mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
溶磷细菌和丛枝菌根真菌接种对南方红豆杉生长及根际微生物和土壤酶活性的影响

以南方红豆杉实生苗为材料,采用盆栽实验探讨了高效溶磷细菌草木樨中华根瘤菌(Sinorhizobium meliloti) CHW10B与丛枝菌根真菌缩球囊霉(Glomus constrictum)单独和双接种条件下,其植株生长、根际土壤可培养微生物数量、土壤酶活和土壤微生物功能多样性变化,在微生态水平揭示接种对南方红豆杉生长的影响及其机制。结果表明:(1)各接种处理对南方红豆杉幼苗均有促生长作用,接种处理苗高、地径和生物量均较对照显著增加,并以双接种促进效果最好。(2)各接种处理提高了南方红豆杉根际土壤可培养细菌、真菌和放线菌含量,增加了土壤微生物碳源利用率,改变了土壤中物种的丰富度和均一度,增加了土壤中的生物多样性。(3)各接种处理促进了南方红豆杉根际重要土壤酶(酸性磷酸酶、脱氢酶、转化酶)活力的增加,且双接种的促进作用最为明显。可见,溶磷细菌(草木樨中华根瘤菌CHW10B)和丛枝菌根真菌(缩球囊霉)具有协同作用,两者同时接种可显著提高南方红豆杉根际土壤微生物数量及土壤酶活力,提高土壤微生物碳源利用率和土壤肥力,增加土壤中的生物多样性,从而达到间接促进宿主植物南方红豆杉生长的目的。
羽衣甘蓝裂叶相关性状遗传分析

以羽衣甘蓝圆叶自交系‘0835'和裂叶自交系‘0819'为亲本,调查P_1、P_2、F_1、F_2群体莲座期4个裂叶相关性状表型数据,运用‘四世代主基因+多基因'遗传模型,对叶长、叶宽、叶形指数、叶缘缺刻数4个叶形相关性状进行遗传分析,探讨羽衣甘蓝裂叶相关性状的遗传规律,为羽衣甘蓝裂叶性状遗传、QTL定位及新品种选育奠定基础。结果表明:(1)4个性状均存在一定的杂种优势,其中叶缘缺刻数中亲优势达显著水平,4个性状均存在负向超亲优势。(2)叶长和叶宽均符合E-4模型,即由2对等加性主基因+加性-显性多基因共同控制;叶长主基因遗传率为83.80%,多基因遗传率为1.05%;叶宽主基因遗传率为22.28%,多基因遗传率为61.92%。(3)叶形指数和叶缘缺刻数均符合E-1模型,即由2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性多基因控制;叶形指数主基因遗传率为93.73%,多基因遗传率为2.59%;叶缘缺刻数主基因决定了表型变异的91.18%。
基于改进滤波及正负序分离法的锁相环

针对谐波问题,提出了改进滤波法,采用对两相静止坐标系下的正交分量延时2个采样周期的方法提取基波分量;为快速地分离正负序分量,提出了改进型延迟周期(delay signal cancellation, DSC)法,通过延时1个采样周期的方法计算并分离正负序分量。对所提方法进行了详细的理论推导, 并给出了一般性的表达式。结合开环控制结构在Matlab中搭建了对应的锁相环模型,最终通过实验平台进行了验证, 结果表明了所提方法的可行性。
电压不平衡时交直流双向功率变换器的控制策略

基于传统双环控制的三相AC/DC变换器因其能实现功率双向流动、交流侧单位功率因数运行而在交直流混合微电网中担当链接桥梁的作用。当混合微电网交流侧电压不平衡时,三相AC/DC变换器的直流电压将产生2倍于基波频率的脉动,并导致交流电流产生大量的3次谐波分量,严重影响微电网的运行。在同步旋转坐标下建立交流侧电压不平衡条件下的三相AC/DC变换器的数学模型,分析了系统在不平衡条件下的功率传输特性,改进了三相AC/DC变换器功率控制策略,同时利用超级电容快速充放电特性在直流母线接入一小容量的超级电容来平衡直流侧功率的二次波动。仿真和实验结果验证了所提策略的可行性。
具有同步发电机特性的并联逆变器小信号稳定性分析

对于具有同步发电机特性的逆变器,现有的小信号稳定性分析及基于小信号模型的参数选择分析中,由于建模过程中的近似及对稳态工作点变化的忽略,只能判断参数变化对小信号稳定性影响的趋势,分析结果不够准确。为此,首先建立具有同步发电机特性的并联逆变器的小信号模型,并计算特征根;确定参与因子表,分析了状态变量和特征根的关联程度。进而在计及参数变化引起稳态工作点变化的情况下,研究了下垂系数、线路参数、虚拟机参数、低通滤波器参数对系统特征根的影响规律,并对距虚轴较近的一对共轭特征根进行灵敏度分析,揭示了线路、虚拟机以及调节器等参数对该特征根对应模态的贡献度。算例仿真结果验证了分析结果的正确性。
基于动态时间弯曲距离的小电流接地故障区段定位方法

动态时间弯曲(dynamic time warping,DTW)距离可度量2个时间序列的相似性,且具有良好的耐同步误差特性和容错特性。配电网发生单相接地故障时,流过线路健全区段两侧的暂态零序电流几乎为同一电流,采样数据差异小, DTW距离也较小;而流过故障区段两侧的暂态零序电流存在明显差异,DTW距离较大;据此,提出一种基于暂态零序电流数据DTW距离的配电网小电流接地故障区段定位方法。当各馈线终端(feeder terminal unit,FTU)启动算法检测到接地故障发生后,将检测到的故障前后共1个工频周期的暂态零序电流采样数据上传主站,主站基于给定的故障区段搜索策略,通过计算相关暂态零序电流的DTW距离确定故障所在区段。该方法区段搜索效率高,故障定位速度快,各FTU启动时间同步误差及上传数据误码对定位准确性影响小。仿真结果验证了所提方法的正确性与有效性。
大规模风火混合送端系统严重故障下的紧急切机策略分析

大规模风火打捆外送提高了系统运行的经济性,也在一定程度上改变了系统的暂态稳定特性和稳定控制方法。在紧急切机情况下,仅切除常规火电机组难以保证系统的稳定运行或是控制代价过大,因此有必要在紧急切机时切除一定容量的风电场,才能以较小的代价维持系统稳定运行。针对此问题,首先针对火电机组和风电场的不同特点,分别给出了紧急切机机组选择原则,进而提出了紧急切机优先系数计算方法,然后在维持大规模风火混合送端系统暂态稳定的前提下,以总切机功率相对较小为目标,提出基于紧急切机优先系数的风火协调切机策略,最后以某省级电网为算例,验证了所提风火协调切机策略的有效性,并比较了基于火电机组、基于风电场和基于风火协调的切机策略对于维持系统暂态稳定的适应性。
考虑不平衡电网电压的虚拟同步发电机平衡电流控制方法

虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)可实现分布式电源友好并网。然而,电网电压不平衡时,传统VSG控制会导致三相并网电流不平衡,为此提出一种VSG平衡电流控制方法。首先分析了VSG在电网电压不平衡情况下存在的问题及其与传统逆变器控制的区别;在此基础上,利用VSG在dq坐标系下的特点设计电流指令计算方法,使VSG在各种类型的不平衡电压下实现负序电流抑制。该方法计算逻辑简单,且能够实现不同工况下的自适应控制。仿真和实验结果表明了所提控制方法的正确性和有效性。
具有同步电机特性的电力电子变压器

