mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
基于深度学习的杆塔接地网断点诊断方法研究

在使用电磁感应方法诊断杆塔接地网断点的过程中,针对人工诊断引起的误差问题,提出了一种基于一维卷积神经网络(one dimensional-convolutional neural network, 1D-CNN)的诊断模型,诊断模型以接地网正上方的一维磁场数据为输入,通过深度神经网络输出断点故障的数量和位置。首先通过实验验证了电磁感应方法在杆塔接地网断点诊断问题中的有效性,然后建立了磁场断点故障数据集,之后进行了1D-CNN诊断模型的训练。在诊断准确度验证实验中,1D-CNN诊断模型在40个故障磁场样本上达到了97.50%的诊断准确率,表现出了良好的泛化性;诊断效果对比实验表明,1D-CNN诊断模型的AUC值达0.951,在3次随机训练中对各类故障的平均识别率达到了92.08%,在15次训练中的平均测试集精度达到了94.30%,平均每代训练时间0.875 0 s,在各项指标上较DNN、RNN均有明显优势。
基于多维度特征提取的电弧故障检测方法

针对当前含多种电气故障的复杂电路电弧故障识别率低、训练速度慢的问题,提出一种窗口划分结合小波分解与经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)分别从时域、频域及时间尺度等多个维度提取电流特征量,利用机器学习分类模型进行电弧故障识别的方法。首先,利用搭建的电气故障实验平台采集故障及正常电流数据,并将电流数据进行窗口分段,然后分别使用小波变换与EMD方法对电流信号进行分解并计算不同维度上的特征量,将该特征信息作为分类算法的输入进行电弧故障诊断。经实验验证,该特征提取方法在梯度提升决策树(gradient boosting decision tree,GBDT)上的电弧故障检测准确率高达98%,相比电流不分段的方式分类准确率提升了1.87%,能有效获取电弧故障特征,实现对电弧故障高效率与高准确率检测。
输入串联型变换器集成变压器的分布电容影响机制与绕组布局方法

基于变压器集成的输入串联型变换器具有各串联电路自然均压、结构简单的优势,适合高压输入多输出场合应用。在高压场合,集成变压器的分布电容储能对变换器影响较大。以该类输入串联型双开关反激式变换器为研究对象,对集成变压器分布电容的影响进行深入研究。在对集成变压器一次绕组各类分布电容储能进行分析的基础上,提出一种可有效抑制分布电容影响的该类集成变压器绕组布局方法。最后,在已搭建的该类输入串联型变换器实验平台上进行实验研究,实验结果验证了理论分析的正确性以及所提方法的可行性。
基于LightGBM的电动汽车行驶工况下电池剩余使用寿命预测

行驶工况下电动汽车锂离子电池剩余使用寿命(RUL)衰退情况复杂,准确的RUL预测可为电池的定期维护和安全稳定运行提供指导,避免安全隐患。为此,该文提出一种适用于行驶工况下电动汽车电池的RUL预测方法。首先,针对行驶工况,提出一种基于轻量型梯度提升机(LightGBM)的RUL预测模型,利用元学习超参数优化方法对其进行超参数调优;其次,搭建行驶工况下电池全生命周期容量测试系统,模拟行驶工况下电池所受振动应力、充放电应力环境和测试电池容量衰退情况;然后,基于动态时间规整对容量衰退的相似性分析结果,使用生成对抗网络(GAN)生成新的容量序列;最后,通过实验数据验证所提模型和生成容量序列的有效性。
一种基于数据驱动与经验模型组合的锂电池在线健康状态预测方法

锂离子电池健康状态(SOH)的准确估计是电池管理系统(BMS)的关键技术。该文提出一种基于数据驱动与经验模型组合的在线SOH预测方法。通过电池容量增量分析(ICA),找出与SOH相关性较高的两个电压升片段下所耗时间作为电池外部健康特征(HF),并使用高斯过程回归(GPR)的方法建立电池老化的数据驱动模型。利用数据驱动模型对电池工作初期的SOH进行预测,并使用预测值拟合指数经验模型。之后,电池各循环下的SOH用指数经验模型来预测,并且每隔固定循环次数使用观测器对指数模型参数进行一次修正,以保证电池SOH预测的准确性。实验结果表明,该文所提的方法可以在减轻电池监测设备负担的前提下将预测精度保持在较高水平。
双绕组感应发电机系统无差拍电流预测控制策略

双绕组感应发电机系统采用磁链定向控制策略可以分别对控制绕组有功电流与无功电流进行调节,从而获得控制绕组与功率绕组两端直流电压的稳定控制。然而,该控制策略需采用多个调节器,使得控制器设计困难,也制约了双绕组感应发电机系统的进一步发展与应用。针对该问题,提出双绕组感应发电机系统的无差拍电流预测控制策略,建立发电机系统的预测模型,在一个控制周期内以消除被控量的误差为目标,直接计算得到所需的控制量,又分析模型参数失配带来的电流误差问题,对该控制策略做了误差补偿。该文所提出的电流预测控制策略避免了繁琐的调节器参数整定过程,同时具有优秀的控制性能,实现了电流的无误差跟踪。样机仿真与实验结果验证了双绕组感应发电机系统无差拍电流预测控制的正确性与可行性。
电动汽车用车载集成式充电系统若干关键技术问题及解决方案

集成式车载充电系统通过对驱动电机绕组和逆变器进行分时复用与合理重构,可在不增加额外器件的情况下,实现便捷快速的车载充电,近年来引起了学界和产业界的持续关注。该文首先分析集成式充电系统中亟待解决的若干关键技术问题;其次以问题为导向,对现有各类集成式充电系统进行总结和梳理,综述现有拓扑和控制方法对以上问题的解决方案;然后基于混合励磁型电机的特殊结构特点,分析基于该类型电机构造的集成式充电系统所具备的优势;最后总结全文并对该类系统的发展方向进行展望。
计及常用恒流工况的锂离子电池建模方法

锂离子电池(LiB)的开路电压U_(oc)和内阻R是对LiB进行特性评估的重要参数。由于两者与LiB的荷电状态(SOC)、电流I及温度T呈非线性耦合关系,难以为工程应用建立一个参数(U_(oc), R)相对于这些变量的准确的解析模型。该文提出一种工程性建模方法,旨在建立参数(U_(oc), R)与LiB常用恒流工况范围内的变量(SOC, I, T)之间的映射关系。该方法首先在LiB常用工况范围内设计多个恒流工况实验以获取包含变量(SOC, I, T)典型信息的实验数据;其次采用一套数据处理方法解决LiB运行中SOC与T同时变化问题,并测算典型工作点{SOC, I, T}下的(U_(oc), R);最后分析SOC、I、T到U_(oc)及R的映射关系,并构建开路电压模型U_(oc)(SOC, T)和内阻模型R(SOC, I, T)。与现有方法相比,该方法建立的模型涉及的工况全面、实验时间短、参数估计精度高,适用于LiB工程应用和特性研究。实验结果验证了该方法的有效性。
基于Hilbert变换的双馈风力发电机叶轮质量不平衡故障特性分析

叶轮质量不平衡是风力发电机组常见的故障之一,现有分析方法是基于轮毂处的平均风速开展,没有考虑风剪塔影效应引起的风速时空分布对故障特征的影响。该文提出并研究考虑风速时空分布的叶轮质量不平衡故障特征分析。首先,对故障特性进行理论分析,使用dq坐标变换推导得到考虑风剪切和塔影效应后叶轮质量不平衡故障下转子角速度及定、转子电流的解析表达,分析其变化特性。然后,在Matlab/Simulink搭建双馈风力发电机模型及等效风速模型,使用Hilbert解调方法提取电气信号特征频率,以验证解析推导的正确性。结果表明,考虑风速时空分布以及风剪切、塔影效应的影响后,叶轮质量不平衡故障将导致转子角速度中存在1倍及3i(i=1, 2,…, n)倍转频,定、转子电流中存在1倍及3i倍转频的调制频率,其中,3i倍频是由风速时空分布造成的。
无线电能传输系统小信号模型降阶研究

