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碳捕集电厂电转气联合运行模式下考虑绿证碳交易机制的综合能源系统低碳经济调度

为提高综合能源系统(integrated energy system,IES)的风电消纳水平,降低系统碳排放,该文提出一种碳捕集电厂-电转气联合运行模式下考虑绿色证书交易机制与阶梯式碳交易机制的综合能源系统低碳经济调度策略。首先构建绿色证书交易模型与阶梯式碳交易模型,并以绿证历史交易作为依据考虑绿证数量影响绿证交易价格的市场均衡关系;然后构建碳捕集电厂综合灵活运行模型与电转气两阶段精细化模型,将绿证-碳交易机制引入计及碳捕集电厂与电转气设备联合运行模式的综合能源系统调度中;此外兼顾气网与热网动态特性提高调度策略的灵活性以及决策结果的精确性。最后在算例中对所提调度策略进行对比分析,结果表明所提策略可能够开阔风电消纳空间,提高系统经济性以及降低碳排放水平。
基于主从博弈和改进Shapley值的分布式光伏社区共享储能优化运行策略

随着用户侧分布式发电技术的快速发展,通过配置储能提高社区用能可靠性和经济性成为重要的发展趋势。在共享经济的背景下,该文提出了一种基于双层结构的分布式光伏社区能量共享优化运行策略。其中上层为基于主从博弈的多社区共享集中式储能的运营模式,实现对集中式储能的充放电决策及储能共享价格的动态优化;下层为基于改进Shapley值的分布式光伏社区主体间的能量共享收益分配机制,其中综合考虑多社区出力-联盟负荷波形相似度、净出力大小、净出力相关性等因素对Shapley值进行改进,从而实现对联盟额外收益的合理分配。算例仿真结果表明,所提方法有利于提高分布式发电的消纳率、降低社区用能成本并促进能量共享收益的合理分配。
碳-绿证-电量市场耦合交易优化研究

随着“双碳”目标的提出与新型电力系统的发展,如何减少电力行业碳排放量、缓解可再生能源补贴资金缺口是当下面临的两大问题。为此,建立了碳-绿证-电能量市场耦合交易优化模型。该模型中,发电商均以发电边际成本参与电能量市场竞价,考虑碳交易成本和绿证交易成本对发电商报价的影响,经过电能量市场统一出清后,得到最优的发电机组中标出力、碳配额基准系数和绿证比例系数,从而在限制区域碳排放总量、激励可再生能源参与市场竞争的前提下购电成本最小,同时为监管部门制定碳排放配额系数和绿证比例系数提供参考。然后对模型进行线性化处理,进而利用Cplex求出模型约束条件的拉格朗日对偶变量,以便研究不同碳配额基准和绿证比例下碳排放边际成本和绿证边际成本的变化,揭示碳市场、绿证市场对电能市场影响的内在机理。最后通过算例分析对比了耦合交易机制与单一电能量市场优化结果,表明碳-绿证-电量市场耦合交易优化机制具有提高可再生能源消纳、减少碳排放量的显著作用。
区域电力现货市场差异化出清模型研究

区域电力市场建设是发挥市场力量在更大范围内优化配置资源、推动区域电力高质量发展的最有效举措之一。南方电网联系紧密,具备互联互通、自由流动的物理条件,具有区域市场一体化运作的独特优势。分别构建了面向区域电力现货市场的一级出清和两级出清模型,研究了差异化出清模型下省间联络线功率的功能定位和优化方法。然后,基于南方电网典型日96时段的实际运行数据,构建了南方区域电力现货市场出清模拟算例,并通过电力市场模拟运行软件量化分析结果,论证了一级出清模型在南方区域现货市场出清中的优势,包括出清流程简约、经济性最优等,同时也揭示了两级出清模型在南方区域现货市场中的运营风险和安全运行风险等。
基于向量自回归模型和Copula理论的电碳价格相关性实证分析

价格信号是确保市场在资源配置中决定性作用得以有效发挥的关键要素,开展电价与碳价之间的相关性研究,在推动电碳市场协同运行上的重要性不言而喻。在当前国内电、碳市场建设稳步有序推进的背景下,从数据驱动视角出发深入挖掘电价、碳价之间的时滞关系、阶跃响应关系、尾部相关性关系等关联性关系,以更好地理解电碳市场运行规律,助力电碳市场协同机制设计。首先,通过向量自回归模型(vector auto regressive model,VARM)构建了涵盖 “电-碳-气-油”多市场体系价格序列之间的格兰杰相关性关系,并通过脉冲响应分析以及积分分析进一步量化电碳价格信号之间的时滞关系、阶跃增幅关系和累积响应程度;其次,构建了能有效模拟电价和碳价的波动性依存关系的Copula函数,并重点分析了两者之间的上下尾相关性关系。此外,选取欧洲统一电力市场和欧盟区域碳市场的欧盟碳排放权交易体系(European Union Emission Trading Scheme, EU-ETS)的交易信息作为样本开展案例计算,分析结果表明,电价与碳价存在双向格兰杰关系,且同时受天然气价和油价的影响;此外,从上下尾相关性分析中可以看出,在市场运行中应合理防范电价和碳价同时大幅上涨的风险。
计及风电出力不确定性的海上孤岛微电网动态激励优化调度

在高比例可再生能源的海上孤岛型微电网中,风电预测出力与实际出力的误差会影响日前调度计划,导致运行成本上升,严重情况下可能对系统安全稳定运行造成影响。为此,提出一种基于条件风险价值的孤岛型微电网动态激励调度策略。首先,利用三阶混合高斯分布描述预测误差得到样本群。其次,针对不同类型用户建立差异化需求响应策略并设立用户舒适度指标。然后,基于预测误差样本群,利用条件风险价值方法,综合考虑经济性、安全性以及用户舒适度确定各类型用户的动态激励,建立孤岛型微电网日前优化调度模型。最后,在风电-负荷时序场景下验证所提策略的有效性与普适性。
控制时延对非同步机电源同步稳定性的影响

采用并网逆变器与电网相连的新能源发电系统与旋转电源保持同步由控制器实现,这与同步机电源之间的同步机制不同,常被称为非同步机电源。电力系统中非同步机电源比例的增加使得电网同步稳定性呈现出新形态。为探究控制时延对非同步机电源同步稳定性的影响,分析了锁相环数据采集环节时延、脉宽调制环节的滞后一拍控制时延和换流器开关管死区时延的时延机理,建立了考虑时延的各控制环节数学模型及传递函数。以此为基础推导了考虑控制时延情况下非同步机电源电压与电网电压的相角差微分方程,采用相平面法研究了控制时延对系统同步稳定性的影响。理论分析和相平面法分析结果表明,控制时延降低了系统的同步稳定性,需进一步增大系统阻尼以补偿控制时延的影响,实际中可通过适当减小锁相环积分系数来增大系统阻尼。
提升新疆东部以及青海新能源外送能力的 ±800kV四端柔性直流电网方案初设

西北地区新能源资源丰富且已建成数个10GW级新能源基地。选取新疆东部、青海南部等具有代表性新能源基地,对这些地区电网的现状及存在的问题进行深入研究。基于各电网特性,提出了基于柔性直流技术的直流组网方案,并对所提直流系统建立了仿真模型,对系统的潮流分布及转移能力、故障穿越特性等进行初步仿真分析。研究结果表明所提直流系统可提升新疆东部及青海南部电网暂稳态特性、促进新能源外送,并可为解决西北地区整体面临的问题提供解决思路。
考虑高海拔山区铁路沿线电网灵活性的分布鲁棒优化方法研究

