mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
基于卷积神经网络的逐时降水预报订正方法研究

应用2017-2018年5-9月福建省观测资料对华南区域中尺度模式(GTRAMS-3 km-RUC)预报进行站点检验,建立和训练基于卷积神经网络的逐时降水分级订正模型,并与频率匹配法进行2017-2018年测试集的对比试验和2019年数据集的模拟业务检验,探讨了试验过程中遇到的样本不均衡、特征变量选取以及模型过拟合问题。结果表明:模式对于15 mm·h~(-1)以上降水的预报能力弱,各订正方法对原始预报均有不同程度的改进作用。从评估指标来看,基于卷积神经网络的订正方法比频率匹配法表现出优势,其中相关系数判别方案下的网络模型对强降水预报的订正效果显著优于其他方法;在输入特征变量选取方面,应用主成分分析方案的模型训练收敛速度比相关系数判别方案更快,最佳训练期有所提前,但也更早进入严重的过拟合状态,而相关系数判别方案能够使网络模型的训练拥有更长的提升期以达到更具"潜力"的状态;基于卷积神经网络的订正方法对减少分类降水预报的漏报率、晴雨和弱降水预报的空报率具有显著作用,其优化程度明显超过频率匹配法。
特低渗透—致密砂岩成岩作用特征及其差异性分析——以鄂尔多斯盆地陇东地区延长组为例

根据大量岩石薄片观察、扫描电镜和X-衍射分析,研究陇东地区典型区块三叠系延长组长6—长8段特低渗透—致密砂岩的岩石学特征、孔隙成因等,探讨成岩作用类型及主要控制因素,剖析延长组长6与长8成岩作用的差异性。研究表明:该区砂岩经历的成岩作用主要有压实作用、胶结作用、溶解作用等,建立了三角洲和重力流成岩演化模式序列,研究区目前处于中成岩A-B期;并从储层形成的物源、沉积环境、古气候等方面的差异性,探讨了华庆区块长63和马岭区块长81成岩作用差异性的成因。由于长6较长8粒度细、杂基含量较高,其压实作用强,原生粒间孔保存较少,早期绿泥石膜胶结不发育,含铁碳酸盐胶结物及自生伊利石含量高,砂岩储层物性较差。
川南地区渐变型盆—山边界条件下龙马溪组页岩气(藏)富集主控因素:构造—沉积分异与差异性演化

川南地区龙马溪组全面进入3 500 m以浅的页岩气开发、上产关键阶段。油气地质学界长期以来针对页岩岩相、岩石学与孔隙特征等储层静态参数的重视以及对龙一11小层的单一层系开发的局限,对川南地区龙马溪组页岩气整体产能的提高产生了一定制约。回归基础地质本质,采用地质—地球化学综合研究思路,以构造控制下的沉积分异格局为框架,补充完善川南地区笔石生物地层划分体系;依靠多期节理构造与古应力反演等构造解析方法,建立川南渐变型盆—山边界条件下龙马溪组多期构造演化与流体温压模型,明确川南地区复杂构造背景下页岩气差异富集机理。奥陶纪—志留纪之交的“三隆一坳”古构造—沉积分异,控制了川南地区五峰组—龙马溪组优质页岩渐进式发育与分布。在川南—大娄山渐变型盆山结构边界条件下,晚白垩世以来所经历的4期不同应力场构造变形事件,使威远、泸州—大足与长宁—宁西地区五峰组—龙马溪组具有差异性构造变形—抬升剥蚀与演化特征。差异性的埋深—隆升过程,对受埋深与构造热事件控制的页岩有机地球化学特征及流体充注体系产生重要影响。构造—沉积分异、盆山建造与热演化过程,最终控制川南地区五峰组—龙马溪组早期有限聚集—中期相对富集—晚期调整改造的页岩气成藏演化过程。
页岩岩相类型对裂缝形成及演化的影响研究——以黔西北地区龙马溪组为例

沉积环境的变迁导致岩相的递变,进而控制着裂缝的形成和演化,揭示不同页岩岩相中裂缝的发育规律及有关机制,对于“甜点”层的脆性精细评价具有重要的工程意义。以黔西北地区龙马溪组页岩为例,通过X-射线衍射实验、偏光显微镜、岩石力学实验以及有限元数值模拟,对不同岩相类型进行了划分,深入探讨了不同页岩岩相类型岩石的力学性质以及破坏模式,最后再现了两种不同岩相叠置的地质体模型中裂缝的形成和演化的动态可视化过程。结果表明:龙马溪组富有机质页岩层段主要发育硅质页岩、钙质硅质混合页岩以及粘土质硅质混合页岩等3种岩相类型;硅质页岩具有较高的应力跌落速率和弹性能量转化效率,裂缝拓展能力较强,岩石整体具有较强的脆性,纵向和横向裂缝均有发育且相互之间发生交会和联结,而钙质硅质混合页岩裂缝拓展能力次之,最弱者为粘土质硅质混合页岩;粘土质硅质混合页岩夹层对孔隙水压力和主应力的传播有较强的应力屏障效应,裂缝跨层传播能力随应力的急剧下降而受到削弱,钙质硅质页岩应力屏障效应较弱,裂缝具有较强的跨层传播能力。这些研究成果对“甜点”层优选、水平井地质导向以及压裂施工参数的调整等具有较好的参考价值。
江淮地区稻–麦周年产量差及其与资源利用关系

江淮地区是我国水稻和小麦重要的生产基地,明确该地区不同产量水平之间的差异特征及形成机制,探索区域粮食生产的限制因子,可为缩减江淮地区周年产量差的技术途径提供科学依据和参考。本研究以稻–麦周年生产体系为研究对象,定量分析不同产量水平田块之间的产量差与气候影响因素。结果表明,江淮地区水稻、小麦及周年农户水平与试验水平和高产纪录间存在显著的产量差,分别为3315.9、1537.5、4645.6 kg hm~(–2)和7498.6、3977.9、 9840.9 kg hm~(–2)。水稻、小麦及周年农户水平较试验水平还有46.2%、29.7%和37.3%的增产潜力,较高产纪录还有104.5%、77.0%和79.0%的增产潜力。每穗粒数是造成水稻产量差的主要因子,穗数和每穗粒数是造成小麦产量差的主要因子。与农户水平相比,水稻试验水平和高产纪录的穗粒数分别增加30.4%和116.1%;小麦试验水平和高产纪录的穗数和每穗粒数平均分别增加40.9%、70.0%和21.8%、19.6%。缩小产量差水稻主要依赖于增加每穗粒数,小麦靠穗数和每穗粒数的协同提高。生育期累积辐射和积温较低是导致水稻产量差异的主要气候因素,而生育期降雨过多是导致小麦产量差异的主要气候因素。根据研究提出了“强稻稳麦”是提升江淮地区周年粮食生产的有效途径。
塔里木盆地巴楚隆起北缘的吐木休克断裂与巴东断裂

吐木休克断裂位于塔里木盆地西部,巴楚隆起和阿瓦提凹陷之间,是一条大型基底卷入型冲断构造。走向NW-SE,呈弧形向NEE凸出;倾向巴楚隆起。根据构造变形特征,断裂自NW向SE可以划分为4段。Ⅰ和Ⅲ段为简单基底卷入型冲断构造段;Ⅱ段发育背冲断层,与主干断层呈“y”字型剖面组合关系;Ⅳ段为基底卷入型楔状构造,主冲断层顶部出现一条向巴楚隆起逆冲的反冲断层。断裂上盘发育背斜,下盘有明显的“牵引构造”,显示吐木休克断裂可能是由吐木休克背斜北翼突破形成的,是一条褶皱相关断层。吐木休克断裂形成于中新世晚期至上新世初,持续演化至第四纪。断裂带上发育的上新世末—第四纪初正断层代表印度—亚洲碰撞脉动式远程效应的一个构造间歇期。吐木休克断裂东侧的巴东断裂是巴楚隆起与塔中隆起的过渡构造带,雏形形成于奥陶纪晚期—志留纪,晚新生代复活。
生物炭的结构及其理化特性研究回顾与展望

