,在考虑机组故障的基础上得到进一步考虑风电和负荷不确定性的备用需求;最后建立考虑多重不确定性和备用互济的安全约束分散协调调度模型,采用随机–鲁棒的优化框架,实现多重不确定性因素在决策过程中的处理,设计双层目标级联分析算法实现对联络线功率和备用互济的分散协调调度。通过对2区78节点和2区236节点进行算例分析,验证所提模型的有效性和互联互备模式的经济性。
基于可信性理论的含直流落点系统风电与负荷协调恢复优化

在高风电占比的交直流混联电力系统中,大停电后快速恢复负荷需要风电与常规电源、直流输电系统共同支撑,但风电的不确定性阻碍了其在恢复中应用。考虑风电与负荷的不确定性,引入风电场出力和负荷恢复量的模糊模型,基于可信性理论,建立风电与负荷协调恢复的模糊机会约束规划模型,在控制频率与备用风险水平基础上,优化风电与负荷接入效益。采用模糊机会约束的清晰等价类方法,将模糊模型转化为确定性的混合整数线性规划模型,保证了求解效率,满足在线快速决策的要求。算例表明该方法能够平衡风电、负荷与常规电源在多阶段恢复过程中的效益与安全,对风电接入具有更好的适应性。
316例重症肺炎患儿细菌病原及耐药性分析

目的了解重症肺炎患儿细菌病原学分布及耐药情况。方法以2016年1月-2017年9月诊断为重症肺炎、完成鼻咽抽吸物(NPA)及支气管肺泡灌洗液(BALF)细菌病原学检查的住院患儿为研究对象,回顾分析其临床资料,分析NPA、BALF细菌病原学检出情况及细菌药敏结果。结果共纳入316例患儿,其中婴儿169例(53.5%),204例(64.6%)合并存在基础疾病,304例(96.2%)出现并发症。NPA与BALF检出的首位细菌为肺炎链球菌,其对红霉素耐药率达98%以上,对四环素、复方新诺明、克林霉素耐药率高达70%以上,对美罗培南耐药率达55%,对青霉素耐药率低于20%,对阿莫西林、头孢噻肟耐药率低于30%,对万古霉素、利福平、利奈唑胺均敏感。NPA与BALF检出的第2位细菌为流感嗜血杆菌,对氨苄西林耐药率达85%以上,对复方新诺明、头孢克洛、头孢呋辛、阿莫西林克拉维酸钾耐药率达55%以上,而对头孢噻肟敏感率高达80%以上。BALF、NPA检出产超广谱β内酰胺酶(ESBLs)肺炎克雷伯菌分别为13株、6株,BALF产ESBLs肺炎克雷伯菌检出率高于NPA(76.5%对37.5%),差异有统计学意义(P<0.05)。肺炎克雷伯菌对氨苄西林耐药率达100%,对头孢噻肟、头孢曲松耐药率达55%以上,而对碳青霉烯类抗生素(美罗培南、亚胺培南)敏感率达80%以上。结论重症肺炎患儿最常见细菌病原体为肺炎链球菌,对青霉素、阿莫西林仍保持较高敏感性,广谱抗生素治疗可能是产 ESBLs肺炎克雷伯菌检出增多的原因之一,合理经验性用药对预防耐药菌株的产生有重要作用。
基于Q- learning的虚拟网络功能调度方法

针对现有调度方法多数未考虑虚拟网络功能在实例化过程中的虚拟机选择问题,提出一种新的虚拟网络调度方法。建立基于马尔科夫决策过程的虚拟网络功能调度模型,以最小化所有服务功能链的服务延迟时间。通过设计基于Q-learning的动态调度算法,优化虚拟网络功能的调度顺序和虚拟机选择问题,实现最短网络功能虚拟化调度时间。仿真结果表明,与传统的随机虚拟机选择策略相比,该方法能够有效降低虚拟网络功能调度时间,特别是在大规模网络中调度时间可降低约40%。
桉树人工林更新方式对林下植物功能群的影响