为避免因源-荷波动造成高海拔山区铁路沿线电网灵活性不足问题,该文提出了一种考虑灵活性的分布鲁棒优化方法。首先,针对在建的具有长大坡道的某高海拔山区铁路,通过拟规划的列车运行图和线路地势对高铁负荷进行模拟。其次,采用Wasserstein距离确立因源-荷波动引起的灵活性需求不确定集,并构建灵活性不足风险成本模型以耦合至目标函数,再结合灵活性机会约束,在模糊集内将灵活性越限概率限制在某一置信水平下,建立基于Wasserstein距离的分布鲁棒机会约束优化模型。然后,针对约束个数随着历史数据增加而增长造成的计算效率问题,提出一种基于共轭转换的分布鲁棒机会约束模型。对目标函数采用基于共轭函数的近似框架转换,对机会约束采用一种内逼近加松弛的方法近似处理。最后,对某高海拔山区铁路沿线电网进行仿真研究,验证了本模型的正确性与有效性。
基于图卷积神经网络的输电线路自然灾害事故预测

台风、山火及线路覆冰等自然灾害为输电线路的可靠运行带来了挑战。为了更精准地预测自然灾害下输电线路的事故概率,近年来的预测方法整体上表现出考虑因素越来越全面的趋势,但仍存在改进的空间。对于离散型随机变量,传统的独热向量编码方式忽略了文字本身的信息和变量之间的逻辑关系。为了改进考虑多种影响因素的数据驱动预测方法,采用嵌入向量作为变量的编码方式以考虑变量内部的文字信息,基于知识图谱设计图卷积神经网络以考虑了变量之间的逻辑关系,最终实现事故预测。算例分析表明,提出的方法对自然灾害下输电线路事故的整体预测准确率为88%,与采用独热向量的编码方式相比准确率更高。一方面,采用嵌入向量替代独热向量对结构化数据和非结构化信息进行编码可以提高预测准确率;另一方面,有效挖掘变量之间的逻辑关系是进一步提高预测准确率的关键。
基于样本迁移和交叠区边界增强的智能电表故障分类方法

实现智能电能表故障准确分类对开展计量设备精准主动运维、助力国家“双碳”目标实现等具有重要意义。不同故障类型电表样本数目极不均衡,且故障数据在超维特征空间中呈现出多模式分布、多类数据交叠等特点,为准确的故障分类决策边界划分带来了很大的挑战。提出一种基于样本迁移和交叠区边界增强的智能电表故障分类方法。与以往直接从少数类样本中学习其分布特点并进行生成的故障样本再平衡思路不同,给出一种将多数类样本映射为边界少数类样本的样本整体均衡方案,更有利于分类器对类别决策边界的学习。首先,设计了针对变分自编码器(variational autoencoder, VAE)的隐编码跨域一致性约束,构建由两对共享隐编码空间的VAE组成的跨类别样本生成网络,通过生成对抗机制促进模型更好地学习不同类别间的共性与差异;基于此,提出了数据交叠区边界增强的故障样本生成技术,通过引入欧式距离最小化约束迁移生成新的少数类样本,与原多数类样本在特征空间中形成更加清晰的分类边界。在20个KEEL不平衡分类公开数据集和智能电表实采故障数据集上的大量测试结果表明,与多种典型方法相比,所提算法在处理不平衡分类问题上具有显著优势。
交通基础设施、区际贸易与地区经济发展——以公路为例

本文探讨公路通过区际贸易路径影响地区经济发展的背后机制。利用《2012年中国31省区市区域间投入产出表》和其他相关数据,估算出以地级行政单位为主体的城市间贸易金额和贸易重量,从中总结中国内需市场特点: (1)在国内贸易大循环中,500公里以内集中了81.3%贸易金额和74.9%贸易重量; (2)城市的经济潜力分布呈现出由沿海向内陆逐渐衰减的圈层结构,长三角、珠三角城市群处于核心位置。在此基础上,进一步识别出公路通过区际贸易路径对城市贸易水平、产业发展发挥作用的两种机制。机制一是修建公路,缩短了城市间公路距离,能够增加城市间贸易量,提升城市经济潜力,进而提高不同产业雇用人数和产值。机制二是修建公路,增加了城市内部公路存量,重量价值比更高的产业运输成本下降更多,它们将向其他城市输出更多商品,雇用人数和产值也会得到更大程度提升。本文发现对于制定畅通国内大循环、激发内需潜力相关政策具有重要启示意义。
电渗析/超滤内在耦合过程分离蛋清中溶菌酶

溶菌酶(LYZ)是一种化学性质稳定、无毒无害的具有抗菌作用的天然活性蛋白,高纯度、高活性溶菌酶在食品与医药领域具有重要价值。本文尝试采用新型电渗析/超滤内在耦合(EDUF)技术,同时利用特定pH条件下蛋清中卵白蛋白(OVA)与LYZ荷电性及分子量的差异,从蛋清中直接分离、提取LYZ。重点考察了超滤膜材料及EDUF原料室和回收室内料液流量对过程分离性能的影响。结果表明,在操作电压为5.0V,采用PVDF100 Ⅰ超滤膜,原料室和回收室料液流量均为50mL/min时,LYZ的回收率可达21.05%,所回收LYZ的纯度可达100%,其最终迁移速率为0.21g/(m~2·h),单位产品能耗为2.30kW·h/g。该研究证明了EDUF作为一项独特的电驱动膜分离技术,具有选择性高的显著特点,在活性蛋白高效分离领域具有较好的应用前景。
CeO_2-Al_2O_3复合载体负载Ni基催化剂催化CO_x共甲烷化性能

通过浸渍沉淀法分别制备Ni/Al_2O_3、Ni/CeO_2和Ni/CeO_2-Al_2O_3催化剂,并对其分别进行不同CO/CO_2比例下CO_x共甲烷化性能评价。发现Ni/Al_2O_3催化剂催化CO转化为CH_4的能力明显高于Ni/CeO_2,而催化CO_2甲烷化的性能则相反。采用Ni/CeO_2-Al_2O_3催化剂,可以在提高CO转化率的同时而不降低CO_2转化率。结合BET、XRD、TPR、TPD和原位红外等各种表征手段,发现CeO_2掺杂虽然降低了催化剂的比表面积和金属Ni的分散度,但却可明显提高其吸附活化CO_2的能力,这主要是由于具有较高含量氧空位的CeO_2的掺杂可以提高载体表面碱性位,促使共甲烷过程中CO_2吸附活化并形成单齿碳酸盐,通过快速加氢反应生成目标产物甲烷;而Ni/Al_2O_3受限于其对CO_2的吸附容量和活化产物双齿碳酸盐的活性,在催化共甲烷化体系中只能获得较低的CO_2转化率,但CO转化率不受影响。
压接型IGBT器件内部杂散电感差异对瞬态电流分布影响规律研究

压接型IGBT器件内部多颗芯片的并联连接是提高其电流等级的重要手段。然而,IGBT芯片之间的瞬态电流不均衡是限制其电流提升的主要原因之一。研究压接型IGBT器件内部的瞬态电流分布规律对于规模化IGBT并联封装设计具有重要意义。该文首先通过有限元软件提取了压接型IGBT器件内部的栅极、集电极和发射极的杂散电感,得到三个杂散电感随IGBT芯片不同位置的变化规律;其次对三个杂散电感差异下的电流分布进行了理论分析,发现电流分布主要受到功率回路和驱动回路的公共支路上杂散电感的影响;同时分别对开通和关断过程中IGBT芯片内部的载流子变化过程进行分析,发现发射极杂散电感差异主要影响开通过程的电流不均衡;然后针对三个杂散电感差异分别进行电路仿真,得到杂散电感差异对电流分布的影响规律,仿真结果验证了理论分析的有效性;最后建立了两芯片的并联均流双脉冲实验平台,平台能够调节两支路之间的杂散电感差异,实验结果进一步验证了该文理论分析的有效性。
近地空间与电网相关的谐波辐射现象研究

