mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
水合物储层安全钻井液密度下限确定方法

水合物储层钻井过程中的水合物分解会导致井眼的坍塌和失稳。利用人造泥质细粉砂水合物岩样三轴力学实验结果得到了改进的Mohr-Coulomb强度准则,并得到了水合物储层坍塌压力的确定方法,分析了水合物地层钻井过程中坍塌压力的温度敏感性。结果表明:相同的井身结构条件下,利用改进的Mohr-Coulomb强度准则计算得到的钻井液密度下限较大,并且水合物地层的钻井液安全密度下限存在温度敏感性;当钻井液温度低于288.14 K时,不同井眼轨迹条件下的钻井液密度下限不受温度影响,但随着温度的升高,钻井液密度下限的温度敏感性逐渐显现。
页岩气压裂水平井产量递减组合模型分析

页岩气井产量递减规律的分析方法,目前主要有SEPD模型、Duong模型和YM-SEPD模型等单一模型以及它们的组合模型。鉴于页岩气藏压裂水平井复杂的流动机理和渗流规律,单一递减模型难以适应现场需要,提出了组合递减模型,但如何组合及组合点有待详述。针对上述情况,提出2种组合点计算方法:递减率相等点组合和产量相等点组合。通过生产数据拟合精度筛选,得出如下结论:Duong+Arps优化组合模型,以递减率为组合点,明显发生跳跃现象,而Duong+Arps以产量为组合点,预测模型跳跃现象明显减弱,并且拟合精度较高,预测结果也比较准确;组合模型与基础模型相比,组合模型吻合度较高;以产量相等点为组合点可以推广到其他模型。
页岩基质供给能力的物理模拟和产气规律

页岩基质供给是页岩气井生产后期稳产的关键。为研究基质到缝面的供给机理和规律,建立了龙马溪组样品基质到缝面一维流动的物理模拟方法,应用修正后的Langmuir模型,进行了产气规律分析。结果表明:页岩生产初期递减快,中后期递减慢并保持长期稳产;页岩基质压力传递慢,吸附气解吸导致动边界内压降漏斗形状反转;结合修正的Langmuir模型计算结果和等温吸附曲线认为,龙马溪组页岩的临界解吸压力为15 MPa,当储层压力低于临界解吸压力时,吸附气动用程度大幅度增加;页岩生产以游离气为主,基质内的吸附气动用程度低。
中东地区EOR现状、潜力和未来发展趋势

近年来中东地区一些国家因易采原油储量不断减少,大力推行EOR项目。阿曼、伊拉克和科威特等国家在不同类型油藏先后开展了EOR的研究和应用,包括聚合物驱、表面活性剂驱、蒸汽驱和二氧化碳驱等,其中聚合物驱发展到全油田规模。先进的二次采油技术仍然是中东地区主要的采油技术,以沙特阿美公司为代表,改进油藏管理模式,实施智能完井技术、千兆网格模拟技术、智能水驱技术和新兴监测技术,取得良好效果。EOR项目具有很大潜力,但从概念落实,生成实验数据模拟研究,到第一个矿场试验实施,再到全面商业化推广需要很长的一段时间,而且面临着成本高、研发人员短缺和油价低等问题,未来发展之路还很长。
碟状侵入岩地震识别特征与形成机制及其对油气成藏的意义

碟状侵入岩作为一种沉积盆地中火成岩侵入作用的产物逐渐引起人们的重视,但前人对碟状侵入岩的侵入机制仍然存在较大争议,对其在油气成藏意义方面的研究也相对较少。在前人大量野外露头观察和实验室模拟研究认识的基础上,结合澳大利亚和新西兰地区多个海上沉积盆地的大量碟状侵入岩实例,以二维、三维地震资料解释为基础,总结出碟状侵入岩的地震响应特征和识别方法。从构造样式和形成机制的角度对研究区碟状侵入岩的侵入样式进行了归纳,总结出常见的5种典型碟状侵入岩样式。最后,从烃源热演化、储层物性、构造圈闭、油气运移等4个方面进一步探讨了碟状侵入岩对油气成藏的重要意义。
基于砂体储渗能力与集散程度的储层评价方法

喇萨杏油田作为中国最大的陆相多层砂岩油藏,已进入特高含水开发阶段,"三大矛盾"突出,剩余油分布高度零散,现有储层定性评价方法已很难满足当前生产开发的需求。根据特高含水期开发形势及技术发展需求,结合油藏精细地质特征及开发效果,利用多参数乘积法、多参数界限法等方法开展储层评价方法研究,制定了基于砂体储渗能力与集散程度的储层评价方法。新评价方法以储渗参数和优势砂体集散程度为评价参数,构建了地质静态与生产动态的联系,能在一定程度上定量表征储层潜力;评价结果使地质特征相近的储层性质更加接近,便于开发层系的组合;优势砂体连通程度的引入突出了储层平面非均质特征,有利于开发规划部署;储层评价方法实现了储层的定量化表征,能揭示储层属性特征,为水驱、聚合物驱、三元复合驱开发方案的制定提供理论依据。
水平气井临界携液流量预测新方法

