mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
虚拟同步发电机并离网无缝切换策略研究

针对难于实现并网/孤岛两种运行模式之间无缝切换的问题,提出一种基于虚拟同步发电机(VSG)统一电压、电流双环控制结构的逆变器并离网无缝切换控制策略。首先,对功频调节器、励磁调节器和电压、电流双环进行了设计,并给出了控制结构框图。其次,对传统并离网切换进行了分析,两种模式下控制器输出的结果不同,导致在切换的瞬间容易产生电流冲击,提出改进的预同步控制方法,控制简单,切换瞬间电流平滑过渡且能够抑制有功、无功功率的冲击,实现了并离网运行模式无缝切换。最后,通过仿真和实验结果验证了所提出控制策略的有效性。
深层页岩在高水平应力差作用下压裂裂缝形态实验研究

针对高水平地应力差下的深层页岩开展真三轴水力压裂物模实验,分析其裂缝形态和影响因素。实验结果表明:高水平地应力差下水力裂缝沿垂直最小主应力方向起裂并扩展成横切缝,受层理和天然裂缝的影响会发生穿透、沟通或转向行为,深层页岩裂缝形态可以分为4种:单一横切缝、伴随层理开启的多横切缝网,转向缝网和受天然裂缝影响的复杂缝网;水平地应力差的增大会增加水力裂缝的穿透能力;起裂压力越大,裂缝形态越复杂;先注入高黏度压裂液可以形成水平主缝,之后注入低黏度压裂液造分支缝,可以有效提升深层页岩改造体积。该实验结果可以为深层页岩压裂方案设计提供参考。
冻融后不同含水状态砂岩的剪切破坏特性

针对冻融循环作用后不同含水状态砂岩展开剪切性能试验研究,探讨试样的剪切破坏机制,分析内摩擦角、黏聚力随试样破坏面分形维数的变化规律。结果表明:随冻融循环次数的增加,砂岩剪切应力–位移曲线特征发生明显改变,同时,峰值剪应力有不同程度的降低,而剪切位移显著增大。内摩擦角、黏聚力较冻融前有不同程度的劣化,并随饱水率的增大而加剧。相同含水状态下,分形维数随冻融循环次数的变化呈显著的幂函数递增关系,黏聚力损伤因子随分形维数的变化呈指数函数递增。干燥状态下,内摩擦角损伤因子随分形维数的变化呈指数函数递增,而含水状态下呈线性递增。
质子交换膜燃料电池低温启动水热管理特性及优化

质子交换膜燃料电池在车辆中具有较大的应用潜力。低温启动过程是指燃料电池从较低的初始温度启动,直到稳定工作状态的过程。该过程中的水热管理特性决定燃料电池的输出性能。利用数值仿真方法,建立一个一维多相流电池堆模型,研究不同条件下从10℃低温启动直到升温至80℃的过程中电池启动性能和水热管理特性。结果表明,随着启动过程的进行,电池堆温度分布的不均匀性逐渐凸显。启动初期电压下降,主导因素是显著的电渗拖曳效应(EOD)导致阳极电阻增大。阳极氢-氧催化反应辅助启动,既可使电池堆更快达到正常工作温度,也可为阳极快速加湿,降低电阻,获得更高的输出电压。而阴极氢-氧催化反应辅助启动易导致阴极水淹,因此不利于提高低温启动过程中的水热管理性能。
全长黏结GFRP抗浮锚杆界面剪切特性试验研究

针对在中风化花岗岩中不同直径、不同锚固长度的钢筋和GFRP抗浮锚杆,依托现场拉拔破坏性试验,首次利用三重光纤光栅传感器串同步测得GFRP抗浮锚杆杆体、灌浆体中央和第二界面(灌浆体与岩体界面)轴向应力、剪应力分布形式,并借助改进的位移测试装置获取了锚杆杆体和灌浆体的相对滑移量,研究GFRP抗浮锚杆的多界面剪切特性。结果表明:GFRP抗浮锚杆体系协同作用较钢筋抗浮锚杆效果较好,直径28 mm、锚固长度\4.5 m的GFRP抗浮锚杆极限承载力达400 kN,上拔量小,能够满足工程需要。GFRP抗浮锚杆灌浆体最大轴向应力仅为1 200~1 800 kPa,有效作用长度为1.5~1.8 m,且存在极大轴力衰减段;最大剪应力为160~260 kPa,有效作用长度为1.8 m左右,应力集中明显。第二界面最大轴向应力值仅为灌浆体内1/6,也存在极大轴力衰减段,且有向下移动的趋势;最大剪应力值为灌浆体内1/3,有效作用长度在1.2 m左右。试验结果揭示了GFRP抗浮锚杆的力学传递机制,进一步明确了锚杆杆体与灌浆体之间的锚固特性和黏结性能。
基于单脉冲注入的直流微电网线路阻抗检测

为解决直流微电网中线路阻抗对传统下垂控制造成的影响,基于直流微电网系统结构特点,提出了一种主动阻抗检测方法,即通过主动注入单脉冲扰动,检测变换器输出电压、电流变化,获得线路阻抗信息,进而对下垂系数进行补偿,最终改善负荷分配精度和母线电压电能质量。由于该方法属于主动测量法,因此对电能质量影响微小并可控。最后通过仿真和实验结果验证了所提方法的可行性和有效性。
含Buck电路的锂电池低功耗电量均衡技术研究

锂离子电池具有功率密度大、使用寿命长和重量轻等特点,现已被广泛应用于电动汽车、通信设备和家用电器等领域,但受充、放电电量不均衡问题的影响,电池组运行的效率及稳定性较差,电池均衡问题已成为近年来研究的热点。针对此问题,拟采用一种含Buck电路的电量均衡方法和自适应无迹卡尔曼滤波剩余电量(SOC)算法,重点研究该电路的均衡原理、控制策略及其应用方法,通过仿真和实验分别对其均衡效果进行了验证。与传统方法相比,该方法具有电路简单、损耗低及响应快速等优点。
弱电网下LCL逆变器阻尼谐振抑制与功率快速调节方法

位于电网末梢或偏远地区的新能源发电弱电网中,大量本地阻感性负荷的接入会引起电网阻抗变化与频率偏移及电压波动,进而影响LCL逆变器自身谐振尖峰抑制及其输出有功与无功动态调节过程。对此,提出了一种LCL逆变器阻尼谐振抑制与功率快速调节方法,包括鲁棒并网电流反馈有源阻尼控制、同步参考系准比例积分控制及功率快速调节。提出的鲁棒并网电流反馈有源阻尼控制增强了系统阻尼特性,抑制了LCL谐振尖峰;光伏能量功率前馈和负载无功快速检测可实现LCL逆变器的有功功率快速调节与电压无功紧急支撑功能;同步参考系准比例积分控制可降低电网基波频率偏移对系统稳定性的影响,增强了系统整体鲁棒性。通过深入分析控制系统动态响应和稳定性,给出了控制参数优化设计方法。最后,仿真及实验结果验证了所提控制策略的可行性。
反激式微逆集群并网谐波交互性能对比研究

采用小信号法建立了电流反馈控制型及准谐振峰值电流控制型反激式微型逆变器的诺顿等效模型,并提出了并网谐波交互机理的分析方法。基于该诺顿等效模型,分析了两种反激式微型逆变器的并网谐波交互情况,研究了两种逆变器集群并网时的抗谐波交互能力以及集群的并网谐波交互性能。揭示了准谐振峰值电流控制型反激式微型逆变器具有比电流反馈控制型反激式微型逆变器更窄的谐振频带,从而使得前者比后者具备更强的抗谐波交互能力。最后在理论分析和仿真、实验基础上,设计了2台250 W样机进行机理性的实验验证。
基于神经模糊Petri网的高压断路器故障诊断研究