作为新兴技术,生物炭技术及其应用在近年发展迅速,但由于来源、材质、炭化工艺等存在较大差异,导致生物炭特性及应用效果千差万别,研究结果难以比对甚至相悖,在一定程度上阻碍了生物炭研究与应用的发展。为此,本文从制约生物炭功效发挥的关键因素,即生物炭的结构及理化特性入手,系统梳理了近年有关生物炭的定义、形成、结构、元素及其主要理化特性和调控技术等方面的研究进展,总结分析了生物炭结构及其理化特性的共性、差异性特征及规律,厘清了有关生物炭特性及功能的基本观点、现状和共识。认为,生物炭的结构及其理化特性是影响生物炭作用、功能及效果的最主要因素,决定了生物炭的应用领域、范围、量级、目标和方向,采用改性或优化调控技术是发挥生物炭功效优势、潜力与价值的关键。并从资源与环境的“循环、可持续”发展角度,结合生物炭研究与应用实际,探讨了未来有关生物炭理化特性研究的基本原则和方向,旨在为生物炭基础科学研究与应用技术发展提供基础和参考。
基于参数分级优化的水文气象耦合预报研究

针对中小流域洪水损失严重,加之气象水文资料短缺、预报模型参数不稳定、预报精度面临挑战等问题,提出将基于降雨时程分配指标(最大降雨强度和分配方差)的参数分级优化方法融合到水文模型中,同时引入气候再分析数据和集合预报产品,对广西驮英水库上游洪水进行预报研究,并利用灰色关联分析法进行洪水的敏感性分析.结果表明,基于最大降雨强度及降雨方差的参数分级优化方法显著提高了洪水预报精度,其中平均百分比误差为13.09%,纳什系数为0.86;利用分位数映射法订正的ERA5-Land再分析降雨数据和驮英水文站相应时间的实测流量分别对驮英水文站的实测降雨过程进行强度和分布的校正,为模型的率定和验证提供更为精确的降雨数据;利用TS评分、Brier评分、Brier技巧评分方法评估集合预报产品在不同降雨等级的平均预报性能和不同预报时效范围内的预报表现,通过对比分析,选取最佳数据集进行水库的短期洪水预报,从模型输入角度进一步减小洪水预报的不确定性.对资料短缺地区,以上两种数据产品为洪水预报提供了较为可靠的气象数据来源;洪水量级对累积降雨量的敏感性最为显著,洪峰流量、水位与累积降雨量间的经验公式均可用不同形式的幂律关系表示.以上方法对其他类似的中小流域洪水预报具有很好的借鉴作用.
一种描述强对流三维流场的非刚性曲面匹配方法

强对流天气是由空气的剧烈垂直运动导致的,以上升气流和下沉气流为主,它突发性强、破坏力大,对国民经济与民众安全有重大危害,一直是天气预报与分析中的难点和重点.如果可以简捷地描述出包含上升气流和下沉气流的三维流场,将有助于强对流天气的分析.本文基于多普勒天气雷达反射率因子数据,在单体分割后通过双线性插值法获得三维格点插值点云,假设相邻体扫时刻同一数据点的反射率因子基本不变,设定反射率因子阈值,对相邻体扫时刻下反射率因子大于等于阈值的点云通过Marching Cubes方法构建三维曲面.然后,对于这对曲面设计出一种非刚性的曲面匹配方法来描述强对流天气的三维流场:设计包含曲面法向量和曲率信息的曲面各点形态特征向量,进行匹配区域限制,设置附加条件解决一点对多点匹配的不确定性问题.通过该曲面匹配方法获得三维流场中各数据点的位移向量,从而近似描述出强对流天气的三维流场.最后,通过由各种三维空间变换得到的模拟曲面数据进行曲面匹配方法的效果测试,综合平均匹配正确率达到87.0%.
硅烷添加剂在锂离子电池电解液中的应用

硅烷添加剂因具有高热稳定性、低可燃性、无毒性、高电导率和高分解电压等优点,近年来成为了锂离子电池电解液新型添加剂的研究热点。本文重点介绍了在硅烷电解液添加剂中Si-O结构、Si-N结构所发挥的作用以及机理,最后对硅烷添加剂的进一步研究趋势和应用前景进行了展望。
固体氧化物燃料电池阳极的硫毒化与再生活化

固体氧化物燃料电池(SOFC)的阳极在使用含硫廉价燃料时极易发生硫中毒现象,导致电池性能迅速衰退。本综述在介绍SOFC电极反应机制的基础上,结合近些年的文献,对不同材料的阳极硫中毒现象进行了汇总,分析了阳极硫毒化和活化规律,深入探究了硫中毒物理与化学机制,总结了硫中毒阳极的再生及活化新方法,并分析了相关再生机制。
固体氧化物燃料电池双钙钛矿阴极材料PrBaCo_2O_(5+δ)的掺杂改性

固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种清洁、高效的能量转换装置,其性能受制于阴极的氧还原反应,钴基双钙钛矿氧化物PrBaCo_2O_(5+δ)具有较高的氧表面交换系数和体扩散系数,是近年来备受重视的阴极催化材料。然而,PrBaCo_2O_(5+δ)在SOFC中的应用受到热膨胀匹配性差等的制约,为此,大量的工作研究了PrBaCo_2O_(5+δ)的掺杂改性。本文综述了各种掺杂研究,按照掺杂位置分别总结了Pr位、Ba位、Co位和O位的掺杂元素和掺杂量,结合钙钛矿的容忍因子,讨论了掺杂对PrBaCo_2O_(5+δ)性能的影响,包括晶体结构、氧的非化学计量δ、电导率、热膨胀系数、氧传输性能和电化学性能等。
质子导体基固体氧化物燃料电池的新认识

质子导体基固体氧化物燃料电池(P-SOFC/PCFC)是建立在质子传导机制上的全固态、绿色、经济的发电装置。鉴于目前固体氧化物燃料电池(SOFC)的低温化发展趋势,本综述系统分析了PCFC内部的质子传导机制,总结了目前常见的PCFC电解质和电极材料,探讨了PCFC内部质子传导通道的高效构建问题。在材料研究方面,重点分析了各类PCFC材料的设计理念和目前仍存在的问题。针对PCFC的未来发展趋势,指出开发新型的质子导体电解质和电极材料仍然是目前这一领域亟需进行的工作。
液态金属阳极固体氧化物燃料电池中的电解质腐蚀

近年来,由于具有极高的理论转化效率,液态金属阳极直接碳固体氧化物燃料电池受到关注;然而,液态金属电极对电解质的腐蚀是降低其性能和限制其寿命的关键因素之一。本文综述了液态金属和氧化物,主要是液态锑(Sb)和氧化锑(Sb_2O_3),对固体氧化物燃料电池常用ZrO_2和CeO_2基电解质的化学和电化学腐蚀研究成果,并讨论了减缓腐蚀程度的途径与可能性。
用于混合一价盐分离的纳滤膜的制备及性能研究

针对有机颜料废水中单价相似离子(例如CH_3COO-和Cl~-)分离难的问题,以表面活化能与脱水现象协同作用的分离机制为指导,在界面聚合中加入3,5-二氨基苯甲酸(DMA)来调控孔径、电性等性质,制备对醋酸根和氯离子具有高选择性的复合纳滤膜。XPS结果表明DMA参与界面聚合反应,形成疏松选择层;Zeta电位表明膜表面负电性增强。通过pH、操作压力等条件优化,得出0.6%(质量)DMA-TFC膜性能最佳,水通量较未改性复合膜提高44%,对于醋酸钠与硫酸钠的分离比达到15.0。本工作为相似离子分离纳滤膜的设计与制备提供了理论和实践基础,在颜料废水等水处理、物料分离等领域展现了良好的应用前景。
硼高效掺杂LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2正极材料及其性能提升机制