针对水平气井连续携液机理不清、临界携液流量计算误差较大等问题,基于水平气井连续携液的实验结果,首先对水平井筒中的液膜和中心气流进行受力分析,综合考虑液膜稳定存在和连续携液这两方面,建立了水平气井的临界携液流量预测新模型,并给出相应的修正因子。敏感性分析表明:在水平气井中,修正因子主要由油管内径、液相黏度和举升因子决定;随着油管内径与液相黏度的不断增大,临界携液流量也相应增大;而随着举升因子的增大,临界携液流量随之减小。实例研究表明:新模型的计算结果相对误差小于10%,比常用计算模型提高精度10.5%~62.8%;计算结果与现场实际数据吻合度更高,可用来准确预测水平气井的临界携液流量。新模型对提高水平气井的最终采收率具有指导作用。
水力裂缝内支撑剂输送沉降行为数值仿真

研究支撑剂在裂缝内沉降运移规律对压裂施工设计及压裂井产能计算具有重要意义。建立欧拉-欧拉两相流模型,利用Fluent商业软件对支撑剂在三维裂缝内的沉降运移情况进行数值仿真,模型考虑压裂液的湍流效应、颗粒间的相互作用等因素。利用该模型研究不同施工参数(排量、压裂液黏度和砂比)、支撑剂性质(支撑剂粒径、支撑剂密度)对砂堤形态影响,并对裂缝壁面粗糙度、注入位置、支撑剂分级注入及顶替液注入等因素进行研究。结果表明:排量、压裂液黏度、支撑剂密度、支撑剂粒径及压裂液注入位置等因素对支撑剂展布形态的影响较大;支撑剂分级注入有利于改善压裂施工效果;压裂施工时,需要警惕过度顶替带来的不利影响;尾注可以改善近井筒地带裂缝充填效果。
珠江口盆地恩平组烃源岩热压模拟实验及生烃条件

恩平组是珠江口盆地主要烃源岩层之一。恩平组主要沉积了滨-浅湖相暗色泥岩,三角洲相炭质泥岩、煤系泥岩,有机质类型多样,生烃作用复杂。为探讨不同类型烃源岩的生烃特点,分别在惠州凹陷、白云凹陷选取了炭质泥岩(Ⅲ)、暗色泥岩(Ⅱ_2)和煤系泥岩(Ⅱ-Ⅲ)3个样品,进行热压模拟实验。结果表明:恩平组滨-浅湖相暗色泥岩具有较强的生烃潜力,产烃率可达383.7 kg/t,主生油期(0.76%
预防性冠状动脉内应用山莨菪碱对急性下壁心肌梗死行直接经皮冠状动脉介入治疗患者心肌再灌注的保护效应

目的:探讨预防性冠状动脉(冠脉)内应用山莨菪碱对接受直接经皮冠状动脉介入治疗(PCI)的急性下壁心肌梗死(AIMI)患者的心肌再灌注的保护效应及其机制。方法:本研究为单中心前瞻随机对照研究,入选2014-01至2016-03发病12 h内接受直接PCI的AIMI患者。符合条件的患者随机分为山莨菪碱组[n =72,梗死相关动脉(IRA)开通前冠脉内给予山莨菪碱1 500 μg/3 ml]和对照组(n =71,IRA开通前冠脉内给予等量生理盐水3 ml)。对所有量化的冠脉血流及心肌组织灌注指标进行判定,包括初始及术后心肌梗死溶栓治疗临床试验(TIMI)血流分级、TIMI心肌灌注分级(TMPG)。以肌酸激酶同工酶(CK-MB)及心肌肌钙蛋白I(cTnI)峰值水平评估心肌梗死面积。术前及术后24 h各查一次炎症反应标志物高敏C反应蛋白(hs- CRP)、白细胞介素(IL)-6、P-选择素和细胞间黏附分子(ICAM)-1。入院时及术后90 min各查心电图一次,以ST段回落(STR)程度作为反映心肌再灌注水平的指标,并把两组完全STR的比例定义为本研究的主要终点。随访术后30天及6个月的主要不良心血管事件(MACE)。应用多变量Logistic回归分析探讨完全STR的相关因素。结果:PCI后,山莨菪碱组TIMI血流3级及TMPG 3级的患者比例均显著高于对照组(TIMI血流3级:91.7% vs 77.5%,P =0.03;TMPG 3级:80.6% vs 60.6%,P =0.01)。山莨菪碱组患者的心电图ST段明显回落,ST段抬高振幅总和(ΣSTE)从(10.0±4.2) mm下降至(5.8±1.7) mm,两组完全STR的比例差异有统计学意义(69.4% vs 50.7%, P =0.03)。再灌注后,山莨菪碱组有4例(5.6%)患者发生再灌注性过缓心律失常;而对照组有42例(59.2%)患者发生再灌注性过缓心律失常。多变量Logistic回归分析显示:冠脉舒张压降低(OR=1.298,95%CI:1.155~1.457,P <0.01)及心率减慢(OR=1.251,95%CI: 1.087~1.440,P =0.002)是不完全STR的独立危险因素,冠脉内应用山莨菪碱为完全STR的保护性因素(OR=0.059,95%CI:0.014~0.255,P <0.01)。PCI后24 h时,两组炎症反应标志物水平均升高,但山莨菪碱组炎症反应标志物水平显著低于对照组(P <0.01)。随访30天时,对照组有1例患者新发心肌梗死,1例患者需要靶血管血运重建。随访6个月时,山莨菪碱组和对照组分别有1例和5例患者出现MACE(P =0.21)。结论:预防性冠脉内应用山莨菪碱可减少AIMI-PCI无复流的发生,改善心肌灌注,用药安全可行。
技术创新网络分裂断层与知识共享:网络位置和知识权力的调节作用