为提高高压断路器运行的稳定性,该文借助Petri网的强大的知识表达和逻辑推理功能对高压断路器的状态进行评估和诊断。根据断路器的物理逻辑关系,构建了基于神经模糊Petri网的高压断路器故障诊断模型;采用失效模式与效应分析(FMEA)法对故障统计数据进行处理,求取库所置信度、变迁阈值、库所权值、规则可信度;优化正向推理算法,实现对高压断路器故障的准确预测;逆向推理结合最小割集可有效避免检修的盲目性。最后,以部分模型为例,进行推理分析,并通过故障树和统计数据来验证推理模型的正确性和合理性。
并行EEMD算法及其在局部放电信号特征提取中的应用

波形信号是电力设备监测中常见的数据形式,波形信号处理在大数据背景下成为计算和数据双重密集型问题。集合经验模态分解(EEMD)的自适应性在分析非线性、非平稳信号时具有优势,但高计算量限制了其应用。通过对EEMD算法处理波形信号时的并行性分析,在Spark计算平台下设计并实现了波形分段并行与经验模态分解(EMD)过程并行这两种不同结构的并行EEMD算法。波形分段并行适用于较长的波形信号,但结果存在部分误差,而EMD过程并行能获得与原算法一致的结果,但对内存的需求更大,适于数据量不大的波形信号。将并行EEMD算法用于局部放电(PD)波形信号的特征提取,计算固有模态分量的能量参数与样本熵作为特征量。实验结果表明,利用所提特征量能有效区分多种PD类型,所提并行EEMD算法与现有EEMD算法相比计算效率更高,减少了特征提取过程的耗时。
基于RBF神经网络的干式空心电抗器涡流损耗计算

基于数值仿真技术分析干式空心电抗器的结构参数对其涡流损耗的影响,并结合工程实际,建立考虑绕组截面填充结构、导线截面形状、气道宽度和每个包封内层数等因素的通用模型。为提高干式空心电抗器涡流损耗的计算精度,根据输出响应和输入参数之间的函数关系,建立基于指数型径向基函数(RBF)神经网络的干式空心电抗器涡流损耗计算模型,并采用粒子群算法和梯度下降法对网络参数进行优化。算例结果分析表明,基于RBF神经网络的干式空心电抗器涡流损耗模型具有计算精度高和速度快的优点,适用于干式空心电抗器的优化设计。
UPFC与系统的强动态交互对机电振荡模式的影响

该文主要研究了由开环模式耦合引起的统一潮流控制器(UPFC)与系统的强动态交互作用对系统机电振荡模式的影响。建立了含UPFC的多机电力系统闭环互联动态模型,将UPFC与系统分为两个互联开环子系统。当UPFC开环控制模式与开环机电模式在复平面上位置靠近时,相应的两闭环模式彼此相斥并趋向反方向移动,该模式耦合现象可造成闭环机电模式的阻尼严重恶化。依据阻尼转矩分析理论,该文从UPFC向系统中同步机提供阻尼贡献这一角度清晰阐释了开环模式耦合时UPFC对机电模式的动态影响。另外,提出一个量化指标,能够近似估计开环模式耦合情况下两个相关的闭环模式在复平面的相对位移。利用新英格兰10机系统与我国华东某500kV等值电网算例详细说明和验证了所得结论。该文还比较了UPFC串、并联电压源换流器(VSC)对系统影响的强弱,并分析了UPFC潮流调节与安装地点两个因素对模式耦合的影响。
非线性负载下微电网主逆变器输出侧电能质量控制策略

针对微电网主逆变器输出侧电能质量易受其所连交流母线上非线性负载影响的问题,提出了一种适用于三相四线制微电网主逆变器的高电能质量控制策略。首先,分析了非线性负载造成主逆变器输出侧电压畸变的原因,得到了孤网运行状态下主逆变器输出侧电压谐波抑制机理。其次,解析了传统逆变器的谐波抑制方法及其物理机理,并指出了该类抑制方法的不足。然后,提出了一种基于虚拟谐波阻抗的新型谐波抑制策略,能同时适用于电流型谐波源和电压型谐波源,分析了该方法的可行性。最后,仿真结果和实验结论验证了该控制策略的有效性,该方法有效地改善了主逆变器输出电压的畸变率。
触头片结构对新型带铁心的杯状纵磁真空灭弧室磁场影响仿真

真空灭弧室触头的结构设计对其内部电磁场分布具有重要的影响作用。为了研究触头片结构设计对一种新型带铁心的杯状纵磁真空灭弧室内电磁场分布情况的影响,该文采用了Ansoft Maxwell软件对该新型真空灭弧室内电磁场进行仿真分析,得到了触头片的开槽长度、开槽偏转角度、触头片中心工艺孔直径及孔的深度对磁场分布的影响;实现了在电流峰值时和电流过零时的磁感应强度的云图分布。仿真结果表明:触头片开槽长度、偏角和中心工艺孔径对磁场分布影响较大,孔径深度几乎不影响磁场分布;触头片开槽长度和中心工艺孔径的增加均可减少磁感应强度;触头片开槽偏转角度的增加会使电流峰值时及电流过零时磁场强度呈增加趋势,但存在一个最优角度为25°;触头片开槽和中心开工艺孔等操作均能减少电流过零时的剩余磁场强度。
混压部分同塔双回线跨电压故障短路计算

混压同塔输电线路可分为完全同塔和部分同塔两大类。由于其特殊的架设方式,跨电压故障时有发生。该文基于复故障分析法,针对部分同塔情况(完全同塔可视为其中一个特例),提出了一种新的跨电压故障短路电流计算方法。首先,将跨电压故障等效为系统发生复故障,通过网络等效化简,可得各序等效二端口网络;其次,选定故障基准相,针对不同的跨电压故障情况,分析其边界条件,并分解为基准相的对称序分量;进一步,根据复故障中两特殊相与基准相的差异,利用两组移相变压器连接各序二端口网络,得到跨电压故障下的系统复合序网,并据此求解短路电流。最后,在PSCAD中搭建500 kV/220 kV混压部分同塔双回线模型,仿真验证该方法的准确性。
基于改进FastICA的局部放电在线监测窄带干扰高保真性抑制方法

为了解决传统阈值法和盲分离法在局部放电周期性窄带干扰抑制过程中存在的波形畸变与不确定性问题,提出利用改进的FastICA算法对局部放电(PD)信号进行窄带干扰抑制。首先结合PD混合信号离散傅里叶变换功率谱的特点,引入信息熵理论对窄带干扰个数进行确定,并提出利用功率谱“两步法”对窄带干扰频率进行精确估计;然后引入简化的Simpson-Newton迭代公式对FastICA算法进行改进,减少算法的迭代次数,并提出利用校准信号对分离信号进行校准,修正分离PD信号的幅值和相位。仿真及实测结果表明,该方法能够有效抑制周期性窄带干扰并能有效保留信号原始特征,且算法的时间复杂度较小,同时与频率切片小波去噪方法和傅里叶变换滤波相比,该方法去噪效果更明显,且能有效避免边缘效应的影响。
交流接触器晃电保护无隙切换拓扑结构研究

交流接触器是一种在电力系统中广泛应用的敏感性电气设备,由雷击、短路等原因引发的晃电故障易造成交流接触器误脱扣,导致连续工业生产过程的非计划停产,造成重大的经济损失。针对上述问题,该文在研究交流接触器电磁系统能量转换关系的基础上,提出一种交流接触器晃电保护的拓扑结构。该拓扑利用晶闸管的反向外电压关断特性,在主控制电路与备用控制电路的切换过程中,实现励磁电流连续无隙,确保交流接触器始终具有能量,保持吸合状态。此外,该文给出了无隙切换过程的控制方法,并进行了仿真和实验研究。仿真与实验结果验证了晃电保护拓扑结构的正确性及有效性,为高敏感度电力设备在连续生产过程中的不间断运行提供理论及应用参考。
内置式交替极永磁同步电机性能及机理研究