针对高渗透率分布式电源发电的间歇性和功率波动性引起的配电网电压/频率不稳定问题,提出了一种具有同步电机特性的电力电子变压器(power electronic transformer, PET)拓扑结构,其维持低压配电网稳定的同时还能实现对上级配电网的友好支撑。将输入级AC/DC变换器融合虚拟同步电机控制策略,并通过直流接口获得功率缓冲,使PET具有同步电机的特性,从而在PET维持低压配电网功率消耗的同时,还具有参与上级配电网电压/频率调节的能力,并有效提高了并网侧接口的惯性与阻尼以及降低了并网电流的谐波畸变率,实现了对上级配电网的友好性支撑。仿真结果验证了所提PET拓扑以及控制策略的有效性。
一种基于改进数字积分的高精度电流互感器在线校验系统

针对传统电流互感器校验方式存在的问题,提出了一种电流互感器的高精度在线校验方法,利用钳形Rogowski线圈作为标准电流互感器,校验时无需线路停电,且大大降低了标准互感器的体积和重量。钳形Rogowski线圈的输出需要积分,针对模拟积分器存在的温度漂移、零点漂移等问题,设计了一种高精度的数字积分算法,有效提高了信号处理过程的准确度和稳定性。测试结果表明:校验系统准确度可达到0.05级,该系统可在线路带电的情况下实现对传统电流互感器或电子式电流互感器的在线校验,避免了停电造成的损失。
基于故障特征提取及最严苛工况寻找的换流器直流差动保护快速整定

现有换流器直流差动保护定值多来源于厂家推荐,一旦不合理需要修改并重新EMTDC仿真验证,工作量成倍增力口。提出了一种基于故障特征提取及最严苛工况寻找的直流差动保护快速整定方法。该方法不再反复地EMTDC仿真验证,而是基于一次仿真结果,从提取波形故障特征以及寻找最严苛工况的角度获取保护定值,整定速度大大提升。首先分析了保护特征量的影响因素,提出了一种换流器区内接地故障分析模型;然后采用变化时间窗提取了保护特征量的故障特征;最后给出了保护定值的指标,用于确定最严苛的工况。以糯扎渡特高压直流工程为例,算例结果表明了所提整定方法的可行性。此外,结合故障特征的分布规律,还给出了直流差动保护分段的原则。
含风电的孤网送出线重合策略研究

风电基本不参与系统调频,送出线路因故障断开后,形成含风电的孤网带负荷独立运行。由于盈余功率的存在,孤岛系统的频率、电压等很快失稳,造成孤岛检同期重合失败。基于此,建立了孤网侧最大重合频率及重合时间的表达式,结合含风电孤网送出线的输送功率,基于等面积法则提出了满足重合要求的边界条件。结合风电场电气特性,提出风电场采用高周切机策略以增加孤网维持暂稳的时间,送出线采用基于最大合闸频率的准同期重合策略。最后构建了含风电的孤网模型,通过仿真验证重合策略的正确性,表明该方法可有效提高重合成功率。
旋转潮流控制器与统一潮流控制器和Sen Transformer的对比

潮流控制器能够优化电力系统的潮流分布,提高电力系统的稳定极限。目前主要有3种典型的潮流控制器,分别是旋转潮流控制器(rotary power flow controller,RPFC)、统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)和Sen Transformer(ST)。由于3种潮流控制器的机理各不相同,因此控制特性也各有差异。为此,研究了3种潮流控制器的工作原理,并分析了潮流控制器对输电系统功率特性的影响。在此基础上,从稳态控制特性、暂态控制特性、成本与损耗方面对3种潮流控制器进行了对比分析和仿真,总结了各自的优劣和适用场合,并指出了RPFC在电力系统潮流控制中的应用前景。UPFC控制性能很强,但成本高,承受故障能力弱;ST成本很低,但控制性能差;RPFC应用于电力系统的潮流控制具有较高的性价比,能够满足大多数情况下电力系统对潮流控制的要求,具有很好的应用前景。
双馈型风电集中接入对暂态功角稳定的影响分析

大规模双馈型风电集中接入对电网中传统同步机组暂态功角稳定有重要影响。以含双馈型风电集中接入的单机无穷大系统为对象,分析了风电对暂态功角稳定的影响。首先根据三相短路故障下具备低电压穿越能力的双馈风电机组暂态特性,得到了其阻抗等效模型。其次,推导了双馈型风电直接接入与等容量替换同步机时的系统同步机功角特性方程,并分析了风电接入比例与传输线电抗对功角特性方程的影响,以及两种风电接入方式对系统加减速面积、不稳定平衡点、稳定裕度的影响特性。然后,利用等面积准则分析了双馈风电接入对暂态功角稳定的影响。研究结果表明,双馈风电直接接入时,同步机暂态功角稳定性降低;等容量替换同步机时,同步机暂态功角稳定性提高。最后,通过仿真验证了理论分析的正确性。
不确定环境下特高压远距离风电专用通道落点方案决策的灵敏度分析

特高压风电专用通道落点布局需要综合考虑风电有效输出、电网结构合理优化、电网运行安全稳定等各个方面,是一个复杂的多目标决策问题,风电输出的随机性及电网结构的不断调整又会给决策过程带来不确定因素,这些不确定因素将直接影响到决策结果的稳定性,因此,对决策过程中的指标值和指标权重的不确定性进行灵敏度分析非常有必要。以此为目的,首先构建了风电落点方案优选评价指标体系,分析指出了各指标的不确定性和模糊性特点,其次为了客观评价各综合评价法的优劣,基于简单加权的专家调查法、熵权法和灰色关联分析法3种综合评价法,分别以单一指标属性值变化和多个主观权重同时变化时采用不同的综合评价法求得的各备选方案综合评价值为样本数据,引入云模型进行灵敏度分析,对比各综合评价法下决策结果的鲁棒性情况,帮助决策者选择决策结果鲁棒性更好的综合评价方法。最后通过特高压风电落点算例分析,验证了此方法在实际工程应用中的有效性和进行灵敏度分析的必要性。
基于分时电价的虚拟电厂经济性优化调度

大规模不可控新能源和可控能源构建成虚拟电厂,可以降低新能源入网时,其输出功率不确定性对电网安全的影响,提高供电可靠性。配电网分时电价可以激励虚拟电厂参与电网削峰填谷,降低发电成本,获得更好的效益。为此设计了基于分时电价的虚拟电厂运行策略,以各时段内获得收益最大为目标,构建了基于分时电价的虚拟电厂经济性优化调度模型,采用粒子群算法得到虚拟电厂各能源的出力。分析了虚拟电厂可控分布式电源出力系数和不可控分布式电源预测误差对虚拟电厂经济性的影响,对比分析了4种储能系统场景下虚拟电厂的经济性。仿真结果表明所建模型合理,当大规模新能源电力接入电网时,基于分时电价的虚拟电厂采用抽水蓄能和储能电池联合运行,能获得更好的经济效益和电能质量。
分时电价/阶梯电价下家庭并网光伏发电系统运行优化调度

电价是影响家庭并网光伏发电系统经济收益的重要因素。针对峰谷分时电价和阶梯电价2种主流购电政策,计及用户卖电收益、买电成本和政府补贴等因素,建立了以余电分配比例为优化变量,以用户收益为目标函数的并网光伏发电系统运行优化调度模型,并分析了各种约束条件。研究了基于遗传算法的优化问题求解过程。以典型家庭光伏发电系统的日运行调度为算例,分别获得了2种电价政策下的最优运行调度指令,验证了模型的合理性及优化策略的正确性。
微网功率耦合特性分析及解耦控制