企业间伙伴选择的相关研究多关注行动者参与合作所能获得的信任、互惠和成本降低等积极影响,却较少考虑伙伴选择过程带来的负面影响。本文引入分裂断层概念,认为“成员间共享经验的程度差异而产生的整体网络内部分化倾向”会阻碍网络成员间的知识共享,并且这种负面作用会随着企业嵌入于网络中的位置和相对权力的不同而存在差异。以汽车产业、电子信息产业等市场化程度较高、技术创新和合作发明专利比较频繁的行业为对象进行问卷调研,运用分层回归模型验证所提假设。研究结果表明,分裂断层对网络成员间的知识共享具有显著的负面影响,但对不同网络成员的影响存在差异。占据网络中心位置的企业能够缓解分裂断层带来的负面作用,而较高的知识权力赋予网络中心位置企业更强的影响力和控制力,从而能够更大程度降低分裂断层对知识共享带来的负面影响。研究结论有助于更深刻地理解技术创新网络中的知识流以及不同企业的差异化学习行为。
新疆玉海-三岔口铜矿黑云母矿物化学特征及成岩成矿意义

黑云母的化学成分对于揭示结晶条件、岩石成因、成矿演化以及含矿性评价等具有重要的指示意义.利用电子探针(EPMA)对新疆玉海和三岔口铜矿中的黑云母进行成分分析,结果表明与成矿相关岩体的黑云母具有富镁贫铁的特征,而无矿化岩体中的黑云母则呈现富铁贫镁的特征.分析结果显示矿化岩体中黑云母为再平衡镁质黑云母,而无矿化岩体中黑云母为原生铁质黑云母;它们的寄主岩石均属于I型花岗岩,形成于与俯冲相关的构造背景,但是与矿化相关岩体的岩浆源区为壳幔混合来源,而无矿岩体的源区为地壳来源,形成过程中有新生地壳组分的混染;两类黑云母的结晶温度为529~677℃,寄主岩体的固结压力为1.1~2.8kbar,均形成于高氧逸度条件;此外,黑云母的Mg/Fe和Fe~(2+)/(Fe~(2+)+Mg~(2+))还可以区分斑岩型铜矿的含矿性.
东天山小热泉子矿床流体包裹体及矿床成因

小热泉子铜矿是东天山最早发现的铜矿床之一,但其成矿流体性质、演化,以及矿床成因尚不明确.通过对不同成矿期次流体包裹体开展显微测温和激光拉曼分析,结果表明小热泉子成矿可分为VMS成矿期(包含黄铁矿、黄铜矿-闪锌矿阶段)、热液叠加期(包含石英-硫化物、碳酸盐阶段)和表生期.VMS成矿期包裹体以水溶液型为主,少量含CO_2包裹体,其均一温度为234~392℃,盐度为3.5%~13.3% NaCleqv;热液叠加期包裹体为水溶液型,在122~296℃达到均一,盐度为1.4%~12.1% NaCleqv.激光拉曼分析显示包裹体成分以H_2O为主,含少量CO_2和SO_2.小热泉子铜矿早期高温-中高盐度的VMS成矿系统叠加了后期低温-中低盐度的热液系统,其成因类型应为典型的叠加型成矿系统.
大尺寸航空发动机叶片的高效型面检测方法

介绍了一种基于三坐标测量机的高效型面检测方法。在传统叶片型面测量方法基础上,优化了传统扫描路径,提出了分区域、曲率自适应变速扫描方法,有效地解决了大尺寸叶片传统测量方法中频繁更换测针的问题。研究了一种过度扫描策略,通过高级编程对采集数据进行滤波,并采用数学拼接的方法得到完整叶型封闭曲线,用来分析叶片的几何参数。提出的大尺寸叶片检测方法在保证检测精度的同时,提高约40%的检测效率,并完善了传统检测方法叶型曲线不完整的问题。
聚合酶链式反应分析仪温度校准系统

针对聚合酶链式反应(PCR)仪温度校准的需求,提出一种热敏电阻的封装方法,研制出基于热敏电阻传感阵列的PCR仪温度在线校准系统,并进行了实验验证。结果表明:研制的PCR仪温度校准系统的均匀度不大于0. 15℃,示值误差绝对值不大于0. 06℃,示值误差的扩展不确定度优于0. 07℃(k= 2)。利用研制的温度校准系统对PCR仪进行了温度校准,获得了校准PCR仪的示值误差、均匀度和升、降温速率等参数。
考虑新型拓扑结构的统一潮流控制器五端功率注入模型

南京西环网中统一潮流控制器(UPFC)装置的串联侧变压器接入220kV铁北-晓庄双回线路,并联侧连接在临近的35kV燕子矶母线,这种新型拓扑结构对UPFC的系统级建模提出了更高的要求,既要考虑UPFC控制双回线路的特点,还要体现UPFC对并联侧母线及后续线路的影响。为此,文中提出了一种适用于新型拓扑结构的UPFC五端功率注入模型,在考虑串联侧控制双回线路且并联侧节点可灵活的情况下,基于注入功率法推导了该模型的数学表达式,并给出了PSASP软件下UPFC五端模型的潮流计算原理和实现方法。在该模型的基础上,进一步实现了UPFC串联侧双线控制策略,并基于南京UPFC工程实际数据进行正常运行状态和串联线路N-1故障的仿真计算,结果验证了该模型的准确性、灵活性和全面性。
基于改进DSOGI-FLL的并网变流器多谐振解耦网络同步方法