该研究综合运用野外调查和室内分析的方法,评估桉树人工林林下植物功能群的组成、分布及更新方式和相关环境因子之间的关系。结果表明:林分更新5 a后,除了非禾本科杂草功能群外,其他林下植物功能群的物种丰富度均呈现不同程度的增加,但与对照组(砍伐迹地)相比,其差异程度均不显著(P>0.05);与对照组相比,藤本和蕨类功能群的相对多度也出现增加趋势,但禾本科草本功能群显著减少(P<0.05);木本、藤本和蕨类功能群的相对盖度也呈现增加趋势,但禾本科草本功能群与对照组相比显著减少(P<0.05);主成分分析(PCA)发现萌芽更新或植苗更新林的林下植物功能群组成和分布与对照组相比均发生了显著的变异,但不同更新方式(萌芽和植苗)下其林下植物功能群组成和分布差异不明显;通过冗余分析(RDA)确定了冠层透光系数、土壤孔隙度、坡向和土壤氮磷比是影响该林地林下植物功能群的主要因子,它们的叠加效应能解释大于75%的林下植物功能群的变异,最终模型通过排序得到冠层透光系数是影响该林地林下植物功能群的最主要因子。短期的研究发现萌芽和植苗这两种不同的更新方式对桉树林下植物功能群的影响有限,这可能与这两种更新方式形成的林冠结构和土壤理化性质差异性较小有关。
畜禽养殖环境调控与智能养殖装备技术研究进展

养殖环境优化调控和智能养殖技术与装备是现代规模化畜禽养殖的重要技术支撑。影响畜牧业可持续发展的生物安全问题、畜牧环保问题和畜禽产品质量安全问题都与养殖环境控制和养殖装备技术密切相关。文章重点围绕养殖环境智能调控、畜禽健康状态智能辨识和饲养过程智能管理3个技术领域,以热环境、空气质量和光照为主要环境调控因素,分析了养殖环境对畜禽健康的影响以及国内外环境调控的最新技术方法,介绍了以生理、行为、声音和个体自动化实时监测为途径的畜禽健康状态智能辨识技术,以及精准饲喂、机械清粪、畜产品自动收取和养殖信息系统管理等养殖过程智能管理技术与装备的发展现状以及存在的问题。提出了加快畜禽养殖环境调控与智能养殖技术研发与推广应用的相关建议,旨在为我国畜禽养殖业的绿色转型升级和健康可持续发展提供理论依据和技术支撑。
中美合作创新中专利共有法律风险及对策

合作创新成果知识产权的分享利用是中美科技合作中双方关注的焦点问题,其中专利共有是难点。从中美清洁能源联合研究中心项目实践出发,开展问卷调查并运用Pareto定律识别出法律差异引发的风险是中美专利共有的主要障碍。通过对比两国专利相关立法和典型判例规则,分析中美合作创新中,中方在共有专利的申请、权益处置、侵权救济等方面面临的法律风险。据此,建立中美合作创新专利共有风险识别及应对机制,提出风险应对原则和通过协议策略性约定的具体对策建议。
北山北带新元古代岩浆记录:来自内蒙古哈珠地区片麻状花岗岩的证据