无线电能传输(WPT)系统具有高阶、非线性及强耦合的特点。为准确描述WPT系统动态响应,进而实现控制系统的优化设计与分析,该文以LCL-S电路拓扑为研究对象,利用广义状态空间平均建模方法得到WPT系统的大信号模型,在此基础上建立系统高阶小信号模型。同时,为简化系统控制器设计,采用拉盖尔多项式展开与平衡理论相结合的方法,对高阶小信号模型进行降阶处理,即将11阶系统降为3阶。仿真与实验结果表明,降阶系统与全阶系统具有相似的动态响应及小扰动稳定性,验证了降阶模型的有效性与准确性,为WPT控制系统的设计奠定了模型基础。
基于虚拟信号和高频脉振信号注入的无位置传感器内置式永磁同步电机MTPA控制

为了降低传统内置式永磁同步电机(IPMSM)低速无位置传感器控制系统中的铜耗,该文提出一种基于虚拟信号和高频脉振信号注入的最大转矩电流比(MTPA)无位置控制技术,以提高电机的转矩输出能力和系统效率。为避免两种控制算法相互干扰,与传统虚拟信号注入MTPA控制策略不同,该文提出的方法在估计的dq轴上注入直流信号,通过功率计算来跟踪MTPA工作点。该MTPA策略不会引起额外的损耗且不依赖于电机参数。与此同时,由于注入信号为直流信号,无位置传感器控制精度并不会受到影响。实验结果表明,所提方法在不同负载转矩、不同转速等工况下,能够在准确追踪MTPA工作点的同时准确地在线估计转子位置。
结核性毁损肺并发细小病毒B19感染和重度血小板减少症一例的临床诊治分析

2021年1月16日,浙江大学医学院附属杭州市胸科医院结核ICU收治1例20岁女性结核性毁损肺并发细小病毒B19感染和可疑噬血细胞综合征致重度血小板减少症患者。该患者因"咳嗽伴消瘦3个月,黑便15 d,加重伴鼻出血2 d"入住我院。经完善实验室和影像学、骨髓穿刺活检及骨髓液病原微生物宏基因组检测等检查后,诊断为重度贫血、左侧结核性毁损肺、呼吸衰竭、细胞免疫功能障碍、重度血小板减少原因待查、细小病毒B19感染、可疑噬血细胞综合征(死亡后疑诊)。予抗结核、抗感染、输注红细胞悬液及血小板和血浆、免疫球蛋白冲击治疗后,病情未见好转。于入院第5日因呼吸衰竭加重而应用体外膜氧合技术后病情有所缓解,但在次日突然因右侧胸腔出现气胸且压缩右肺约50%而导致双肺呼吸功能基本丧失,在血小板持续低下、凝血功能未能改善的情况下,患者最终因难以纠正的呼吸衰竭、气道和消化道大量出血而死亡。笔者认为当结核性毁损肺患者并发血小板明显减少时,须积极寻找血小板减少原因;当同时并发细胞免疫功能抑制时,应考虑是否并发了机会性感染;当血小板减少症原因不明、难以纠正,且并发机会性感染时,应高度警惕噬血细胞综合征的发生。
氧化及其联用技术去除水中腐殖酸研究进展

水体中的腐殖酸类天然有机物是影响水质重要因素之一,仅靠常规工艺难以去除水中腐殖质。氧化及其联用技术因效率高、能耗低、适用范围广,逐步成为去除此类污染物的预处理技术,臭氧、高锰酸钾等氧化剂具有较强氧化性的特点,已取代传统氧化剂-氯气,能有效将水中天然有机物(natural organic matter,NOM)分解为无毒小分子物质,且降低了饮用水水质致突变风险,其中,臭氧在安全性和副作用方面更具优势,但单一氧化技术存在不同程度的局限性。针对国内外不同水体状况,本文详细比较了氧化-混凝等联用技术去除水中腐殖酸的氧化机理、协同作用、去除效果和应用状况,探讨了不同的氧化及其联用技术去除水中NOM的研究进展情况,分析表明氧化技术组合工艺已成为去除水中腐殖酸的主流工艺,并指出预氧化-膜联用技术因其良好的协同性而具有广泛的应用前景。
煤粉炉协同共处理抗生素药渣Cr、As的迁移特性

利用某300MW煤粉锅炉进行了协同处理抗生素药渣试验,研究了掺烧期间Cr、As元素的迁移特性及对环境的影响。收集样品并用电感耦合等离子质谱法分析重金属含量,以9.09%比例掺烧药渣,入炉Cr和As分别增加至1.46倍和1.44倍。Cr和As元素的质量平衡系数分别为88.3%~96.2%和75.8%~76.5%。协同工况下,有92.73% Cr富集在飞灰中,烟气Cr全部为颗粒态,占0.13%;As在飞灰的分布低于Cr,有49.83%被飞灰吸附,烟气脱硫系统能够捕获从电除尘逃逸的As,24.64%的入炉As被固定于脱硫石膏中,有0.008%随烟气排放,烟气As有87.2%为颗粒态,12.8%为气态形式。烟气中的Cr和As浓度达到排放标准,固体产物的Cr、As浸出浓度均低于危废鉴定标准限值,利用煤粉炉协同处置抗生素药渣工艺是安全可行的。
增材制造连续碳纤维增强金属基复合材料性能

采用增材制造工艺方法进行具有高比强度、密度小等优良性能连续碳纤维增强金属基复合材料的直接制备。研究了连续碳纤维表面改性、路径搭接率、打印喷头温度、基板温度、打印速度等过程处理方法及工艺参数对所制备金属基复合材料抗拉强度的影响。研究结果表明,对连续碳纤维原材料实施表面改性处理,可以实现制备过程中熔融金属基体与连续碳纤维之间的良好浸润复合,以提高复合材料的抗拉强度;增大路径搭接率,可以有效提高增材制造复合材料内部纤维的体积占比,从而增大其抗拉强度;升高打印喷头温度、基板温度、打印速度,可以减小熔融金属表面张力,提高其流动性,并有利于沉积层间实现良好重熔,从而有效避免在已沉积层表面裂纹处和路径搭接区凹坑处形成气孔缺陷,进一步提升复合材料的抗拉强度。
Rushton涡轮搅拌槽内流场特性及颗粒运动行为数值模拟

基于计算流体动力学(CFD)方法,采用大涡模拟(LES)和拉格朗日颗粒追踪技术计算了Rushton涡轮搅拌槽内流场特性及三种St颗粒的运动行为。平均流场(切向速度、轴向速度和径向速度)、颗粒速度及浓度分布方面与实验值的吻合度较好,验证了数值模拟的可靠性。结果表明,搅拌流场及颗粒运动均呈现循环流特性,当转速N=313r/min不变时,St=0.24的小颗粒几乎实现了均匀分布;而St=37.3的大颗粒与流体的跟随性较差,底部沉积率较高,容器顶部会出现一定的颗粒空白区。叶轮附近产生一系列的湍流涡结构,并且由于剧烈的颗粒-壁面碰撞,该位置颗粒拟温度最高;小颗粒(St=0.24)的运移主要受叶片后方尾涡的控制,均匀分布在低涡量区;而大颗粒(St=37.3)由于具有较大的惯性,运动不再由涡主导,很快被叶轮甩向边壁,穿过了尾涡所形成的高涡量区,故而叶轮对附近大颗粒的搅拌效果较差。
混凝土表层防护涂料研究进展

混凝土作为多孔结构的工程材料,在温度效应及外应力作用下,外界水分及有害物质可渗入到其毛细孔隙内部加速混凝土腐蚀,其耐久性受到影响。发展高性能混凝土防护涂料对于延长混凝土服役时间具有重要的作用。本文系统介绍了表面成膜型涂料、有机硅渗透型涂料、孔隙封闭型涂料对混凝土表层防护的研究现状、存在的问题以及发展方向。
合成气经含氧化合物中间体一步法制芳烃研究进展