电网电压基频正序分量相位和幅值的准确检测是三相并网变流器稳定运行的重要保证。针对传统单同步旋转坐标系锁相环在畸变或不平衡电网下锁相精度低的问题,文中利用双二阶广义积分器锁频环(DSOGI-FLL)设计了一种多谐振解耦网络的电网同步方法。首先,分析了二阶广义积分器锁频环自适应提取电网电压基波和频率的原理;其次,详细分析了不平衡电网下DSOGIFLL的锁频响应特性,提出将负序电压分量考虑在内的增益标准化线性模型,以提升其在不平衡电网下的锁频性能;然后,设计了以DSOGI-FLL为基础的多二阶广义积分器谐振解耦网络,实现畸变及不平衡电网下基波电压信息的准确获取。仿真与实验表明,该方法在电网电压畸变或不平衡情况下均能准确获取电网电压基频正序分量的相位和幅值信息。
行波特性分析及行波差动保护技术挑战与展望

行波差动保护以行波电气量构成,具有两个特点:行波是电压和电流的组合电气量,天然地包含了分布电容电流;行波是运动电磁场,传输时延是运动的必然属性。因此行波差动保护与电压等级、分布电容电流和线路长度无关。行波差动保护可以按照暂态电气量构成,也可以按照稳态电气量构成,前者动作速度快,后者抗干扰能力强。行波差动保护可以应用于交流线路,也可以应用于直流线路。文中首先综述了国内外行波差动保护技术的研究现状,然后系统地总结了行波特性,接着指出了行波差动保护实际应用面临的挑战,最后重点分析了行波差动保护在特高压交流输电线路、直流输电线路和半波长交流输电线路上的应用,并展望了行波差动保护的发展前景。
基于相电流有效能量循迹法的配电网单相故障定位

配电网单相故障定位问题一直是研究热点与难点之一。文中针对放射状配电网,首先理论分析了单相故障情形下故障相电流高频暂态分量呈现出的一般性分布特点,找出了该分量在配电网中的主要流通路径;进而借助小波变换定义并提取了各馈线首端测量相电流的暂态有效能量,并设计了基于有效能量循迹法的单相接地故障定位判据;最后基于PSCAD/EMTDC平台搭建了某地区实际配电网模型,仿真测试并验证了定位判据在不同故障严重程度、过渡电阻、中性点接地方式及配电网参数等工况下的适应性。
计及储能运行特性的独立型交直流混合微网优化调度

针对独立型交直流混合微网提出了计及储能运行特性的优化调度模型。由于储能损耗与荷电状态(SOC)之间呈现非线性关系,为准确计算储能损耗成本并简化优化模型的求解,首先提出利用一次函数近似表示储能的非线性损耗特性。储能的始末SOC会影响其充放电能力,考虑将初始SOC作为优化变量以搜寻最优值,提高微网运行的经济效益。然后,算例分析表明所提储能损耗模型的准确性较高,优化问题转化为二次规划后求解速度快。优化初始SOC能够最大化发挥储能转移电量的能力,减少独立微网的弃风、弃光及切负荷现象。最后,分析结果验证了优化调度模型的合理性和有效性。
模块化光伏直流并网系统分布式自主控制策略

提出了模块化光伏直流并网系统分布式自主控制策略。通过将各模块输出电压信息叠加到输入侧母线电压基准中,不仅实现了输入侧母线电压的无主从调节,而且自动实现了各模块输出电压的均衡控制。所提出的控制策略无需通信或中央控制器,实现了串并联模块化光伏直流并网系统的完全分布式自主控制,且能实现故障模块和替换模块的热插拔,具有控制简单、易于实现、可靠性高等优点,并通过实验验证了理论分析的正确性。
提升风电场MMC-HVDC系统LVRT能力的协调控制策略

降压控制是实现风电场经基于模块化多电平换流器的高压直流(MMC-HVDC)输电并网系统低电压穿越(LVRT)的主要方法,但采用降压控制极易导致风电场暂态过流,不仅会加重风电机组的电气应力,还会危及直流系统的安全运行。为了改善风电场及MMC-HVDC系统的暂态特性和低电压穿越能力,文中对双馈感应发电机(DFIG)风电场MMC-HVDC系统的低电压穿越过程进行了解析,设计了与降压控制相协调的风电场辅助降载控制策略,分析了控制器参数变化对风电场降载速率及直流系统电压动态特性的影响,通过仿真验证了所设计方案的有效性。
含抽水蓄能机组的风电消纳鲁棒机组组合

针对风电在实际电网渗透率不断提高带来的风电消纳问题,提出了一种含抽水蓄能机组的鲁棒机组组合优化方法。所构建的鲁棒机组组合模型以系统运行成本和风电出力边界偏差惩罚成本最小为优化目标,约束条件计及了输电线路安全约束,并考虑了风电出力时间和空间不确定性预算的调节策略,避免鲁棒最优解过于保守。基于可调机组(包括自动发电控制机组和抽水蓄能机组)应对风电波动的仿射补偿机制,优化了风电出力的波动区间。所构建的模型最终转化为单层混合整数线性规划问题求解。经修改的IEEE 30节点系统的算例测试,定量评估了抽水蓄能机组对系统经济运行和风电消纳的影响,验证了所提方法的可行性和有效性。
电力系统发电侧和负荷侧共同碳责任分摊方法