北山造山带位于中亚造山系中段,带内各古老陆块的前寒武纪演化历史是了解北山造山带形成和演化的关键问题.本文选取北山北带哈珠地区片麻状花岗岩进行了锆石U-Pb年代学和地球化学分析.结果显示哈珠地区片麻状花岗岩形成于885±4Ma,首次揭示了北山北带存在新元古代岩浆活动.哈珠片麻状花岗岩主量元素具有高SiO_2、低CaO、高K_2O+Na_2O的特征,铝饱和指数A/CNK>1,属过铝质高钾钙碱性花岗岩.稀土元素球粒陨石标准化曲线呈现出轻稀土富集,重稀土亏损,铕强烈负异常的右倾海燕型;微量元素显示岩石富集Rb、K、Th、U等大离子亲石元素,亏损Nb、Sr、P、Ti等高场强元素.岩石成因分析表明其为S型花岗岩,岩浆来源于变质杂砂岩部分熔融的源区,且初始熔融温度较高(777~798℃).构造环境判别图解显示其形成于碰撞后由挤压转向伸展的背景,为大陆碰撞的产物.通过与北山南带和东天山地块前寒武纪资料的对比,结果表明北山南带、北山北带和天山造山带中各古老陆块在前寒武纪可能具有一致的演化历史,其共同参与了新元古代Rodinia超大陆的聚合,构成了Rodinia超大陆的一部分.哈珠地区新元古代岩浆事件即为Rodinia超大陆聚合在北山地区的响应.
内蒙古狼山地区石炭纪-三叠纪岩浆作用及其构造意义

华北地块北缘广泛发育石炭纪-三叠纪岩浆岩,岩浆岩的时空展布及反映的构造背景对研究古亚洲洋的俯冲增生作用具有重要的意义.然而,目前的研究集中在华北地块北缘中东部,该期岩浆活动的向西延伸有待深入研究.通过对狼山地区近年来获得的晚古生代-早中生代岩浆岩岩石学、地球化学、锆石U-Pb年龄及Hf同位素数据的综合分析,结果表明该区经历了早石炭世-晚二叠世、中-晚三叠世两期构造岩浆作用.其中,早石炭世-晚二叠世岩浆活动时限在338~251Ma,岩性主要为辉长岩、角闪辉长岩、闪长岩、石英闪长岩、花岗闪长岩及二长花岗岩,辉长岩类的微量元素蛛网图及稀土元素配分型式与岛弧火山岩的曲线类似,花岗岩类具高Sr(>250×10~(-6),平均值为425×10~(-6))低Y(6.89×10~(-6)~24.30×10~(-6))的特点.中-晚三叠世岩浆活动时限在245~228Ma,岩性主要为正长花岗岩,花岗岩具高K2O/Na2O(1.48~1.58)、低Sr(154×10~(-6)~ 49×10~(-6))低Yb(1.01×10~(-6)~1.38×10~(-6))的特点,稀土配分曲线表现为轻稀土略富集、Eu负异常中等-强(Eu* =0.54~ 0.23)、重稀土平坦的近似海鸥型,总体反映了后造山花岗岩的地球化学特征.结合构造判别图解及区域地质资料,结果表明狼山地区早石炭世-晚二叠世为俯冲挤压的构造背景,中-晚三叠世则进入了后造山伸展的构造阶段.狼山地区晚古生代-早中生代发育的两期构造岩浆作用与华北陆块北缘中东部(330~265Ma及250~200Ma)类似,古亚洲洋的向南俯冲形成了华北陆块北缘近东西向延伸的晚古生代岩浆岩带,华北陆块与其北缘增生造山带拼贴作用的时限为二叠纪末-三叠纪初.
摆头转台型五轴机床旋转轴运动误差测量与辨识

为了快速、系统地辨识摆头转台型五轴机床旋转轴几何误差中的12项运动误差,提出了一种基于球杆仪(Double ball bar,DBB)五次安装的运动误差测量辨识方法。首先,结合摆头转台型五轴机床旋转轴分布特征,基于多体系统理论及齐次坐标变换方法建立了旋转轴局部坐标系下的测量模型,表征了空间误差向量与几何误差项之间的映射关系。其次,通过设置DBB初始安装位置及方向,实现了不同测量模式之间的连续切换,从而构造了五次安装法,辨识了摆头转台型五轴机床2个旋转轴共计12项运动误差,降低了DBB安装误差对测量及辨识结果准确性的影响。最后,在摆头转台型五轴机床上利用五次安装法进行基于DBB的运动误差测量辨识实验以及虚拟圆锥台轨迹测量实验,利用辨识值进行误差补偿,结果显示两个旋转轴的几何误差平均降低了48. 89%和51. 49%,虚拟圆锥台测量轨迹的半径偏差降低了50. 52%。误差补偿结果验证了测量、辨识的准确性和有效性。
东秦岭加里东期沉积-构造演化过程