分析比较了传统内置式永磁同步电机与内置式交替极永磁同步电机的电磁性能。设计了一台五相20/18槽极组合的内置式交替极永磁同步电机,与传统内置式永磁同步电机相比,该电机在保持较好的输出能力的情况下节省了永磁体用量,提高了电机的可靠性且节省了成本。利用磁路法及气隙磁通密度波形的傅里叶解析计算得到每极下气隙基波磁通,验证了交替极设计可提高永磁体的利用率。与传统内置式永磁同步电机不同,内置式交替极永磁同步电机中永磁极极弧的选择范围更大,通过合理优化永磁极与铁心极的配合能够进一步提升该电机的输出转矩。其次,比较分析了内置式交替极永磁同步电机的反电动势谐波分量,发现该电机更加适用于谐波电流注入法,且分别对永磁体端部槽形、永磁体磁化方向长度及不均匀铁心极极弧进行优化设计,使得优化后的内置式交替极永磁同步电机在明显减少永磁体用量的情况下能够保持较好的输出能力,且具有更好的转矩质量及弱磁能力。
基于多负荷端口戴维南等效的电气化铁路牵引网潮流算法

在电气化铁路牵引网的节点电压方程组中,所有的节点电压都是待求的未知量。牵引网中通常有大量的横向并联元件和附加导线,这会使方程组的规模变得非常大,耗费较多的计算时间。该文以交流电气化铁路为例,基于多端口戴维南等效的方法,分别设计了一端口和多端口的潮流算法,降低了迭代方程组的维数,缩短了计算时间,提高了计算效率。通过算例进行了验证,对迭代过程中列车电压的变化和多解现象进行了讨论。
考虑风电不确定性和气网运行约束的鲁棒经济调度和备用配置

在我国北方地区冬季供热期,大量供热机组“以热定电”运行,火电机组调节和备用能力不足,造成大量弃风。利用燃气轮机组的快速调节能力,可以促进风电消纳。针对在气电联合调度研究中未考虑气网运行约束,可能造成调度计算结果不可行的问题,提出了考虑风电不确定性和气网运行约束的鲁棒经济调度及备用配置模型,将燃气轮机组的备用范围转换为进气范围,并将其视为气网的不确定负荷。利用C&CG算法将气电联合调度优化问题分解成考虑风电不确定性的鲁棒经济调度和备用配置主问题以及气网约束子问题,再通过benders分解法将主问题进一步分解成经济调度和备用配置主问题以及风电不确定性校验子问题,从而简化求解算法。算例结果验证了所提模型及求解方法的有效性和正确性。
不完备故障类别下基于Multi-SVDD的高压隔离开关故障诊断方法

针对高压隔离开关故障诊断时特征库中故障类别不完备的问题,提出了基于多重支持向量域描述(Multi-SVDD)的故障诊断方法。首先通过主成分分析将正常和已知故障样本特征量按贡献度进行排序作为新的特征向量,并以特征量贡献度构造加权高斯核函数,提高对类间特征差异的辨识能力。然后利用粒子群算法对核参数进行优化,提高模型的推广能力和对样本类别识别的正确率。其次对正常和已知故障样本集进行训练,建立描述隔离开关不同工作状态的超球体作为预测模型。最后利用Multi-SVDD对样本空间进行划分并计算待测样本点至各超球体中心的距离,确定样本所属的种类。试验结果表明,该方法可以有效处理高压隔离开关故障诊断中故障类别不完备的问题,在诊断出已知故障的同时可对未知故障给出判断。
大气隙磁通切换无轴承永磁电机径向力绕组设计与比较

以大气隙磁通切换无轴承永磁电机为对象,研究基于反电动势矢量图的径向力绕组配置原则,并详细分析隔齿绕法和全齿绕法两种绕组形式。在径向力建模过程中,推导计及转矩电流影响的完整径向力模型,并利用有限元分析验证其正确性。从转矩特性、径向力特性和铜耗特性等方面比较隔齿绕法和全齿绕法绕组结构的性能差异,并对比忽略转矩电流前后径向力合力幅值和方向角的变化,研究转矩电流对径向力性能的影响,进而提出在保证稳定悬浮前提下最大可忽略转矩电流的理论计算方法。随后对两种绕组配置方式进行综合评价。结果表明,隔齿绕法绕组结构除径向力脉动性能外,其他各项性能均优于全齿绕法绕组结构。最后在一台采用隔齿绕法绕组结构的原理样机上实现稳定悬浮运行。
基于超效率DEA-Tobit模型的江苏省县级公立医院运行效率分析

目的分析江苏省县级公立医院静态与动态效率,以及效率的影响因素。方法使用超效率DEA和Malmquist指数法分析江苏省43家县级公立医院的静态与动态效率,利用Tobit回归模型分析效率影响因素。结果43家医院总体效率差异较大,差异主要由纯技术效率造成;2014年至2015年,部分医院全要素生产率指数下降,主要由技术效率变化指数下降造成。医院所在区域、卫生技术人员与实际开放床位比等与效率呈正相关,而医院等级、百元医疗收入药品占比等与效率呈负相关。结论应采取不同的策略,通过优化医院资源配置、合理确定医院规模及完善内部管理体制等方法提升县级公立医院运行效率。
电除尘器飞灰粒径表征及细颗粒降温团聚

基于50000m3/h实烧烟气中试系统,采用Mastersizer 2000E激光粒度分析仪和电子低压冲击仪(ELPI),首次对电除尘器飞灰几何粒径和空气动力学粒径进行全面表征。结果表明,电除尘器入口及各电场的飞灰几何粒度分布均呈双峰分布特征,各电场峰值依次右移,但末级旋转电极电场≤1μm的颗粒占比略有升高,电除尘器入口及第1~5电场飞灰几何中位径分别为6.607μm、17.378μm、2.884μm、2.577μm、2.460μm、2.480μm;温度降低,电除尘器入口飞灰几何粒度分布的双峰均右移,颗粒团聚现象明显,80℃、90℃、110℃、130℃、150℃时电除尘器入口飞灰几何中位径分别为13.183μm、10.500μm、10.171μm、6.607μm、7.586μm,从130℃降至90℃,电除尘器入口几何粒径≤1μm、≤2.5μm、≤10μm的飞灰占比分别减少了19.8%、19.2%、12.6%;不同温度时,电除尘器对空气动力学粒径0.03~10μm段颗粒的个数浓度、质量浓度均有较高脱除效率,均在75%以上,最高可达99.9%;温度降低,电除尘器进出口空气动力学粒径不同粒径段颗粒个数浓度和质量浓度均有不同程度降低,从130℃降至90℃、80℃,对应电除尘器入口PM_(2.5)团聚效率分别为46.76%、60.08%,对应电除尘器出口PM_(10)减排分别为59.80%、91.08%,PM_(2.5)减排分别为45.94%、76.22%,PM1减排分别为40.40%、62.12%。
低温煤焦油加氢制备清洁燃料油品中试试验研究

在4段固定床中试试验装置上,采用催化剂级配技术进行了为期400 h的低温煤焦油加氢制备清洁燃料油品中试试验,同时结合催化剂表征结果,研究了温度和空速对轻质油品收率及杂原子脱除率的影响,考察了中间产物、最终产物、汽油和柴油的性质和化学组成,此外研究了催化剂的稳定性和整个反应体系的质量平衡。研究结果表明:降低空速和升高温度可使得加氢产物中汽油和柴油的收率分别达到33.5%和64.2%,硫氮含量均低于10μg/g;整个反应过程油品是被逐步轻质化,同时加氢产物以直链烷烃、单环烷烃(CA)、烷基四氢萘和茚类化合物为主;汽油产品除了辛烷值之外,其他指标均符合国家标准,柴油基本达标;整个反应系统所使用催化剂均匀良好的稳定性,且在物料平衡的入方和出方之间存在约1.32%的可接受误差。
新型径向叶片式旋转床压降分析及气相流场模拟

针对折流式旋转床压降高、能耗大的问题,提出了一种新型超重力旋转床设备——径向叶片式旋转床。首先,对该旋转床的压降进行了理论分析和建模,并利用水-空气体系进行了实验研究。通过改变气量、转速和液量探究了新型径向叶片式旋转床压降的变化规律,结果表明压降随气量、转速和液量的增加而增加,且随着气量和转速的增加,液量对压降的贡献逐渐减小。压降模型的预测值与实验数据的相对偏差基本在10%以内,表明模型可以较好地预测新型径向叶片式旋转床的压降。另外,通过计算流体力学(CFD)软件的模拟获得了旋转床内气相流场和压力分布的结果,发现转子内压降是总压降的主要部分;气体进入转子后会因叶片作用使得周向速度变大,并在转子外缘处达到最大值;气体的进口流速将会影响旋转床内的气相分布。利用实验数据对CFD模拟结果进行了验证,两者的相对偏差在10%左右。
网纹内管双套管双管板安全型换热器的传热性能