高键能异质原子的高效掺杂是稳定高电压LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2(NCM)三元正极材料并提升其电化学性能的有效策略。借助含硼前体在二次颗粒表面富集及随后高温煅烧强化B3+体相扩散的策略,构建了硼离子高效掺杂NCM正极材料(NCM-B)。引入B-O键(键能:809 kJ·mol~(-1))抑制了电化学反应过程中晶格氧析出,进而稳定材料的氧离子框架;此外,表面残余的高锂离子导体Li2O-B_2O_3包覆层可以在一定程度上稳定电极-电解液界面。与改性前NCM相比,改性后的NCM-B正极材料在3.0~4.5 V电压区间的可逆比电容量可以达到193.7 mA·h·g~(-1),在10 C大功率下,比电容量仍保持120 mA·h·g~(-1)(NCM仅为78.2 mA·h·g~(-1))。1 C下连续循环100圈后,比电容量保持率从73%提升到90%。表面富集和扩散强化的思想也有望实现其他正极材料的高效掺杂。
形状记忆合金弹热制冷效应的研究现状

弹热制冷效应是利用固-固相变潜热的交替吸收和释放,实现制冷,具有能效高、温变较大和无制冷剂等特点,是非气-液压缩制冷首选技术。与磁热和电热制冷相比,弹热制冷具有成本低、制冷幅度大及效能高等优点。弹热效应所采用的材料主要为形状记忆合金,也成为该类合金近十来年的研究热点。本文概述了弹热效应的制冷机理及测量方法,归纳总结了Ti-Ni基、铜基、铁基以及Heusler型形状记忆合金体系作为弹热制冷材料的研究现状、潜力及尚存在的问题,并对形状记忆合金弹热制冷材料的应用进行了展望。
基于热力学和动力学协同的析出相模拟

析出强化是提升金属材料力学性能的重要手段,研究其涉及的析出相形成过程及机理对于理性控制强化效果,意义重大。本文立足于对相变热力学和动力学协同变化的处理,简要综述了基于CALPHAD计算热力学的介观尺度析出相模拟方法(包括DICTRA模拟、Kampmann-Wagner数值模型、Svoboda-Fischer-Fratzl-Kozeschnik模型、扩散场胞法)和从第一性原理计算出发的多尺度方法(包括相场法和基于Fokker-Planck方程的多尺度组织模拟)。基于此,对金属材料热处理过程中析出相形成机理模拟研究的现状与发展前景做了探讨。
川东盆缘带龙马溪组关键保存要素对页岩气富集的控制作用

川东盆缘带是南方地区龙马溪组页岩气勘探的重点地区,已经在涪陵地区建成我国第一个页岩气大气田。研究区页岩气原始地质条件优越,但由于后期构造改造强烈,保存条件十分复杂,直接影响到页岩气的富集程度,除涪陵地区外的其他地区尚未取得产能建设的重大突破。笔者等利用钻井、野外、测井、地震及分析测试资料分析了研究区构造及演化特征、抬升剥蚀、构造样式、断裂、裂缝等对页岩气富集的影响,结合区域间接盖层、直接盖层及底板条件、地层压力、含气量、测试产量等对研究区的保存条件及判别指标进行了分析,研究认为具有正向构造背景、地层宽缓t、埋深适中及抬升剥蚀时间较晚的地区有利于页岩气的富集;断层不发育或断层封堵性好、距剥蚀区或控盆断裂越远越有利于页岩气的保存;区域性间接盖层特别是膏盐岩盖层的发育、良好的直接盖层和底板条件是页岩气能够保存的重要因素;盆内地层压力系数高,平均在1.5以上,保存条件好,页岩气富集程度高,向盆缘、盆外地区地层压力系数变低,保存条件变差,不利于页岩气的富集。综合评价川东盆缘带靠近盆内一侧为Ⅰ类保存有利区,盆内高陡背斜、盆缘斜坡及盆外残留向斜区为Ⅱ类保存有利区,盆外向斜与背斜间的区域为Ⅲ类保存有利区。
异步电动机幅相运动方程模型及动态过程机理分析

电力系统负荷中,感应电动机负荷占有很高的比例,其快速动态响应特性对系统暂态电压稳定性具有重要影响,所以分析异步电动机动态特性的物理本质对于研究电压稳定的机理至关重要。应用最为广泛的异步电动机模型是基于其状态量之间的数学关系建立的,但是因为异步机本身存在的高维、非线性以及强耦合的特征,该模型无法体现异步电动机状态变化的物理机理。该文以功率的供需平衡关系为基础,以异步电动机电磁感应作用产生的内电势旋转矢量为研究对象,建立机电时间尺度下异步电动机的幅相运动模型。基于该模型得到异步电动机电压动态和转子动态以功率作为纽带存在的闭环相互约束关系,通过分析不同扰动对于该闭环约束关系的影响从而对不同情况下并网运行的异步电动机动态过程进行研究。并以幅相运动思想为基础,通过分析异步电动机自身状态变化和与外部网络之间相互作用及两者之间的耦合关系,对动态行为的物理本质进行解释,从而阐释电压稳定的机理。最后运用时域仿真证明分析结果的正确性。
双有源桥式直流变压器发展与应用

直流变压器是实现新能源高效、经济的大规模汇集和构建直流输配电一体化网络的关键设备。文中对双有源桥式直流变压器关键技术发展和应用进行介绍和展望。首先,通过梳理直流变压器的典型应用场景,对不同场景下的应用特点进行概述。在此基础上,针对中高压直流输配电应用场景,从核心电路、典型结构、运行控制、工程化设计、实现和应用等多个方面对直流变压器的分析、设计和实用化方案进行介绍和讨论。最后,对直流变压器的未来发展方向进行展望。随着新能源和直流输配电系统迅速发展,直流变压器的大规模推广应用值得期待。
备用市场机制研究与实践综述

随着电力系统中风电、光伏发电等可再生能源的比例不断增加,用以保证电力系统安全可靠运行的备用服务在技术上与经济性上的重要性不断凸显。特别地,备用市场与电能量市场耦合密切,关于备用市场的研究无论是对于我国现行电力现货市场的建设还是未来辅助服务市场体系的完善都具有重要意义。文章调研了国际上实际运行区域电力市场对备用的分类,从电能量与备用的优化协调机制、备用需求确定方法、备用可调用性与备用分区问题等角度对当前主要的研究成果进行了综述,总结了当前研究的未尽之处,同时对未来的研究方向进行了展望,为我国备用市场的建设提供了建议。
应用于海上风电接入的VSC-HVDC系统主网侧交流故障穿越的新型直流耗能装置拓扑

直流耗能装置用于海上风电系统主网侧交流故障时吸收风场注入的盈余功率。该文将现有直流耗能装置拓扑归纳为集中式和分布式电阻技术路线,并总结其电路结构、工作机理和控制策略。在此基础上,提出一种混合式耗能装置拓扑,它将2种现存的主流拓扑结合,兼具二者优点却避免了各自的缺点。新拓扑具有功率控制精度高、系统扰动小、子模块内部集成电阻功率低和开关器件损耗小等优点。其具有良好的EMI特性,并且子模块内分布式电阻的功耗降低了75%。最后,通过PSCAD/EMTDC仿真对比和RT-LAB实验证明了上述内容的正确性,同时也验证了所提控制策略的有效性。
含硅氧结构聚酰亚胺薄膜的高频沿面放电特性