在低碳电力的背景下,电力系统碳责任在各利益主体之间的分摊研究具有重要的理论和现实意义。发电机组和负荷作为电力系统的重要组成部分,两者都应该承担起电力系统节能减排的责任。文中提出将电力系统碳责任在发电侧和负荷侧进行共同分摊,将该问题建模成一个基于合作博弈的成本分摊问题,并采用Aumann-Shapley法进行具体地分摊求解,将双侧碳责任分摊机制与仅在发电侧碳责任分摊和仅在负荷侧碳责任分摊机制进行比较。算例结果显示在双侧碳责任分摊机制中,发电机组和负荷都承担了电力系统节能减排的责任,能激励发电机组和负荷的节能降耗行为,降低系统碳排放。
考虑两端换流器影响的直流输电系统谐波不稳定风险评估

在高压直流输电系统中,当直流系统与弱交流系统相连时,会存在谐波不稳定风险。针对单极12脉动换流器,基于换流器开关函数调制理论,提出在换流变压器铁芯饱和情况下,考虑两端换流器影响的高压直流输电系统谐波不稳定风险评估方法。该评估方法计及了换流器换相过程的换相角、两端交流系统与直流系统间的相互影响。在计算直流系统等值谐波阻抗时,计及了两端换流器的换相阻抗。建立验证模型,在不同的网络参数下利用已有判据和所提判据分别进行判断,并都与时域仿真结果相对比,对比结果验证了所提评估方法的准确性与优越性。仿真结果进一步表明,系统谐波阻抗值、换相角、铁芯饱和程度等均会对系统的谐波不稳定造成影响。
考虑变工况特性的微能源系统优化规划(一)基本模型和分析

微能源系统是能源互联网发展应用的重要形式之一。微能源系统是一个多输入多输出系统,各类能源转换设备和存储设备构成系统输入和输出的耦合关系。各设备通常具有非线性工作特征,使其运行特性与设计点发生偏移。针对微能源系统输入/输出的非线性关系,考虑储能的接入,建立微能网变工况静态耦合模型和储能状态转移模型,通过输入能源的统一折合,定义系统综合能源消耗,并提出依据微增率安排能源转换设备出力的策略。最后,以一个包含光伏、配电变压器、天然气热电联供、热泵、电池储能、蓄热式电锅炉的系统对所建立模型进行了应用和验证。提出的考虑微能源系统变工况特性的通用模型,是微能源系统优化设计和运行的基础。
考虑风电降载的电力系统鲁棒备用调度模型

风电主动控制可抑制风电出力的波动,有效缓解系统备用压力。文中提出了一种考虑风电降载的电力系统鲁棒备用调度模型,考虑风电场和负荷功率预测误差的不确定性,引入风电降载比定量描述风电备用持有水平,建立风电场备用、旋转备用等鲁棒约束条件,同时根据对偶原理将鲁棒优化模型转化为确定性的数学规划问题,利用线性松弛技术和空间分支定界法寻找模型的全局最优解。最后,采用改进的IEEE 39节点算例验证模型的有效性。
求解水电站日负荷优化分配的混合整数非线性规划模型

考虑水电调度复杂非线性关系,提出水电站日负荷优化分配的混合整数非线性规划(MINLP)模型。采用多项式拟合技术处理MINLP模型中的水位、库容、流量、出力等多变量耦合函数关系,分析确定了适合的多项式阶数和描述方式,构建了水位与库容、尾水位与出库流量的一元四次多项式,提出表征机组出力的水头和发电流量二元二次拟合方法,得到了水头-流量-出力关系三维拟合曲面,可以满足变化水头下机组出力的精细化计算要求。最后,采用成熟的MINLP求解器实现高效计算。提出的模型通过溪洛渡18台机组日负荷分配问题得到验证,从模型应用复杂度和结果精度两方面与经典混合整数线性规划(MILP)模型进行比较,表明MINLP模型应用便捷且精度较高,与实际耗水量的误差较MILP模型减少91%,更能反映水电站实际情况。
配电自动化数据传输有误对配电系统供电可靠性的影响

配电自动化系统可视为一类典型的信息物理系统,其信息环节(包括主站、通信网络以及配电终端单元)是物理配电系统安全可靠供电的重要保证。考虑信息环节数据传输有误影响,旨在提出一种评估配电自动化数据传输有误对配电系统供电可靠性影响的分析方法。首先,以馈线分段联络模型为基础,构建基于供电可靠性指标以及包含故障定位、故障隔离和故障处理恢复环节细分的馈线故障模式后果分析解析模型;随后,引入信息环节数据传输有误影响,提出相应的可靠性指标修正模型,以系统停电时间和系统缺供电量为指标,评估配电自动化传输信息有误对配电系统可靠的影响。最后通过算例验证了所提模型和算法的有效性。
兼顾新能源穿透功率和风险的风光火打捆外送电源规划

随着特高压直流输电的发展,科学规划风光火打捆外送电源是充分发挥输电工程可靠性及其经济效能的前提。文中构建了兼顾新能源穿透功率极限和新能源出力反调峰及大波动风险的多目标优化配置模型,以保证输电工程的安全运行。为解决相互矛盾的优化目标,采用权系数法将所构建的多目标优化问题转化为单目标优化问题,通过引入博弈论思想确定权重系数以弥补权系数法主观性强的缺点,并设计嵌套的遗传算法对模型进行求解。对某地区电力系统进行实例规划,以验证上述多目标优化方法的有效性,结果表明所提规划模型能兼顾新能源穿透功率极限要求和新能源出力风险问题。
基于二级热网储热式电锅炉调峰的弃风消纳调度模型