首先分析了进行微网逆变电源输出有功无功解耦控制的原因、必要性和应用场景。然后基于相对增益法根据线路传输功率表达式分析功率耦合产生的原因,给出耦合度的计算方法及其所表达的含义。之后提出基于前馈补偿的解耦算法,并把现在已知的三大类功率解耦方案进行对比,阐述各自的优缺点和应用场合。最后设计了一个仿真算例,通过PSCAD/EMTDC仿真验证了所提前馈补偿解耦方法具有较好的解耦效果。
中长期风电功率的多气象变量模型组合预测方法

为了预防和控制危害性风电功率事件,提出多气象变量模型的组合预测方法,以实现中长期高精度风电功率预测。该方法利用数值天气预报提供的气象数据预测长期风电趋势,同时局部采用多变量模型改善预测精度。为了保证多变量模型的有效性,首先采用Granger因果检测法筛选出对风电功率预测有效的气象变量。其次,针对不同气象变量进行数据结构分析,并根据其动力学特性单独建立合适的预测模型,然后采用线性或非线性机制对不同气象变量预测结果进行组合,完成组合预测模型的建立。最后,通过对实例数据仿真,实现了中长期风电功率预测,并结合误差分析验证了组合预测模型的有效性,且预测结果为后续中长期风电功率事件分析提供了基础。
基于特性指标降维的日负荷曲线聚类分析

运用数据挖掘中的聚类技术对电力系统日负荷曲线进行分析,提出一种基于特性指标降维的日负荷曲线聚类方法--特性指标聚类(pattern index clustering,PIC),通过负荷率、日峰谷差率等6个日负荷特性指标对日负荷曲线进行降维处理,利用基于聚类有效性修正的德尔菲方法配置各指标权重,以加权欧式距离作为相似性判据,对日负荷曲线进行聚类。算例结果表明所提方法运行时间短,鲁棒性好,提高了负荷曲线聚类质量,能直观反映典型负荷曲线的特点。
基于随机矩阵理论的配电网运行状态相关性分析方法

配电网的运行状态是各种影响因素共同作用的结果。为了挖掘各种影响因素与配电网运行状态之间的内在联系,提出一种基于随机矩阵理论的相关性分析方法。首先提出一种增广矩阵法,利用影响因素数据和电网运行状态数据构造数据源矩阵。然后基于实时分离窗技术和随机矩阵理论,分析数据源矩阵中元素的统计特性,并将分析结果与随机矩阵理论的理论预测进行比较。在分析过程中,采用线性特征值统计量(如平均谱半径)作为相关性指标。算例分析表明,该方法能够实时、定量地分析复杂系统中海量数据的相关性,揭示1种或多种影响因素对电网运行状态之间的影响。
高压直流输电换流阀晶闸管级单元综合测试系统设计与实现

晶闸管换流阀是高压直流输电系统的核心设备,该设备运行状态直接影响了直流输电系统的运行可靠性。因此,在直流输电工程投运前及设备检修期间,电网设备运维单位有必要对换流阀晶闸管级单元进行例行测试。由于直流输电系统中晶闸管级单元数量庞大且晶闸管试验项目繁多,采用分离试验的方式,工作量巨大,因此设计并实现针对换流阀晶闸管级单元的综合测试系统具有重要工程价值。对晶闸管级单元的工作原理进行分析,结合IEC60700-1标准,提出换流阀晶闸管级单元的试验内容、原理及方法,并将开发的测试系统应用于±800 kV特高压直流输电工程换流站的晶闸管换流阀试验,测试结果证明该测试系统设计合理,满足工程应用需求。
适用于直流配电网的测距式保护

提出了一种测距式保护,以保障基于电压源换流器的直流配电网安全可靠运行。在概述直流配电网拓扑结构的基础上,分析了双极短路故障各阶段电气量特征,重点探讨了R-L模型算法用于直流线路测距时在变量获取方法和数值稳定性两方面存在的局限性,并相应提出了新型变量获取方法以及提高算法数值稳定性的办法。仿真结果验证了所提保护算法的可行性,保护动作时间在20 ms以内,在40 dB白噪声情况下,测距误差仍保持在1%以内,区外故障时可靠不动作。所提保护利用常规采样频率即可较好地满足直流配电网对保护速动性与选择性的需求。
低压双极性直流微网故障分析及保护方案

低压直流微网凭借其较大的优势,获得了越来越多的关注。但是,目前低压直流微网的保护技术仍不能满足其快速、准确切除故障的需求。鉴于此,首先对低压双极性直流微网中的各类故障进行分析,在此基础上通过对比暂态故障电流变化率的绝对值以区分不同类型、不同位置的故障。针对低压双极性直流微网中的馈线故障提出了基于暂态故障电流变化率绝对值的反时限保护方案,通过理论分析:该保护方案在并网和孤岛2种运行方式下均可以快速、准确地切除馈线上各种故障,有利于提高低压双极性直流微网供电的持续性与可靠性。PSCAD/EMTDC仿真实验验证了该保护方案的有效性。
基于模块化多电平型固态变压器的新型直流微网架构及其控制策略

设计了一种基于模块化多电平型固态变压器(modular multilevel converter-solid state transformer, MMC-SST)的新型直流微网架构,可最大限度地适应新能源的接入,提高系统的电能质量,真正实现能量的双向按需传输和动态平衡使用。首先,详细分析了基于MMC-SST的新型直流微网的系统结构,并给出了MMC-SST主电路拓扑;然后,对MMC-SST各级的控制策略和直流微网子系统能量管理算法进行了优化设计,使MMC-SST能够按照给定的功率因数运行,并具有比传统控制方式更快的瞬态响应速度和更强的鲁棒性,实现了直流微网子系统的灵活、经济、可靠运行; 最后,通过搭建基于MMC-SST的新型直流微网子系统的简化计算机仿真平台,进行综合仿真验证了提出的架构和控制策略的可行性和有效性。
基于智能配电网大数据分析的状态监测与故障处理方法

针对当前智能配电网传统保护方法存在的整定复杂、 配合困难以及适应性差等问题,提出一种基于智能配电网大数据分析的状态监测与故障处理方法。首先,根据网络关联矩阵以及区域差分规则,对各节点测控一体化终端采集的电流、功率数据进行预处理;然后,将预处理结果在时间以及空间上进行数据融合,并生成高维时空状态监测矩阵;此后, 将此矩阵进行多维尺度降维以及局部异常因子检测,以计算出各节点的局部异常因子(local outlier factor,LOF);最后, 根据各节点LOF值的大小以及节点关联关系,实现故障的检测与定位。文中不仅给出了配电网线路故障的判据,还提出了传感器故障场景下的防误动判据。RTDS半实物闭环测试验证了所提方法的有效性。
基于运行模式与运行指标综合评价的直流微电网优化配置

以低压直流微电网为对象,研究了其容量优化配置方法。针对直流微电网需要采用并网变换器与电网连接的特点, 考虑并网变换器容量限制和上网电价等因素,以系统投资费用、运行和维护费用最低为运行目标,同时设置蓄电池荷电状态、负载失电率、系统能量过剩率以及可再生能源利用率等约束条件,利用粒子群优化算法对系统的最优配置进行求解。在分析直流微电网运行方案的基础上,提出基于系统离网运行、并网运行及离并网切换运行3种情形的优化配置方法。考察不同负载失电率和可再生能源利用率下的系统等年投资与维护费用变化趋势,同时利用优化配置结果对系统运行模式进行验证。最后对不同运行模式与不同运行指标下的优化配置结果进行对比和分析。
电力电子设备对直流配电网可靠性影响