大量卫星探测结果表明近地空间存在与地面电网谐波频率一致的辐射现象,但相应的谐波辐射源仍不确定。通过分析与晋东南—南阳—荆门特高压交流输电工程走向接近的DEMETER卫星轨道上的电场强度探测数据,发现空间存在2~5 kHz频带内的谐波辐射事件,且事件的数量在该特高压输电工程投入运行后急剧增加。地面实测结果表明,特高压输电工程首端确实存在数千赫兹的谐波辐射。利用偶极子等效地面谐波辐射源,基于全波模型,分析了其产生的电磁波在半球空间电离层中的传播特点,并与卫星探测结果进行了对比,表明近地空间谐波辐射现象与地面变电站的谐波辐射具有一定关联。此外研究了甚低频(VLF)电网谐波辐射在南北地磁共轭空间传播的机理,并利用卫星探测实例进行了初步验证。
基于全纯嵌入法的非迭代电力系统最优潮流计算

通过求解电力系统最优潮流获得各发电机的有功出力对于电力系统经济运行具有重要意义。全纯嵌入法是一种用于潮流计算的非迭代算法。该文将全纯嵌入法应用于最优潮流的求解,首先推导出约束条件和KKT条件的全纯嵌入形式;然后通过上述两组方程交叉得到求解通式,递归地计算出节点电压和发电机有功出力的表达式;最后根据解析表达式直接得到各发电机的有功出力,进而计算系统的最低发电成本。在IEEE 3节点、4节点、30节点、118节点和新英格兰39节点电力系统上的仿真结果验证了所提方法的可行性和准确性。
计及边带分量频率耦合的电压源型换流器输入导纳建模

在高比例可再生能源和高比例电力电子设备接入背景下,配电网中的谐波污染和耦合谐振特性逐渐向高频段扩展。高频谐振特性分析时,现有基于开关周期平均的电压源型变换器(VSC)单频阻抗模型难以满足奈奎斯特频率以上的阻抗建模精度需求。为此,该文分析了VSC控制器采样和脉冲宽度调制(PWM)环节产生的边带分量与扰动量之间的频率耦合机理;同时考虑两类边带分量的频率耦合,建立了适用于奈奎斯特频率以上的VSC多频耦合输入导纳模型;分析了PWM采样方式、抗混叠滤波器截止频率对VSC输入导纳的影响规律。基于硬件在环仿真平台的频率扫描和稳定性分析结果,验证了计及边带分量频率耦合的VSC输入导纳模型和相关理论分析的准确性。
紧凑型多腔室并联间隙雷电冲击闪络路径约束研究

由于多腔室并联间隙构型特殊,不同于常规并联间隙,其雷电冲击闪络路径复杂,当放电间隙设置不当时会出现闪络路径约束失败,电弧灼烧绝缘子串的现象。因此该文在基本理论指导下开展了多腔室并联间隙雷电冲击闪络路径约束试验研究。首先分析多腔室并联间隙约束闪络路径的工作原理,并开展雷电冲击试验,拟合了不同腔室数量下将多腔室灭弧结构等效为棒-棒电极空气间距的公式;然后通过开展不同外串联间隙的多腔室并联间隙伏秒特性试验研究,确定了该装置整体外串联间距的设置方法。试验结果表明:根据等效间距公式分别对不同腔室数量的多腔室灭弧结构进行外串联间隙的设计,结果与理论分析相吻合,多腔室并联间隙能够先于绝缘子串闪络从而约束闪络路径,验证了多腔室灭弧结构等效棒-棒电极空气间距计算方法的准确性。多腔室并联间隙已在实际线路开展运行,能够约束闪络路径并快速淬灭电弧,保证线路安全可靠运行。
洁净与覆冰条件下风力发电机输出功率计算方法及现场试验验证

高海拔地区风能资源丰富,然而建设于此的风力发电机面临严重覆冰问题。覆冰会破坏叶片气动结构,造成输出功率损失,影响供电质量。了解不同工况下的风力发电机输出功率情况,有助于电力部门进行合理的电力调度。该文提出了一种适用于洁净和覆冰条件下的风力发电机输出功率计算方法。该方法以叶素动量理论为基础,同时引入二维计算流体动力学(CFD)仿真方法来计算叶素的升力与阻力系数。将计算结果与现场试验运行结果对比发现,该计算方法可以在工程应用允许的误差范围内获得风力发电机的输出功率。此外,通过比较基于该方法获得的关键气动参数在不同风速下沿叶片翼展方向的分布发现,冰层的存在会降低叶片对风能的利用率,减小叶片旋转扭矩,从而导致输出功率降低;并且随着风速的增加,覆冰所带来的负面影响更加明显。
高山冰川地貌区垂直分带性与地质灾害空间配置关系

高山冰川地貌因垂向落差大,受垂直性气候条件和局地水热环境影响,造就了典型的垂直分带性特征。而地质灾害作为表生岩土圈动态平衡失稳外在动力形式,必然与其禀赋的构造地貌与气候环境密切相关。基于青藏高原冰川地貌区地貌特征及地质灾害统计分析,梳理各地貌单元垂直分带性界限标志及典型特征,进而构建高山冰川地貌区垂直分带性与地质灾害的空间配置关系。研究表明:(1)高山冰川地貌区可按雪线、冰线、雨线与高山苔原线等"四线"进行界限标志划分,且大陆性与海洋性冰川地貌区界限高度存在显著差异;(2)夷平面为高山冰川地貌区地质灾害重要物源场所,因冰川类型差异存在明显不同。具体而言,大陆性冰川区普遍存在山顶面、高原面2级夷平面物源区;而海洋性冰川区则普遍存在山顶面、山前侵蚀面及河谷侵蚀面3级夷平面物源区。(3)高山冰川地貌区地质灾害按照"四线"界限标志存在典型的垂直分带性特征,具体按照"四线"界限范围、动力地质作用方式、海拔高度可划分为:超高位冰蚀型(雪线以上/冰-岩作用带,对应划分依据,下同)、高位溃蚀型(雪线-冰线之间/冰-水-岩屑作用带)、中位冻融剥蚀型(冰线附近/冰-水-土作用带)及低位降水侵蚀型(高山苔原线以下/水-土-生物作用带)4类。(4)不同界带间地质灾害存在一定的链式放大效应,代表性链生组合关系有:①冰(雪)岩崩→冰湖及溃决→强补给型泥流;②冰(雪)岩崩→冰雪型碎屑流→堰塞湖及山洪;③冰碛物堆积滑坡→冰雪型碎屑流→强补给型泥流。研究可为我国"一带一路"、川藏铁路等重大工程地质灾害分区分带防控提供基础参考。
基于剩余能量释放速率指数的煤岩组合体冲击倾向性判定

煤岩冲击倾向性是煤岩是否发生冲击地压的自然属性,是煤岩发生冲击地压灾害的关键影响因素。为准确评判煤岩冲击倾向性,以煤岩组合体为研究对象,对其开展单轴循环加卸载试验,获得组合体不同应力水平下弹性应变能,建立弹性应变能与应力水平之间的函数关系,提出一种峰值应力时刻弹性应变能计算新方法。据此,提出一种综合考虑试件峰值强度、弹性应变能、破坏过程能量耗散及破坏时间的剩余能量释放速率指数,并结合现有指标给出冲击倾向性判定区间,最后进行合理性验证。结果表明:(1)随着应力的增大,弹性应变能呈现"缓慢→快速→缓慢"的增长规律,对应了应力-应变曲线的压密阶段、弹性阶段、塑性阶段。(2)输入应变能、弹性应变能、耗散应变能的演化规律与应力演化规律相似,均随应力的增大而增大,输入应变能增幅最大,耗散应变能增幅最小。(3)试验获得了组合体不同应力水平时刻的弹性应变能,建立弹性应变能与应力水平之间的函数关系,即任一时刻应力的平方与弹性应变能具有良好线性关系,据此,提出一种峰值应力时刻弹性应变能计算新方法。(4)综合考虑试件峰值强度、弹性应变能、破坏过程能量耗散及破坏时间等多种因素,提出一种新的冲击倾向性鉴定指标:剩余能量释放速度指数WT,该指数为试样峰前弹性应变能减去峰后耗散应变能得到的剩余能量与动态破坏时间的比值,表征煤岩发生冲击破坏时单位时间内能量释放情况。该指标与抗压强度Rc、冲击能量指数KE、弹性能量指数WET、动态破坏时间DT密切相关。给定了剩余能量释放速度指数WT的评判区间:当WT≤0时,煤岩无冲击倾向;当0
基于改进粒子群算法的开关磁阻电机本体优化