针对“三北”地区冬季供暖期弃风严重问题,在二级热网配置调峰电锅炉日调峰方案的基础上,探讨应用储热式电锅炉来进一步消纳弃风。在计及热网延时与衰减特性基础上,分析了储热式电锅炉的消纳弃风机理,提出了储热式电锅炉的电热转换启动条件,构建了储热式电锅炉的数学模型以及基于二级热网储热式电锅炉日调峰的热电联合系统调度模型。对比分析了储热式电锅炉配置方式、储热容量、风电渗透率对弃风率的影响。算例分析表明,在二级热网中配置储热式电锅炉可进一步消纳弃风且效果更好。电锅炉的储热容量越大,弃风率越低。
基于物理-数据融合模型的电网暂态频率特征在线预测方法

电力系统频率态势在线预测有助于快速准确地制定扰动后的控制措施,降低事故影响。单一依靠物理或数据模型的频率态势在线预测方法在实际应用中存在计算速度与精度之间的矛盾。采用基于物理-数据融合建模思路,提出一种频率态势在线预测方法:将暂态频率影响因素划分为关键因素和非关键因素,对关键因素采用系统频率响应模型以保留电气信息间因果联系,对非关键因素采用基于极限学习机的误差校正模型以表征关联关系。该方法具有样本依赖性小、通信容错率高、计算效率受系统规模影响小的特点。通过标准测试系统仿真验证,表明所述方法能够快速、准确地预测系统受扰后的频率态势特征。
多主体梯级水电参与日前市场下游电站自调度投标策略

在多运营主体流域梯级水电站参与的日前市场出清模型,下游电站作为价格接受者,且出力主要由上游电站中标量决定,但可利用有限出力裕度制定自调度投标策略,拓展收益空间。针对下游电站中标曲线滞后于上游电站,容易错过负荷、电价高峰的问题,提出“峰前腾库、峰后蓄水”出力调整策略来增厚收益;针对天气变化带来下游电站入库流量大尺度波动,消纳困难,提出“调蓄削峰”两阶段出力优化调整策略,以平稳泄流、缓解弃水。下游电站将出力调整曲线上报市场运营机构,进行自调度投标,实现增发增收。最后,以某包含梯级上、下游水电站的系统为例,进行市场交易仿真模拟,结果表明所提策略可有效提高下游电站收益、降低弃水。
极端年型旱地麦田深松和覆盖播种水分消耗与植株氮素吸收、利用关系的研究

【目的】为明确旱地麦田土壤水分变化与植株氮素吸收利用及产量形成的关系,探索极端年型可采取的耕作蓄水、覆盖播种等应急措施。【方法】2011—2016年于山西运城闻喜县开展大田试验,选取2011—2013、 2015—2016 3年降雨量极端年份,在休闲期深松和免耕2个耕作基础上,对全膜覆土穴播、膜际条播、常规条播3类播种方式进行研究,分析极端年型休闲期深松蓄水配套覆盖播种对旱地麦田水分消耗与植株氮素吸收和利用关系的影响。【结果】不同降水年型休闲期深松较免耕,覆盖播种较常规条播,播种—拔节阶段土壤耗水量及其比例降低,拔节—开花和开花—成熟两阶段土壤耗水量及其比例增加,生育期总耗水量增加;各生育阶段吸氮量增加,尤其是拔节—开花阶段吸氮比例;花前各器官氮素运转量及其对籽粒的贡献率增加;深松较免耕显著提高产量16%—30%,覆盖播种较常规条播提高产量13%—28%,同时水分利用效率提高,氮素吸收效率和氮素生产效率显著提高。不同降水年型、深松与否均影响了全膜覆土穴播和膜际条播两播种方式对麦田水分消耗、氮素吸收利用、产量、水分和养分利用效率。丰水年深松条件下,全膜覆土穴播较膜际条播生育期总耗水量增加,拔节—开花阶段吸氮量显著增加,叶片中氮素运转量对籽粒的贡献率显著提高,产量、氮素吸收效率和氮素生产效率显著提高;而欠水年和丰水年在未深松条件下,两覆盖播种间生育期总耗水量差异不显著,膜际条播较全膜覆土穴播花前各器官氮素运转量、茎秆+叶鞘氮素积累量对籽粒的贡献率和花后氮素积累量提高,产量提高、氮素吸收效率也显著提高。此外,丰水年播种—拔节0—120 cm,拔节—开花120—300 cm,开花—成熟180—300 cm土层耗水量与花前各器官氮素运转量和花后氮素积累量相关性达显著或极显著水平;欠水年,播种—拔节0—100 cm,拔节—开花120—240 cm,开花—成熟120—300 cm土层耗水量与花前各器官氮素运转量和花后氮素积累量相关性达显著或极显著水平。【结论】旱地小麦休闲期深松、生育期采用覆盖播种可增加小麦生育期耗水,促进各生育阶段植株对氮素的吸收及运转,从而提高产量、水分和养分效率。休闲期深松条件下,丰水年采用全膜覆土穴播,欠水年采用膜际条播,增产增效明显。
基于新型植被指数的冬小麦LAI高光谱反演