以网纹内管型双套管双管板安全型换热器为研究对象,采用内外管接触面积当量法,将网纹内管与外管内壁的接触面积当量成对应接触面积的直槽管;借助计算流体力学(CFD)软件采用数值模拟的方法对内管为当量的直槽管换热器传热性能进行了研究,换热器管壳两侧的介质均为水,分别将空气和水两种介质填充至隔绝腔内,模拟不同入口流量条件下传热特性;引入接触修正系数,在传统传热系数经验公式的基础上,结合网纹管模型特点,获得网纹内管安全型换热器传热系数计算公式,并对不同工况下换热器的传热系数进行理论计算;建立网纹内管安全型换热器传热特性评价实验台。结果表明:内外管接触面积当量法在处理网纹内管安全型换热器传热特性时具有可行性,基于接触修正系数的传热系数工程经验公式计算结果可靠;数值模拟结果、理论计算结果及实验结果具有较好的吻合趋势;隔绝腔介质分别为水及空气时,网纹内管的传热效率比内管为光管分别提高约24%和40%。
多孔介质与SDS复配体系中天然气水合物生成过程分析

天然气水合物巨大的储量和本身高储气量的特点,决定了其在能源和工业领域的重要作用。自然界中水合物赋存于沉积层多孔介质的孔隙中,因而研究其在多孔介质条件下的基础物性和快速生成,对水合物的工业应用具有重要意义。为此,本文采用了不同粒径的多孔氧化铝颗粒和实心二氧化硅颗粒,并将其与十二烷基硫酸钠(SDS)溶液进行复配,研究该体系中275.15K和7MPa条件下水合物的生成情况。结果表明:多孔介质与SDS复配体系中生成水合物的储气量大于纯SDS溶液中,二氧化硅颗粒和氧化铝颗粒分别在促进水合物成核和提升储气量方面效果显著;实验条件下颗粒粒径对于水合物生成的压降过程和相平衡条件影响不大;实验所处pH条件下,氧化铝表面会因为水解带正电,二氧化硅表面则会在极化和水合作用的共同影响下带负电,带电表面和SDS的相互作用能够促进水合物的生成;多孔介质孔隙产生的毛细作用力及其对体系传热条件的改善有助于水合物的贴壁生成。因此可以认为多孔介质与表面活性剂复配体系对水合物生成的促进效果明显,并且将多孔材料作为水合物生成的基质是一种提高储气量的有效方法。
1985-2015年矿产资源区域研究进展知识图谱

以1985-2015年CNKI收录的30 766篇矿产资源区域发展问题研究的期刊论文作为数据来源,运用VOSviewer和CiteSpace软件进行文献计量可视化研究。通过对知识图谱解析,还原矿产资源区域研究的发展历程。研究表明:矿产资源区域的研究热点经历了从区域经济、经济发展到可持续发展、循环经济再到资源型城市转型、协同发展的演化变迁。在经济新常态和供给侧改革的背景下,实现矿产资源区域发展转型和协同发展将是未来一段时间内的主题。
中国居民碳排放时空特征及影响因素研究

基于中国30个省级单元人口、能源数据,运用SDA结构分解法,定量测度了1995-2014年居民碳排放的时空特征及影响因素。研究表明:除吉林外,其余各省居民碳排放呈增加态势,且区域分异程度呈现先降后升的变化特点;人均碳排放效率提高是居民碳排放量增加的主要因素,且历年贡献率呈增长趋势,效应高值区主要集中在北部地区;人口规模效应对居民碳排放增加的贡献率呈下降趋势,高值区主要分布于东南部,与胡焕庸线划分的人口密集区趋于一致;人口城镇化变化对居民碳排放变化具有双向效应,负向效应向东南部扩展,正向效应在北部凸起;依据各省差异,将各省划分为碳减排重点区、碳减排关键区、碳减排关注区,针对不同类型应采用差异化的碳减排模式。
城市化进程区农业生态系统正负服务测算——以长安区为例

综合测评农业生态系统正负服务,对农业可持续发展、农业生态系统服务管理具有重要意义。采用TM遥感影像、实地调查及社会经济统计数据,应用生态系统服务研究理论与方法、Erdas及ArcGIS10.1软件平台,对负向农业生态系统服务的内涵进行界定,对研究区农业生态系统正负服务进行综合测算及格局分析。结果表明:(1)研究区净生态系统服务价值为33.36 × 10~8元,正服务占主导地位。(2)总生态系统正服务在空间呈低、高、中带状分布规律,整体表现出由城镇中心地区向边缘区递增的趋势;负服务呈相反格局;净农业生态系统服务以面、带、点状交错分布,净服务为正值以大面积状分布于林地区域,净服务为负值的以带状、点状分布耕地、园地为主的地区。(3)与只测评生态系统正服务相比,能更客观地反映农业生态系统提供服务的实际能力及对人类的惠益。
人类土地利用干扰对黑河中游湿地时空变化的影响

干旱区湿地是典型的脆弱生态系统,湿地景观格局变化与人类的干扰活动密切相关。在RS和GIS技术支持下,基于1975-2016年长时间序列遥感影像,利用景观开发强度指数(LDI)和土地利用转移矩阵模型等分析方法,定量评估了人类土地利用干扰对黑河中游湿地时空变化的影响。结果表明:研究区湿地面积总体呈现下降趋势,但人工湿地总体呈增加趋势;湿地景观的异质性、破碎化程度增强,湿地斑块之间的聚集度下降;总体上研究区各类湿地的指数呈上升趋势,湿地的人为干扰程度增强,2001年后湖泊湿地的人为干扰程度最强。在人为干扰下湿地多转化为林地、草地、居工矿用地及耕地。人为干扰对湿地的影响因湿地类型而异。因此,科学评价不同类型湿地的人为干扰状况,对不同类型湿地制定相应的保护策略具有重要意义。
基于高光谱的不同人类干扰程度下荒漠土壤有机质含量估算模型

为对比同一背景下不同人类干扰程度的荒漠土壤有机质含量的预测模型,以天山北麓阜康市的土壤为研究对象,通过对无人干扰区、人为干扰区全样本和剔除有机质质量分数大于2%的样点的原始光谱反射率进行6种光谱变换,分析不同变换形式与有机质含量的相关性,以相关系数通过P=0.01和0.05水平上显著性检验的敏感波段为自变量,运用多元逐步回归、偏最小二乘回归以及主成分回归法分别建立了无人干扰区、人为干扰区土壤有机质高光谱的预测模型,并选择精度最高的为最优模型。结果表明:(1)无人干扰区与人为干扰区的原始光谱所有波段与有机质含量的相关性都没有通过0.01水平的显著性检验。将有机质质量分数大于2%的样点剔除后,有机质含量与原始光谱反射率的相关系数都大于全样本且有部分波段通过了0.01水平的显著性检验。(2)不论采用何种方法建立的全样本无人干扰区和人为干扰区的预测有机质模型的均小于1.4,不具有预测有机质含量的能力。其中全样本无人干扰区一阶微分、人为干扰区倒数一阶微分多元逐步回归模型是其所有模型中,建模精度最高的,R~2分别为0.652、0.512,但是其仅分别是0.662、0.655,表明模型的预测能力很差。(3)剔除有机质质量分数大于2%的样点之后,预测效果最好的是无人干扰区一阶微分多元逐步回归模型,R~2达到0.776,RMSE为1.408,RPD为2.136;而人为干扰区的二阶微分模型预测效果最优,R~2为0.542,RMSE为2.261,RPD为2.087。
渭干河绿洲不同土地利用类型土壤盐分的变化特征分析