针对开关磁阻电机多变量、高非线性以及传统设计过程无法快速而准确获得最优方案的问题,提出一种基于Kriging模型和改进粒子群算法的参数优化策略。首先建立多目标优化模型,采用田口正交方法进行敏感性分析,依据灵敏度大小将优化变量分为两个子空间;其次为提高多目标粒子群算法的收敛速度和全局寻优精度,引入天牛须搜索算法中环境感应机制和遗传算法中交叉变异策略;最后建立Kriging模型,利用改进粒子群算法对两个子空间参数进行迭代寻优。实验结果表明,优化后的转矩脉动减少23%,平均转矩提高2.3%,在大幅度减少转矩脉动情况下保持了较大平均转矩。结论是改进的粒子群算法与Kriging模型相结合策略适用于开关磁阻电机优化过程,可显著提高优化效率,保证求解精度。
智能井盖无线监测节点的温差供电技术研究

智能井盖作为较早提出的概念,其发展受制于远距离无线物联网通信发展和电池续航能力等问题。为此,本文提出了采集井盖热能的温差发电方案。为了提高井盖下表面附近的温差,增加了隔热层和散热器,使温度梯度提高了5 ℃ ~ 10 ℃。结合室外测试数据,搭建了温差发电模块测试环境,测试分析了温差发电片的性能,结果表明在13 ℃的温差环境下1 h内产生7.92 J的电能,平均功率2.2 mW。基于NB-IOT技术,设计智能井盖监测节点,实现了对井盖倾斜角的监测。通过休眠待机方法,降低了节点系统的功耗,一次数据采集发射消耗0.185 J电能,静态工作电流仅87.45 μA。将自供电技术与低功耗技术结合,验证了利用温差发电可以满足智能井盖的供能需求。
退役电池快速检测分类方法研究

随着大量锂离子电池从电动汽车上退役,对退役电池快速检测的研究迫在眉睫。针对传统方法因初始状态差异,导致电池在二次利用前的一致性检测时间较长问题,基于电池充电曲线提出了一种快速测试方法。通过将电池充电至截止电压保证电池具有相同的初始状态,而无需进行将电池放空以保证初始状态相同这一步骤,测试时间仅为电池完整充放电时间的12.5%,检测效率提高;提取特征后采用融合Canopy的K-means++聚类算法在NASA数据集和实验室电池上进行验证,聚类准确度达80.5%,证明了设计的快速测试方法的可行性。
超快科学研究进展及发展建议

超快科学以超快光源和超快探测为主要研究手段,通过对微观世界超快动力学过程的测量和操控,实现对宏观物质的理解、应用和控制。作为当前国际科技最重要的前沿方向之一,超快科学的发展将为众多学科提供重要的原始创新驱动力,其突破将助力解决关乎国家重大需求和人民生命健康相关的诸多重大问题。聚焦超快科学中的超快激光技术、超快测量技术及超快动力学的研究,主要介绍了其发展现状、应用现状和发展前景,分析了中国超快科学发展存在的问题,提出了超快科学发展的具体建议,即加强顶层设计,促进产业化,完善人才培养评价机制,支持重大科技基础设施和国际大科学计划。
面向城轨列车智能视觉定位的安全测试方法

为了解决基于深度学习的列车智能视觉定位系统难以测试问题,提出一种面向列车智能视觉定位的安全测试方法。基于风格迁移思想,通过构建生成式对抗网络(GAN)实现测试用例的生成;基于深度变异测试方法,实现对测试用例错误检测能力的量化评价;针对城轨运营组织特点,提出一种"虚拟-半实-真实"平行测试平台架构,用于支持测试用例生成模型的构建和测试执行。实验结果表明,本方法生成的测试用例场景种类分布更为均匀多样,能够较为全面地测试模型在不同场景下的安全性,有效提升列车智能视觉定位的测试效率。
新冠肺炎疫情期间武汉市医疗废物应急处置研究

在新型冠状肺炎疫情发生初期,武汉市作为我国抗击新冠肺炎的中心,城市医疗废物呈爆发式增长。2020年3月,武汉市医疗废物收集量达到209.7 t/d,是疫情前医疗废物收集量的4倍。为防止新冠病毒通过医疗废物传播和污染环境,武汉市通过规范医疗废物的分类、暂存,采取了多元化的涉疫医疗废物应急处置措施,最终完成了对疫情初期医疗废物的消纳和处置。总结了疫情期间武汉市医疗废物应急处置措施及医疗废物处置过程中暴露的问题,提出了提高医疗废物应急处置能力储备,编制医疗废物处置设施建设规划,强化医疗废物应急协同处置技术支撑以及加快医疗废物信息化建设的建议,以期为其他大型城市医疗废物应急处置提供参考。
铁元素强化厌氧氨氧化反应的研究进展

厌氧氨氧化工艺作为新型的高效环保脱氮技术,相比传统脱氮工艺能够有效节省能源消耗。然而,由于厌氧氨氧化细菌活性较低,对环境较为敏感,且易随水流失,限制了厌氧氨氧化脱氮性能,以及厌氧氨氧化工艺的工程化。铁元素作为厌氧氨氧化细菌生长和新陈代谢必需的营养元素,能够显著影响厌氧氨氧化反应。综述了铁元素对厌氧氨氧化反应系统的影响,重点对铁元素提高厌氧氨氧化细菌活性,改善生存环境,强化颗粒污泥形成并提升其稳定性方面进行了分析,旨在为提高厌氧氨氧化细菌活性,推进厌氧氨氧化工艺的应用提供参考。
神经肌肉电刺激同步经皮神经电刺激治疗神经根型颈椎病的疗效观察

目的:观察神经肌肉电刺激(NMES)同步经皮神经电刺激(TENS)对神经根型颈椎病的疗效。方法:72例符合入组条件的神经根型颈椎病(CSR)患者,按Excel产生的随机数字随机分成3组:NMES组(n=24)、 TENS组(n=24)、同步组(n=24)。NMES组予颈肩部NMES治疗同步麻木侧上肢安慰TENS治疗;TENS组予颈肩部安慰NMES治疗同步麻木侧上肢TENS治疗;同步组予颈肩部NMES治疗同步麻木侧上肢TENS治疗。每天1次,每次20 min,连续治疗14天。分别在治疗前、治疗7次、14次及1个月后比较田中靖久颈椎病症状量表评分(TZCS)、颈椎功能障碍指数(NDI)评分及正中神经和尺神经F波传导速度、生活质量(SF-36),并观察14次治疗后的痊愈率和总有效率。结果:3组治疗前各项评分结果无显著性差异(P>0.05)。14次治疗后,同步组痊愈率69.57%,高于NMES组(40.91%)、TENS组(34.78%)(P<0.0167)。在TZCS、NDI、神经传导功能、生活质量(SF-36)评分方面,第14次治疗后即刻及治疗后1个月随访时同步组优于NMES组、TENS组(P<0.0167)。在TZCS评分方面,第7次治疗后即刻TENS组在颈肩疼痛、上肢麻木、手指麻木评分方面高于NMES组(P<0.0167);治疗后1个月随访时NMES组在颈肩疼痛、上肢麻木、手指麻木评分方面优于TENS组(P<0.0167)。在NDI方面,第14次治疗后即刻及治疗后1个月随访时NMES组优于TENS组(P<0.0167)。在神经传导方面,第14次治疗后即刻及治疗后1个月随访时NMES组评分高于TENS组(P<0.0167);第7次治疗后即刻,TENS组高于NMES组(P<0.0167)。在生活质量(SF-36)评分方面,治疗14次后及治疗后1个月随访时,同步组在躯体疼痛、情感职能、精神健康评分方面优于NMES组、TENS组(P< 0.0167),其他方面无显著性差异。结论:NMES同步TENS可有效缓解CSR患者颈肩疼痛和麻木症状。
私家电动汽车在商业停车场的充电调度策略