相比于合成气(CO/H_2)经甲醇制芳烃的路线,合成气一步法制芳烃(STA)具有路线短、设备投资低等优势,是一条具有广阔应用前景的技术路线。本文首先简单陈述了合成气一步法制芳烃的基本过程,详细总结了合成气一步法制芳烃催化剂开发的进展。重点讨论了金属氧化物组成、双金属配比、晶型晶粒尺寸、氧化物与分子筛的配比以及分子筛的酸性、扩散性等物化性质对反应性能的影响规律。然后归纳了反应温度、反应压力、反应空速等反应工艺条件对反应性能的影响规律。接着总结了双功能催化剂上含氧中间体的形态及其形成机理,同时阐述了催化剂的失活研究以及抑制CO_2选择性的方法。最后分析了合成气一步法制芳烃存在的问题和面临的挑战,指出高性能催化剂的开发是今后的主要研究方向。
掺氢天然气管道输送研究进展和挑战

风电、光电的波动性是其发展的重要制约因素之一。国际上普遍认为,可再生能源制氢结合在役天然气管网掺氢输送的技术是解决大规模风光电消纳问题的有效途径之一。本文介绍了掺氢天然气管道输送应用示范项目,综述了管材氢相容性、设备掺氢适应性、管道运行安全保障以及标准体系建设4个方面的研究进展,并指出了目前发展掺氢天然气管道输送面临的问题与挑战。结合我国掺氢天然气管道输送发展现状,本文建议统筹规划掺氢天然气管道输送网络,因地制宜有序推进掺氢天然气基础设施建设,加强管材氢相容性、管网设备和部件掺氢适应性以及管道运行安全保障技术研究,逐步开展掺氢天然气输送技术应用示范,加快制定掺氢天然气管道输送规范标准,促进氢能产业发展。
鸢尾苷元调控miR-103a-3p /SHC3通路对帕金森病模型细胞损伤的影响

目的探讨鸢尾苷元对帕金森病( Parkinson's disease,PD)模型细胞损伤的影响,分析其是否与调控miR-103a-3p /含有Src同源结构域2的衔接蛋白3( SHC adaptor protein 3,SHC3)通路有关。方法用250 mmol /L的1-甲基-4-苯基吡啶离子( MPP + )诱导PC12建立PD细胞模型。PC12细胞分为对照组、PD组、PD +鸢尾苷元50 μmol /L组、PD +鸢尾苷元100 μmol /L组、PD +鸢尾苷元200 μmol /L组、PD + anti-miR-NC组、PD + miR-103a-3p Inhibitor组、PD +鸢尾苷元+ miR-103a-3p mimic组。CCK-8法检测各组细胞活力,流式细胞术分析各组细胞凋亡率,试剂盒检测各组细胞超氧化物歧化酶( superoxide dismutase,SOD)活性、丙二醛( malondialdehyde,MDA)水平以及乳酸脱氢酶( lactate dehydrogenase,LDH)释放量,RT-qPCR检测miR-103a-3p表达,Werstern blot检测SHC3蛋白水平。双荧光素酶报告实验分析miR-103a-3p和SHC3靶向关系。结果与对照组比较,PD组PC12细胞活力、 SOD活性、SHC3蛋白表达显著降低( P < 0.05),凋亡率、MDA水平、LDH释放量、miR-103a-3p表达显著升高( P < 0.05) 。与PD组比较,PD +鸢尾苷元50 μmol /L组、PD +鸢尾苷元100 μmol /L组、PD +鸢尾苷元200 μmol /L组PC12细胞活力、SOD活性、SHC3蛋白表达显著升高( P < 0.05),凋亡率、MDA水平、LDH释放量、miR-103a-3p表达显著降低( P < 0.05) 。与PD + anti-miR-NC组比较,PD + miR-103a- 3p Inhibitor组PC12细胞活力、SOD活性、SHC3蛋白表达显著升高( P < 0.05),凋亡率、MDA水平、LDH释放量显著降低( P < 0.05) 。与PD +鸢尾苷元组比较,PD +鸢尾苷元+ miR-103a-3p mimic组PC12细胞活力、SOD活性、SHC3蛋白表达显著降低( P < 0.05),凋亡率、MDA水平、LDH释放量显著升高( P < 0.05) 。miR-103a-3p与SHC3直接结合。结论鸢尾苷元可保护PD模型细胞凋亡和氧化损伤,其机制与抑制miR-103a-3p /SHC3通路有关。
毛竹冬笋生长发育过程淀粉空间变化规律

为研究毛竹冬笋淀粉空间变化规律,通过平行试验,选择北亚热带气候区及中、南亚热带过渡气候区的毛竹冬笋及其连接的竹鞭为研究对象,观察毛竹冬笋不同部位的组织结构,比较毛竹冬笋及其竹鞭的可溶性糖(葡萄糖、果糖、蔗糖) 、淀粉质量分数及其代谢酶(腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶、颗粒结合淀粉合成酶、淀粉分支酶、α、β淀粉酶)活性,研究毛竹冬笋生长发育过程淀粉在空间方面的变化。结果表明:毛竹冬笋的上部淀粉粒多于下部,主要分布在维管束周边的薄壁细胞,且淀粉粒形态以椭圆形为主。毛竹冬笋的可溶性糖、淀粉质量分数在竹笋中部最高,上部次之,基部最低,但均显著高于竹鞭。淀粉代谢关键酶活性在笋体内具有相似的变化规律,但该酶活性均显著低于竹鞭内的酶活性。毛竹淀粉代谢在冬笋中以合成占主导地位,而在竹鞭中以水解占主导地位。毛竹冬笋及其竹鞭淀粉质量分数、淀粉代谢酶活性在2个地区存在差异,但其淀粉空间变化规律表现一致。供应毛竹笋春天打破休眠继续生长发育的淀粉主要贮存于冬笋体内。
鞘氨醇激酶1抑制剂的研究进展

鞘氨醇激酶1(SphK1)是调控细胞膜脂质微环境的重要蛋白,在神经酰胺,鞘氨醇和鞘氨醇-1-磷酸的动态平衡中发挥重要作用。SphK1的过度表达与肿瘤的发生,发展和迁移过程以及产生耐药性有着密切的联系。SphK1抑制剂可以诱导多种肿瘤细胞凋亡,并且可以逆转肿瘤耐药性,具有良好的药物开发前景。本文综述了SphK1的结构生物学以及SphK1抑制剂的结构类型和构效关系研究进展。
水杉原生种群胸径树高与树冠的通径分析

为了研究水杉原生种群胸径、树高与树冠之间的关系,采用通径分析的方法对星斗山国家级自然保护区内的水杉原生种群不同林龄阶段的胸径、树高和树冠等进行分析。结果表明:各年龄阶段胸径对冠幅的直接作用均大于间接作用,胸径对于冠幅的影响均大于树高对冠幅的影响;树高对冠长率具有促进作用,且在成年林时作用最大;胸径对于冠形率的正向作用一直减小甚至成为负向作用。
盐胁迫对豆梨种子萌发及生长的影响

以豆梨( Pyrus calleryana Decne.)进口栽培品种‘红塔'种子( HT)为试材,采用6个浓度( 0(对照) 、 50、100、200、300、400 mmol /L)的NaCl胁迫处理,测定盐胁迫后豆梨种子发芽率、发芽势、培养1~ 5 d的胚根长和胚芽长;以进口栽培品种‘首都'种子( SD)为对照,以7份野生豆梨种子( J2、J8、J10、M6、M13、M15、M24 )为试材,采用浓度为200 mmol /L的NaCl胁迫处理,测定盐胁迫后豆梨种子发芽率、发芽势、胚根长、胚芽长。应用隶属函数法、系统聚类分析法对种子耐盐性进行综合评价,分析盐胁迫对豆梨种子萌发及生长的影响。结果表明: ①不同浓度盐胁迫,对‘红塔'种子发芽势、发芽率、胚根长、胚芽长存在不同程度的抑制。随着盐浓度的增加( 0 ~ 200 mmol /L),各处理间各指标均存在显著差异。当NaCl溶液浓度为300、400 mmol /L时,胚根生长2~ 3 d后基本停滞甚至萎蔫。在材料稀缺或进行大批量种质种子耐盐性比较时,可直接选择浓度为200 mmol /L的NaCl溶液处理,快速测定豆梨种子的耐盐萌发。②NaCl胁迫,对各豆梨种质萌发期各性状指标均有显著抑制作用。③依据豆梨种质的隶属函数及聚类分析结果,将8份豆梨种质划分为高耐盐( M_(15) ) 、中度耐盐( J_8、M_6 ) 、盐敏感( SD、M_(24)、M_(13)、J_(10)、J_2 ) 3种类型。
国家公园生态环境保护成效评估指标体系构建与应用