土壤盐分的动态分析与监测,是实现盐渍化土地科学管理与利用的必要前提。运用GIS技术,结合地统计学方法,分析了渭干河绿洲土壤盐渍化的分布格局,探讨了不同土地利用类型下土壤盐分的变化规律。结果表明:土壤盐分离子含量随土层深度增加而减少,CO_3~(2-)和HC0_3~-变化不明显,整个剖面表现为:Na~+ +K~+ >Ca~(2+) >Mg~(2+),SO_4~(2-)> CI~- > HCO_3~- >CO_3~(2-),具有中-强变异性,除了HCO_3~-、CO_3~(2-)和Ca~(2+)外,其他盐分离子变异系数随深度增加而减小。不同土地利用类型的土壤含盐量具有显著差异垂向分布,耕地、荒地和草地、林地分别呈现为平均型、表聚型和底聚型盐分剖面,且各类型表层土壤(0~40 cm)含盐量依次为荒地(38.42 g · kg~(-1)) >草地(16.30 g · kg~(-1))>耕地(5.37 g · kg~(-1)) >林地(4.62 g · kg ~(-1))。渭干河绿洲土壤属于重盐土类型,自然因素(蒸降比和地下水波动等)是土壤盐渍化的形成条件,而人为干扰(土地利用方式、灌排、施肥等)则促进了土壤盐渍化的发展。
锡林郭勒积雪日数时空分布规律研究

利用1971-2015年锡林郭勒地区15个气象观测站近45 a的逐日积雪日数资料,采用滑动T检验、Mann-Kendall检验、小波分析和EOF方法对研究区的积雪日数时空变化特征进行分析。结果表明:研究期内积雪日数在1996年发生了一次由多到少的突变,且日数变化存在7 a的主周期和11 a、22 a的副周期。积雪月际变化呈单峰型的分布特征,多雪期主要集中在12~2月,少雪期分布在10月份和4月份;研究区空间分布差异性显著,总体呈东多西少、南多北少的分布格局,区内大部地区属于稳定积雪区。对积雪日数及其影响因子进行聚类分析,将研究区划分为4种类型,分别为降雪量偏少一积雪日数偏高区、降雪量一积雪日数一致偏高区、降雪量一积雪日数中值区、降雪量一积雪日数一致偏少区。该区有3种异常分布型:第一模态为全区一致偏多(少)型;第二模态为北多(少)南少(多)型;第三模态为中西部多(少),东南部少(多)型。
下调USP9X表达对胃癌AGS细胞凋亡和侵袭能力的影响

目的:探讨下调X染色体连锁的泛素特异性肽酶9(USP9X)表达对胃癌细胞凋亡和侵袭能力的影响,并探讨其可能的分子机制。方法:将USP9X小干扰RNA(siRNA)和对照siRNA转染胃癌AGS细胞,将细胞分为3组:未处理的AGS组、对照siRNA组和USP9X siRNA组。采用real-time PCR和Western blot检测不同处理组的胃癌AGS细胞中USP9X的mRNA和蛋白表达。CCK-8法检测细胞活力;流式细胞术和Boyden小室分别检测不同处理组胃癌AGS细胞的凋亡和侵袭能力;Western blot检测凋亡和侵袭相关蛋白的表达水平。结果:USP9X siRNA显著下调胃癌AGS细胞中USP9X的mRNA和蛋白表达水平。USP9X表达下调显著诱导胃癌细胞凋亡,并降低胃癌细胞的侵袭能力。USP9X表达下调显著降低Mcl-1和MMP-2的表达,但明显上调Bax蛋白的表达(P<0.05) 。结论:USP9X可能是胃癌细胞凋亡和侵袭的关键调控因子。
近20 a塔里木河下游输水对生态环境的影响

塔里木河下游是新疆生态环境问题比较突出的地区。为改善该地区恶化的生态环境,国家自2000年起向塔里木河下游实施了18次以生态建设和环境保护为目的的生态输水工程。近20 a来,塔里木河下游地下水位随输水次数增加呈不断上升趋势,生态植被不断修复,生态环境逐步好转。尤其是2017年实施第18次生态输水后,下输水量及其影响范围取得较大突破,引起社会高度关注。通过近20 a的断面来水监测资料,从水量、水质、地下水变化、植被恢复等方面,初步分析输水对生态环境的影响。同时,对前人研究的成果进行梳理和延展,使其对今后塔里木河下游的生态调度和科学管理起到指导作用。经分析得出以下结论:(1)虽然生态输水量基本都补给了生态植被和河道两侧的地下水,但持续性输水才是保证下游脆弱的生态环境稳定好转的根本途径。(2)输水使下游生态环境得到改善,现生态植被正在恢复,地下水位逐步抬升,地下水质明显好转。(3)采用汛期输水和间歇机动式调度,可使输水效益达到最大化。
超声萃取一柱上衍生-GC/ECD法检测污泥中的PFOS

建立了超声萃取-柱上衍生-气相色谱/电子捕获法测定污泥中全氟辛烷磺酸(PFOS)含量的方法。样品经超声萃取、固相萃取柱净化后与四丁基氢氧化铵反应,使PFOS转化为全氟辛烷磺酸的铵盐。铵盐在进样口经高温热分解生成全氟辛烷磺酸丁酯,通过TR-5毛细管色谱柱分离后以电子捕获检测器检测。污泥样品以甲醇为萃取剂时的萃取效率高于乙腈以及甲醇 +乙腈(1 : 1)混合液;WAX净化柱的回收率优于HLB柱。PFOS的最佳衍生反应条件为以甲苯为溶剂,在2 mL的衍生反应体积中,500 µg/mL四丁基氢氧化铵的加入量为75 µL,反应温度为50 ℃,衍生产物峰面积在4 ~48 h内基本一致。衍生方法的检出限为0.060 µg/g,定量限为0.201 µg/g,实际污泥样品的加标回收率在87.8% ~111.0%之间,RSD为3.6% ~9.3%。本方法稳定、可靠、成本低,能够满足污泥样品中PFOS的检测要求。
厦门市灌新路海绵设施设计特色

厦门市灌新路设计等级为城市快速路,标准路基宽度为60 m,道路全长为10.11 km,贯穿厦门市海绵城市试点片区,主管部门和业主单位对LID设计提出较高的要求。设计结合建设条件及规划要求,通过最不利径流分析对道路标准断面进行优化,创造性地研究和应用了路基侧向防渗围挡、隐蔽格栅路缘石开口、卵石溢流堰等LID设施配套构筑物,并提出对下凹式绿地和下沉绿地区别应用的设计思路,设计特色较为鲜明。
矩形断面巷道冲击地压机理研究

基于顶板剪切梁模型研究矩形巷道冲击地压发生问题,得到矩形断面巷道发生冲击地压的临界塑性软化区深度和临界载荷,分析巷道宽度、巷道高度或煤层厚度、顶板厚度等几何因素,以及煤层与顶板刚度比、煤的模量比、煤的强度参数、侧压力系数和水平应力分布指数等煤岩力学性质因素对临界条件的影响规律。结果表明:巷道顶板岩层以剪切变形破坏为主,当临界塑性区深度与临界载荷较小时,易于发生冲击地压,其发生频度较高,强度较小,破坏性较小;反之,冲击地压不易发生,其发生频度较低,一旦发生其强度会较大,破坏性较大。临界塑性区深度与巷道宽高比、初始黏聚力的大小无关,随顶板厚度、刚度比、模量比、水平应力分布指数的增加而增大,随煤层塑性软化刚度、内摩擦角、侧压力系数的增加而减小。临界载荷随巷道宽高比、煤层塑性软化刚度、水平应力分布指数的增加而降低,随顶板厚度、刚度比、模量比、初始黏聚力、内摩擦角、侧压力系数的增加而增大。
基于权重融合和云模型的岩爆倾向性预测研究