随着私家电动汽车(private electric vehicles,PREV)的普及,大规模PREV的无序充电将引起用电负荷高峰,影响配电网安全。针对商业停车场环境下的PREV充电问题,首先提出一种车辆准入机制,尽可能提高车辆准入数量,并确保准入车辆能够在预定时间内完成充电需求;其次,采用基于熵权法确定适应度函数权重的遗传模拟退火算法(GASA),提出一种面向多目标优化的PREV充电调度策略,综合优化停车场运营商利润和车主充电满意度。实验结果表明,基于GASA的PREV充电调度策略性能良好,与极端情况(车辆数为600的无序充电)相比,该策略的运营商利润和车主充电满意度分别提高了12.3%和109.7%,综合适应度函数值增加了35.2%;另外,其能够有效平缓配电网负荷分布,在保障配电网安全前提下实现停车场运营商和PREV车主的双赢。
基于云边联合防御的恶意代码传播模型

将云安全与点对群信息共享网络的特点进行融合,提出了一种基于云边结合(云安全环境和点对群信息共享网络相结合)的新型恶意代码传播模型,形成针对恶意代码的云边联合防御。首先,在经典的易感-感染-免疫传播模型的基础上引入云安全节点,并且增加节点在云安全环境中的额外免疫途径。其次,对新型模型进行动力学分析,计算出模型的平衡点和传播阈值,证明平衡点的局部稳定性和全局稳定性。最后,数值模拟与仿真实验的结果表明,基于云边联合防御的恶意代码传播模型能够在网络中更好地遏制恶意代码的传播,且随着节点检测与反馈能力的提升,遏制效果会更好。
基于现代病理生理机制的“远血”内涵解读及黄土汤治疗急性冠状动脉综合征合并急性上消化道出血等急危重症临床体会

黄土汤出自汉代医家张仲景的《金匮要略》,为先便后血的“远血”而设,主治脾阳亏虚,不能统血证。“远血”内涵较为广泛,不但包括传统意义上的消化性溃疡出血、消化道肿瘤、胃黏膜病变、血管发育异常、食管胃底静脉曲张破裂出血、胰胆道损伤等上消化道出血,而且包括部分结肠及直肠癌肿或息肉、痔疮与肛裂等肛肠科疾病、鼻衄、血小板减少症、功能性子宫出血、先兆流产、不明原因尿血等其他部位的出血,也包括部分虚寒性津液不能内守疾病,如夜尿多、遗尿、清涕如注、自汗、冷泪、白带多等,还包括抗血小板聚集、抗凝血药物过量导致的消化道出血、不明原因的便常规潜血试验阳性等临床面临的新问题。黄土汤指征不仅涵盖下血、先便后血、远血、吐血、衄血等传统中医疾病,还包括出血、虚证与郁热。临床可用于治疗急性上消化道出血、急性冠状动脉综合征合并急性上消化道出血、抗血小板聚集与抗凝血药物过量导致的出血事件、不明原因的便常规潜血持续阳性、消化道肿瘤伴出血、血小板减少症等急危重症。黄土汤中灶心土、生地黄与阿胶的药物剂量是该方止血关键。
人参皂苷Rg_1治疗放射性肠炎的网络药理学与体外实验研究

运用网络药理学、分子对接技术和细胞实验探索并验证人参皂苷Rg_1(ginsenoside Rg_1, Rg_1)治疗放射性肠炎的潜在分子机制。借助BATMAN-TCM、SwissTargetPrediction、GeneCards等数据库预测Rg_1和放射性肠炎的相关靶点。运用Cytoscape 3.7. 2软件和STRING数据库对共同靶点进行PPI网络构建和核心靶点筛选,利用DAVID数据库进行GO功能和KEGG通路富集分析,预测其可能的作用机制。对Rg_1与核心靶点进行分子对接,然后进行细胞实验验证。利用~(60)Co-γ射线照射IEC-6细胞构建模型,予以Rg_1、AKT阻滞剂LY294002等药物干预,验证Rg_1的治疗效果和作用机制。结果显示,Rg_1潜在作用靶点29个,疾病靶点4 941个,共同靶点25个;PPI网络筛选出核心靶点包括AKT1、VEGFA、HSP90AA1、BCL2L1、ESR1等,GO分析结果主要涉及RNA聚合酶Ⅱ启动子转录的正调控、信号转导和对细胞增殖的阳性调节等生物学过程,KEGG富集分析获得PI3K/AKT通路、RAS通路、MAPK通路、RAP1通路、钙通路等10条潜在作用机制。分子对接结果显示,Rg_1与AKT1、VEGFA 、HSP90AA1等主要核心靶点均具有较好的结合能力。细胞实验表明,Rg_1能够有效改善照射后细胞活力,提高存活率,降低凋亡率,并促进AKT1和BCL-XL表达,抑制促凋亡蛋白BAX的表达。综上,该研究利用网络药理学、分子对接和细胞实验阐明Rg_1可有效减轻肠细胞辐射损伤,其作用机制与调控PI3K/AKT通路进而抑制细胞凋亡相关。
鄂尔多斯盆地西部奥陶系克里摩里组有效储层发育控制因素

近年来,鄂尔多斯盆地西部奥陶系的天然气勘探取得了一定进展,其中以奥陶系克里摩里组天然气聚集程度最高,但其有效储层发育控制因素复杂,导致勘探效果不理想。基于岩心观察、薄片鉴定、钻录井等资料,系统研究了克里摩里组有效储层发育类型及控制因素,建立了有效储层发育模式。鄂尔多斯盆地西部克里摩里组有效储层类型主要有白云岩晶间(溶)孔、灰岩岩溶缝洞和构造微裂缝,局部发育台缘滩颗粒孔型储层;有效储层发育主要受控于沉积相带、成岩作用、古岩溶风化作用及构造运动,其中潮坪相及台缘滩相为克里摩里组提供了原始储层的物质基础,并在此基础上形成了成岩早期的白云岩晶间(溶)孔和台缘滩颗粒孔型储层;埋藏成岩作用阶段,重结晶作用对原始白云岩储层改造明显,晶体骨架更加稳固,新的晶间(溶)孔形成或经历二次重结晶改造,同时台缘滩颗粒孔的原始结构部分被破坏、充填或改善,形成现今的台缘滩残余颗粒孔;古岩溶风化作用控制克里摩里组中上部岩溶缝洞型储层的发育,高产井主要发育在岩溶斜坡沟槽地带的上槽方向及岩溶高地;多期构造运动不断改造、控制微裂缝系统的发育,形成断裂带周边分布的多孔介质储集体。因此,寻找克里摩里组潮坪相和台缘滩相有利相带、岩溶古地貌上倾部位或断裂带高部位,是下一步勘探的有利方向。
应力作用下气藏水体微观赋存特征及渗流规律——以鄂尔多斯盆地神木气田二叠系盒8段致密储层为例

针对致密气藏衰竭开发过程中储层孔隙结构及流体微观赋存特征随其所受应力大小实时变化的问题,以鄂尔多斯盆地神木气田二叠系石盒子组盒8段致密储层为例,通过核磁共振、高压压汞以及驱替实验,定量表征不同应力条件下孔隙结构、水体动用及束缚水分布特征,分析应力对气水相渗规律的影响。研究表明,有效应力由7 MPa增加至17 MPa后,储层孔隙度由8.39%减小至7.65%,最大孔隙半径由38.3 μm减小至35.2 μm,其中半径为0.3~18.9 μm范围内的孔喉数量减少幅度最大;由于孔喉尺寸减小,参与渗流的孔隙数量减少,束缚水饱和度由51.3%增加至59.7%,束缚水水体尺寸的分布范围由0.012~17.4 μm增大至0.012~20.1 μm;孔隙变化及束缚水分布特征的变化进一步导致气水两相相对渗透率均减小,气相相对渗透率由0.481减小至0.283,等渗点的相对渗透率由0.157减小至0.09。
基于氮气吸附实验与分形FHH模型分析页岩孔隙结构特征——以鄂尔多斯盆地华池地区长7段为例