前人基于北秦岭带广泛分布的与加里东期俯冲-碰撞相关的火山-岩浆-变质事件,认为秦岭加里东期造山运动仅仅局限于北秦岭带,中-南秦岭带由于“软碰撞”表现为泥盆系与下伏地层为连续或平行不整合接触关系,不存在加里东造山作用响应.通过对东秦岭地区中-南秦岭带出露的22条泥盆系与下伏地层接触关系剖面进行变形差异和间断缺失特征研究,且对不整合面之间“志留系红层”进行SHRIMP U-Pb年代学和沉积环境研究,结果显示东秦岭地区泥盆系与下伏褶皱基底地层(Pt_3-S_1)整体上呈区域性角度不整合接触(局部微角度不整合),不整合面之间缺失地层南北存在明显差异,上下地层存在明显不同构造变形特征.而旬阳县关防-公馆一线不整合面之间“志留系红层”时代为中-晚志留世(S_(2-3),<435Ma),其为东秦岭加里东期造山运动形成的前陆盆地在南秦岭地区前缘沉积的响应.基于上述事实,证实不仅北秦岭受加里东期造山运动影响且中-南秦岭带也发生强烈褶皱造山作用,从而为更深入地探讨东秦岭加里东期造山及沉积响应演化过程提供依据.
辊式马铃薯分级机设计与试验

针对我国现有马铃薯分级机普遍存在的分级等级少、分级效率差等问题,设计了一种新型辊式马铃薯分级机。对该机器的工作原理进行了阐述。通过理论计算对其关键部件进行设计,确定了分选装置的结构参数;对马铃薯运动过程进行分析,确定出影响马铃薯分级机分级效率和分级精度的因素,利用ADAMS仿真软件对马铃薯分级机分级性能进行仿真试验,得出马铃薯运动位移曲线,与结构理论相吻合。以马铃薯的上料量、辊子转速、提升装置的提升角为试验因素,以马铃薯分级机的分级精度和分级效率为试验指标进行样机试验,试验结果表明:马铃薯的上料量为55 t /h、辊子转速为120 r /min、提升角为24°时,其分级精度为96%,分级效率为53. 7 t /h,满足马铃薯分级机的作业要求。
基于日光诱导叶绿素荧光的陆地生态系统GPP估算研究

为了更加精确全面地掌握全球陆地生态系统固碳情况,基于GUANTER提出的简单线性模型,利用 FLUXNET2015通量数据、GOME-2叶绿素荧光数据、MODIS植被指数产品以及土地覆盖数据,将温度胁迫因子和饱和水汽压胁迫因子加入模型中,估算结果与传统简单线性模型的估算结果相比, 13个通量站点中有10个通量站点的估算精度得到了提升。此外,本研究还在考虑环境影响因素模型的基础上,利用植被指数来模拟叶绿素荧光的冠层逃逸率fesc,进一步提升模型的估算精度。结果显示,与传统简单线性模型和只加入环境影响因子的模型估算结果相比, 13个通量站点的估算精度都有所提升。
旱直播种植对水稻植株水分分布与抗倒伏特性的影响