用于高频电力变压器匝间绝缘的聚酰亚胺,因沿面放电而易发生绝缘失效,利用硅氧结构进行改性是有效的解决方法。该文研究高频电应力下含硅氧结构聚酰亚胺薄膜的沿面放电特性,通过向聚酰亚胺中引入5%等效摩尔含量的纳米SiO_2粒子(SiO_2-PI)和二硅氧烷GAPD(GAPD-PI),与纯聚酰亚胺(PI)一起进行沿面绝缘强度和全寿命沿面放电特性测试,并结合电阻率、紫外-可见光谱、SEM等测试技术开展比较分析。结果表明:在针-板电极的高频沿面放电中,电晕易向前发展,闪络破坏性更大,正半周比负半周放电更为剧烈,极性反转处放电强度大。放电幅值先出现波动而后到达峰值,单位时间内放电次数持续上升,密集放电比重逐渐增加。含硅氧结构改性聚酰亚胺的沿面绝缘强度均有所提升,其中GAPD-PI更好。SiO_2-PI前期的放电幅值与次数与PI相近,密集放电多于PI,但PI发展迅速,后期放电的剧烈程度超过SiO_2-PI。进一步研究给出材料改性对高频沿面放电特性的影响机制:放电前期,电阻率影响较大,大电阻率会抑制沿面放电发展;放电中后期,陷阱密度、深度的增加导致放电剧烈程度增加,此时光能影响较大,吸收光能一方面使材料电荷转移络合作用增强,另一方面减轻了光能对放电的促进作用。同时,材料化学结构也对沿面放电特性产生较大影响。
考虑负荷特性互补的综合能源系统站网协同规划

针对现有综合能源系统规划研究中缺乏科学有效的站址优化方法,且在能源站供能范围划分过程中未能考虑负荷特性的问题,提出一种考虑负荷特性互补的能源站网协同规划方法。首先,基于综合能源系统站网规划间的相互作用分析,提出能源站布点、供能范围划分及管网布局交替优化思路;其次,基于能源站供能半径范围,提出新建能源站数量确定方法,并结合蜂窝网络拓扑特征,提出初始站址确定方法;进而,考虑负荷特性互补,提出了综合能源站供能范围划分评价指标及划分方法;再次,针对道路上的管网布局问题,提出基于Kruskal算法的管网优化方法,结合线性优化模型实现负荷与道路管网接入方向的优化;继而,提出了负荷等效能矩计算方法及基于等效能矩的站址优化方法;最后,通过算例验证所提方法的合理性和有效性。
基于最大信息系数相关性分析和改进多层级门控LSTM的短期电价预测方法

为准确预测电力市场中的短期电价,将最大信息系数(maximal information coefficient,MIC)相关性分析与改进多层级门控长短期记忆网络(multi-hierachy gated long shortterm memory,MHG-LSTM)相结合,提出一种新型短期电价预测方法。该方法首先对备选序列与预测电价序列做MIC相关性分析,在此基础上筛选备选序列并经小波变换合成神经网络输入序列,有效增加了输入中与预测电价相关的信息密度;其次,对传统LSTM进行创新性改进,提出用两级遗忘门和输入门替换传统的一级门控机构的MHG-LSTM模型,提高了神经网络选择和提取高频电价序列特征的能力。在PJM市场日前电价数据集上对所提方法进行仿真实验,实验结果表明,该方法的预测误差仅为4.506%,相比已有预测方法有效提升了短期电价的预测精度,且具有很强的普适性,可应用于电力市场短期电价预测,为市场参与者和监管机构提供有力决策依据。
高压直流GIL盆式绝缘子非线性电导参数优化

直流气体绝缘输电管道(direct current gas insulated lines,DC-GIL)电场分布受温度梯度、运行电压、金属微粒等诸多因素影响,具有非常大的不确定性,给绝缘设计和运行稳定性带来挑战。非线性电导材料能够自适应地调控直流设备电场分布,有望突破DC-GIL绝缘子设计瓶颈。为了兼顾电场调节作用和损耗特性,建立100 kV直流GIL仿真模型,对比研究运行工况下传统绝缘子、表层电导非线性(surface nonlinear conductivity,SNC)绝缘子和体电导非线性(bulk nonlinear conductivity,BNC)绝缘子的电场分布及损耗功率。通过分析非线性电导(nonlinear conductivity,NC)参数对气固沿面电场调控作用和损耗特性的影响规律,发现SNC绝缘子的电场畸变率先随着欧姆区电导率和非线性系数的增大而快速下降,而后趋于平稳。理想情况下,SNC绝缘子的NC参数应处于电场调节作用的“饱和临界线”,且欧姆区电导率最低。而BNC绝缘子的电场调节作用仅依赖于非线性系数,降低欧姆区电导率可降低绝缘子功率损耗。缩比绝缘子实验结果证实了SNC绝缘子非线性参数直接影响DC-GIL沿面闪络电压。
数据驱动的电力系统运行方式分析

随着电网中高比例可再生能源及电力电子设备渗透率的提高,电力系统的运行形态将发生深刻变化,基于经验选择的电力系统方式分析,越来越难以应对电力系统运行、规划、保护和稳定分析的要求。为此,该文基于电力系统时序运行模拟数据,提出了数据驱动的电力系统运行方式及其形态变化分析方法。该方法首先对高维运行模拟数据进行预处理,通过聚类和紧密度指标饱和点分别辨识典型运行模式及其数量,利用t-SNE降维算法提取主要特征并可视化运行方式的时空变化规律;接着,从定量的角度,提出了描述电力系统运行方式分散性、季节一致性、时序多变性的评估指标。最后,以甘肃电网实际算例系统分析了高比例可再生能源对电力系统运行方式的影响,验证了文中数据驱动方法的有效性。实验结果表明,电力系统运行方式的分散性及典型运行方式的数量会随着可再生能源渗透率的上升而迅速增加。此外,电力系统运行方式与季节的耦合性逐渐减弱。
中国特色能源互联网三网融合及其“自-互-群”协同管控技术框架

从当代中国基本国情出发,以终端用能侧作为切入点,以互联、感知、优化、调控、共享为重点,力图构建开放共享的综合能源系统。该文首先分析了中国能源互联网的基本特点,设计了中国特色能源互联网的“三网一体”网络结构,然后从分布式的技术角度与自-互-群的能源角度分析了支撑中国特色能源互联网的重要技术手段。由“群”层级构建能源价值网络,构建能源交易平台,为“互”层级提供价格区间;“互”层级通过多主体博弈生成出清价格、以微增率的一致指导终端进行分布式优化、以分布式协同控制实现系统状态量一致。最终“自”层级基于能量枢纽,实现内部能量优化。至此,共同构成自上而下的一体化优化策略,实现中国特色能源互联网的经济、安全、高效运行。
基于纳什谈判理论的风-光-氢多主体能源系统合作运行方法

以可再生能源制氢为特征的能源系统将是今后能源互联网建设的重要方向之一。该文针对风-光-氢多主体能源系统的合作运行展开研究。首先,考虑主体间的电能交易建立各主体的优化运行模型,然后基于纳什谈判理论建立风-光-氢多主体合作运行模型,接着将其等效为联盟效益最大化和电能交易支付谈判两个子问题。为保护各主体隐私,运用交替方向乘子法提出上述两个子问题的分布式求解方法。最后通过算例验证所提合作运行模型以及分布式算法的有效性。仿真结果表明通过风-光-氢多主体的合作运行,可以较大幅度提高各主体的运行效益以及合作联盟的整体效益。此外,风光发电上网电价的降低,将促进风-光-氢多主体展开合作,以提升各自运行效益。
弱电网下基于锁相控制并网变换器小扰动同步稳定分析