与传统交流配电网不同,直流配电网主要由大量电力电子设备构成,为评估其可靠性,建立了电压源型换流器、直流变压器和直流断路器的可靠性模型,分析了器件级冗余和设备级冗余对直流配电网可靠性指标的影响,对比分析了是否区分功能故障和绝缘故障对直流配电网可靠性指标的影响。并以双端电源直流配电系统为例,对这些影响因素进行了定量分析。研究结果表明,设备级冗余比器件级冗余更能有效地提高系统的可靠性,是否区分功能故障和绝缘故障主要对配备较少直流断路器的直流配电网的可靠性评估有影响。
计及多种控制方式的直流电网潮流计算方法

基于柔性直流输电的直流电网技术是解决大规模新能源并网和消纳的关键手段之一。相比传统高压直流输电和多端直流输电,直流电网的运行方式更为灵活,其控制方式的多样化将使得原有潮流算法不再完全适用。在直流电网稳态模型的基础上,深入分析了换流器和直流变换器的控制方式以及直流电网的控制策略,推导得出了不同控制方式下潮流变量、雅克比矩阵和网络参数的计算方法,适用于计及多种控制方式的直流电网潮流计算。采用国际大电网组织提出的直流电网测试系统和改进的IEEE RTS-96算例,验证了方法的有效性和准确性。所提方法可为大规模直流电网的稳态分析及潮流计算提供参考。
配电变压器运行状态评估的大数据分析方法

为提高配电变压器的故障预测水平和使用寿命,提出了配电变压器运行状态的大数据分析评估方法,构建了常规评估方法与大数据方法结合的业务流程架构。结合配电网的多源数据,分析了配电变压器运行状态相关的数据类型、来源及预处理方法,通过数据流处理方法量化各属性的相关关系;基于信息熵理论构建了配电变压器运行状态评估模型,同时将大数据在线评估和常规综合评估方法进行有机结合,实现概率预测与特定指标评价的统一。经实例验证,结果可以有效反映配电变压器的整体运行状态。
基于短时能量的多端柔性直流单极接地故障线路识别方法

采用小电流接地方式的模块化多电平多端柔性直流输电系统(MMC based multi-terminal HVDC,MMC-MTDC)发生直流线路单极接地后,所有非故障极线路电压升高为额定值的2倍,威胁线路和设备安全,因此,需要快速识别并切除故障线路,以恢复MMC-MTDC系统的正常运行。而小电流接地方式的MMC-MTDC系统单极接地后,无稳态故障电流,且各直流线路稳态电压基本相同,无法依靠稳态电压、电流量来识别故障线路。分析了MMC-MTDC单极接地时线路对地电容电流暂态变化特性,提出采用线路两端的暂态差流作为区分故障线路和非故障线路的依据;进一步通过计算线路两端差流的短时能量来扩大故障线路和非故障线路的差异,减少暂态过程对故障线路识别的影响,达到可靠识别故障线路的目的。在PSCAD中搭建四端MMCMTDC系统进行仿真,结果表明故障线路两端差流短时能量远大于非故障线路两端差流短时能量,并且该故障线路差动电流短时能量波动较小,能可靠识别接地线路。
弱交流电网条件下VSC无功类控制分析与优化

针对接入弱交流电网的电压源换流器(voltage sourced converter, VSC)所采用的无功类控制器的适用性进行分析,并提出了改进的无功功率控制方法。首先针对连接到弱交流电网的VSC整流侧和逆变侧系统,分别建立了两个系统在定有功功率定无功功率控制和定有功功率定交流电压控制下的小信号模型,其次利用参与因子法分析影响主导极点的主要状态变量,基于此提出了一种改进的无功功率控制方法,分别在VSC整流侧和逆变侧系统中进行验证,并分析了参数A的选取。最后,在PSCAD/EMTDC环境下进行仿真实验,验证了建立的小信号模型正确性,同时,考虑VSC系统运行极限分析了不同无功类控制下系统的临界有功功率传输极限值。所得结论为:对于连接到弱交流电网的VSC类换流器,定交流电压控制较定无功功率控制更适用于极低短路比(short-circuit ratio,SCR)的交流系统,在选取合适的参数k的条件下,采用改进的无功功率类控制可以提高有功功率传输极限,更有效地增强系统稳定性。
用于直流电网的大容量DC/DC变换器研究综述

发展高压直流电网是解决电能大容量远距离传输及大规模可再生能源汇集的有效手段,高压大容量DC/DC变换器是实现不同电压等级的直流电网线路之间互联的关键设备,也是制约直流电网推广的主要技术瓶颈之一。然而已发表的研究工作主要集中于DC/DC变换器在中低压小功率应用,其在高压大容量场合的应用研究较少。为此,首先分析了高压直流电网对大容量DC/DC变换器的技术需求,然后系统回顾了高压大容量高增益DC/DC变换器拓扑的国内外研究现状,并总结了各类DC/DC变换器的特点及其在未来高压直流电网中的应用前景。在此基础上指出了高压直流电网用的大容量DC/DC变换器亟待研究的关键问题。所述内容为未来高压直流电网技术的研究和工程化应用提供了一定的技术参考。
架空线柔性直流电网构建方案

国家电网为配合绿色奥运的理念,计划在北京、河北建设柔性直流电网。从拓扑结构、关键设备、控制保护等方面对架空线柔性直流电网构建方案进行了研究。直流电网网架结构采用口字型结构,换流站采用对称单极结构;关于子模块拓扑的选择,存在半桥子模块结合高压大电流直流断路器以及故障自清除子模块结合快速机械直流开关2种方法。半桥子模块方案技术简单成熟,但是需要超快速保护装置,而且有可能存在直流断路器不能全面保护换流站的问题,需要配置大量的换流器限流电抗器与直流线路限流电抗器;故障自清除子模块方案不需要超快速保护装置,然而存在直流线路故障后所有站短暂闭锁的问题,但是不会造成整个电网的失稳。关键设备和控制保护目前来看不存在不可逾越的难题。
柔性直流技术在负荷中心分网运行的应用

特高压直流广泛用于远距离、大容量输电,越来越多的直流落点集中于我国的负荷中心,给系统运行带来了短路电流超标、多直流间相互影响及大面积停电风险增加等问题。调整系统运行方式能一定程度上缓解短路电流超标带来的压力,但要全面有效解决我国负荷中心目前面临的问题需要优化网架结构。基于对负荷中心电网现状的分析,提出了一种网架优化方案--对负荷中心大型同步网进行分区,并利用柔性直流进行区间互联;对该柔直分网方案的功能要求、系统级控制原理及控制架构进行了详细分析,并总结了柔性直流技术用于负荷中心分区互联的发展趋势及关键技术难点。
直流电网用电力电子器件发展与展望

基于柔性直流输电的直流电网技术具备灵活、安全的潮流控制能力,将越来越多地成为大规模清洁能源发电、海洋群岛供电及构建新型城市电网的首选技术方案。直流电网核心装置电压源换流器、直流断路器等都利用到全控电力电子器件以实现电能的变换,因而器件参数性能对这些装置有着极大的影响。从直流电网各核心装置的需求分析着手,详细讨论了不同装置对器件电气特性、封装形式的要求,提出具有针对性的定制化设计、协同优化设计等关键技术,最后对适用直流电网发展的未来新型器件进行了展望。
电动汽车充电站规划、运行中的大数据集成应用

当前充电站存在数据缺失、数据实时性不高的问题, 为优化充电站的规划和运行方案,需合理利用海量异构、多态、主体多样、共享难的电动汽车相关数据,这些数据具备大数据的典型特征。而应用的难点在于:数据集成的方式既要成本低、易实施,又要满足和外部系统集成的需要。这本身是一个矛盾。论文针对此展幵讨论。首先,分析了充电站规划、运行中的大数据需求,数据来源、特征与应用难点。 其次,提出了适用于充电站的4种大数据集成模式。在此基础上,阐明了各集成模式的概念、内涵以及所涉及的具体关键技术,构建了基于4种集成模式的充电站大数据应用架构。 最后,给出了应用4种模式'的具体实例。
下肢有氧训练对竞速运动员早期心肺功能恢复的影响