【目的】本研究旨在分析冠层叶片水分含量对作物冠层光谱的影响,构建新型光谱指数来提高作物叶面积指数高光谱反演的精度。【方法】在冬小麦水肥交叉试验的支持下,分析不同筋性品种、施氮量、灌溉量处理下的冬小麦叶面积指数冠层光谱响应特征,并分析标准化差分红边指数(NDRE)、水分敏感指数(WI)与叶面积指数的相关性,据此构建一个新型的植被指数——红边抗水植被指数(red-edge resistance water vegetable index, RRWVI)。选取常用的植被指数作为参照,分析RRWVI对于冬小麦多个关键生育期叶面积指数的诊断能力,随机选取约2/3的实测样本建立基于各种植被指数的叶面积指数高光谱响应模型,未参与建模的样本用于评价模型精度。【结果】研究结果表明,随着生育期的推进,冬小麦的叶面积指数呈先增加后降低的变化趋势,不同的水肥处理对冬小麦叶面积指数具有较大影响。开花期之后冬小麦LAI显著下降,强筋小麦(藁优2018)在整个生育期叶面积指数均高于中筋小麦(济麦22);不同氮水平下冬小麦冠层光谱反射率在近红外波段(720—1 350 nm)随着施氮量的增加而增大,与氮肥梯度完全一致,其中2倍氮肥处理的近红外反射率达到最高;不同生育期下冬小麦冠层光谱反射率变化波形大体一致;各个关键生育期的NDRE和WI均存在较高的相关性,而NDRE与LAI的相关性明显优于WI,新构建的植被指数RRWVI与LAI的相关性均优于NDRE、WI;虽然8个常用的植被指数均与LAI存在显著相关,但RRWVI与LAI相关性达到最大,其拟合曲线的决定系数R²为0.86。【结论】通过分析各种指数所构建的冬小麦叶面积指数高光谱反演模型,新构建的RRWVI取得了比NDRE、NDVI等常用植被指数更为可靠的反演效果,说明本研究新构建的红边抗水植被指数可有效提高冬小麦叶面积指数的精度。
基于染色体片段置换系的野生稻粒长QTL——qGL12的精细定位

【目的】利用野生稻染色体片段置换系以及次级群体,精细定位与水稻粒长相关的QTL,发掘野生稻中影响粒长的新基因,为水稻育种提供遗传材料和基因资源。【方法】利用中国农业科学院作物科学研究所野生稻实验室已构建的野生稻染色体片段置换系群体,定位到一个与粒长相关的QTL——qGL12。在此基础上,选择粒长与受体亲本9311差异显著,且携带qGL12片段的置换系CSSL141与9311回交构建次级分离群体,设计区间内分子标记引物,筛选交换单株,结合粒型表型分析与基因型鉴定,对qGL12进行精细定位。通过扫描电子显微镜检测颖壳细胞,观察细胞的长宽变化,对定位区间内的基因进行基因注释以及测序分析,预测候选基因。【结果】根据整套置换系多个环境下的表型鉴定,qGL12初定位于第12染色体标记RM28621附近;选取携带qGL12的置换系CSSL141作为精细定位的亲本,CSSL141携带4个野生稻导入片段,在多年多点的田间试验中,CSSL141粒长、粒宽、粒重均明显高于9311;利用构建的CSSL141/9311 F2群体将qGL12定位于第12染色体标记RM5479与RM28621之间,影响粒长、粒宽以及粒重,对粒长的贡献率最高,为44.61%。在定位区间内设计了7个多态性分子标记引物,选择目标区间基因型杂合的植株种植F3,通过筛选交换单株,结合交换单株的基因型与表型,将qGL12定位于RM5479与RM28586之间50 kb区间内,为进一步缩短定位区间,在此区间内设计了4个多态性分子标记引物,选择交换单株种植下一代,筛选后得到20株交换单株,结合交换单株基因型与籽粒表型,最终将qGL12定位到第12染色体15.69 kb区间,该区间内有3个候选基因,其中Os12g39650编码一种微管蛋白,Os12g39660编码一种质膜钙转运ATP酶,Os12g39670尚未有明确功能,通过测序分析发现,Os12g39650、Os12g39660在编码区内存在变异;对亲本以及后代交换单株的颖壳细胞进行电镜扫描,发现9311颖壳细胞的长度与宽度均比CSSL141小, CSSL141/9311 F4代群体中,目标区间为野生稻基因型的交换单株颖壳细胞的长度与宽度均比目标区间为9311基因型的交换单株大,表明qGL12通过调控颖壳细胞的大小影响水稻粒长。【结论】利用野生稻染色体片段置换系,将野生稻粒长QTL——qGL12定位于第12染色体15.69 kb区间内,通过调控水稻颖壳细胞的大小影响粒长。该区间内有3个基因。来自野生稻的Os12g39650与Os12g39660与栽培稻等位基因相比,存在自然变异,确定为qGL12的候选基因。
12CrNi4A材料轴向超声干磨削残余应力计算及试验研究

金属材料12CrNi4A是一种高强度合金钢,研究12CrNi4A材料轴向超声干磨削(Ultrasonic dry grinding,UDG)下的残余应力计算问题。运用逆热法构建一种新的非高斯热源模型,基于有限元软件COMSOL,计算出金属材料12CrNi4A超声磨削温度场分布。用打孔埋布嵌入式热电偶方法测出UAG的磨削区温度历程及分布,通过有限元计算与实测结果进行对比,磨削区温度误差值在5%以内。加载运动学硬化函数,耦合磨削热及磨削力对超声磨削残余应力场进行有限元计算,得到超声磨削表层残余应力分布,与实测值进行对比,误差在10%以内。研究表明:1)超声磨削可有效降低磨削区温度,降低幅值为24.1%;2)超声磨削可有效减少磨削残余拉应力,增加磨削残余压应力。所提出的预测超声干磨削残余应力的方法,对超声磨削的深入研究有借鉴参考价值。
利用最优小波尺度循环谱的滚动轴承早期故障特征提取