该文对弱电网下基于锁相控制并网变换器的小扰动同步稳定问题进行研究。首先,以机理化揭示并网变换器同步特性为目标,通过将其和传统同步机的同步动态进行类比等效,建立适用于并网变换器同步稳定分析的类Heffron- Phillips动力学模型。进而借鉴传统电力系统低频振荡分析思路,采用复转矩系统法分析思想,将锁相环主导的同步振荡模式阻尼分为两部分:锁相环自身固有阻尼分量和弱电网下复杂控制耦合引入的附加阻尼分量,进而从阻尼特性的角度揭示弱电网下并网变换器同步稳定机理,并从影响固有或附加阻尼分量的角度,研究电网阻抗、控制器参数等因素对小扰动同步稳定性的影响。该文研究结果清晰揭示了弱电网下并网变换器同步失稳机理,并为后续同步稳定控制指明了思路。
提升纳米复合电介质击穿强度的理论与方法

聚合物复合电介质材料在电工领域有着广泛的应用。在电力设备运行过程中,电介质材料在温度、电(磁)场、机械力以及环境的作用下会发生击穿现象,造成电力设备失效以及由此引起的损失。因此,提升复合电介质的击穿强度一直是电工领域的重要问题。纳米复合电介质代表未来电力设备绝缘的发展方向。该文首先简述聚合物电介质的基本击穿理论,并总结提升纳米复合电介质击穿强度的基本策略及原理。接着,聚焦纳米粒子对电荷产生、输运以及电场分布的作用,总结几种提高纳米复合电介质击穿强度的方法,包括纳米粒子的表面工程、调控纳米粒子的维度和排列、制备多层结构的复合电介质、制备核壳结构纳米粒子复合介质,以及利用金属纳米颗粒的纳米效应。最后,对提升纳米复合电介质击穿强度未来的研究方向进行展望。
针灸对活动期克罗恩病患者负性情绪及血浆色氨酸代谢的影响

目的:观察针灸对轻、中度活动期克罗恩病(CD)患者负性情绪及血浆色氨酸(Trp)-犬尿氨酸(Kyn)代谢的影响。方法:将66例CD患者随机分为观察组(33例,脱落1例)和对照组(33例,脱落2例)。观察组采用针刺联合艾灸治疗,对照组采用假针刺联合假艾灸治疗,两组针刺选取中脘、上巨虚、三阴交、公孙、合谷、曲池、太溪、太冲穴,艾灸选取天枢、足三里,隔日1次,每周治疗3次,共治疗12周。分别于治疗前后观察两组患者医院焦虑抑郁量表(HADS)评分及肠道核心症状(腹痛程度和腹泻次数)评分,并比较治疗前后血浆吲哚胺2,3-双加氧酶1(IDO1)浓度以及Kyn/Trp、喹啉酸(QuinA)/Kyn、犬尿喹啉酸(KynA)/Kyn和KynA/QuinA的比值。结果:与治疗前比较,治疗后观察组HADS焦虑亚量表(HADS-A)、抑郁亚量表(HADS-D)评分及对照组HADS-A评分均降低(P <0.01,P <0.05),两组腹痛程度评分和观察组腹泻次数评分均降低(P <0.001);观察组治疗后HADS-A评分、腹痛程度和腹泻次数评分降低幅度大于对照组(P <0.01,P <0.05)。与治疗前比较,治疗后两组血浆IDO1浓度、观察组血浆Kyn/Trp及QuinA/Kyn比值降低(P <0.001,P <0.05,P <0.01),观察组血浆KynA/Kyn、KynA/QuinA比值增加(P <0.05,P <0.01);观察组治疗后IDO1浓度、QuinA/Kyn及KynA/QuinA比值的变化幅度大于对照组(P ≤0.01,P <0.05)。观察组治疗前后血浆KynA/Kyn的差值与HADS-D的改善值呈负相关(r =-0.67,P <0.05),观察组治疗后血浆IDO1浓度与HADS-A呈正相关(r =0.65,P <0.05)。结论:针灸可改善轻、中度活动期CD患者焦虑和抑郁负性情绪,可能与调节血浆Trp-Kyn代谢通路水平有关。
大型航空构件专用热氢处理炉流-热-固耦合仿真分析

采用冷壁结构设计的大型航空构件专用热氢处理炉结构复杂,多层隔热结构炉胆隔热屏板厚度极薄,导致网格划分和模拟计算十分困难。本文采用等效热阻的简化思路,在保证计算精度的前提下,将多层结构的炉胆等效为一层,节约了计算资源,实现了热氢处理炉的全尺寸流-热-固耦合仿真。评估了热氢处理炉的隔热效果,在炉温1000 ℃时,炉胆外壁面温度只有200~350 ℃,呈条纹状分布;冷壁结构设计的炉壳外层壁面温度约25 ℃,具有较好的保温隔热效果;最大热应力264 MPa,位于料台底座;拉伸性能测试表明,料台底座Q235钢经300 ℃渗氢处理后抗拉强度约为565 MPa,安全系数为2.14。本文分析了热氢处理炉的温度场、热应力场,并评估了其安全储备系数,为大型热氢处理炉全尺寸仿真提供了思路,为结构设计提供了数据支撑。
1例急性肾功能衰竭早产儿行改良式腹膜透析持续引流术的护理

总结1例急性肾功能衰竭早产儿行改良式腹膜透析持续引流术的护理要点。护理要点包括:选取中心静脉导管(双腔)进行持续引流,通过定时挤压引流管、严格无菌操作,防止堵管和严重并发症的发生;选用乳酸盐腹膜透析液,并使用输液恒温器加热,严格控制透析液输入速度,严密监测体温,防止患儿发生低体温;建立表格式新生儿腹膜透析引流术护理记录单,严密观察患儿腹部体征、透出液性状、透析液出入量、尿量等;加强喂养护理和严重并发症的预防。患儿共进行7 d腹膜透析,经过20 d住院治疗与护理,患儿恢复良好,予出院,随访结果满意。
基于改进结构保持数据降维方法的故障诊断研究

传统基于核主成分分析(Kernel principal component analysis, KPCA)的数据降维方法在提取有效特征信息时只考虑全局结构保持而未考虑样本间的局部近邻结构保持问题,本文提出一种改进全局结构保持算法的特征提取与降维方法.改进的特征提取与降维方法将流形学习中核局部保持投影(Kernel locality preserving projection, KLPP)的思想融入核主成分分析的目标函数中,使样本投影后的特征空间不仅保持原始样本空间的整体结构,还保持样本空间相似的局部近邻结构,包含更丰富的特征信息.上述方法通过同时进行的正交化处理可避免局部子空间结构发生失真,并能够直观显示出低维结果,将低维数据输入最近邻分类器,以识别率和聚类分析结果作为衡量指标,同时将所提方法应用于故障诊断中.使用AVL Boost软件模拟的柴油机故障数据和田纳西(Tennessee Eastman, TE)化工数据仿真,验证了所提方法的有效性.
地铁轨道曲线半径与钢轨波磨的相关性研究

现有地铁线路钢轨波磨80%以上出现在小半径曲线轨道内股钢轨上,而大半径曲线和小半径曲线外股钢轨几乎没有出现钢轨波磨。为了探索这一现象深层次的原因,基于摩擦自激振动导致钢轨波磨的机制,分别建立Simpack车辆多体动力学曲线通过模型和轮轨系统ABAQUS有限元摩擦自激振动模型,采用复特征值分析法对不同曲线半径轨道的钢轨波磨进行研究。结果表明:随着曲线轨道半径增大,摩擦自激振动产生的概率减小,即钢轨波磨发生概率下降,且钢轨波磨主要出现在低轨上而高轨较少;随着曲线半径增大,在曲线半径400~450 m范围内,轮轨蠕滑力逐渐由饱和状态变为不饱和状态;蠕滑力饱和时轮轨系统有可能出现摩擦自激振动,即产生钢轨波磨,当蠕滑力不饱和时,轮轨系统就不会出现摩擦自激振动,因而大概率不会发生钢轨波磨。
La_2O_3对铜基自润滑复合材料高温摩擦磨损性能的影响