为探讨节水灌溉种植模式对水稻体内的水分分布特征和抗倒伏特性的影响,于2017年5-10月在黑龙江省庆安县采用测坑微区进行试验。试验设置3个处理:滴灌旱直播(DH) 、漫灌旱直播(MH)和常规插秧淹灌(CK) ,并以CK处理作为对照。结果表明: DH与MH处理的叶、鞘、茎和冠部湿基含水率在全生育期均低于CK处理,但根部湿基含水率从分蘖末期开始均高于CK处理。乳熟期和黄熟期茎部不同节间湿基含水率(W) 、节间长度(L) 、株高均以DH处理最低、CK处理最高,而茎部单位长度节间质量(U_w)均以DH处理最大、CK处理最小。相比CK处理,DH处理显著提高了水稻茎部的抗折力(F) 、折断弯矩(B_m)和弯曲应力(B_s) ,降低了弯曲力矩(W_p) 、断面模数(Z)和倒伏指数(L_i) ,这表明滴灌旱直播种植模式显著提高了水稻的抗倒伏能力。不同参数间的相关关系表明, L、W、W_p、Z与L_i之间均表现为极显著正相关(P < 0. 01) ,而U_w、F、B_m、B_s与L_i呈显著负相关(P < 0. 05) ,且水稻茎部湿基含水率与倒伏指数呈极显著正相关(P < 0. 01) ,这说明利用茎部湿基含水率能够表征和预测水稻的倒伏指数。本研究可为解决东北黑土区水稻倒伏、用水效率低下等问题提供新的方法和途径。
基于无人机遥感的高潜水位采煤沉陷湿地植被分类

为了掌握采煤沉陷湿地植被的类别和空间分布,促进矿区土地利用、管理和修复,以山东省济宁市东滩煤矿3304工作面为研究区,以无人机多光谱影像为数据源,分别采用面向对象的分类方法和监督分类方法对研究区湿地植被进行分类。基于优选的面向对象尺度分割参数,确定分类规则后构建面向对象分类模型,对湿地植被进行分类,生成植被分布图。同时,利用野外获取的322个采样点进行精度验证。结果表明:与基于像元的监督分类方法相比,面向对象分类方法显著提高了影像分类精度。监督分类方法总体精度为44. 3%,Kappa系数为0. 4;面向对象分类方法总体精度达到84. 2%,Kappa系数为0. 8。该研究为采煤沉陷区湿地调查与开采沉陷影响下地表植被空间分布规律研究提供了方法与基础数据。
玉米收获机清选曲面筛设计与试验

为提高玉米收获机风筛式清选装置的清选效果,通过筛上颗粒受力分析,确定筛上颗粒运动状态与筛面方程 f(x)存在函数关系。以编织筛为研究对象,利用CFD-DEM耦合技术,通过对比清选装置内平面、凸面、凹面3种编织筛的气流场及不同区域筛分特点,提出一种正弦曲线编织筛,并与去除尾筛的正弦曲线筛进行性能对比,确定保留尾筛筛分性能更好。以正弦曲线筛筛形系数、入口气流速度、气流方向角为试验因素,以籽粒清洁率和籽粒损失率为评价指标,设计二次正交旋转组合试验,建立了各因素与指标间回归数学模型,运用Design-Expert软件的多目标优化算法进行参数优化。获得参数最优组合为:筛形系数32. 35 mm,入口气流速度13. 73 m/s,气流方向角23. 86°。当玉米脱出物喂入量为5 kg /s,筛面振动频率为5. 15 Hz时,利用高速摄像及室内台架进行了正弦曲线筛工作机理试验和性能对比试验。试验结果表明,正弦曲线筛可实现对杂余的快速推移,并提高籽粒透筛概率。正弦曲线筛清选装置的籽粒清洁率为98. 07%,籽粒损失率为1. 16%,相较平面编织筛清洁率提高2. 45个百分点、损失率降低0. 79个百分点,满足国家筛分质量评价技术规范要求。
基于Porous模型的多旋翼植保无人机下洗气流分布研究