岩爆倾向性预测是地下工程防灾减灾的基础工作之一。针对现有数学模型在确定岩爆指标综合权重中缺少必要的检验过程以及预测准确度不高的不足,提出了一种岩爆倾向性预测的改进云模型。改进模型通过云理论中的云雾化条件来对指标权重进行融合,进而获取通过检验后的指标综合权重;通过对原始云模型进行修正,运用综合云算法生成等级综合云,弥补了原始云模型对等级区间均值过于敏感的不足。最后将国内外若干岩爆实例用于验证提出模型的科学性和实用性。结果表明:基于云理论的权重融合方法能够获得更为合理的综合权重,提出的改进模型能够较好地应用于岩爆倾向性预测工作中。
致密油水平井压裂数值模拟及裂缝参数优化

水平井压裂是致密油藏开发的必要技术手段。为了给出致密油水平井压裂的合理裂缝参数,以大庆油田致密油储层为例,使用油藏数值模拟软件Radial-X建立模型,模拟了致密油水平井压裂生产过程。结果表明,致密油仅在井、缝附近发生渗流,水平井开发的控制范围由水平段长度和压裂改造的缝长、缝密决定。通过水力压裂的裂缝参数敏感性分析得出:裂缝导流能力增加到一定程度即可达到增加水平井产能的目的;增加裂缝数量能提高水平井产能,但是水平井多条裂缝会互相干扰,大庆油田致密油高台子储层2 km井长模型5 a的最优裂缝条数约为20条,扶杨储层5 a的最优裂缝条数约为15条;增加裂缝长度对压后生产有利,但随着裂缝长度增加,产量增加幅度会减小。
原状黄土地基渗水特性及其与自重湿陷的关系研究

通过青海乐都大厚度自重湿陷性黄土地基现场试坑浸水试验,深入研究了原状黄土地基湿陷特性及渗水特性两个核心问题。通过分层布设沉降观测系统和TDR水分原位测试系统,对试坑浸水试验过程及停止浸水后原状黄土地基不同位置的体积含水率和沉降进行连续观测。精确测试了水在原状黄土地基中的入渗过程、扩散形态及长时间浸水条件下的影响范围;得到了水在原状黄土地基竖向和径向不同部位的扩散速率及其与扩散距离之间的关系;分析了水分入渗与自重湿陷变形之间的相互关系;提出了用现场实测的黄土受水浸湿时间和湿陷起始时间之间的时间差定量判定黄土自重湿陷敏感性的新方法及其评价标准建议值。
SX火山岩油藏氮气吞吐选井方法

为解决火山岩油藏因孔隙度低、非均质性而导致的后期含水率高的问题,根据SX石炭系油藏地质开发特征以及油藏火山岩的特点,研究氮气吞吐影响因素。通过剩余油分布、阁楼油位置、定容体位置、底水能量以及单井潜力分析,选择出具有氮气吞吐潜力的井。以典型井为例,进行氮气吞吐数值模拟,预测增油情况。最终确定选井方法为选择剩余可采储量大于0.5×10~4t、构造高部、避免储集体顶部、反"Z"型含水率曲线为主、油井初期产量大于20 t/d的区块部署氮气吞吐井。该方法对解决火山岩油藏水侵问题有参考价值。
基于数值模拟的径向井压裂裂缝形态

径向井压裂技术近年已取得良好开发成果,但该技术仍缺乏在致密气层的应用及研究。扩展有限元理论在水力压裂模拟上已有成熟的应用。基于地层流-固耦合方程,结合现场数据建立径向井水力压裂扩展有限元(XFEM)模型,研究裂缝起裂和扩展的规律。通过数值模拟量化分析了不同参数对裂缝形态的影响规律,明确了多径向井压裂的裂缝形态,并进一步提出了多径向井的优化布孔方案。结果表明:压裂时形成了沿径向井分布的诱导应力场,场内可一定程度实现主裂缝沿径向井方向定向扩展;垂向多径向井可有效提高径向井压裂裂缝形态的可控性;水平向多径向井的主裂缝形态由单径向井压裂主裂缝形态叠加而成,但径向井与水平最大主应力方向的夹角决定了该径向井处的起裂压力及裂缝扩展程度。研究成果对现场应用具有重要的指导意义。
清洁压裂液返排液驱油体系性能评价及矿场应用

为实现清洁压裂液返排液体系的重复利用,针对一类新型纳米复合清洁压裂液体系展开室内研究,评价了返排液作为驱油体系的界面活性、润湿性、乳化性能以及吸附性能。在此基础上,对驱油体系提高低渗透油藏岩心水驱后的采收率进行了研究。结果表明:在驱油体系质量分数为0.08%,温度为60 ℃的条件下,与脱气原油之间的界面张力即可达到10\+-3mN/m数量级,可以使稠油黏度降低率达到95%以上,并具有良好的乳化性能;驱油体系能够使亲水岩石表面转变为中性润湿;驱油体系中的表面活性剂在岩心中的最终滞留量为2.8 mg/g,而纳米颗粒的滞留量为8.8mg/g。岩心模拟驱油实验结果说明,驱油体系可以使饱和脱气原油低渗岩心水驱后的采收率平均提高17.26%,取得了良好的驱油效果。矿场试验结果表明,增油效果显著。
大庆深层气藏复杂结构井开发实践与认识

大庆深层气藏地质条件极其复杂,储层物性差、以低孔特低渗透为主,采用直井开发单井产量低,储量动用程度低,有效开发难度大。为了探讨这类气藏的有效开发模式,自2005年起针对这类气藏陆续开展了复杂结构井开发试验,通过十余年的探索研究,创建了多种井位优化设计方法,如今,复杂结构井已遍布深层气藏各开发井区,应用规模在逐年扩大;已从单一的火山岩储层扩展到致密砂砾岩和砾岩储层;已取得了明显的增产效果。开发实践证实复杂结构井已成为提高这类气藏单井产量和储量动用程度、新区快速上产、老区深度挖潜部署及实现气藏经济有效开发的主体井型。
松辽盆地北部石油勘探进展与建议

经过60年的勘探实践,松辽盆地北部石油勘探进入了常规油与非常规油并重的新阶段,必须重新认识资源潜力,明确勘探方向,制定勘探对策,走出一条新的发展之路。近年来,按照中国石油集团公司提出的"富油气区集中勘探、精细勘探,新区新领域甩开勘探、风险勘探"的工作要求,松辽盆地北部石油勘探确立了"精细勘探常规油、稳步推进致密油、积极准备泥(页)岩油"的部署思路。精细勘探常规油,建立了"2新、4精、1控、2突出"的高效勘探模式,老探区走出了新路子;稳步推进致密油,形成了以"5精细、8优化"为核心的勘探配套技术,实现了规模增储;积极准备泥(页)岩油,明确了古龙地区为有利勘探突破区,甩开探索获新进展,松辽盆地北部多类型石油勘探见到好效果,老探区焕发出新活力。提出了常规油精细勘探要全面展开、致密油勘探要加快节奏及新类型研究要加大力度等3方面建议。
750 kV酒杯型复合横担杆塔电场仿真计算及电晕试验

750 kV酒杯型复合横担杆塔的横担部分同时承受电气和机械荷载,其运行电压等级高,绝缘结构复杂,电位、电场分布不均匀,影响线路长期稳定运行。以750 kV酒杯型复合横担杆塔为研究对象,应用三维有限元分析方法,建立了750 kV酒杯型复合横担杆塔的三维仿真模型,计算了各相复合横担在不同方案下的电位、电场分布,设计了各相复合横担的均压屏蔽装置,优化了均压屏蔽装置的结构参数。电场计算结果表明优化后的均压屏蔽装置能使复合横担各关键位置电场强度满足控制要求,真型塔头电晕试验结果表明复合横担绝缘子及金具在1.2倍试验电压下未发现可见电晕放电,可应用于实际工程。
1100 kV特高压气体绝缘开关套管-支架体系抗震性能加固试验研究

气体绝缘开关(gas insulated switchgear,GIS)套管是特高压(ultra-high voltage,UHV)变电站中的重要设备。为提高某型1100 kV特高压GIS套管-支架体系的抗震性能,对该套管原有钢支架梁柱节点进行了加固,并增加了相应斜撑,对加固前后的套管-支架体系进行了振动台试验。结果表明:加固前原支架在不同地震作用下动力特性发生变化,抗震性能不满足相关规范要求。支架对套管地震响应有较大的放大作用,加固后的支架侧向刚度增强,支架顶部加速度反应谱峰值较加固前降低,且主要频率分量升高,与套管基频差异增加,套管-支架体系地震响应较加固前减小。支架对体系抗震性能有较大影响,加固后的支架能显著提高GIS套管-支架体系的抗震性能。
交流斜面法试验中的泄漏电流分析与电弧辨识