孔隙结构是页岩储层研究的重点,对页岩油的赋存具有重要影响。选取鄂尔多斯盆地华池地区延长组7段的10块泥页岩岩心样品,通过扫描电镜观察及低温氮气吸附实验,结合分形FHH模型,计算分形维数,对研究区泥页岩的孔隙结构进行定量化表征,并在此基础上探讨分形维数与孔隙结构参数、含油性参数的关系,确定长7段泥页岩孔隙发育的主要影响因素。华池地区长7段泥页岩有机质丰度高,属于好-极好烃源岩,含油性与可动性较好,多达到中含油级别,主要由石英与黏土矿物组成;储集空间以粒间孔、粒内孔及少量有机质孔为主,孔隙形态有两类,分别为平行板状狭缝形+单边狭缝形及墨水瓶形+平行板状狭缝形,孔径以微孔和中孔为主,宏孔发育较少。多数样品具有分形特征,表征小孔隙的分形维数D_1介于2.264 7~2.714 9之间,表征大孔隙的分形维数D_2介于2.373 3~2.777之间。其中,D_2同比表面积、孔体积、平均孔径及S_1的相关性较好,可以表征孔隙结构发育特征和页岩的含油性;而D_1仅可表征页岩油的可动性。泥页岩的孔隙发育主要受控于有机碳及石英含量,与长石含量有一定的关系,黏土矿物含量不是主要的影响因素。
黄河源区水文预报的关键科学问题

黄河源区水文预报对龙羊峡、刘家峡等黄河上游梯级水库群的洪水资源化调度乃至整个黄河流域的水旱灾害防御都起着举足轻重的作用。然而,由于降水的地面观测严重匮乏、且缺少适用于高寒山区的专用水文模型,源区水文预报成为长期困扰黄河洪水/径流业务预报的难题。在回顾国内外相关研究的基础上,从高海拔缺资料地区的降水观测与降水预报、寒区水文模型构建与气象水文耦合系统集成、高原降水发生的气象成因与形成机制3个方面,评价了黄河源区水文预报的当前现状与技术水平,提出了黄河源区水文预报面临的关键科学问题;指出新一代多源降水信息融合与同化、高寒区特殊产汇流模型构建、无缝隙气象水文集合预报、强降水与连阴雨的多影响天气系统解析等,是当前黄河源区水文预报的研究重点与发展方向。
银胶菊中木脂素类成分的研究

研究银胶菊Parthenium hysterophorus Linn.中木脂素类化学成分。采用硅胶、Sephadex LH-20、MCI、ODS和半制备型HPLC等色谱技术,从银胶菊地上部分的95%乙醇提取物中分离得到5个木脂素类化合物(1~5),通过波谱学数据分析,将它们的结构分别鉴定为(7S,8S,7'E)-4,9,9'-三羟基-3,5,7,3',5'-五甲氧基-8,4'-氧新木脂素-7'-烯(1)、丁香脂素(2)、杜仲树脂酚(3)、松脂素(4)、五味子醇甲(5)。其中,化合物1为新化合物,化合物3~5为首次从银胶菊中分离得到。对所有化合物进行了体外抗神经炎症活性筛选,结果显示,化合物1对LPS激活的BV-2小胶质细胞释放NO具有显著抑制作用,IC_(50)为21.10 ± 1.97 μmol/L,其余化合物均无活性,且所有化合物在测试浓度下均不影响细胞的存活率。
基于Linkage Mapper与复杂网络的成都市生态网络构建与优化

城市化速度加快,城镇内部生态斑块破碎,生态廊道隔断,区域可持续发展受到阻碍。构建生态网络可以连接破碎斑块,保护生物多样性与地域特色。以成都市为例,基于形态学空间格局分析(morphological spatial pattern analysis,MSPA)方法并结合景观连通度指数确定生态源地,从地形、景观结构、人类活动三方面确定阻力因子来构建综合阻力面,基于ArcGIS水文分析原理和linkageMapper识别生态廊道和生态节点,利用复杂网络增边优化理论,对研究区处于高阻力值且介中心性低的点进行模拟增边,最后对比增边前后的稳定性,验证增边效果。结果表明:1)成都市生态源地主要分布在西部林区,东部和中部较为稀疏。2)成都市阻力值呈现由中部向外部降低趋势,中心都市圈阻力值最高。3)基于GIS共提取111条生态廊道、209条辐射道、101个生态节点。 4)识别出增边优化节点8个,成功模拟增加11条生态廊道,模拟增边优化后网络稳定性明显提升,网络连通性增强,网络结构整体更为稳定。
2022年土地科学研究重点进展评述及2023年展望——土地资源利用与空间规划分报告

研究目的:综述2022年国内外土地资源利用与空间规划方面的研究进展,展望2023年国内研究趋势。研究方法:文献调查法。研究结果:2022年国内研究主要集中在土地资源错配、节约集约用地政策与方法、土地绿色利用与低碳发展、土地利用生态环境效应、国土空间格局优化、土地发展权配置等方面;国外研究侧重基于水-能源-食物系统的土地优化配置、土地利用模拟与评价、土地利用低碳化转型、可持续发展下空间规划内容和方法等方面。研究结论:2022年土地资源利用与空间规划在土地资源配置、土地绿色低碳利用转型、土地利用生态环境效应、双碳目标下国土空间格局优化、土地发展权的配置和转移、空间规划理论和方法等研究方面取得了一定进展。2023年将重点关注土地资源配置的障碍因素与解决路径、节约集约用地技术模式创新、土地绿色利用实现机制、土地利用低碳化转型、土地多功能价值与生态评价、土地发展权的配置和转移、空间规划理论和方法创新、空间规划标准体系和立法体系完善等研究方向。
独脚金内酯类似物GR24对山定子幼苗低氮胁迫的缓解作用

研究叶面喷施不同浓度独脚金内酯类似物GR24(0、1、5、10、20 μmol·L~(-1))对低氮胁迫下山定子幼苗叶片光合生理特性及根系活性氧代谢和氮同化的影响,以期探索应用GR24缓解山定子幼苗低氮胁迫的适宜方法。结果表明:低氮胁迫下山定子幼苗地上部生物量显著降低,根冠比升高;叶片中叶绿素含量降低,类胡萝卜素含量升高,光合活性降低;根系中超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性变化不显著,但过氧化物酶和抗坏血酸过氧化物酶活性及可溶性糖、游离脯氨酸和活性氧含量显著升高,可溶性蛋白含量显著降低;根系中硝酸根离子含量降低,铵根离子含量升高,硝酸还原酶和谷氨酸合成酶活性均降低。与不喷施GR24相比,低氮胁迫和正常供氮条件下叶面喷施10和20 μmol·L~(-1) GR24处理都不同程度增加了山定子幼苗生物量和根冠比,提高了叶绿素含量,增强了净光合速率、蒸腾速率和气孔导度等光合参数,改善了PSⅡ最大光化学效率和单位面积电子传递量子产额等荧光特性,增加了根系渗透调节物质(可溶性蛋白、可溶性糖和游离脯氨酸)含量,增强了根系谷氨酰胺合成酶活性;低氮胁迫下叶面喷施10和20 μmol·L~(-1) GR24处理还显著降低了根系活性氧和铵根离子含量,提高了根系抗氧化酶、硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶等氮代谢关键酶活性,增加了硝酸根离子含量。其中以10 μmol·L~(-1) GR24处理对低氮胁迫下山定子幼苗的作用效果最好,在低氮土壤的果园有一定的应用前景。
政府研发补贴对R&D资本扭曲的非线性影响