植保无人机进行果树施药时,果树冠层周围及内部的下洗气流时空分布对雾滴的附着和分布有重大影响,为明确无人机下洗气流时空分布规律,针对六旋翼植保无人机,结合RANS方程、RNG k-ε湍流模型、Porous模型、滑移网格技术及SIMPLE算法,建立了六旋翼植保无人机悬停施药下洗气流时空分布的三维CFD模型。数值模拟结果表明:无果树时,旋翼下洗气流近似呈“圆柱形”向下发展,到达地面后形成地面铺展,在旋翼正下方0. 6 ~ 1. 7 m区域内出现速度范围为3. 0 ~ 4. 0 m/s的“Z方向(竖直向下)速度稳定区”;有果树时,冠层对旋翼下洗气流有明显的阻挡作用,不再出现“Z方向速度稳定区”。以本文模拟的3棵果树为例,Ⅰ号果树冠层周围气流从冠层上半部区域开始呈“圆锥形”向下发展,以一倾斜角发展到地面形成小范围地面铺展,地面铺展末端出现近地面卷扬,Ⅱ、 Ⅲ号果树冠层周围气流卷扬严重,在计算区域内无明显地面铺展;旋翼中心正下方Z方向速度最大接近8 m/s,随着冠层压力损失系数的增大,旋翼中心正下方Z方向速度衰减加快,同时旋翼气流向四周产生扩散;计算冠层内部 Z方向最大速度衰减比发现,除Ⅲ号果树冠层下半部,无果树和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号果树冠层内部Z方向最大速度衰减比依次增大。试验表明,无果树时旋翼正下方0. 3、0. 8、1. 3、1. 8 m处和近地面2. 3 m处试验值与模拟值的相对误差分别在10%以内和不大于25%,总体拟合优度0. 984 6,数值模拟准确;试验果树与模拟果树冠层内部的气流速度分布规律具有很好的一致性。
多回流式变量喷药控制系统设计与试验

针对目前大型宽幅喷药机在喷药过程中施药方式不合理、控制方式单一等问题,在3WP-1200型喷杆式宽幅(22 m)喷药机基础上,设计了一种多回流式变量喷药控制系统。该控制系统可根据喷药机行驶速度来调节比例控制阀,通过改变回流口的开口度来改变喷药流量,实现变量喷药。该控制系统分5路控制所有喷头,每一路可单独控制开断,一路或几路断开的同时可打开相对应的回流口,使系统在不改变流量的情况下,其余喷头喷药量不变;多回流式的控制方法使系统压力更稳定,控制精度更高。同时设计了该系统的硬件和软件,并对该控制系统进行了液位标定与喷药精度试验。液位标定试验中,对不同液位对应的药液容积进行了标定,其标定模型决定系数R~2为0. 994;流量控制精度试验中,单个喷头的目标流量与实际流量相差不大,其相对误差不大于4. 1%;喷药量控制试验中,喷药流量可随速度变化而变化,但其设定喷药量与实际喷药量相差不大,相对误差在6%以内,实现了变量喷药,且控制精度较高。
丹参膜上倾斜移栽机构设计与试验

针对丹参膜上倾斜移栽人工作业效率和质量较低、劳动强度较大、现有移栽机不适合丹参膜上倾斜移栽等问题,结合丹参大垄双行覆膜高效生产技术提出的膜上倾斜移栽农艺要求,设计一种基于变形椭圆齿轮-双变速曲柄五杆机构的鸭嘴式丹参膜上倾斜移栽机构。在移栽机构所要求的运动轨迹、栽植器倾斜姿态和设计要求的基础上,分析机构的工作原理并建立机构理论模型。依据数学模型运用Matlab开发出移栽机构人机交互可视化辅助程序,应用该辅助程序研究机构参数对栽植器倾斜角和栽植器端点轨迹的影响规律,通过人机交互的方式得到符合丹参膜上倾斜移栽机构农艺要求的参数组合。根据优化后的参数组合设计样机并进行虚拟仿真和样机田间试验,试验结果表明:变形椭圆齿轮-双变速曲柄五杆式丹参膜上倾斜移栽机构在满足丹参膜上倾斜移栽要求的同时能保证作业质量,移栽机构的立苗角度合格率为90. 7%、漏栽率为2. 7%、株距变异系数为5. 6%、栽植深度合格率为93. 7%。
深松灭茬旋耕起垄联合作业机设计与试验