复合绝缘子的伞套材料必须具备极好的耐漏电起痕与电蚀损性,以确保其长期运行的可靠性。斜面法试验是常用的耐漏电起痕与电蚀损性试验方法,泄漏电流分析是研究斜面法试验严酷性的重要手段。设计了一种新的适用于交流斜面法试验的电弧辨识算法,对4.5 kV标准交流斜面法试验中高温硫化固体硅橡胶(HTV)样品的泄漏电流进行分析。结果表明,HTV样品的电弧特征参数分布具有长尾特性;长尾特性使得电弧特征参数不能严格地服从正态或对数正态分布。根据燃弧时间的移动平均曲线,可以将HTV样品电蚀损过程定量划分为慢速电蚀损阶段和快速电蚀损阶段。在慢速电蚀损阶段,电弧特征参数基本保持稳定;进入快速电蚀损阶段时,电弧特征参数会发生阶跃式变化。
基于复杂网络的电力通信网扩容保护策略

随着信息通信技术的飞速发展,电力通信网承载的业务种类越来越多,亟需对电力通信网扩容,同时改善网络脆弱性,保证电力通信网在遭遇故障后的连通性。基于复杂网络理论,通过分析BA模型存在的缺陷,提出改进的低路径低聚加边(low distance_cluster addition,LD_CA)策略。基于太仓市电力通信网络的实际建设情况,采取不同的加边策略对网络扩容,针对电力通信网扩容后的平均路径长度和聚类系数指标,分析不同加边策略的优劣,在此基础上,得出电力通信网的聚类系数与网络脆弱性的关系,并分析3种策略下,电力通信网遭遇随机节点失效和对网络特定区域攻击后网络的连通性。仿真结果表明,LD_CA策略在提高电力通信网性能,即缩短电力通信网平均路径长度减小聚类系数并提高网络容量,以及改善网络脆弱性方面,明显优于其他加边策略。
基于偏度系数的变压器励磁涌流识别方法

分析励磁涌流与区内故障电流波形特征差异及采样值概率分布差异,提出一种基于变压器差动电流偏度系数的励磁涌流识别方法。正弦特性的区内故障电流偏度为负且保持不变,取绝对值后的全工频周期偏度与半工频周期偏度相等;励磁涌流的全周期偏度为正,且与半周期偏度系数存在较大差值。计算1个工频周期及半个工频周期内差动电流采样值的偏度系数,可快速识别励磁涌流。所提方法原理简单,计算量小,能准确、有效地识别励磁涌流,且抗噪和抗干扰能力强。仿真分析结果验证了该方法的可行性和优越性。
基于小样本性能数据的电气设备可靠性评估与预测方法研究

提出了基于电气设备小样本性能数据的可靠性评估与预测模型。首先采用改进的Bootstrap法对小样本性能数据进行扩容,并进一步分析了设备性能变化的分布函数。在此基础上提出了设备性能可靠性的概念,并由此计算出设备在不同时刻下的可靠性。然后基于形态相似距离对上述可靠性值进行了曲线拟合,最后基于曲线预测值与预测误差对设备的可靠性进行预测估计。该方法不仅在数据扩容上优势明显,而且还能抑制“野值点”对拟合结果的影响。算例分析结果说明了所提方法在小样本数据条件下进行可靠性评估与预测的有效性与实用性。
考虑负荷预测误差不确定性的配电网中压线路差异化规划方法研究

将地区差异化划分的思想融入到配网规划之中,充分考虑负荷预测误差的不确定性分布,提出了一种针对低负荷密度地区配电网中压线路选型的差异化不确定性规划方法。在负荷预测误差概率特性模型的基础上,构建基于机会约束理论的中压线路规划数学模型。针对模型中的置信水平取值问题,先通过基于层次分析法和离差最大化方法的综合赋权法,对待规划地区配电网的抗风险能力进行差异化划分和评估,然后据此对不同地区选取相应的置信水平。相比于传统规划方法,所提出的规划方法不仅可以实现风险和成本的统筹协调,还充分考虑了低负荷密度区域不同村镇配电网的抗风险能力的差异化特征,从而有效提升配电网规划的精细化水平。
面向长期调频的风机非线性下垂控制设计

传统变速风机虚拟惯量控制是针对单个频率大扰动事件设计的,其惯量模拟和转速恢复是分离的两个阶段,根据一定逻辑进行切换。该设计难以满足系统长期持续调频的需求。为此,根据风机转速恢复特性,分析了面向长期调频的风机频率下垂系数曲线的设计需求,进而提出了基于Butterworth函数的风机非线性下垂控制策略。该策略可实现风机调频控制过程中的转速自恢复,避免了复杂的逻辑切换过程。通过分析两区域系统的特征值发现,合理设计的非线性下垂控制能增强系统的小干扰稳定性。仿真结果显示,非线性下垂控制与传统虚拟惯量控制相比,能减小风机转速波动,并有效避免因风机转速恢复过快导致的系统频率二次跌落问题。仿真同时表明,在非线性下垂控制下,风电场可为系统提供与等容量同步机相当甚至更优的频率支撑作用。
机组引发低频振荡的传播特性分析及定位研究

发电机组引发的低频振荡在电网中频繁发生,针对均匀链式系统,推导了机组引发的低频功率振荡在电网中的传播特性。振荡源所在机组的功率波动相位最超前,距离振荡源电气距离越远机组功率波动相位越滞后。在此基础上,提出应用广域测量系统(WAMS)的实测数据分析发电机电磁功率波动的相位关系来进行低频振荡源的快速准确定位。时域仿真和电网实测数据分析结果,验证了低频振荡传播特性分析的正确性以及低频振荡源定位方法的可行性。
考虑机组组合的梯级水电站短期调峰MILP模型

为缓解日益增大的电网调峰压力和满足愈发复杂的水电并网和调度需求,构建了一种能够考虑机组状态的梯级水电站短期调峰模型。该模型以机组为基本调度单元,以电网剩余负荷最大值最小为目标,综合考虑了水库运行约束、电网安全约束、机组运行限制和不同水头对机组发电效率的影响,实现了精细化调度。针对模型中的调峰目标函数、机组发电水头、机组运行组合振动区以及机组动力特性曲线等非线性因素,提出了相应的线性化处理策略,将原模型转换为标准混合整数线性规划(mixed integer linear programming, MILP)模型,然后使用商业优化软件包LINGO对模型进行求解。以乌江干流梯级水电站为研究对象的计算实例表明,该模型具有较高的求解精度和计算效率,调峰效果十分显著。
基于两级需求响应的并网微电网双层优化调度

为提高清洁能源利用率、改善可控微源出力的平稳性,提出包含微网层和需求响应层的微网系统双层调度优化模型。需求响应层采用源荷互动方式对负荷曲线进行优化,微网层基于实时电价最小化综合运行成本。需求侧优化分为两级,第1级依据清洁能源预测出力和需求侧预测负荷同时对清洁能源出力和需求侧负荷的时序进行调整,使两者具有相似的变化趋势。第2级则以调度部门拟定的期望供给曲线对需求侧负荷进一步调整,以提高可控微源出力的平稳性。最后,运用基于模拟退火的改进遗传算法对模型进行求解验证。
SF_6混合气体及替代气体研究进展