开展国家公园生态环境保护成效评估对促进国家公园的有效管理和宏观决策具有重要意义。围绕国家公园建设的目标和定位,以自然生态系统原真性、完整性保护为基础,以定量方法为主、定性方法为辅,构建了包括生态系统状况、物种多样性状况、环境质量状况、生物安全状况和生态环境破坏状况5个类别、16个评估指标的国家公园生态环境保护成效评估指标体系,明确了指标计算方法和评估过程。以中国第一个国家公园体制试点---三江源国家公园为例,评估试点以来的生态环境保护成效,探讨评估指标体系的适用性。结果表明:天然生态系统面积总体持平,天然生态系统完整性基本不变,2016年和2019年生态系统水源涵养能力指数分别为0.56和0.59,土壤保持能力指数均为0.11;2016年主要生物类群多样性指数为0.32;选取藏羚作为园区重点物种,种群数量显著增加;2016年和2019年保护成效指数(protection effectiveness index, PEI)分别为7.61和7.64,ΔPEI为0.03,未发生生态环境破坏事件,不存在生物安全风险,综合判定国家公园生态环境保护成效等级为一般。评估体系能够反映三江源国家公园生态环境动态变化,可为国家公园生态环境保护成效评估标准体系的建立提供借鉴。
基于RSEI指数的东北矿区生态质量变化评价:以辽宁弓长岭区为例

作为人类扰动活动的重要方式之一,矿业开发对区域生态质量具有巨大的影响。本文以辽宁省辽阳市弓长岭地区为例,基于1999、2003、2010、2015和2020年的Landsat遥感影像,采用遥感生态指数(RSEI)对弓长岭地区生态环境质量进行评价。结果表明: 1999-2020年总体的生态质量以优为主,所占面积比例均达到80%以上;5个时期的RSEI均值分别为0.927、0.931、0.891、0.883、0.894,其整体呈先略微上升,接着持续下降,最后上升的变化趋势;生态质量变化明显的主要区域为矿区以及城镇。弓长岭地区生态质量的变化与该地的矿业开发活动密切相关。
城市街谷行道树对PM_(2.5)浓度影响的数值模拟研究

城市人居环境中的大气颗粒物污染已经成为人类面临的主要环境问题之一。街谷是现代城市的重要空间形式与特征之一,是城市各种公共空间中使用频率最高、汽车尾气污染最严重、日常人口密度最大的公共空间类型之一。城市街谷的几何形态对大气颗粒物的扩散起着关键作用。本研究运用ENVI-met模拟软件,以沈阳的气象条件为研究背景,理想状态下的行道树为研究对象,分析了3种街谷高宽比(H/W= 0.5、1和2)、3种街谷走向(NE-SW、NW-SE、E-W)和2种行道树(杨树、松树)对街谷内大气颗粒物PM_(2.5)分布特征的影响。结果表明:PM_(2.5)日变化呈现出“双峰双谷”的趋势。街谷高宽比对PM_(2.5)浓度具有显著影响,其中高宽比为1的街谷中PM_(2.5)浓度最高。同方向、同高宽比街谷下,不同种类的行道树的PM_(2.5)浓度具有显著性差异,行道树的种植对街谷中行人高度的大气细颗粒物的减缓起着一定的负面作用。
同域分布的白腹锦鸡和红腹角雉的活动节律及种间联结关系

物种间采用何种方式分割资源,达到同域共存的目的,一直是生物多样性研究领域的热点问题。为了解云南药山国家级自然保护区白腹锦鸡(Chrysolophus amherstiae)和红腹角雉(Tragopan temminckii)的时间和空间关系,于2017年3月至2018年12月,在保护区内布设45台红外相机,共获得白腹锦鸡独立有效照片116张,红腹角雉独立有效照片147张。日活动节律分析显示:白腹锦鸡的活动时间为06:00-20:00,活动高峰期出现在08:00-10:00和17:00-19:00两个时间段,最高峰值分别为09:00和18:00两个时间点;红腹角雉的活动时间为05:00-21:00,活动高峰期出现在07:00-09:00和17:00-19:00两个时间段,最高峰值分别为08:00和18:00两个时间点。两种雉类均为营昼行性活动,白腹锦鸡和红腹角雉日活动节律不存在显著性差异(P>0.05)。白腹锦鸡和红腹角雉在不同季节的活动频率并不相同,白腹锦鸡在5月和10月活动最为频繁,其次是3月和4月。红腹角雉在5月、8月和10月活动最为频繁。种间联结性分析显示二者种间关联性不强,两种雉类通过减少空间重叠活动,避免了种间竞争,这种空间上的分化方式有利于二者的共存。
核桃凋落叶分解对滇重楼生理特性及药用品质的影响

核桃林下产业发展迅速。为了解核桃凋落叶分解的化感作用机制,为林-药复合种植模式提供理论依据,采用盆栽试验,研究核桃(Juglans regia L.)凋落叶在土壤中分解对滇重楼生理特性及药用品质的影响。试验设置30(H1)、60(H2)、120(H3)、180 g·盆~(-1) (H4)4个凋落叶添加水平,对照(CK)不添加凋落叶。结果表明,核桃凋落叶对滇重楼叶片光合色素含量、根茎鲜重、干重和折干率的调控效果呈“低促高抑”的规律。与CK相比,H1对滇重楼生长具有一定的促进作用,而凋落叶施用量超过滇重楼的耐受阈值时,会对其生长产生不利的影响。随着核桃凋落叶施用量的增加,滇重楼叶片内丙二醛、可溶性糖和可溶性蛋白含量以及超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和过氧化物酶活性呈逐渐升高的趋势,核桃凋落叶分解产生的正效应或负效应均会随着施用量的增加而增强。总体来说,低剂量的核桃凋落叶可以促进滇重楼的生长,而高剂量的核桃凋落叶通过促进氧化损伤和抑制叶绿素合成对滇重楼生长产生了强烈的化感作用,若“核桃+滇重楼”进行复合种植,需要严格控制好核桃的种植密度。
基于地理探测器的云南省净初级生产力时空演变及因子探测

为探明云南省植被净初级生产力(NPP)时空演变特征及其驱动因子,基于2000- 2015年NPP数据和相应时间序列的气象、DEM、土地利用、NDVI、人口密度数据,采用趋势分析法、相关分析法及地理探测器方法,对2000-2015年云南省植被NPP的时空变化及其驱动因子进行了定量研究。结果表明:云南省植被NPP年际变化总体呈波动增加趋势,年均增加速率为2.13 g C·m~(-2)·a~(-1);植被NPP年均值空间差异性较大,总体上从东北向西南递增,2000-2015年88.5%的地区NPP保持不变或呈增加趋势;单因子影响力上,以2010年为界,NPP的主导因子由植被覆盖度因子转变为降水因子,而人为干扰因素的影响力在上升;就双因子交互作用而言,两因子的交互作用更能增强对云南省NPP空间分异的解释力,因此在未来生态环境规划中应重视多因子对植被NPP的协同作用,进而深入认识云南省生态系统健康状况。
西藏年楚河流域大型土壤动物群落特征与生态位