为探讨下肢有氧训练对竞速运动员早期心肺功能恢复的影响,制定科学合理的有氧运动策略。本文基于对竞速运动员的运动特点及心肺功能情况全面了解,选取10名山东省竞速运动员作为测试对象,采用产自德国耶格公司的心肺功能测试系统,对训练对象进行下肢有氧训练,并对训练前后的心肺功能指标进行比较,利用EXCEL进行评测数据整理统计。结果表明:(1)受测运动员在心肺耐受时间、耐受负荷、肺部通气量和摄氧量等方面都得到了有效改善,加速了心肺功能的恢复;(2)适度的运动量非常重要,过小或者过大的训练量都不利于早期心肺功能的恢复;(3)男女运动员由于生理结构的差异性,机体指标存在差异,因此,在制定有氧训练策略时,应考虑性别差异。
经静脉注射血管内皮抑制因子-2对自发性高血压大鼠血流动力学影响的研究

目的:观察经静脉注射血管内皮抑制因子-2(vasostatin-2,VS-2)对自发性高血压大鼠血流动力学的影响。方法:36只14~16周龄、体质量为160~250 g的自发性高血压雄性大鼠分为6组:生理盐水组(n=6):经股静脉导管注入生理盐水(100 μl/kg);儿茶酚抑素(catestatin)组(n=6):经股静脉导管注入catestatin(20 μg/kg);极低剂量VS-2组(n=6):经股静脉导管注入VS-2(5 μg/kg);低剂量VS-2组(n=6):经股静脉导管注入VS-2(10 μg/kg);中等剂量VS-2组(n=6):经股静脉导管注入VS-2(20 μg/kg);高剂量VS-2组(n=6):经股静脉导管注入VS-2(40 μg/kg)。利用清醒自由活动大鼠血流动力学动态监测技术监测静脉注射VS-2及catestatin对自发性高血压大鼠平均动脉压、心率及压力反射敏感性的影响。结果:与用药前相比,中等剂量VS-2及高剂量VS-2显著降低自发性高血压大鼠的心率、平均动脉压并升高压力反射敏感性[中等剂量VS-2组:(341.3±19.3)次/min vs(365.5±25.5)次/min、(133.0±8.9)mmHg(1 mmHg=0.133 kPa) vs(147.5±11.2)mmHg、(0.52±0.18)ms/mmHg vs(0.37±0.12) ms/mmHg;高剂量VS-2组:(348.8±30.8)次/min vs(374.5±34.8)次/min、(131.5±9.3) mmHg vs(151.7±10.8) mmHg、(0.53±0.05) ms/mmHg vs(0.38±0.03)ms/mmHg,P均<0.01];catestatin也显著降低自发性高血压大鼠的心率、平均动脉压并升高压力反射敏感性[(318.7±13.4)次/min vs(365.5±25.5)次/min、(119.7±7.3)mmHg vs(147.5±11.2)mmHg、(0.58±0.15) ms/mmHg vs(0.35±0.11)ms/mmHg,P均<0.01);同等剂量(20μg/kg)的VS-2与catestatin比较,VS-2对心率、平均动脉压的影响较弱[(341.3±19.3)次/min vs(318.7±13.4)次/min、(133.0±8.9)mmHg vs(119.7±7.3)mmHg,均P<0.01),但是对压力反射敏感性的影响两者差异无统计学意义[(0.52±0.18)ms/mmHg vs(0.58±0.15)ms/ mmHg,P>0.05]。结论:经静脉注射一定剂量的VS-2对自发性高血压大鼠的心率、平均动脉压及压力反射敏感性有显著影响。与同剂量(20μg/kg)的catestatin比较,VS-2对血压的影响较弱。
基于人机交互的图像质量评价可视化系统研究

为实现对图像质量的综合评价,将属性数学模型引入图像质量评价体系,提出一种基于人机交互的图像质量综合评价的可视化系统。结合图像单指标和多指标综合属性测度分析,该图像质量综合评价系统可以实现单指标和多指标属性测度以及综合属性的获取,实现图像多层次优劣程度的判定。通过三种不同变质图像的综合分析实验证实本文算法的图像质量评价结果符合实际结果,且具有评价速度快和准确度高的优点。
粘弹性阻尼的钢结构高层建筑非线性静力分析

随着我国高层钢结构建筑增多,对于粘弹性阻尼钢结构建筑的非线性静力分析十分必要。本文基于有限元理论对粘弹性阻尼钢结构高层建筑进行非线性静力分析,研究结果表明:在恒轴力荷载作用下,钢结构框架的应力、应变最大位置在柱脚和梁端,框架的荷载位移滞回曲线是比较饱满的梭形;粘弹性阻尼器布置在底部位置的减震效果优于没有布置粘弹性阻尼器的建筑,且位移和变形较小;粘弹性阻尼器对高层钢结构的最大剪力和最大位移有明显的抑制作用。
2011年秋冬我国中东部大雾结构特征分析

对雾区相对湿度垂直结构分布变化的监测一直缺乏直观有效的方法,探空观测能够填补观测不足并提供可靠的气象资料。本文利用2011年秋冬我国六时次高空气象观测资料,通过与卫星监测、地面观测雾区对比的方式,分析中东部雾区垂直方向气象要素的变化情况。结果表明,(1)雾区温度变化有等温、贴地逆温和低层逆温三种类型,其中贴地逆温出现次数最多,约占记录总数的52%;(2)雾区相对湿度变化有两种类型:等湿和相对湿度增大,其中等湿记录出现次数最多,约占记录总数的88%,统计数据说明雾区水汽接近均匀分布;(3)雾区风向随高度变化方式主要有顺时针偏转、相对静稳(风向不变、风速为零)和先顺后逆转等变化,其中顺时针偏转和相对静稳出现次数约占记录总数的71%;雾区风速变化低于1 m?s-1的记录约占总数的77%,研究时段内的雾区多为在暖平流控制的天气形势下生成,层结稳定。雾区不同方式观测的存在差异的原因,一是卫星监测的雾区容易受低云干扰造成误判,二是高空气象探测无法剔除降水天气干扰,雾区范围较大。
温室太阳能水循环集热装置的蓄热性能研究

为了提高北方地区冬季日光温室的夜间温度,保障作物越冬,研制了以太阳能为热源,以水为介质的日光温室太阳能水循环系统。为了提高太阳能水循环系统集热装置的蓄热性能,比较了PC阳光板的不同颜色、厚度、不同黑膜添加方式对其蓄热性能的影响。结果表明:无黑膜条件下,颜色较深的褐色阳光板蓄热性能最强,6mm褐色阳光板板的蓄热量为191.5kJ?m~(-2)d~(-1),同时厚度为8mm的阳光板相比于6mm和10mm阳光板的蓄热效果是最好的。而添加黑膜后,蓄热量均明显升高,特别是透明阳光板内外侧均添加黑膜后蓄热量增加20%。
自然冷资源储藏环境下稻谷质构特性及蒸煮品质的试验研究