为进一步提高铜基自润滑复合材料的硬度和高温摩擦磨损性能,采用粉末冶金热压法向铜-石墨烯-WS_2复合材料中引入La_2O_3增强相颗粒,并对铜-石墨烯-WS_2复合材料和La_2O_3增强铜-石墨烯-WS_2复合材料在不同温度下的摩擦磨损性能进行对比研究。结果表明:复合材料烧结过程中各组元没有发生分解或互相反应,烧结后材料结构致密并且各组元均匀分布于基体中,La_2O_3增强相的引入在提高复合材料硬度的同时会降低材料热导率;室温下2种复合材料摩擦因数和磨损率比较相近,而高温下石墨烯和WS_2的氧化导致Cu-RGO-WS_2复合材料摩擦磨损性能下降,而La_2O_3则能发挥增强相作用和高温自润滑作用,使Cu-RGO-WS_2-La_2O_3复合材料的高温摩擦磨损性能更优异。室温下铜-石墨烯-WS_2复合材料的磨痕处仅发生了轻微的塑性变形,而La_2O_3增强铜-石墨烯-WS_2复合材料的磨损机制主要是磨粒磨损;高温下铜-石墨烯-WS_2复合材料的磨损机制为黏着磨损,而La_2O_3增强铜-石墨烯-WS_2复合材料的磨损机制则为磨粒磨损和疲劳磨损。
离子液体提取木质素及环氧树脂的合成

采用离子液体提取尾叶桉木木质素,以甲苯酚为酚化剂,浓硫酸为催化剂,对木质素进行酚化改性,再以NaOH为催化剂,将酚化木质素与环氧氯丙烷进行环氧化反应,合成木质素基环氧树脂。实验表明:当离子液体为[ChCl][Gly]、温度为90 ℃、时间为12 h、液固比为20∶1时,木质素的提取率达到93.73%,再生木质素纯度为96.3%;酚化木质素与环氧氯丙烷质量比为1∶2.5,NaOH质量分数为酚化木质素质量的20%,反应时间为3 h,反应温度为95 ℃,在此条件下,木质素环氧树脂的环氧值为0.364。
多场景下区域综合能源系统的优化运行

该文构建含风、光、气、网联合供电、供热(冷)的综合能源系统调度模型,调度模型以综合能源系统成本最小为目标函数,以供电平衡、供热(冷)平衡及微型燃气轮机运行等为约束条件。根据“以热定电”与“以电定热”模式在夏冬季节的运行设定4种场景,分别运用布谷鸟搜索算法对4种场景下的调度模型进行求解,得到在4种场景下区域综合能源系统各参与方的出力,并对比分析4种场景下区域综合能源系统的运行成本。最后,采用传统的粒子群算法、遗传算法对模型进行求解,并与布谷鸟搜索算法所求结果进行对比分析。仿真结果验证了所提模型和算法的有效性及优越性,得到更适合的运行策略,为区域综合能源系统的经济调度提供了新的方法和途径。
基于布谷鸟算法的电子变压器输出端谐振参数优化

常用来降低电子变压器主开关损耗的方法。目前是基于LLC谐振网络的软开关技术。其中谐振参数的选取是否合适直接影响到电子变压器输出性能的好坏。为此,该文引入布谷鸟搜索算法对谐振参数进行智能优化设计。该搜索算法能够对存在不可导点的目标函数进行优化,并且其特有的巢寄生行为和莱维飞行特性能够使得谐振参数避免陷入局部最优。其优化过程首先利用基波分析法对变换器的参数进行建模,然后分析和研究谐振电感、励磁电感与谐振网络直流增益、输入阻抗角以及原、副边电流、励磁电流的直接关系,从而得到参数优化的约束条件。在此基础上,利用布谷鸟搜索算法优化得到使电路损耗最小的谐振网络参数。最后,以半桥LLC谐振变换电路为例,通过实验验证了在宽输入电压下,全负载范围内,该优化设计方法比“FHA+仿真”法的效率提高了1%~2%,样机最高效率达97%,证明了论文所提优化方法的有效性。
考虑时间尺度的配电网故障恢复方法研究

配电网发生大面积停电故障,可用分布式电源(distributed generators,DGs)恢复失电区内重要负荷供电。当故障持续时间较长时,光照强度、风速和负荷需求会随时间发生变化。为保证故障期间已恢复的负荷持续供电,将光伏、风力机与储能系统(energy storage systems,ESS)相结合,利用ESS充放电来保证分布式电源出力与负荷需求相匹配,建立以恢复负荷经济价值最大为目标的配电网混合整数线性规划模型。仿真结果表明:光照、风速和负荷时变性会对配电网故障恢复产生重要影响。ESS在平抑电源输出满足负荷需求方面起到了重要作用。该模型可准确、快速地获得配电网故障恢复最优策略。
智能电网下多时间尺度家庭能量管理优化策略

建立负荷在功率约束与需求响应约束下的激励需求响应模型以及含分布式电源、储能与电动汽车的家庭用电模型,在预测模型多时间尺度能量管理的基础上,以最小化用户自身用电费用与买电功率波动的两层目标函数实时优化调整策略。通过实时调整储电池、电动汽车的充放电,从而保证用户购电满足需求相应的要求。最后采用改进的粒子群算法对多时间尺度目标函数进行求解,并且与原始的粒子群算法进行对比,结果表明所提算法可显著降低用户的用电费用与功率波动。
玉米秸秆制板剩余物压缩成型试验

对制板筛分下的剩余物(秸秆瓤含量约为60%)在综合特性测试分析基础上,对饲料化利用压缩成型进行试验研究。以含水率、压缩应力、物料处理方式、精料添加比为试验因素,饲料块径向抗压强度和24 h膨胀率为试验指标,进行四因素五水平正交试验设计,最终获得秸秆瓤饲料块的最佳成型工艺。
风电参与投标竞争的多能源市场博弈分析

在能源互联网框架下,利用电、气等多能源互补特性有助于缓解风电等可再生能源随机波动的不利影响。为弥补风电开发商在日前市场的投标偏差,首先给出一个考虑电力与天然气等多种能源的市场交易框架,其中参与日前电力市场竞争的风电开发商分别通过电转气(P2G)设备和燃气机组进行能源转换,处理风电实际出力过剩和不足这2种情况。然后建立风电开发商参与投标竞争的日前电力市场与天然气市场博弈模型,其中风电开发商、传统发电商和天然气生产商均以供应函数投标方式参与多能源市场竞争。最后,通过算例分析验证了理论模型的有效性。
基于SCADA数据的风电机组齿轮箱状态监测方法

为解决故障劣化渐变过程的长时间序列对齿轮箱状态监测模型的影响问题,提升其决策精度,提出一种基于数据采集与监控(SCADA)数据的组合建模方法。首先,采用主成分分析法(PCA)选取与齿轮箱温度密切相关的输入观测向量,并应用长短期记忆(LSTM)神经网络分别对齿轮箱正常工况和异常工况独立建立温度模型;其次,结合模型输出结果与SCADA数据提取残差分布特征向量,建立随机森林残差分布模型对机组齿轮箱运行状态进行监测;最后,对某大型风电场机组进行模型建立和仿真研究。结果表明,基于LSTM神经网络结合随机森林算法对风电机组齿轮箱状态监测有较强的实用性和较高的准确率,为后续开展齿轮箱健康度评价提供了新的方法和思路。
风氢耦合系统能量管理策略研究