为了解西藏年楚河流域大型土壤动物群落特征及主要类群的生态位宽度和生态位重叠值,根据其地理环境特征及植被类型选取草地、湿地、农田及沙棘林4种生境类型,于2020年5月(春季)和8月(夏季)采用手捡法采集大型土壤动物,并将动物标本保存在75%的酒精溶液里备用。共捕获2048只土壤动物,隶属3门5纲25目37科52类,优势类群占总捕获量的60.89%。春季和夏季大型土壤动物的个体总数和类群数均以湿地最多,草地最少。春夏两季沙棘生境的多样性指数最大;春季优势度指数以草地和沙棘生境最大,夏季湿地生境的优势度最大;春季草地生境的均匀度指数最大,夏季农田和沙棘生境均匀度指数最大。4种生境大型动物群落春季相似性位于极不相似与中等不相似之间,夏季相似性位于中等不相似与中等相似之间,春夏两季相似性位于中等不相似与中等相似之间。春夏两季生态位宽度最大的是双翅目幼虫(Diptera larva),而生态位宽度最小的是蝽科(Pentatomidae)、长奇盲蛛科(Phalangiidae)和椎实螺科(Lymnaeidae)。主要大型土壤动物群落生态位重叠值分布范围为[0,1],生态位高度重叠占总对数的23.07%,中度重叠占总对数的16.67%,低度重叠占总对数的73.07%。年楚河流域优势类群为蚁科(Formicidae)、步甲科(Carabidae)、狼蛛科(Lycosidae)和椎实螺科(Lymnaeidae);土壤动物群落特征在空间分布上具有一定差异性,但动物群落多样性指数在季节间均没有显著差异;主要土壤动物群落双翅目幼虫和狼蛛科对土壤环境适应能力较强,具有广泛的生态适应幅度;土壤动物群落的生态位重叠程度较低,动物类群间利用资源的相似性程度较低,类群间竞争比较弱,群落结构相对稳定。
深水管汇吸力桩基础的下放安装研究

随着水深增加,深水油气田结构物的安装对施工设备和资源的要求也变得更高,需要分析确定合适的作业气候窗口来确保安装作业顺利完成.以1 500m水深的深水管汇吸力桩为例,通过对其水动力参数进行详细分析,采用数值模拟的方法对吸力桩下放安装过程中的3个关键过程进行了研究,包括飞溅区穿越,下放中通过不同水深和海底附近着陆阶段等。飞溅区穿越阶段重点评估了结构受到的砰击载荷;在下放中通过不同水深阶段,采用PHC装置有效避免了随着水深和吊装总体重量的增加可能出现的系统共振现象;在海底附近着陆阶段对同时利用AHC和PHC装置降低着陆速度的效果进行了分析,最终给出了目标区域各阶段的安装作业限制海况,并结合研究结果提出了安装作业建议。
高速M型艇阻力及耐波性试验研究

基于相似理论,设计制作缩尺比1∶5.5的高速M型艇试验模型,并在高速拖曳水池开展静水和规则波中的试验。研究静水中M型艇体积傅汝德数在0.54 ~ 4.91范围的阻力及运动性能,探讨不同重心位置对阻力及运动姿态的影响。选取重心纵向位置l_g/L = 0.34,在巡航速度和最大航速下,研究该艇在规则波中的波浪增阻、运动响应及艏、艉和重心处垂直于艇体甲板面的加速度,可为后续艇型的优化和结构设计提供支撑。
固化剂混掺对高温下CFRP板-钢板界面黏结性能的影响

针对单一固化剂难以兼顾耐热性和韧性的不足,研究了耐热性能较好的缩胺105和韧性较好的聚醚胺D230两种固化剂混掺对纳米SiO_2环氧胶黏剂玻璃转变温度及高温下基本力学性能的影响。按一定固化条件制作了30个胶黏剂拉伸试件、21个碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)板-钢板双搭接试件,进行了高温及常温下的准静态拉伸试验、拉伸剪切试验,测试了相应胶黏剂的动态热机械性能,并与常用商品胶的耐热性能与力学性能进行比较,得到以下结论:随混掺固化剂中聚醚胺D230比重的增加,胶黏剂高温下的拉伸强度及弹性模量逐渐降低,断裂伸长率及应变能先增加后减小,缩胺105与聚醚胺D230两种固化剂混掺的推荐比例为1∶2。随固化温度的升高,具有固化剂混掺较佳比例的胶黏剂的玻璃转变温度有所提升,综合技术与经济因素,推荐(较佳)固化条件为90℃、2 h。推荐比例与推荐固化条件的纳米SiO_2环氧胶黏剂在环境温度20~70℃之间的拉伸强度及韧性均大大优于常用商品胶黏剂。基于推荐比例与推荐固化工艺的纳米SiO_2胶黏剂粘结的CFRP板-钢板搭接接头,在70℃服役温度下的荷载-位移曲线存在屈服段,承载能力(较采用单一缩胺105和单一聚醚胺D230固化剂的搭接试件分别提升了104.03%、64.43%)和延性(为采用单一缩胺105固化剂的搭接试件的2.5倍以上)均大幅提升。高温和常温下的黏结-滑移本构均为三线性四边形。胶黏剂在满足耐热性的同时,需尽可能提升其韧性,才能有效提升CFRP-钢搭接界面的力学性能。相比于常用商品胶黏剂,研制的推荐胶黏剂粘结的CFRP板-钢板搭接接头具有优越得多的承载能力和界面断裂能。
改进AlexNet的高分三号全极化海岛地物分类

针对经典卷积神经网络难以有效分类全极化SAR数据中复杂的海岛地物的问题,为满足日益精细化的监测需求、充分发挥SAR在海岛监测中的作用,文章对经典的AlexNet改进,提出了一种应用于全极化SAR数据海岛地物分类的卷积神经网络模型。该模型是在AlexNet基础上调整卷积核大小及全连接层,减少参数,加入池化层,降低维度,减少计算复杂度。利用高分三号卫星对南日岛进行观测获取的全极化SAR图像进行实验和分析,表明该方法能够对全极化SAR图像中海岛的多类地物进行有效区分,与AlexNet的分类结果相比,精度提升5.56%。
短程射流共点交汇对撞阀设计与破碎能力检测

现有的射流阀均未对水力空化进行合理规划、有效控制和高效利用,存在破碎能量级低、能量构成欠合理、能量分散、能效低、废能占比高、对硬韧性物料破碎能力差等问题。为了提升高压射流破碎中的破碎能量级和密度,减少无效能产出,提出了一种短程射流共点交汇对撞阀结构方案及其水力空化效应机制。利用CFD进行了流场模拟,依据模拟结果配置了短程射流共点交汇对撞阀的几何和运行参数,通过捕集羟自由基和电镜成像检测了水力空化强化效果和对微晶纤维素的破碎效果,检测结果表明:与直孔阀相比,短程射流共点交汇对撞阀的羟自由基捕获量提高41%,无效动能减少60%~80%,可使微晶纤维壳层破碎并能剥离出直径约15 nm的微原纤。短程射流共点交汇对撞破碎明显提升了溃灭冲击能,可作为硬韧性生物材料超微细化的有效方法。
水氮耦合对黑土稻作产量与氮素吸收利用的影响

为探明不同水氮耦合模式下黑土区水稻产量形成和氮素吸收利用的规律,设置常规淹灌(F)、浅湿灌溉(W)和控制灌溉(C)3种灌溉模式,0、85、110、135 kg/hm~2(N0、N1、N2、N3)4个施氮量水平,共12个处理,研究不同水氮耦合模式对水稻干物质、产量、氮素吸收转运、水氮利用效率的影响。结果表明:常规淹灌和浅湿灌溉模式下,水稻地上部各器官干物质累积量随施氮量的增加而增大,而控制灌溉模式随施氮量的增加先增大后减小;水稻地上部不同器官氮素累积量随施氮量的增加而增大,相同施氮水平,控制灌溉模式的叶、茎鞘和穗氮素累积量较常规淹灌提高了27.80%~43.42%、18.32%~24.97%、13.85%~24.25%,较浅湿灌溉提高了0.96%~13.18%、10.73%~12.86%、10.53%~12.61%;3种灌溉模式下,水稻地上部干物质、氮素累积速率均随施氮量的增加而增大,且控制灌溉模式高于浅湿灌溉和常规淹灌模式,干物质、氮素累积始盛期随施氮量增加而提前;水稻植株平均氮素累积速率达到峰值时间比平均干物质累积速率达到峰值时间提前11.39 d;相较于常规淹灌和浅湿灌溉模式,控制灌溉模式更有利于提高水稻产量,其中CN2处理产量最大,为10 272.57 kg/hm~2;控制灌溉模式显著提升氮肥农学利用效率和氮肥偏生产力;相同灌溉模式下,叶、茎鞘氮素转运率以及穗部氮素转运贡献率随施氮量增加而减小。水稻产量与灌溉水分利用效率、水分生产效率、氮肥农学利用效率、百千克籽粒吸氮量之间呈极显著正相关(P<0.01),与氮素籽粒生产效率之间呈极显著负相关(P<0.01)。适宜水氮耦合模式可提高水稻产量和氮素吸收利用,综合考虑CN2处理为最佳水氮耦合模式。
基于离散元法的油莎豆降阻挖掘装置设计与试验