探讨自然冷资源储藏环境下稻谷品质变化规律,为利用自然冷资源储藏稻谷提供理论依据。以温度和稻谷初始含水率为主要参数,为了准确的检测利用自然冷资源储藏的稻谷品质,对不同温度条件下的稻谷进行了质构特性和蒸煮品质的变化规律研究。在不同温度(0.8,5,10,15,20℃)和不同初始水分含量(15%,16.5%,18%)储藏条件下,用质构仪对米饭的硬度、黏度、咀嚼性、弹性进行测定;并用蒸煮法对稻米吸水率、膨胀率、米汤pH、米汤干物质进行测定,从而分析稻谷质构与蒸煮品质的相关性。结果表明:在储藏过程中,稻谷的硬度、咀嚼性、吸水率、膨胀率随时间延长而升高,稻谷的弹性、黏度、pH值、米汤干物质随时间的延长而降低。稻谷的质构品质与蒸煮品质具有显著的相关性。在自然冷资源储藏环境下的稻谷硬度与稻谷膨胀率呈显著正相关,相关系数为0.981;弹性、黏性与稻谷吸水率呈显著负相关,其相关系数分别为-0.974和-0.965;稻谷咀嚼性与米汤干物质和米汤pH值呈显著正相关性,相关系数为0.944和0.957。利用上述方法对自然冷资源储藏环境下的稻谷品质进行研究评价具有可行性,利用自然冷资源储藏稻谷的温度和稻谷的初始含水率较佳的参数为10℃和15%。
基于RS和GIS的生态环境质量综合评价与时空变化分析——以湖北省秭归县为例

基于RS和GIS的信息技术是快速、有效地评价区域生态环境的重要手段。利用秭归县2002年TM和2013年OLI遥感影像及提取的土地利用数据,运用主成分分析法构建了生态环境质量综合评价模型,该模型耦合了生物丰度指数、植被覆盖度指数、水体密度指数、土壤侵蚀指数和人类活动指数,绘制了研究区生态环境质量的等级分布图,同时利用生态环境质量变化的差值检测和生态等级的转移矩阵,揭示了生态环境质量的时空变化特征。结果表明:2002~2013年秭归县的生态环境总体质量较好,且不断改善,质量等级优的面积比重由2002年的59.24%上升到2013年的82.65%;27.26%的地区生态环境质量变好,主要分布在河流外围的农耕地区,仅有6.09%的地区生态环境质量变差,主要分布在河流沿岸地和坡度变率大的土地利用过渡地带;根据生态环境质量的转移动态分析表明,生态等级转向优和良的面积,占总共转移的92.98%,而转向差和较差的仅占总共转移的0.48%。
多生育期不同水分胁迫耦合对水稻产量及水分生产率的影响

为了探究多生育期连续控水对水稻的影响,挖掘水稻节水生产的潜能,以水稻品种“沈农9765”为试验材料,采用裂-裂区试验设计,利用测筒栽培条件,研究分蘖期[淹灌(T1)、轻控(T2)、重控(T3)]、拔节孕穗+抽穗开花期﹝淹灌(J1)、轻控(J2)﹞、乳熟期﹝淹灌(M1)、轻控(M2)、重控(M3)﹞及多生育期不同水分胁迫对水稻产量及水分生产率的影响。结果表明:T、J的主效应及T*J的交互效应均显著影响水稻产量,与T2相比,T1、T3产量分别减少5.65%和16.27%。与J1相比,J2产量增长2.9%,且T2J2的组合能极显著提高水稻产量,M对产量影响不显著,M2产量稍高于M1、M3;有效穗数、吸氮量、氮肥偏生产力与产量均呈极显著正相关关系;T、J、M的主效应及T*J、T*M的交互效应均对水分生产率具有显著影响,T2J2、T2M2、T2M3组合的灌溉模式可以极显著提高水分生产率,与T2相比T1、T3水分生产率分别降低16.35%、9.13%,与J1相比J2水分生产率提高10.00%,M2、M3水分生产率均极显著高于M1,M2水分生产率较高于M3。说明T2J2M2组合的灌溉模式能够显著提高水稻产量和水分生产率,可作为水稻节水高产管理的一种参考模式。
双菌株混合发酵纳豆的条件优化

为降低纳豆氨腥味,提高纳豆激酶活力,从工艺条件入手,以纳豆感官、挥发性盐基氮含量和纳豆激酶活力作为评判标准,首先采用单因素试验探索了沼泽红假单胞菌与纳豆芽孢杆菌的比例、发酵温度、发酵时间3个单因素的最佳条件,然后通过正交试验探索了这3个因素的最佳联合条件。结果表明:最佳联合条件为沼泽红假单胞菌与纳豆芽孢杆菌比例1∶50,发酵温度35℃,发酵时间22h,在此发酵条件下,纳豆口感好,氨腥味明显降低,纳豆激酶活力增大显著,可达8432.003U?g~(-1),与纳豆芽孢杆菌单独发酵纳豆时相比提高53.74%,氨含量降低79.81%。纳豆芽孢杆菌与沼泽红假单胞菌混合发酵在保持纳豆原有的保健功效外,还丰富了发酵产生的蛋白酶系,提高了纳豆的营养价值,并解决了纳豆氨腥味浓郁的问题。
川西花岗岩型铀矿成矿条件与找矿方向

川西地区构造运动强烈,岩浆活动频繁,具有多期次、多阶段的特点,从加里东期到喜山期均有岩浆活动,以印支期最为强烈,分布较为广泛,岩石类型复杂。文章从成矿地质背景、岩体成因类型、花岗岩含铀性、控矿构造、热液活动以及典型铀矿化特征等方面,对川西地区花岗岩型铀矿成矿条件进行了分析,指出川西地区具备形成花岗岩型铀矿的基本地质条件,区内应以寻找花岗岩内外接触带型铀矿为找矿主攻方向。
含时间延迟的政府调节下能源供需系统的稳定性分析及Hopf分支性质

研究政府调节在能源供需关系中的作用,考虑相对能源缺口对政府调节的影响,建立政府调节下的能源供需系统,分析系统的平衡点及其稳定性.并且考虑实际政府调节过程中的时间延迟现象,建立含时间延迟的政府调节下能源供需系统,分析时滞系统的稳定性. 利用中心流形定理和规范性方法,得到判定Hopf分支性质的计算公式.给定参数,模拟系统图像,验证理论结果.
不同来源β-酪蛋白基因启动子调控人IFNα-2b基因的表达效率

【目的】为获得高启动效率的乳腺特异启动子,对荷斯坦奶牛、娟姗牛和奶水牛的β-酪蛋白基因启动子进行比较研究。【方法】对Genbank中所收录的荷斯坦奶牛、娟姗牛和水牛β-酪蛋白基因启动子序列进行比对分析,按照保守序列分别设计启动子区和3'端ployA序列引物,同时设计人IFNα-2b基因和EGFP-Neo筛选序列引物并引入预先设计的酶切位点以方便载体构建。采集静脉血液,提取基因组DNA。PCR克隆β-酪蛋白基因启动子区和3'端ployA区,同时以实验室保存质粒为模板克隆人IFNα-2b基因和EGFP-Neo筛选序列。测序正确后,将各片段按设计顺序依次插入pMD18-T骨架中,构建成pHSTBCNp-IFN,pJSBCNp-IFN和pSNBCNp-IFN乳腺特异表达载体。将各载体转染Bcap-37细胞,经G418筛选出稳定整合的转基因细胞系。用胰岛素(1 mg?L~(-1)),转铁蛋白因子(1 mg?L~(-1)),氢化可的松(1 mg?L~(-1))和PRL(250IU?L~(-1))联合对转基因细胞系进行诱导,然后用PCR、Western blotting、 QRT-PCR技术和ELISA方法分别在mRNA水平和蛋白质水平检测IFNα-2b的表达。【结果】PCR后获得了荷斯坦奶牛、娟姗牛和水牛β-酪蛋白基因启动子区,长度分别为5 219、5 244和5 216 bp,其中包括了第一外显子,第一内含子和部分第二外显子,部分第二外显子的51个碱基编码17个氨基酸的信号肽序列。克隆了1 166 bp的ployA区序列。最终将构建的3个乳腺特异表达载体转染Bcap-37细胞并经过G418筛选后,获得了3个转基因细胞系。经激素诱导后,PCR、Western blotting、QRT-PCR和ELISA检测发现3个转基因细胞系都表达了IFNα-2b基因,并且发现娟姗牛β-酪蛋白基因启动子在调控IFNα-2b基因的表达上效率较高,在mRNA水平和蛋白质水平上显著高于其他两个启动子(P<0.05)。【结论】娟姗牛β-酪蛋白基因启动子在调控外源基因表达上具有较高的效率,是具有应用前景的乳腺特异性启动子。所构建的表达载体为IFNα-2b转基因动物乳腺生物反应器的制备奠定基础。
小麦残茬对连作西瓜生长及根际土壤微生物的影响