针对辽宁省西部褐土区常年降水量低,蒸发量较大,土壤干旱严重,严重影响作物产量问题,设计了1MXQ-4型灭茬旋耕起垄联合作业机,主要由深松装置、灭茬旋耕装置、起垄装置和镇压装置等组成。机具可一次完成深松、灭茬、旋耕、培垄和镇压等多项联合作业,实现垄沟垄台互换功能。通过对其关键部件灭茬旋耕装置的动力学分析确定了灭茬装置回转半径R为300 mm,入土深度H为8 cm,最小转速n为210 r /min。按犁体曲面的几何元线法设计原理,元线角θ按抛物线规律变化,绘制起垄铲工作曲面,确定起垄装置结构参数。通过土槽模拟土粒运动轨迹的木块试验,得出曲面楔子型培土器工作性能优于平面楔子型培土器,实现了垄台垄沟互换功能。通过三因素五水平试验,得出各因素对试验指标起垄最大高度影响主次顺序为机具前进速度、工作深度、秸秆覆盖量;各因素对工作阻力影响的主次顺序为秸秆覆盖量、工作深度、机具前进速度。利用Design-Expert软件对机具工作参数求解和实际工作验证得到最佳作业参数:机具前进速度为6 km/h,工作深度为22. 2 cm,起垄最大高度为24. 05 cm,工作阻力为12. 08 kN。满足了辽宁省西部褐土区所需的垄台垄沟互换耕作的土壤合理耕层构建技术指标要求。
全膜双垄沟覆膜土壤离散元接触参数仿真标定

为进一步提升基于离散元法对全膜双垄沟机械化覆土作业过程研究的准确性,结合EDEM软件进行覆膜土壤摩擦角(土壤休止角及其与钢滑动摩擦角)离散元仿真试验。通过三因素三水平正交组合试验,得出各接触参数对土壤休止角、土壤与钢滑动摩擦角的影响显著性顺序。分别建立了各关键接触参数与土壤休止角、土壤与钢滑动摩擦角的二次多项式回归模型,以自制试验装置测定结果作为优化的目标值,获得全膜双垄沟覆膜土壤离散元最优接触参数组合为:土壤与土壤静摩擦因数0. 68、土壤与土壤滚动摩擦因数0. 27、土壤与土壤恢复系数0. 21、土壤与钢静摩擦因数0. 31、土壤与钢滚动摩擦因数0. 13和土壤与钢恢复系数0. 54。为验证所标定全膜双垄沟覆膜土壤接触参数的可靠性,对模拟仿真与实际试验的土壤休止角、土壤与钢滑动摩擦角进行了对比分析,两者相对误差分别为2. 6%和3. 1%;同时应用离散元法进行全膜双垄沟覆土装置在覆膜土壤颗粒最优标定参数组合设置下的种床覆土过程仿真模拟,通过与实际作业效果对比,仿真结果与田间试验工况基本一致,验证了仿真试验与建立回归模型的有效性。
区域经济弹性视角下辽宁老工业基地经济振兴过程分析

区域经济弹性概念对分析老工业基地演变过程有独特的理论价值。依据经济增速划分1990~2015年辽宁老工业基地经济周期,通过构建反事实函数测度不同阶段城市和分产业经济抵抗力和恢复力,揭示了区域经济弹性的演化特征,反映了辽宁老工业基地经济振兴过程,结果发现:同一经济周期中抵抗力和恢复力之间存在负相关关系,抵抗力低受冲击影响严重的城市在随后的经济振兴过程中经济恢复发展好,存在“创造性破坏”过程;区域经济弹性是一个不断演化的过程,区域对冲击的抵抗力水平受前一经济周期恢复力的影响,区域经济弹性在引起区域应对冲击能力的变化同时其自身也因此而发生改变;辽宁老工业基地的经济振兴经历了衰退-恢复-下滑的波动历程,呈现倒“N”型,其面对冲击扰动的抵抗力较低,第二产业更易受到冲击影响,第三产业抵抗力相对较高,老工业基地长期存在路径依赖、制度锁定现象,结构性体制性问题严重,突破能力弱,过度依赖传统重化工业,新兴产业发展缓慢,现代服务业发展严重滞后。针对老工业基地演变过程的规律特征,提出了辽宁老工业基地经济振兴的对策建议。
中国旅游城市生态安全系统评估与类型划分研究——基于节点权重约束网络DEA模型