目前油莎豆机械化收获方式以正旋旋耕挖掘为主,但工作过程中存在工作阻力大、碎土率低、埋果率高等问题,本文针对油莎豆旋耕挖掘方式进行反旋运动学分析,建立了旋耕刀与油莎豆团聚体离散元模型,结合EDEM进行挖掘过程离散元仿真试验,确定影响旋耕刀工作阻力和刀轴扭矩的结构参数和取值范围,利用Design-Expert进行试验优化与回归分析,确定旋耕刀的最佳结构参数为:弯折角130°、工作幅宽45 mm,在相同参数设置下与正旋旋耕方式进行对比试验,工作阻力降低了8.6%,刀轴扭矩降低了5.9%,证明反旋挖掘具有降阻作用。为检验优化设计的旋耕刀作业性能,以埋果率和土壤破碎率作为试验指标进行对比试验,结果表明:反旋作业方式埋果率1.07%,土壤破碎率93.48%,与标准旋耕刀相比,新型旋耕刀油莎豆块茎埋果率减低了1.2个百分点,土壤破碎率提高了1.3个百分点。
灌溉施氮和种植密度对棉花叶面积指数与产量的影响

为构建便于实际应用的棉花叶面积指数和产量模型,综合考虑灌溉、施肥、种植密度及覆膜的影响,建立了基于相对有效积温的普适棉花相对叶面积指数的Logistic模型,并研究了棉花最大叶面积指数与全生育期灌水量、施氮量、种植密度及产量之间的关系。结果表明:覆膜棉花叶面积指数最大时的有效积温为1 400℃左右,不覆膜棉花的叶面积指数最大时的有效积温为1 600℃左右。棉花最大叶面积指数随耗水量、施氮量呈现出先增后减的变化趋势,而种植密度与最大叶面积指数之间表现出明显的正相关性。综合考虑灌水量、施氮量和种植密度的作用可以较为准确描述最大叶面积指数变化特征。棉花产量随着最大叶面积指数的变化呈现出明显的先增后减的变化趋势,当最大叶面积指数为4.93时籽棉产量最大达6 066.2 kg/hm~2。相对化分析结果表明,覆膜与不覆膜棉花相对叶面积指数的变化趋势基本一致,相应的模型参数也基本相同,从而建立了全国范围内覆膜与不覆膜棉花统一的相对叶面积指数的Logistic模型。该研究为棉花科学种植和精细化管理提供了方法,也为其他作物在不同管理措施和地域时进行建模提供了参考。
基于双摆模型的油茶果冠层振动参数优化与试验

为研究振动参数对油茶果采摘的影响,本文建立了油茶"果实-枝条"双摆动力学模型,通过求解动力学模型得出系统固有频率为0.42、7.18 Hz;根据对油茶果实和花苞受力分析,得出油茶果实和花苞振动脱落所需的平均加速度分别为427.15、1 936 m/s~2;利用ADAMS动力学仿真软件对油茶果冠层振动采摘进行了仿真试验,利用Design-Expert 11.0.4软件对试验数据进行分析和优化并进行田间试验验证,理论优化结果为振动时间8.09 s、振动频率8.15 Hz、振幅50 mm时,油茶果实采收率为93.41%,油茶花苞损伤率为14.10%。田间试验结果表明,针对湘林210品种油茶树,当冠层振动时间8 s、振动频率8 Hz、振幅50 mm时,油茶果实采收率和花苞损伤率平均值分别为92.37%、14.38%,与理论优化值的差值分别为1.04、0.28个百分点。
水泵水轮机启动过程转轮动应力分析

启动过程中转轮的动应力特性是评价水泵水轮机组稳定性的一个重要指标。为分析某原型混流式水泵水轮机组在水轮机模式启动过程中转轮的振动响应,重点分析水力激励力的瞬变特性对动应力的影响,首先针对水轮机启动过程选取不同转速工况点分别进行了稳态和局部瞬态动应力计算,然后结合转轮固有模态和动静干涉理论分析了异常振动产生的原因。其中,水力激励力通过计算流体动力学分析得到,动应力的求解采用基于声固耦合构建的单向流固耦合方法。对比稳态和瞬态计算的结果可知,在共振工况附近,激励力的瞬变特性对转轮的振动有显著影响。一方面使得启动过程中的高水平振动滞后于理论共振工况,另外动应力幅值远低于稳态分析的结果。然而在非共振区域,稳态和瞬态计算得到的动应力水平相近。
基于功率时空协同的交直流混合配电网调度计划日内修正策略

交直流混合配电网既可通过配置在线路间的电压源换流器(VSC)实现功率在空间维度上的灵活转移,还可通过配置在系统中的储能实现功率在时间维度上的灵活转移。对此,提出一种基于功率时空协同的交直流混合配电网调度计划日内修正策略,通过VSC与储能的协调优化实现资源的时空互补,有效应对负荷与新能源的随机波动。在优化模型中,采用灵敏度方法简化常规潮流约束,并引入支路损耗变化量修正线性灵敏度法的近似误差,保证了功率潮流约束的准确性,显著提高了求解效率。最后,通过仿真算例验证了所提方法的有效性。
大扰动时交流微电网的运行与控制研究综述

交流微电网是促进新能源消纳、缓解能源危机与环境问题的有效手段。分布式微源是微电网的重要组成部分,一般通过电力电子接口逆变器并入电网。因而,微电网的运行特性受微源接口逆变器控制主导,呈现惯性小、过流能力弱、非线性强、抗干扰能力差等特征。这些特征导致微电网在大扰动时易发生逆变器烧毁甚至不可逆失稳等问题,严重影响微电网安全稳定运行。针对大扰动时交流微电网的运行与控制问题,首先分别从微电网电流特性与稳定运行特性2个角度进行总结。然后,梳理了微电网典型限流控制策略以及稳定性提升控制策略的研究现状,包括其主要适用场景及优缺点。最后,从多物理场耦合、多时间尺度交互、系统稳定判据、信息物理安全等方面探讨了微电网安全可靠运行所面临的主要挑战,并展望了微电网智能化、高可靠供电的发展前景。
基于升维线性规划的主动配电网故障区段定位方法

分布式电源接入配电网导致传统故障定位方法面临巨大挑战。为此,提出一种基于升维线性规划的主动配电网故障区段定位方法。首先,以状态逼近思想和最小故障集理论为基础,构建适用于整数线性规划的新型目标函数。然后,通过升维将多点故障区段定位问题转变为系数矩阵高度稀疏的0-1整数线性规划问题,提高区段定位结果的可靠性。最后,使用MATLAB对整数线性规划问题进行求解。仿真结果表明:该方法具有一定的容错能力,不受畸变类型的影响,求解速度快,可以适应分布式电源的动态投切以及分布式电源通过“T”接方式接入配电网的供电模式。
基于下垂曲线截距调整的直流微电网自适应虚拟惯性控制