【目的】土壤微生物群落结构构成是土壤生态环境质量的重要组成部分,探讨两种小麦残茬对连作西瓜生长及根际土壤微生物的影响,阐释西瓜枯萎病与根际土壤微生物间的关系,为西瓜连作障碍和枯萎病的生态防治提供依据。【方法】将D123和D125两种小麦残茬粉碎后施入瓜类连作土壤中并继续栽培西瓜,采用常规方法测定西瓜蔓长、鲜重及产量,稀释平板法测定根际土壤中细菌、真菌和尖孢镰刀菌数量,通过Real-time PCR测定西瓜根际土壤中功能微生物芽孢杆菌和西瓜专化型尖孢镰刀菌数量。【结果】D123和D125两种小麦残茬的施入,促进了西瓜蔓长的伸长,并在后期显著促进了植株地上鲜重、根鲜重和全株鲜重的增加(P<0.05),且D125处理略高于D123处理;残茬处理虽然增加了西瓜单株产量,但与对照(CK)差异不显著。对根际土壤微生物数量统计表明,定植第20天时,D125处理细菌数量显著高于D123处理与CK(P<0.05),D123与CK间差异不显著;定植第30天时,D125处理细菌数量显著高于CK(P<0.05),D123与CK、D125间差异均不显著。对真菌数量的研究表明,各时期均表现为D125>D123>CK,并在定植30 d时相互间差异显著(P<0.05)。对根际尖孢镰刀菌数量的研究表明,各时期均表现为D125>D123>CK,在定植30 d时,D125处理显著高于D123处理和CK(P<0.05),但D123处理和CK间差异不显著。土壤中细菌/真菌的比值随着取样时期的延长,呈下降趋势,细菌繁殖速度低于真菌繁殖速度;定植20 d时,D125处理的根际土壤中细菌/真菌的值显著高于D123处理和CK(P<0.05),D123处理与CK间差异不显著。随着西瓜植株的生长,土壤中西瓜专化型尖孢镰刀菌的数量呈增长趋势,各时期尖孢镰刀菌均表现为CK>D123>D125,在定植第20天和第40天时表现为小麦残茬处理显著降低了尖孢镰刀菌数量(P<0.05)。芽孢杆菌数据表明,各处理在定植30 d时芽孢杆菌数量均达到最高,其他时期均较低,小麦残茬的施入增加了根际土壤中芽孢杆菌数量,D125处理在各时期均表现为显著高于CK (P<0.05),D123处理在定植后20 d和30 d表现为显著高于对照(P<0.05),而D125处理在定植后20 d和40 d显著高于D123处理(P<0.05),定植后30 d时则表现为相反的结果。【结论】小麦残茬的施入,促进了西瓜生长,有利于土壤微生物繁殖,并增加有益微生物数量,减少枯萎病致病菌数量,对西瓜连作土壤有一定的修复作用。
东北三省典型春玉米土壤剖面氮库变化及平衡特征

【目的】研究了东北三省典型春玉米种植区在0—90 cm土壤剖面土壤氮素的变化及平衡特征,试图了解东北三省典型春玉米种植区传统农民习惯施肥措施下土壤氮素的固持潜力。【方法】于2012年春玉米全生育期定点跟踪了黑龙江、吉林和辽宁省各17户,总计51户农民习惯处理,测定了0—30、30—60、60— 90 cm土层中全氮(TN)、矿质氮(NO_3-N、NH_4-N)、颗粒有机氮(PON)、微生物生物量氮(SMBN)和可溶性有机氮(DON)以及春玉米产量,并计算了春玉米播种前和收获后的氮素平衡。【结果】黑龙江、吉林、辽宁典型春玉米种植区0—90 cm整个土壤剖面TN储量分别为357.9、286.9、218.1 kg?hm~(-2),且各省土壤TN储量平均值均达显著性水平(P<0.05)。黑龙江、吉林、辽宁0—30 cm表层土壤TN含量平均值分别为1.4、1.0、 0.7 g?kg~(-1),且各省TN含量均达显著性水平(P<0.05);在30—60 cm、60—90 cm土层TN含量平均值分别为0.9、0.6、0.4 g?kg~(-1)和0.6、0.4、0.3 g?kg~(-1),黑龙江各土层土壤剖面TN含量平均值显著高于辽宁(P< 0.05)。0—30 cm土层中,随着纬度的降低,黑龙江、吉林、辽宁三省PON、PON/TN、SMBN/TN呈增加趋势,而SMBN含量则呈降低趋势,PON、PON/TN和SMBN含量平均值三省间均达显著水平(P<0.05),黑龙江与辽宁SMBN/TN平均值达显著水平(P<0.05);在30—60 cm土层,黑龙江、吉林和辽宁PON/TN随着纬度的降低而升高,且三省间PON/TN平均值达显著水平(P<0.05),黑龙江PON显著低于吉林、辽宁两省(P<0.05),黑龙江DON显著高于吉林和辽宁,吉林DON/TN平均值显著低于辽宁(P<0.05);在60—90 cm土层,吉林SMBN、SMBN/TN的平均值显著高于黑龙江、辽宁(P<0.05),黑龙江DON/TN平均值显著低于吉林、辽宁(P <0.05)。各省土壤全氮及各活性氮库随着土层深度的增加总体呈下降趋势。0—30 cm土层,辽宁NO_3-N含量平均值显著低于黑龙江、吉林(P<0.05);在30—60 cm、60—90 cm土层吉林NO_3-N含量平均值显著高于黑龙江、辽宁(P<0.05)。吉林施肥量最高,因此吉林氮素平衡显著高于黑龙江、辽宁(P<0.05),且吉林表现为氮素盈余,黑龙江和辽宁基本上处于氮素平衡状态。2012年黑龙江、吉林、辽宁玉米产量平均值分别为11.9、11.3和10.8 t?hm~(-2),黑龙江玉米产量显著高于吉林、辽宁(P<0.05)。【结论】东北三省间土壤活性氮库消长规律与土壤全氮并不完全一致,东北三省产量维持在11 t?hm~(-2)左右,吉林省典型春玉米种植区氮素危害环境的风险较大。
稻田优化施肥效果与氮、磷环境效益评价