政府研发补贴在弥补市场失灵、提高R&D资本配置效率中扮演重要角色。但研发补贴能否缓解R&D资本配置扭曲,尚存在较大争议。以Brandt模型为基础,对2009-2020年省际层面的R&D资本扭曲程度进行定量测算,并展开比较分析,探讨政府研发补贴影响R&D资本配置的理论逻辑,并基于2009-2020年的省际面板数据,构建面板数据模型并利用系统广义矩估计法实证检验了政府研发补贴强度对R&D资本扭曲程度的非线性影响,并进一步探究东中西三大地区之间的差异。研究发现:我国R&D资本扭曲程度正在缓解,大多数省份的R&D资本配置逐渐趋于合理;政府研发补贴强度对R&D扭曲程度呈"N"型影响,过低和过高的研发补贴强度均不利于缓解R&D资本配置扭曲,当政府研发补贴强度在[0.0491,0.1399]区间内,能优化R&D资本配置;三大地区的最优补贴强度区间差异明显,最优补贴区间的中心数值东部最低,其次为中部和西部,最优补贴区间跨度最大的是中部地区,其次是西部和东部。
TiO_2/ZnO-BF复合改性沥青及混合料性能研究

为了缓解沥青路面在运营阶段出现高温车辙、低温开裂、水损害及疲劳破坏等早期病害及延长其使用寿命,引入纳米材料(TiO_2/ZnO)、玄武岩纤维(BF)作为改性剂对沥青及混合料进行复合改性并制备密级配TiO_2/ZnO-BF复合改性AC-13C沥青混合料。在沥青、TiO_2/ZnO、玄武岩纤维等原材料性能研究的基础上,制备复合改性沥青,通过软化点、延度、旋转黏度、薄膜烘箱、温度敏感性分析等试验评价不同掺量TiO_2/ZnO及6%玄武岩纤维对沥青性能的影响。通过配合比设计,确定TiO_2/ZnO、玄武岩纤维不同掺配组合下混合料的最佳油石比。通过对沥青混合料进行高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性及疲劳性能等相关室内试验评价复合改性沥青混合料路用性能。结果表明:随着TiO_2/ZnO掺量的增加,软化点、旋转黏度及老化后的针入度比试验结果逐渐增大,针入度、延度、温度敏感性、老化后软化点增量及质量损失试验结果逐渐降低,掺有4%TiO_2/ZnO+6%BF的复合改性沥青整体性能较基质沥青最优,TiO_2/ZnO推荐掺量为4%;6%玄武岩纤维及4%TiO_2/ZnO的掺入能够改善混合料的高温抗车辙、低温抗开裂、抗水损害及疲劳性能;其中仅掺4% TiO_2/ZnO沥青混合料的高温及水稳定性优于仅掺6%玄武岩纤维沥青混合料。
基于日负荷曲线的用电模式提取与聚类分析

更新仿真系统负荷模型参数是电力系统负荷建模的一个重要应用,为建立更为准确的负荷模型,分时分区的负荷建模思路是实现仿真系统负荷模型更新的有效途径和方案,本文聚焦负荷的分区建模,以不同类型用电设备日负荷曲线为基础,实现用电模式提取,并以提取所得用电模式为基向量,针对不同负荷节点或区域日负荷曲线进行分解,以分解所得负荷构成系数为聚类属性,实现负荷节点或区域的聚类分析,进而为系统仿真提供指导。基于实际用电数据的仿真结果验证了本文所提思路和方案的有效性。
成渝城市群碳排放时空趋势特征及影响因素分析

县域是中国经济发展与减排治理的基本单元,而成渝城市群作为中国西南地区经济发展的新极点,是潜在的碳排放增长区,研究并揭示城市群县域碳排放时空演变特征与影响因素对区域差异治理与"双碳"目标的实现具有重要意义。文章使用成渝城市群2008-2017年县域碳排放数据通过空间数据,在考虑区域范围差异的前提下探究其时空演变特征与影响机制,结果表明:(1)2008-2017年成渝城市群县域碳排放量整体呈上升趋势,增长过程大致分为快速抬升-缓慢上升-高位波动3个阶段,并以2011年为主要分界点整体呈现出"先快后慢,波动涨幅"的增长态势。(2)县域碳排放具有明显的东北-西南向差异,空间极值化趋势明显。高-高集聚区县集中在重庆、成都城市群内;低-低集聚的区县数量稳定,主要集中在成渝城市群西南部。城市群整体呈现出较为明显的空间撕裂状态。(3)在单因子分析中,前期地区生产总值、第二产业产值与政府财政支出对区县碳排放的影响程度最高,随时间推移年末人口总数、人均地区生产总值和城镇化率的影响程度逐渐上升并跃居前位。交互因子探测结果显示,区县碳排放增长是多种影响因子综合作用的结果,地区生产总值自始至终是影响县域碳排放的主导因子。鉴于城市群内各区县的现实基础与发展阶段存在差异,因此制定措施需具体分析,而通过科技进步约束碳排强度是无论区县经济发达与否均可有效实现的治理途径。
面向新型电力系统的数字化电力设备关键技术及其发展趋势

新型电力系统对设备状态以及运行环境等信息感知的深度和广度有更高的要求,亟需利用先进的数字化和信息化技术对传统电力设备进行升级,构建新一代的数字化电力设备。因此提出了数字化电力设备的定义、内涵特征和基本架构,详细阐述了电力设备状态智能感知、电力设备物联网平台、数字孪生建模仿真和状态精准评估诊断、复杂多维信息合成与可视化等电力设备数字化关键技术的研究现状和存在的问题,并展望了未来的重点研究方向及技术发展趋势,包括电力设备全景状态感知、多场景数字孪生仿真、数字化测试和试验、智能感知芯片等。
基于ANOVA和BO-SVM的变压器故障诊断方法

为了提高变压器故障诊断模型的诊断精度,提出了一种基于方差分析(analysis of variance, ANOVA)和黑猩猩算法优化支持向量机(bonobo optimizer-support vector machine, BO-SVM)的变压器故障诊断方法。首先,采用方差分析对模型输入量,即变压器油中溶解气体特征进行筛选降维。其次,用黑猩猩算法对影响支持向量机诊断性能的2个参数(核参数与惩罚因子)进行寻优。最后,利用该文所提方法对变压器进行故障诊断,实例仿真结果表明:与IEC、Rogers法相比,采用ANOVA对模型输入量进行筛选降维能更好地提升模型性能;BO算法优化后的支持向量机对比网格搜索算法优化后的支持向量机,在训练速度与诊断精度两方面都有所提升;与粒子群优化支持向量机(particle swarm optimization-support vector machine, PSO-SVM)和遗传算法优化支持向量机(genetic algorithm-support vector machine, GA-SVM)相比,所提方法收敛更快,且故障诊断精度更高、更稳定,BO-SVM、 PSO-SVM和GA-SVM的平均诊断正确率分别为91.69%、83.29%、81.34%,验证了所提方法的优越性。
连续雷电冲击下的变压器油纸绝缘老化特性

随着气候的持续变暖,雷暴极端天气频繁出现,变压器面临连续雷电冲击电压的威胁,导致变压器油纸绝缘受损,运行存在安全风险。为了模拟变压器在极端雷暴环境下的运行状况,搭建了雷电冲击试验平台,并通过对油纸绝缘模型施加不同次数的雷电冲击电压,研究连续雷电冲击电压作用对油纸绝缘老化特性的影响。对受到不同雷电冲击次数的样品进行了极化/去极化电流测试,并利用扫描电镜观测了绝缘纸的微观形态变化,开展了绝缘纸抗拉强度测试和绝缘油微水含量测量。随后,分析了纤维结构的变化对绝缘纸应力-应变的影响,利用id(t)t-lnt曲线获得了去极化陷阱能级密度谱,并对陷阱能级、密度随老化程度的变化规律进行了分析。结果表明,随着雷电冲击次数的增加,绝缘纸的纤维结构劣化程度加深,应力峰值下降,油纸绝缘的极化、去极化电流曲线以及去极化陷阱曲线均上移,去极化陷阱密度曲线峰值和峰值时间常数增加。应力峰值的下降是绝缘纸纤维劣化的宏观体现,去极化陷阱曲线峰值和峰值时间常数可以作为油纸绝缘在雷电冲击作用下的老化特征量。
混合级联十三电平逆变器的调制优化及功率均衡方法