针对风力机出力的波动性和并网弃风问题,采用风力机/电解槽/燃料电池/超级电容的风氢耦合发电系统及其能量管理控制策略。针对风氢耦合发电系统的12种运行模式,提出一种能量管理控制策略,确保在各个控制单元的作用下,能量协调流动于各个子单元间。能量管理控制策略不仅使风氢耦合发电系统出力可控,而且平抑了直流母线电压波动,平滑了上网功率。通过Matlab/Simulink软件进行仿真研究,验证了风氢耦合发电系统的能量管理控制策略的有效性,提高了风电消纳能力。
基于长短时记忆网络融合SCADA数据的风电齿轮箱状态监测

针对不具有时间记忆能力的机器学习方法融合风电机组数据采集与监控系统(SCADA)的时序数据而导致风电齿轮箱状态预测精度不高的问题,提出基于长短时记忆(LSTM)网络融合SCADA数据的风电齿轮箱状态预测模型。选择能表征风电齿轮箱运行状态的某个监测量作为模型的输出量,基于灰色关联度选择与该监测量关联密切的SCADA参数作为预测模型的输入量;使用正常状态下的SCADA数据训练LSTM预测模型,得出预测值和残差,通过3σ准则计算出上下预警阈值,用于风电齿轮箱状态监测和故障预警。某风电场风电齿轮箱的SCADA数据验证表明所提出的方法能有效预警风电齿轮箱故障。
大型风力机风轮气动不平衡的特性研究与验证

为了研究和探索风轮气动不平衡的物理特性,以某2.0 MW三叶片水平轴风力机为研究对象,采用计算机仿真及试验相结合的方法,研究风轮气动不平衡对机组动力学特性、气动性能及气动载荷的影响研究。通过气动特性分析和动力学分析表明,随着风轮叶片安装角的不平衡度增大,其机组性能逐渐下降,塔顶的载荷波动逐渐增大,叶片的挥舞载荷出现明显差异,机舱振动加速度变大。对塔顶振动加速度进行快速傅里叶变换分析,出现明显特征变化。研究过程表明,监测机舱振动加速度和机组功率曲线能有效识别机组气动不平衡程度。
基于过程控制的太阳能热利用产业供应商的动态管理

由于太阳能热利用产业发展迅速,零部件寿命影响因子研究不透彻,特别是因市场发展需要,造成供应商提供的非标准件在整机产品生命周期内的质量度量指标不明确的情况下,就供应商精细管理、持续提升产品质量等各部分细化考核指标,建立以成本、品质、服务、技术及交货周期5个类别为考核要点,基于过程控制的太阳能热利用产业供应商的平衡计分卡式动态管理系统,有重要的理论价值和现实意义。
基于GA-ENN特征选择和参数优化的双馈风电机组轴承故障诊断

针对双馈风电机组轴承时域、频域和时频域3种复合故障混合域特征集中的信息冗余或不相关性信息的干扰,导致故障诊断技术存在诊断时间长,诊断精度差的问题,提出一种基于遗传算法(GA)和Elman神经网络(ENN)相结合进行特征选择和参数优化实现故障诊断的新方法。为减小冗余度和不相关信息,采用GA进行特征选择,选出最优特征子集,根据识别误差最小和特征子集数目最少,构造ENN的适应度函数;为更精确识别轴承故障,采用GA优化ENN的权值和阈值参数,再进行故障识别,实例结果表明该方法对故障诊断的有效性和准确性。
风电-串补输电系统次同步谐振特性与风电机组数量及线路参数关系研究

针对双馈风电-串补系统次同步谐振特性,针对风电-串补系统次同步谐振问题,在RT-LAB中建立风电-串补送出系统等值模型,利用阻抗分析方法,对SSR风险与风电机组数量以及线路参数关系进行研究。得到主要结论:1)在不同风速下,均存在使系统阻尼特性最差的并网风电机组数量;2)线路串补度减小,系统的次同步谐振风险逐渐降低;3)线路长度越大,系统次同步谐振风险随风电机组数量的增加而增加。
基于改进AWNN的风电功率超短期多步预测

为提高风电功率超短期多步预测精度,针对梯度修正学习算法采用随机初始化网络参数训练自适应小波神经网络(AWNN)易陷入局部最优的缺点,将粒子群(PSO)算法和差分进化(DE)算法相结合,提出利用IPSO-DE算法优化AWNN的初始化网络参数,得到改进AWNN模型(IAWNN)并将其用于风电功率超短期多步预测。仿真结果表明:IPSO-DE算法优化AWNN初始化网络参数的性能优于IPSO算法、DE算法和梯度修正学习算法,所提改进模型的多步预测性能优于AWNN模型、持续法(PM)模型和BP神经网络(BPNN)模型。
RPD技术生长ICO∶H薄膜及其在晶体硅异质结太阳电池中的应用

通过反应等离子体沉积(RPD)技术室温下生长掺铈的氧化铟薄膜,且沉积过程中通入氢气。高迁移率可使透明导电薄膜在较低的电阻率时保持较高的近红外透过率;透明导电薄膜中较低的载流子浓度能够减少自由载流子的吸收。迁移率的大小主要由薄膜内的散射机制决定,并且受薄膜非晶结构制约。ICO∶H薄膜表面平整,在近红外长波段透过率超过80%。在氢气流量为2 sccm时,薄膜获得1.34×10~(-3) Ω·cm的最低电阻率和94 cm~2/Vs的高迁移率。在晶体硅异质结(SHJ)太阳电池应用中,获得了较高的短路电流密度38.44 mA/cm~2,相应的转换效率为16.68%。
基于Sobel算子边缘检测的太阳电池缺陷特征提取方法

利用太阳电池的红外图像对其进行缺陷的特征提取研究,提出基于Sobel算子边缘检测的太阳电池缺陷特征提取方法。首先,在RGB空间和HSV空间中,对太阳电池的红外图像进行预处理,得到太阳电池的R(红)、G(绿)、B(蓝)灰度图和H (色调)、S(饱和度)、V(明度)灰度图,初步判断太阳电池的运行状态;其次,使用Sobel算子对非正常运行的太阳电池红外图像进行边缘检测,得到红外电池表面增强图像的Sobel细节图,并利用自适应迭代法获得最佳阈值,进一步得到有较强表示能力的阈值突显边缘图,充分体现了太阳电池表面的缺陷特征细节。
基于Boost变换器的峰值电流预测控制算法

针对直升机时间域瞬变电磁(helicopter transient electromagnetic,HTEM)发射系统对电流响应快速跟踪的技术需求,提出一种基于Boost拓扑电路的峰值电流数字预测控制算法.通过采样当前开关周期的输入电压、输出电压和电感电流,预测下一个开关周期结束时刻的电感电流,进而推导出占空比,使电感电流在一个开关响应周期实现对参考值的跟踪,提高电流的瞬态响应速度,并通过伯德图对闭环系统的稳定性和快速性进行分析.控制算法不仅简单,而且易于在数字信号处理器(digital signal processors,DSP)上实现.最后,通过软件仿真和实验对提出的控制算法进行了验证.
MoS_2/Zn_3In_2S_6 composite photocatalysts for enhancement of visible light-driven hydrogen production from formic acid