为了改善直流微电网的电压稳定性和动态性能,降低控制系统的复杂性,提出一种基于下垂曲线截距调整的直流微电网自适应虚拟惯性控制(AVIC)方法。在反正切函数中嵌套幂函数,根据电压和电压变化率的动态变化调整下垂曲线的截距,以控制换流器快速释放或吸收功率,从而为直流微网提供惯性支持。建立含AVIC的四端直流微电网小信号模型,并通过根轨迹分析揭示主要控制参数对系统稳定性的影响规律。最后,通过硬件在环仿真验证了所提方法的有效性。
基于故障电流主动控制的柔性直流配电网故障定位方法

为了提高现有柔性直流配电网故障定位方法的性能,保证直流配电网供电可靠性以及故障后快速恢复供电,提出基于故障电流主动控制的柔性直流配电网故障定位方法。利用混合模块化多电平换流器(MMC)的高可控性,将故障电流分为阶段Ⅰ与阶段Ⅱ。阶段Ⅰ主要实现故障电流快速抑制并为阶段Ⅱ平滑过渡提供条件。阶段Ⅱ通过注入特定频率的高频反向电流,实现故障的精确定位。介绍了故障参考电流的设计方法。以非对称“手拉手”式双端直流配电网为典型场景分析其故障定位原理。最后,在PSCAD/EMTDC搭建双端直流配电网仿真模型,验证了所提故障定位方法的可行性。
基于时间模糊化长短时记忆的非侵入式负荷分解方法

基于深度学习的负荷分解方法忽略了设备状态的关联性,导致应用过程中会出现功率误判现象。针对上述问题,提出一种基于时间模糊化长短时记忆(TFLSTM)的非侵入式负荷分解方法。首先,根据合适的时间区域分割数据集,利用长短时记忆(LSTM)建立时刻关联性。然后,通过编码和解码去除非目标设备信息,并根据用户在不同时间区域的用电习惯来确定模糊策略,最终完成负荷分解。基于公开数据集,将文中方法与经典方法及前沿方法进行对比,实验结果表明TFLSTM能够有效降低功率误差,功率分解准确率可提高4%~15%。
调速器死区对水电高占比电力系统频率稳定的影响分析

云南电网在交流联络线断线后发生了死区附近的频率振荡现象。为此,文中对此现象进行了研究。首先,在单机系统的传递函数中加入调速器死区环节并对死区进行分段建模;然后,对不同扰动下的频率进行解析求解,从数学上解释了含普通型死区的系统相轨迹曲线连续、而含增强型死区的系统相轨迹曲线不连续的原因;接着,通过频率解的特征和稳定点证明了含增强型死区的正阻尼系统在特定扰动下会出现频率振荡的结论,并给出了振荡发生的条件。最后,通过多机系统的数值仿真验证了理论分析的正确性。
低碳化智能配电网规划研究与展望

为了应对日益严峻的能源形势和气候变化,削减全球碳排放已经成为世界各国的普遍共识。在碳中和重要发展目标及能源结构转型的驱动下,电能的清洁化替代趋势将愈加显著,配电系统在促进新能源消纳和用户碳减排等方面发挥重要作用的同时,也将面临新的挑战。围绕碳排放约束下的智能配电网规划问题,首先分析了低碳化智能配电网的发展特征,然后从新要素、新路径和新形态等多方面阐述了与传统配电网规划思路的区别,为此提出了“碳中和区”的概念,并提出低碳微生态配置方案和碳中和能力评估方法。进而,探讨了多尺度时空动态演化下智能配电网规划的若干关键问题。最后,针对碳排放约束影响下智能配电网规划的未来研究方向和应用场景进行了展望。
计及电动汽车随机充电的风-光-氢综合能源系统优化规划

耦合可再生能源发电和氢储能的综合能源系统发展潜力巨大,是实现能源消费清洁低碳的有效途径。以天然气-风-光-氢综合能源系统为规划对象,考虑了系统供电辐射区域的电动汽车随机充电需求,利用高斯核密度估计和K-means聚类算法来刻画风光出力和电动汽车充电的不确定性并生成典型概率场景,以年综合成本和年碳排放最小为优化目标,引入权重系数表征决策者的优化偏好,基于混合整数线性规划对系统进行了容量配置优化。算例分析以年逐时数据开展仿真以验证模型的有效性和合理性。结果表明,与传统分供系统和联网型方案相比,该系统得益于风光发电与氢储能的协同,表现出了可观的环境效益;该系统提供充电服务是经济可行的,并且电动汽车在系统内充电能够显著降低间接碳排放。
基于分布式技术的用电信息采集主站系统设计与应用

随着用户侧数据采集设备的发展及电网业务对用户侧采集数据的深化应用,当前电力用户用电信息采集主站系统在数据采集、计算、入库等方面出现瓶颈,无法满足业务快速发展的需求。针对营销数字化转型发展的需要,基于分布式架构、异步网络、并行计算与分布式存储等技术,文中提出一种具有高频实时采集特征的主站系统技术方案,在采集通信层、任务调度层、分布式存储层及并行计算层4个层面全面解决高频并发交互、复杂任务调度、海量数据存储及实时计算的效率问题。通过中国某省级工程应用表明,所提出的方案可显著提升用电信息采集主站的采集能力,改善集中式采集主站性能。
集成经验模态分解与深度学习的用户侧净负荷预测算法

随着用户侧分布式能源发电容量增长,配电网净负荷需求预测面临着更大困难。为此,提出一种改进的自适应噪声的完全集成经验模态分解(CEEMDAN)和深度信念网络(DBN)结合的用户侧净负荷预测方法。首先,通过CEEMDAN将原始净负荷数据分解为若干个频率、幅值不一的本征模态函数(IMF)。然后,配合机器学习智能算法,使用DBN逐一对各个IMF分量进行特征提取和时序预测。最后,将多个目标预测结果累加得到最终用户侧短期净负荷预测结果。采用某地区实际数据进行算例分析,验证了所提CEEMDAN-DBN独立预测模型与直接预测相比,能够辨识各频率负荷分量特性,提高分布式能源与负荷耦合性增强背景下的负荷预测精度。
2021年欧洲电网两次解列事故分析及对中国电网安全的思考

2021年1月8日和7月24日,欧洲电网先后两次发生故障,导致电网解列,继而产生了大幅频率波动,造成大量负荷被切除、电源脱网。两次事故既反映出大型互联电网运行中的稳定风险及其防控的复杂性,也揭示了能源转型和极端天气影响下电网安全运行面临的挑战。文中介绍了欧洲电网的基本情况,依据欧洲输电运营商联盟(ENTSO-E)发布的分析报告,梳理了事故的发生、发展过程及关键事件,总结了事故原因和共性问题,并结合中国电网实际情况和建设新型电力系统的需要,提出应从两次事故中汲取的教训和借鉴的经验。
考虑系统参数不确定性的谐波谐振监测点优化配置方法

在考虑电力系统不同类型元件参数取值具有不确定性的前提下,提出一种电力系统潜在并联谐波谐振监测点的优化配置方法。首先,基于谐波谐振模态分析介绍了并联谐波谐振可观性的相关概念;然后,根据不同类型元件参数的随机模型,应用谐波谐振模态分析法和蒙特卡洛法,构建了概率性谐振监测矩阵;进而,定义并量化了谐振可观性指标和可观性-成本权衡因子,并在此基础上提出了谐波谐振监测点优化配置方法。该方法可以使配置方案在所需监测装置数满足投资成本限制的条件下,实现谐波谐振可观性和投资成本经济性两者之间的协调优化。最后,基于IEEE 30节点测试系统对所提方法进行了仿真分析,并将所提方法与传统方法得到的配置结果进行了比较,验证了所提方法的合理性与优越性。
不平衡供电条件下多脉动整流器的谐波特性分析

为明确非理想供电情况下多脉动整流器的谐波产生特性,研究了6脉波、12脉波整流电路在不平衡供电条件下的频域谐波耦合导纳矩阵模型。考虑晶闸管换相过程及不平衡电压对晶闸管开通和关断时刻的影响,分析了供电不平衡时直流侧谐波电压的特征以及不平衡电压分量对直流电压波动的影响;采用附加谐波耦合导纳矩阵,建立了考虑不平衡电压的三相6脉波整流器的谐波耦合模型,模型可拓展应用至任意脉波整流器在不平衡供电电压下的谐波分析;修正了整流电路电流断续情况下的模型,提升了模型通用性。仿真分析与实验测量验证了所提模型的准确性和有效性。
基于鲁棒模型预测控制的配电网供电恢复策略