多单元混合级联多电平逆变器能够使用较少的开关器件实现较多的电平数输出,因此获得了广泛的应用,但其低压单元在传统的载波移幅调制下存在级联单元间功率不均衡的问题。针对上述问题,对直流电压比为1:1:1:3的混合级联十三电平逆变器提出了一类阶梯波和载波移幅调制共同协作的混合调制策略,在该调制策略下高压单元工作在低频状态,低压单元工作在高频状态。对低压单元的调制波进行优化以减少三角载波的数量,同时通过重构载波移幅调制策略的三角载波,有效地实现了低压单元间的功率自均衡。最后通过仿真和实验证明了所提调制优化和功率均衡方案的可行性。
基于可控有源振荡换流的混合式高压直流断路器

直流断路器是最大程度地保障柔性直流电网系统健全和持续可靠运行的关键装备。为降低预充电系统耐压要求,耦合负压换流型混合式直流断路器需额外配置换流变压器,这严重限制了其在高压直流输电领域的应用。结合耦合负压换流型混合式直流断路器和电容可控振荡换流原理,提出了一种基于可控有源振荡换流的模块级联混合式高压直流断路器。在保障故障电流双向阻断的前提下,所提断路器不但可降低预充电系统的耐压要求,而且可有效减小研制成本和占地面积。首先研究了可控有源振荡电路拓扑结构和工作原理;其次,提出了可控有源振荡换流型混合式直流断路器拓扑,分析了其故障电流分断工作原理;然后,揭示了电容、电感等元件参数对断路器分断性能的影响机理,确定了可控有源振荡电路的元件选型方法;最后,仿真验证与性能对比分析表明:所提可控有源振荡换流型混合式直流断路器原理可行,技术经济性能优越。
GIS/GIL滑动触头电连接部件过热故障机制仿真分析

近年来,气体绝缘输电设备中滑动触头电连接部件过热故障时有发生,严重影响了设备运行的可靠性,威胁了电网的稳定运行。为了研究滑动触头过热故障发生机理,选取气体绝缘输电设备电连接用弹簧触指为研究对象,建立了电、磁、热、流、力3维多物理场耦合模型。基于静态结构分析滑动触头插接过程中和发生热膨胀后弹簧触指的接触力并依此计算接触电阻,结合接触电阻电场分析计算得出导体发热功率,并代入热-流耦合中分析滑动触头的热场分布。研究结果表明:单一环弹簧的接触力为5.06 N,与规格参数误差为1.2%;当发生偏心等故障时触指温度可达108.25 ℃,并间接影响相邻触指的温度和内外SF6气体的流动;文中5%的触指发生劣化过热会造成26%的触指出现升温现象,与非故障区域的最大温差为20 ℃;温升导致的热膨胀会使触点处接触压力呈非线性变化,长期运行或偏心受力等原因引发的接触性能劣化将直接导致触头部分出现过热故障。论文研究可为弹簧触指劣化机理研究和滑动触头电连接部件过热故障分析提供理论依据。
基于ARIMA和指数平滑法的直流输电线路地面合成电场实测离群值的判别

直流输电线路地面合成电场是公众广泛关注的环境影响因子之一。合成电场极易受环境条件影响,实测结果波动较大,往往出现可疑异常值(离群值)。目前合成电场理论模型尚无法全面考虑环境影响,难以准确判别离群值。对此,从时间序列分析的角度,提出了基于自回归差分移动平均模型(auto regressive integrated moving average, ARIMA)和指数平滑法(exponential smoothing method, ETS)的离群值判别方法。经算例分析表明,该方法预测的均方根误差(root mean square error, RMSE)仅为1 kV/m左右,能全部判别算例中12处离群值,而经典数理统计方法仅能判别3处离群值。该方法可以有效处理相对平稳、具有固定趋势以及缓慢大幅波动等特征的数据序列,尤其是数据序列中有突然增大的非极端值离群值的情况。该方法比经典数理统计方法更适于判别合成电场实测结果的离群值。
截形叶螨雌成螨应对高温胁迫的转录组分析

为明确截形叶螨Tetranychus truncatus雌成螨应对热胁迫的差异表达基因,采用Illumina HiSeq 4000进行转录组测序。结果表明,截形叶螨雌成螨热胁迫后共检测到17 577个差异基因,其中12 831个上调,4 746个下调。GO功能富集发现,雌成螨热胁迫后的差异基因主要富集于细胞过程、催化活性和细胞, KEGG通路富集分析发现,差异基因主要富集在代谢途径和溶酶体等。从转录组测序数据中筛选出与高温存在关联的抗氧化酶和热激蛋白等基因。采用RT-qPCR技术检测这些基因在截形叶螨雌成螨上的表达特征,发现17条基因的上下调趋势与转录组测序结果一致。这为后续深入研究截形叶螨与热胁迫相关基因的功能奠定了基础。
基于三维脑结构MRI定量分析研究迟发型视神经脊髓炎谱系疾病

目的基于三维(3D)脑结构MRI定量分析探讨迟发型视神经脊髓炎谱系疾病(LO-NMOSD)患者的脑结构损伤模式及其与临床神经心理量表评分的关系。方法前瞻性纳入2016年1月至2018年12月在吉林大学第一医院接受诊治的缓解期视神经脊髓炎谱系疾病患者(NMOSD组),按首次发病年龄是否大于50岁,分为LO-NMOSD亚组和早发型NMOSD(EO-NMOSD)亚组。另招募年龄、性别与NMOSD患者匹配的健康志愿者为对照组。采集所有受试者头颅3D脑T_1WI、T_2液体衰减反转恢复序列成像资料并分析所有受检者的临床资料、神经心理学评分等。采用基于体素的形态学及病灶分割工具技术对MRI数据进行定量分析获得总灰质体积(GMV)、脑灰质分数(GMF)、脑白质分数(WMF)、脑白质高信号分数(WMHF)等指标。以协方差分析比较LO-NMOSD亚组与EO-NMOSD亚组、NMOSD组与对照组脑结构的差异。采用偏相关分析GMF、WMHF与患者临床资料、神经心理量表评分及WMHF与GMF、WMF的相关性。结果NMOSD组47例,男7例、女40例,年龄18~66岁,其中LO-NMOSD亚组20例、EO-NMODS亚组27例;对照组50名,男13名、女37名,年龄18~77岁。与对照组比较,LO-NMOSD亚组患者右侧尾状核GMV缩小(t=3.33,P<0.05),EO-NMOSD亚组患者双侧额颞叶多处脑区GMV缩小(FDR校正P<0.05),与NMOSD组基本一致。校正年龄后,LO-NMOSD与EO-NMOSD组间WMHF差异无统计学意义(F=0.22,P=0.644)。LO-NMOSD亚组全脑GMF与扩展残疾状态量表(EDSS)评分呈负相关(r=-0.53,P=0.025),NMOSD组WMHF与年复发率、EDSS评分呈正相关(r值分别为0.35、0.35,P值分别为0.017、0.018),其余指标均无相关性(P>0.05)。EO-NMOSD亚组WMHF与GMF、WMF呈负相关(r值分别为-0.76、-0.70,P<0.001),NMOSD组患者WMHF与GMF、WMF呈负相关(r值分别为-0.38、-0.55,P<0.05),LO-NMOSD亚组者WMHF与GMF、WMF无相关性(P>0.05)。结论LO-NMOSD患者脑灰质萎缩的范围、部位及其与WMHF的相关性与EO-NMOSD不同,提示LO-NMOSD患者可能具有不同的脑结构损伤模式。