采用DPSIR概念模型作为旅游生态安全系统的基本形态,引入网络DEA模型测度系统运行效率,从“投入-产出”的研究视角探究旅游生态安全系统内部作用机理。采用结构方程模型对网络DEA模型的结构及权重加以限制,构建具有节点权重约束的网络DEA评价模型,对主要旅游城市生态安全系统实例进行实证研究。研究结果认为:将生态安全系统分为自然运行阶段、管理反馈阶段2阶段进行效率评价,加权综合得出各旅游城市生态安全系统的综合评价值,以此为依据将样本城市划分为按系统效率的评价结果将其分划为绿色发展型、稳步发展型、高效发展型、双向提升型和管理能力缺失型,针对各类型旅游城生态安全系统特点提出改善其生态安全系统状况的建议。
微创埋线后PGLA线体对正常人体三阴交穴刺激效应的时效性观察

目的:探讨聚乙交酯-丙交酯(PGLA)线体对正常人体经穴刺激效应存在的客观性及时效性,为临床使用PGLA线体行微创埋线及其合理间隔周期提供理论依据。方法:应用医学影像学磁共振成像(MRI)技术采集8例正常人体左侧三阴交穴局部埋线前、后多个时间点T2加权成像(T2WI)压脂及T2图(T2-Mapping)8回波系列图像,所得T2-Mapping 8回波序列图像利用相关软件生成T2-Mapping图后测量埋线局部T2值,分析PGLA线体微创埋线前、后三阴交穴局部T2WI压脂像信号强度及T2值随时间变化的特点。结果:1)埋线前T2WI压脂像上未见异常信号,埋线后各时间点T2WI压脂像上均见到局部高信号,其中埋线后8h、埋线后第3天、埋线后第7天局部信号强度之间无明显差异,埋线后第10天局部信号强度较前减弱,埋线后第14天局部信号强度较前明显减弱。2)与埋线前比较,埋线后各时间点T2值均显著升高(P<0.01);埋线后1周内各时间点T2值之间比较:埋线后8h、埋线后第3天、埋线后第7天之间差异无统计学意义(P>0.05);埋线1周后各时间点T2值之间比较:埋线后第10天与埋线后第7天相比T2值有所下降但差异无统计学意义(P>0.05),埋线后第14天(2周)与埋线后第7天(1周)相比T2值明显下降(P<0.01)。结论:PGLA线体对正常人体经穴局部的刺激效应客观存在且具有一定时效性,其有效刺激时间在14d左右,临床使用同规格型号的PGLA线体施行微创埋线时合理的埋植间隔周期应在14d左右。
农业干旱灾害风险模糊集对评价法及其应用

开展农业干旱灾害风险评估,有利于定量认识农业旱灾和科学指导防旱抗旱工作。基于集对分析原理和模糊理论建立的模糊集对评价法,兼顾了信息的多尺度特征和评价等级的模糊性,概念清晰,计算简洁。构建了由旱灾危险性子系统、旱灾暴露性子系统、灾损敏感性子系统和抗旱能力子系统组成的干旱灾害风险评估体系和评价指标。将模糊集对评价法应用于2012年安徽省亳州市农业干旱灾害风险评估,研究结果表明,建议方法是可靠的,为农业干旱灾害风险评估提供了一种新途径。