随着微网技术的发展,配电网发生故障后,利用配电网中的微网为停电负荷提供应急供电,可以减小配电网停电范围,提高配电网的弹性。由于微网内可再生能源出力和负荷需求存在不确定性,现有研究主要采用单时步随机优化方法生成供电恢复策略。然而,由于准确的概率分布模型较难获得,且单时步优化方法仅优化未来一个时间段的运行方案,忽略了多个时间段中状态的相关性,降低了运行的效率。为此,文中提出了基于鲁棒模型预测控制的弹性运行策略。首先,以每个控制周期内多个时步的成本最低为优化目标,建立了基于鲁棒模型预测控制的优化决策模型。由于该模型是min-max问题,难以直接求解,可采用强对偶理论将其转换为单层混合整数模型。最后,采用IEEE 69节点配电系统对所提方法的有效性进行了验证。
提升配电网新能源消纳能力的分布式储能集群优化控制策略

针对分布式电源大规模接入配电网造成的资源浪费与储能系统经济性有待提高的问题,提出一种用于提高分布式电源消纳和储能系统经济性的集群储能控制策略。首先,建立了兼顾系统模块度与有功功率平衡度的综合性能指标,并提出了基于遗传算法的集群划分方法。然后,通过逐层进行配电网与集群层面的削峰填谷,依次确定集群储能及节点储能功率;在计及配电系统安全、储能系统运行等约束条件下,构建了集群储能经济模型,分析既有储能配置下可消纳新能源比例及储能系统日运行收益,确定各节点储能最优时序出力。仿真结果表明,所提控制策略可以促进配电网新能源消纳,提高储能系统运行经济性。
碳中和背景下西部新能源传输的电氢综合能源网构想

在碳中和背景下,未来40年中国电力系统将发生更深度的低碳转型,如何构筑足以支撑高电气化社会庞大用能需求的低碳化运行模式给传统电力系统带来了巨大挑战。文中在探讨发电低碳化给电网带来的挑战和未来可能的技术应对方案的基础上,针对未来中国西部高比例新能源电源的大范围汇集、远距离送出和间歇性电能消纳问题,给出了与之相适应的电氢综合能源网的构建原则,提出了近期和远期西部电氢综合能源网初步方案及相应的关键技术需求。研究表明:基于电压源换流器的直流电网技术以及氢能与电力系统结合的电氢综合能源网有望成为中国碳中和目标下实现西部大规模新能源开发的可行技术解决方案之一。
考虑分布式电源不确定性的配电网改进仿射状态估计

以较低电压等级连接到电网的分布式电源的数量不断增加,其出力的间歇性和随机性给配电网准确的态势感知带来挑战。首先,利用测量不确定度传播理论建立含微型同步相量测量单元生成伪测点的模型,提高了基于支路电流状态估计的精度。然后,考虑分布式电源不确定性并进行仿射建模,结合配电网运行特征,提出一种适用于仿射运算的量测变换策略,减少新增噪声元并降低了运算复杂性。采用改进的仿射运算方法对建立的仿射状态估计模型进行有效求解,保证了解的完备性并降低了保守性。最后,通过算例的仿真分析验证了所提算法的有效性。
基于风险的多区互联电力系统分布式鲁棒动态经济调度

为应对高比例可再生能源并网给调度运行带来的高不确定性,提出一种基于风险的两阶段鲁棒动态经济调度模型,可用于优化多区互联电力系统的联络线功率与区域发电及备用计划。在鲁棒优化模型中对所采用不确定集的边界进行优化,以评估弃风与失负荷风险。对联络线功率的优化包括两个方面:一是针对可再生能源预测出力制定基态联络线计划;二是针对实际可能出现的可再生能源出力制定功率调整计划,以实现区域备用共享。建立一种分布式调度体系,以实现各区域电力系统分散自治运行。采用动态乘子更新策略,避免了分布式优化算法参数选择的问题。在3区354节点系统上的算例分析验证了所提模型与算法的有效性。
基于多区块链结构的综合能源系统调度构架

综合能源系统(IES)调度中存在难以维护供能主体隐私、难以辨别数据真伪、安全性和可靠性低等问题。文中利用分散式调度方法和区块链中分布式数据存储、智能合约、共识机制、多链扩容和加密技术,提出了包括迭代链、终值链以及数据层、网络层、合约层、共识层、应用层的IES调度构架。该构架以数据层为基础,采用无向联通结构建立主体间的通信网络;在合约层封装基于拉格朗日乘子法的分散式调度模型;在共识层,针对分散式调度的数据一致性,迭代链和终值链分别应用一致性协议算法和拜占庭容错共识机制。算例验证结果表明,所提IES调度构架基于少量通信数据可有效运行,能够防止主体背叛、削弱服务器宕机的影响,提高了IES调度的隐私性、安全性和可靠性。
基于智能合约的绿证和碳联合交易市场的设计与实现

随着可再生能源发电技术的发展和普及,通过市场手段鼓励绿色能源发展的绿证配额制以及限制碳排放量的碳排放权交易制度得到了广泛的应用。目前,中国尚未形成成熟有效的绿证市场与碳排放市场,现行的绿证制度在鼓励可再生能源并网、缓解财政补贴压力等方面的表现不佳,且现行的碳市场对促进减排效果也不明显。文中提出一种绿证和碳联合交易市场模式,将绿色发电企业与传统化石能源发电企业联系起来,通过全局优化配置绿证和碳排放权资源以激励可再生能源发电和限制传统化石能源机组的碳排放量,从而推动能源转型。为保护绿证与碳排放市场交易数据的安全性和用户隐私,文中基于以太坊平台构建"去中心化"的双边联合交易市场。最后,算例仿真结果验证了所提基于区块链技术的双边联合交易模式的有效性。
考虑电网结构和参数的电力系统惯量分布特性

随着电力系统中新能源大规模接入,系统惯性时间常数下降以及惯量分布不均的特性突显。对此,文中利用节点计算惯量这一指标表征节点阻碍频率变化的能力,进而考虑电网结构和参数分析系统的惯量分布特性。然后,分别对两机系统和多机系统节点计算惯量进行了理论推导,获得了节点计算惯量的解析表达式,并在两机系统、8机36节点系统中对节点计算惯量进行了验证和分析,同时对节点计算惯量进行了灵敏度分析以研究区域间惯量的相互影响。分析结果表明:通过系统参数获取节点计算惯量能够定量表征系统惯量分布特性。
植物-土壤反馈与草地群落演替:菌根真菌和土壤病原菌的调控作用

由植物引起的根际土壤生物或非生物环境的改变能够反馈影响群落中不同植物的生长,直接改变共存植物的相对竞争关系,推动群落结构的动态变化。作为土壤生物群落的重要组成部分,土壤微生物在植物-土壤反馈关系中起到重要的调控作用,对解释植物群落的演替进程和方向有着重要的意义。在草地植物群落演替的早期阶段和外来物种入侵的过程中,宿主植物对丛枝菌根真菌(AMF)的依赖性较低,受本地病原菌的影响较小,一般不存在负反馈。在演替后期,植物对AMF更具依赖性,而积累的病原菌则产生较强的负反馈效应,从而促进群落物种共存和植物多样性,提高草地生产力和稳定性。研究微生物-植物反馈机制不仅有助于完善草地退化与恢复理论,还对退化草地恢复治理的实践有着指导意义。未来关于根际微生物-植物反馈在草地群落演替中的作用应该加强以下几方面的研究:(1)在实验方法上,开展专性微生物-植物反馈研究;(2)在测定指标上,进一步量化不同微生物在反馈关系中的功能差异;(3)在研究对象上,加强土壤微生物在植物群落水平的反馈研究;(4)在应用上,明晰植物-土壤反馈在退化草地恢复过程中的作用,指导草地管理实践。