【目的】针对稻田氮磷钾肥施用不合理引起环境问题较为严重的现象,从粮食高产高效和环境效益的角度分析稻田化肥的合理施用与管理策略。【方法】选用测土配方施肥项目2005—2010年在湖南省间布置的735个早、中、晚稻肥料田间试验,选取不施肥(CK)、农民习惯施肥(FP)和优化施肥(OPT)3个处理,对比分析了早、中、晚稻OPT较FP处理的增产效果与氮、磷、钾肥偏生产力的优势;通过筛选OPT处理产量或/和氮肥偏生产力前25%的试验点,建立高产、高效和高产高效3种方案,结合氮肥用量与氮素损失(N_2O的排放、N的径流与淋失、NH_3挥发)之间的经验模型,评估稻田节氮减排潜力;通过计算早、中、晚稻磷素表观平衡,分析稻田磷素残留状况;并引入湖南省早、中、晚稻种植面积,估算区域稻田氮、磷的环境效益。【结果】多年多点田间试验研究表明,与CK处理相比,FP和OPT处理分别可增产41.9%和52.0%(早、中、晚稻的平均值);与FP处理相比, OPT处理早、中、晚稻可增产7.0%—8.3%,氮、磷肥偏生产力分别提高16.8%—19.6%和5.5%—37.3%,而OPT处理钾肥用量的提高对钾肥偏生产力的负效应较小(早、中、晚稻平均降幅为6.4%)。节氮减排评估结果表明,高产组产量高而氮肥用量相对较高,高效组氮肥偏生产力高而产量相对较低,用高产高效组表征产量和氮肥偏生产力的潜力更可靠;高产高效组早、中、晚稻每年可节省氮肥用量共81 kg?hm~(-2)(其中晚稻最多,为32 kg N?hm~(-2)),减少氮素损失15.5 kg N?hm~(-2),温室气体N_2O减排约20%。湖南省稻田节氮总潜力为12.5×10~4 t,减少氮素损失2.35 ×10~4 t,主要对象为早稻和晚稻。优化施肥可提水稻的磷素总吸收量,早、中、晚稻从FP处理的59—66 kg P_2O_5?hm~(-2)增加到OPT处理的63—71 kg P_2O_5?hm~(-2)。磷肥用量与水稻磷素吸收量之间的关系显示,两者并不能达到显著的正向相关关系,说明当磷肥投入总量满足作物需求后,多余的磷素对当季作物磷素吸收无效,从而残留在土壤中;早、中、晚稻分别有46%、44%和15%的样本出现磷残留现象,通过筛选并分析磷残留样本得出,早、中、晚稻OPT处理磷残留比例明显低于FP处理,且磷残留量分别可降低到1.36—5.30 kg P_2O_5?hm~(-2),较FP处理下降了33.7%—48.5%;从全省范围来看,磷残留总量可减少18.14×10~3、3.59×10~3和5.30×10~3 t;另一方面,农民习惯施肥中,仍有不施磷肥的现象,这对土壤养分的耗竭影响较大,应重视平衡施肥。【结论】稻田优化施肥是产量和环境安全的重要保障,氮肥减量施用可提高氮肥利用率,减少氮素损失和温室气体的排放,控制磷肥总量可有效地避免土壤磷素残留带来的污染风险。
半干旱区减氮增钾、有机肥替代对全膜覆盖垄沟种植马铃薯水肥利用和生物量积累的调控

【目的】减氮增钾和有机肥替代是提高中国作物生产中资源利用效率、改善农田生态环境、提升农产品质量和降低作物生产病害风险的有效途径。研究明确半干旱区全膜覆盖垄沟种植马铃薯减氮追施、有机肥替代和增施钾肥对马铃薯干物质积累和水分利用的影响,为该区域实施水肥高效管理提供依据。【方法】在4年大田定位试验基础上,通过测定全膜覆盖垄沟种植条件下传统施肥(PM)、减氮25%并花期追施和增施钾肥(PMN)和减氮50%与有机肥替代并花期追施(PMO)的土壤贮水量、马铃薯的生物量和产量等指标,计算不同施肥模式的耗水量、生长速率、水分利用效率和肥料偏生产力,以明确不同养分管理模式对马铃薯耗水过程的调控及其对干物质积累和水肥利用效率的影响。【结果】2011—2014年PMN花前耗水量较PM分别降低了17.4、28.7、26.8和34.2 mm,花后耗水量增加了31.1、34.7、36.7和49.2 mm;PMO没有显著降低马铃薯花前耗水,而花后耗水量分别增加了17.8、24.3、11.2和10.3 mm。与PM相比,PMN在盛花期后显著提高马铃薯地上地下生物量和生长速率,使马铃薯产量在2012 —2014年平均增加2 595.1 kg?hm~(-2),并使水分利用效率(WUE)在2013—2014年分别增加了14.4%和6.3%,达到显著差异; PMO显著提高马铃薯各生育期的地上地下生物量和生长速率,4年平均马铃薯块茎产量增加了2 945 kg?hm~(-2),而且WUE在2012—2014年显著高于PM。PMN和PMO较PM均能显著提高马铃薯肥料偏生产力、化肥偏生产力、氮素偏生产力和化肥氮素偏生产力,表明PMN和PMO能协同提高作物的养分和水分利用效率,实现以肥调水和以水促肥的目标。 2011年为严重干旱年份,虽然PMN和PMO能调节马铃薯花前花后耗水,提高地上地下生物量和生长速率,显著提高养分偏生产力,但产量和水分利用效率无显著提高。【结论】PMN和PMO均能显著调节马铃薯花前花后耗水量,增加生物量和提高生长速率,使得马铃薯块茎产量、水分利用效率和养分利用效率增加。与PMN相比,PMO对马铃薯产量、 WUE和养分偏生产力的增加幅度更大,是资源更加高效和作物增产的养分管理模式。
基于空间分析法研究温室番茄优质高产的水氮模式

【目的】本文通过设置不同灌水施氮水平处理,研究温室盆栽条件下,不同水氮供应组合对番茄产量品质和水氮利用效率的影响,分别提出单一指标最大和兼顾产量品质最优时的灌水施氮组合。【方法】试验于2013年在西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室的灌溉试验站日光温室内进行,供试番茄品种为金鹏M6088,在盆栽条件下设置3个灌水上限:低水W1(70% θ_f)、中水W2(80% θ_f)和高水W3(90% θ_f),θ_f为田间持水率;3个施氮量:低氮N1(N 0.24 g?kg~(-1)土)、中氮N_2(N 0.36 g?kg~(-1)土)和高氮N_3(N 0.48 g?kg~(-1)土),试验采用完全随机区组设计,共9个处理,每个处理重复15次。运用多元回归分析和空间分析相结合的方法,寻求单一指标最大时的灌水施氮组合,以及综合评价产量品质的水肥调控效应,提出兼顾产量品质最优时的灌水施氮范围。【结果】番茄产量、灌溉水生产率、氮肥偏生产力和品质受灌水量和施氮量的影响显著。番茄单株产量随着灌水量和施氮量的增加而先增加后降低(低氮和低水除外),低氮下增加灌水量可弥补缺氮造成的减产,低水下增施氮肥可缓解干旱对产量的抑制作用。产量与水氮供应量之间呈较好的二元二次关系,当灌水量和施氮量分别为62.3 L/株和0.3864 g?kg~(-1)土时,番茄单株产量有最大值(1 599.4 g/株),但灌水量和施氮量超过其峰值时,产量反而会减少。减小灌水量和增大施氮量时,灌溉水生产率增加;增大灌水量和降低施氮量时,氮肥偏生产力增加。番茄各品质指标受灌水量和施氮量的影响极显著。可溶性固形物和有机酸随着施氮量的增加而增加,维生素C、番茄红素、可溶性糖和糖酸比则先增大后降低。随着灌水量的增加,可溶性固形物和维生素C(中氮除外)呈降低趋势,番茄红素、可溶性糖和糖酸比呈先增加后降低的趋势(低氮除外)。采用熵权法计算得出番茄单一品质指标对不同水氮处理的敏感度排序为:番茄红素>可溶性糖>糖酸比>有机酸>维生素C>可溶性固形物。【结论】通过多元回归分析和空间分析得出,番茄产量和品质同时达到大于等于95%最大值的灌水上限为田间持水率的80%,施氮区间约为0.34—0.44 g?kg~(-1)土。