SF_6气体性能优异,广泛用于电气设备中,但其温室效应严重,被列为国际上限制使用的气体之一。国内外研究人员寻求替代SF_6的环保气体,对SF_6混合气体及替代气体开展了大量研究,取得了较大的研究进展。分析了SF_6混合气体的绝缘、灭弧和理化特性及其分层分布特性,提出了混合气体检测、充气和回收等关键技术方案,表明SF_6混合气体具有推广应用价值。针对不含SF_6的替代气体,总结了CO_2、N_2和干燥空气等常规气体的特性及应用,探讨了新环保气体CF_3I、c-C_4F_8、C_5F_(10)O和C4F7N的研究现状及存在的问题,综述了新环保气体设计取得的进展,同时指出了环保绝缘气体设备面临的技术问题。最后,给出了环保气体未来的研究方向,包括推广SF_6混合气体设备,研制采用C_5F_(10)O或C4F7N的更高电压等级电气设备,及采用理论化学计算方法设计性能优异的SF_6替代气体等,以期推动SF_6替代技术快速发展。
导入静态转子和虚拟调节阀的虚拟同步电机控制策略

虚拟同步电机(virtual synchronous generator,VSG)通过配置储能单元提供功率补偿稳定系统频率和一次调频,但单一形式的储能无法解决功率密度和能量密度的矛盾。分析了同步电机暂态响应过程,分解出不同动态响应特性的转子惯性功率和调节阀功率。通过对比不同储能类型的运行特性,理论分析了引入混合形式储能的可行性。提出在虚拟同步电机结构中引入铅酸蓄电池和超级电容,通过反馈不同的参考量使得不同特性的静态储能模拟旋转转子和机械调节阀,从而分别实现了不同的功率配置。最后,在Matlab/Simulink中搭建相关仿真模型,验证所提想法的有效性。
基于双自由度控制的直流微网中多DG负极接地故障环流抑制

直流微网中的分布式发电单元(DG)将可再生能源转化为电能,并通过并联H桥DC/DC变流器将电能输送到直流母线,能够有效地解决能源危机和环境污染问题。但由于很多DG安装在室外,线路易于老化使绝缘变差,特别在雷雨天气时,DG侧容易发生接地故障,导致某些变流器内部流过很大的共地环流,这会触动变流器过流保护装置从而影响系统稳定性。针对直流微网中多DG负极接地故障造成的共地环流问题,利用双自由度控制策略对共地环流进行抑制,从而有效地提高系统的故障穿越能力,并且系统在正常运行和故障情况下无需控制策略切换,从而不影响经济成本。首先论证传统双极性调制方法不能抑制所述共地环流,然后提出双自由度控制策略,即通过共模控制来抑制共地环流,并且通过下垂控制来提高各变流器均流精度,同时施加惯性环节抑制电压跌落,最后通过仿真和实验结果表明各种工况下所提控制方法的优越性。
高渗透联网风电集群有功分层递阶控制策略

风电随机性、难预测性以及低可控性,导致大型风电基地各风场之间及风场内部无法有效执行调度指令。为保证电网安全稳定运行,通常会限制风电出力,进而导致弃风限电的问题。结合分层递阶思想,提出一种适用于多个接入点的风电场群有功控制策略。该策略在已有调度指令的基础上,通过协调各风电场间及风电场内部各机组的有功出力值,进而形成场群层、子场层的相应协调调度方法,并以改进后的遗传算法对模型进行求解。通过IEEE 30节点系统、基于东北某风电基地实际运行数据进行仿真分析的结果表明,提出的分层递阶控制策略在降低系统网损、提升调度精度的同时,大幅提升了风电消纳能力。
风电全消纳下的配电网储能可调鲁棒优化配置

随着现代电力系统中分布式风电的渗透率不断提高,其出力的不确定性和波动性对电网规划运行的影响愈发显著。侧重于对配电网中储能系统进行优化配置以应对分布式风电的不确定性,提出了综合考虑网损成本、储能投资运行成本以及主网购电成本的可调鲁棒规划模型,最终获得满足风电功率全部消纳要求且总成本最少的储能布点以及容量配置方案。在规划求解过程中,引入二阶锥松弛技术对原模型进行凸化松弛,使非凸非线性优化问题转化成为可有效求解的二阶锥优化问题,并通过对凸锥模型进行拉格朗日对偶将原双层规划问题转化成为含双线性项的单层规划问题。由于鲁棒调整参数的引入,整个模型在提高规划结果鲁棒性的同时,防止规划结果过于保守。最后通过算例证明了所提出模型的有效性。
风电参与电力系统调频技术研究的回顾与展望

风电参与电力系统调频可增强系统频率稳定性,减小系统同步机的有功备用容量,提高系统的风电接纳能力。从风电机组、风场、系统3个层面回顾了近十几年来有关风电参与系统调频的研究状况。在风电机组层面介绍了目前的风电机型及其并网对系统频率的影响,阐述了目前存在的风电机组调频控制策略的基本原理和特性。在风场层面概述了目前风场内部风电机组之间和风电机组与变流器之间有功协调控制的调频策略。在系统层面叙述了风、水、火、荷等之间协调控制参与系统调频的研究现状。对今后风电调频研究方向进行了展望,即风电机组-场-群一体化控制和源-网-荷的综合协调控制将成为风电参与系统调频研究的重点和热点。
基于电力需求响应的多时间尺度家庭能量管理优化策略

在智能用电的背景下,电力用户与电网的互动更加频繁,用户在考虑自身经济调度的同时,可通过参与电力需求响应获取额外收益。首先建立了包含最大功率约束与需求响应事件约束的激励型需求响应模型及含光储设备的家庭用电模型;然后建立了基于模型预测控制的多时间尺度家庭能量管理模型,提出了以用户净支出与购电功率波动最小为目标的日内家庭用电双层优化策略及实时用电调整策略。通过改变蓄电池充放电功率应对实时运行过程中不可调整负荷及光伏出力的波动,保证用户购电功率满足需求响应要求。最后以某典型家庭负荷配置为例,通过对比不同场景下的优化结果,验证了策略的有效性,并分析了需求响应机制对用户的影响。
基于多维变量筛选-非参数组合回归的长期负荷概率预测模型

长期负荷预测是电网规划及电力市场中长期交易的基础。针对长期负荷受多维因素驱动、不确定性强的特点,提出了非参数组合回归的长期负荷概率预测模型。通过Granger因果分析对驱动负荷长期发展的多维变量进行初步筛选;为提高预测精度,基于逐步平均组合将筛选后的变量集进行非参数组合回归建模,在实现最优组合模型的同时综合各变量对长期负荷的动态驱动;基于随机变化率对最优组合模型包含的多维变量进行不确定性建模,并应用于长期负荷概率预测,获得长期负荷10%、50%、90%分位点值。算例分析结果表明,非参数组合回归模型不仅精度较高,且结合多维变量不确定性建模能实现长期负荷概率预测。
风电和光伏随机场景生成的条件变分自动编码器方法

随着风电、光伏等可再生能源渗透率的不断提高,其运行波动性及随机性对电网稳定运行、经济调度等方面带来不良影响,对可再生能源的不确定性进行建模愈加重要。随机场景分析法是解决该问题的主要方法之一,现有随机场景生成方法基于历史数据对风电、光伏出力进行概率建模,进而进行抽样生成场景,模型准确性差、计算复杂度高。为简化随机场景生成步骤,提高生成效率及精度,提出了一种基于条件变分自动编码器(variational autoencoder,VAE)的风电光伏出力随机场景生成方法,较已有概率方法,所提方法可无监督地学习风电、光伏训练数据的时间、空间及波动性特点,并按条件高效地生成符合观测特点的数据,无需场景约简。通过在单一发电单元、多发电单元、指定标签场景3个场景的成功应用,验证了所提算法的有效性。
含热泵和储能的冷热电联供型微网经济运行

冷热电联供型(combined cooling, heating and power, CCHP)微网能够实现多能源间优势互补和统一协调运行,是一种新型、高效的供能方式。为了分析热泵和储能装置的经济节能作用,在分时电价及微网并网运行的条件下,以调度周期内系统总运行成本最小为目标函数,建立了一个包含风机、光伏、燃料电池、CCHP系统、地源热泵及储能装置在内的微网运行优化模型,采用混合整数规划法对模型求解,并与常见的CCHP型微网优化调度模型对比分析。仿真算例表明:热泵和储能装置可以改变系统中冷、热、电的耦合关系,增强系统的灵活调节能力,具有显著的经济效益。