Enhancing the separation efficiency of photogenerated carriers is propitious for the promotion of photocatalytic hydrogen production from formic acid decomposition.Herein,MoS_2/Zn_3In_2S_6(MoS_2/ZIS6)composite photocatalysts containing varying mass percentages of MoS_2 were obtained by a straightforward synthetic method.The results confirmed that MoS_2,as a cocatalyst,markedly promoted the photogenerated charge separation efficiency and visible light-driven hydrogen production activity of ZIS6(λ >400 nm).Specifically,the as-prepared 0.5% MoS_2/ZIS6 photocatalyst exhibited the highest photocatalytic hydrogen production rate(74.25 μmol·h~(-1)),which was approximately 4.3 times higher than that of ZIS6(17.47 μmol·h~(-1)).The excellent performance of the 0.5% MoS_2/ZIS6 photocatalyst may be due to the fact that MoS_2 has a low Fermi energy level and can thus enrich photogenerated electrons from ZIS6,and furthermore reduce H+derived from formic acid,to form hydrogen.The structure and morphology of the MoS_2/ZIS6 photocatalysts and the reactive species were determined by X-ray diffraction,transmission electron microscopy,and field emission scanning electron microscopy,among others;a plausible mechanistic rationale is discussed based on the results.
树脂基纺织复合材料疲劳性能表征与分析方法研究现状

为更好了解纺织复合材料疲劳性能的损伤机制及影响因素。综述了织物结构差异、环境因素、疲劳实验过程中的自热对复合材料疲劳性能的影响,以及近年来复合材料疲劳强度模型的研究近况;对比分析了不同织物结构复合材料的疲劳性能研究近况及损伤情况,以及结构的差异对材料的疲劳寿命及损伤影响;探讨了水、高温、化学介质、紫外线辐射等环境因素对材料损伤机制和疲劳性能的影响,并对试样产生自热而导致复合材料疲劳性能过早失效进行分析;最后总结了复合材料疲劳性能仍然存在的问题,并对其在未来的发展方向进行了展望。
控制凝液产品中CO_2含量的乙烷回收流程改进

研究了RSV流程CO_2冻堵机理和控制手段,RSV流程可以通过控制合理的工艺参数和设置预分离器的方式控制冻堵;分析了RSV流程和脱甲烷塔中CO_2的分布规律,结果表明,控制凝液产品中CO_2含量需要将脱甲烷塔下部的CO_2气化并使得之进入上部;在RSV流程基础上,改进双塔RSVC流程,双塔设置可以实现脱甲烷塔顶气相对吸收塔底部液相中CO_2进行汽提,提高吸收塔中的CO_2浓度,设置预分离器可以在吸收塔气相中CO_2含量升高后控制CO_2冻堵。RSV和RSVC流程对比结果表明,RSVC流程在几乎不影响乙烷收率情况下,使凝液产品中的CO_2含量能降低约2.4%。
尖峰脉冲成形算法改进与性能分析

在数字化核仪器中,为获取高能量分辨率的能谱,常采用数字滤波成形算法处理核脉冲信号,脉冲成形方法中成形参数对输出信号波形、堆积脉冲分离的影响研究鲜有报道。本文在尖峰脉冲成形算法基础上,引入平顶参数,对Mn样品的硅漂移探测器得到的实测脉冲信号开展实验研究,并与常见的梯形脉冲成形方法作对比分析。对采集到的核脉冲信号分别采用尖峰脉冲成形、梯形脉冲成形,然后进行幅度甄别,获取能谱信息,研究相同达峰时间下两种方法对计数率与能量分辨率的影响规律。结果表明:尖峰脉冲成形下降沿快、脉冲宽度窄、较三角脉冲成形更易于分离堆积脉冲;在相同达峰时间下,梯形脉冲成形较尖峰脉冲成形在能量分辨率上更具优势,而尖峰脉冲成形在高计数率上表现出更好的性能。
基于机器学习的肠道菌群数据建模与分析研究综述

人体肠道菌群与人类的健康和疾病存在密切关系,对肠道菌群的宏基因组数据进行建模和分析,在疾病预测及诊断相关领域科学研究和社会应用方面均具有重要意义。本文从大数据分析和机器学习的角度,对人体肠道菌群数据的建模、分析和预测算法的原理、过程以及典型研究应用实例进行综述,以期推动肠道菌群分析相关研究发展以及探索结合机器学习算法进行肠道菌群分析的有效方式,同时也为开发基于肠道菌群数据的新型诊疗手段提供借鉴,推动我国精准医疗事业发展。
霍乱弧菌Ⅵ型分泌系统的效应蛋白对细菌细胞壁的降解机制

【背景】肽聚糖(Peptidoglycan,PG)是细菌细胞壁的重要组成部分,而霍乱弧菌Ⅵ型分泌系统(Type VI Secretion System,T6SS)可以分泌具有肽聚糖水解酶活性的效应蛋白到受体细菌中杀死细胞,这类水解酶的作用机制尚未研究清楚。【目的】通过对细菌细胞壁的PG成分进行研究,建立细胞壁PG成分分析方法,并对霍乱弧菌T6SS分泌的2个破坏细胞壁的效应蛋白TseH和VgrG3的作用机制进行解析。【方法】使用显微镜观察TseH和VgrG3异位表达对宿主细菌生长的影响;纯化大肠杆菌细胞壁,使用透射电子显微镜(Transmission Electron Microscope,TEM)观察提纯的细胞壁形态;使用纯化的TseH和VgrG3分解消化PG,利用超高效液相色谱-飞行时间质谱(Ultra-Performance Liquid Chromatography-Time-of-Flight Mass Spectrometry,UPLC-TOFMS)分析鉴定消化后的产物成分;通过分析结果推导结构。【结果】通过透射电子显微镜观察,发现提纯的PG呈现半透明的薄膜泡状;通过UPLC-TOFMS的分析以及逆向推导,得到了提纯的PG被VgrG3水解酶降解之后的3种主要产物,分别是二糖二肽(Disaccharide,Di)、二糖三肽(Disaccharide Tripeptide,Tri)和二糖四肽(Disaccharide Tetrapeptide,Tetra)。【结论】建立了提纯PG和UPLC-TOFMS分析PG成分的方法,揭示了效应蛋白VgrG3而非TseH可以降解PG多糖链N-乙酰葡糖胺和N-乙酰胞壁酸之间的β(1-4)糖苷键的功能。由于攻击细胞壁的效应蛋白在革兰氏阴性细菌中广泛存在,本研究不仅为鉴定这类重要效应蛋白的功能提供了有效的方法,而且对研究靶向细胞壁的新型抗生素也有重要的指导作用。
基于MIKE21模型的沙河水库水量水质响应模拟研究

沙河水库是北运河上游水系重要的汇,同时也是多源污染的重要聚集处,呈现非常规水源补给的缓滞水体特征,作为城市景观水体,对水环境和水生态要求较高,因此,沙河水库的治理对下游的水质改善至关重要.为进一步全面提升沙河水库水环境质量,以昌平区沙河水库为研究区域,采用MIKE21构建库区二维水动力水质模型,对沙河水库水量水质变化情况进行了模拟,并验证了模型参数.在验证模型参数的基础上,分别模拟了水位调控方案与水质改善方案.水位调控方案模拟结果显示,沙河水库管理调控水位在34.0~35.2 m之间时,0~1.5 m水深区间占面积最大,物种最丰富,是最合适的水位调控区间.水质改善方案模拟结果显示,当对溢流污染进行全部截流时,2018年6月1日—10月1日沙河闸考核断面COD_(Cr)平均减少28.44 mg·L~(-1),NH_3-N平均减少0.83 mg·L~(-1),TP平均减少0.25 mg·L~(-1),相比于现状模拟数据,降幅分别达到72.2%、59.3%、67.7%,COD_(Cr)已全部达到Ⅳ类考核标准,NH_3-N仅有1 d超标,TP超标天数降低至7 d.在全部截流的基础上,配合湿地净化措施,2018年6月1日—10月1日沙河闸考核断面COD_(Cr)、NH_3-N已全部达到Ⅳ类考核标准,仅TP有1 d超标,超标日期为8月12日.