滚动轴承微弱故障信号往往包含在二阶循环平稳信号中,但容易受到噪声干扰。对循环平稳信号进行基于短时傅里叶变换的循环周期谱分析可以提高周期故障的识别能力,但其结果受到窗函数大小的影响且对于微弱故障的诊断效果不佳,提出最优小波尺度循环谱进行滚动轴承的早期故障诊断。首先利用连续小波变换对信号进行处理获得小波系数;接着采用相关峭度方法选择最优的分析尺度;然后沿着时间轴对该尺度范围内的小波系数进行循环谱分析;最后对最优尺度下的循环谱平均进行特征提取。与循环周期谱的分析结果进行对比,验证了该方法在早期故障特征提取方面的有效性。
智能车床的颤振实时辨识与在线抑制系统研究

颤振是切削加工中的一种不稳定现象,它会对生产效率、加工表面和机床零部件造成恶劣的影响。因此,在加工过程中避免颤振的发生具有非常重要的意义。提出一种颤振的实时辨识与在线抑制系统,在不额外加装驱动部件的情况下,实现数控机床上加工颤振的智能抑制。该加工颤振智能抑振系统包括三部分:第一,以加权小波包熵作为特征实时地监测车削加工过程,并在颤振开始孕育时就将其辨识出来;第二,一旦检测到颤振,采用基于尺度因子的插值傅里叶算法,将颤振频率实时估计出来;第三,根据颤振频率,计算出主轴转速扰动的幅值和频率,使主轴转速按照指定的幅值和频率周期性变化,及时地将颤振抑制在其孕育阶段。通过薄壁圆盘端面车削试验对该系统进行验证,结果表明,所提颤振实时辨识与在线抑制系统能在颤振的孕育阶段,成功地将颤振检测出来,并及时进行抑制,实现了智能化的颤振抑制。
高速动车组轴箱轴承振动特性

列车运行过程中轮对和轴承将产生动态相互作用,并对轴箱和轴承振动及运用安全产生重要影响,但既有研究尚未考虑这种动态耦合作用。在车辆-轨道耦合动力学模型基础上,考虑轴承与列车耦合运动关系,建立6自由度滚子和6自由度保持架的双列圆锥滚子轴承模型,研究高速动车组轴箱轴承的振动及载荷特征。结果表明,轮轨激扰加剧了轴箱轴承振动,使得滚子与滚道在非承载区发生碰撞,非承载区的最大碰撞力可达到承载区最大碰撞力的一半左右,轮轨激扰还可使得滚子与保持架碰撞力增大,加剧保持架打滑;轴承振动对轴箱加速度的影响主要集中在1 kHz以上;轮对和轴箱振动加速度幅值较为接近,但轴箱垂向加速度比轮对垂向加速度稍大,轴箱横向加速度比轮对横向加速度略小。提出的车辆-轴承耦合振动研究方法丰富了车辆系统动力学研究范畴,研究成果对揭示高速动车组轴箱轴承振动及载荷特性具有重要意义。
切削过程中的智能技术

切削过程是非常复杂的加工过程,在切削过程中涉及物理学、化学、力学、材料学、振动学、摩擦学、传热学等多学科多领域的相关知识与理论,对于切削过程的控制一直以来是切削研究的重点。随着加工技术不断发展与工业4.0时代的到来,切削过程的智能加工技术已经成为切削研究的热点,在切削过程中应用智能加工技术是必然的发展趋势。阐述智能加工技术的内涵、应用智能加工技术的流程,并对智能加工技术所涉及的关键技术进行说明。论述了学者们应用智能加工技术在仿真优化、切削过程状态监测与优化控制等方面的研究成果。通过分析智能加工技术的应用前景与存在问题,指出了智能加工技术尚待解决的主要科学问题及关键技术。智能加工是加工技术的发展方向,智能加工技术在切削过程中的应用一定会带来制造业的又一次技术革命。
低成本固相法合成Na-β"-Al_2O_3固体电解质陶瓷

以工业氧化铝为原料,采用低成本埋烧工艺,用传统固相法制备Na-β"-Al_2O_3相相对含量高的固体电解质陶瓷材料。采用综合热分析仪、X射线衍射以及扫描电子显微镜对样品进行表征,采用交流阻抗法测试了样品的电导率。结果表明:β"-Al_2O_3相的相对含量与配方Na_(1.67(1+x))Li_(0.33)Al_(10.67)O_(17)中的Na含量和合成温度密切相关,陶瓷在x=0.15、烧结温度为1 580 ℃时,β"-Al_2O_3相的相对含量最高,达97.19%,此时陶瓷的微观结构较致密,300 ℃的电导率为0.028 S/cm、电导活化能为0.259 eV。该方法制备工艺简单、适合工业大规模生产。
二维碳纳米薄膜制备的新途径———由自组装膜到石墨烯

本文描述了芳香族分子作为自组装单分子膜(SAMs)前驱体在电子辐照下引发芳香基团交联,在真空或惰性气氛中转化为具有较高热稳定性的碳纳米薄膜(CNMs)。CNMs具有足够的机械强度,可从其基底表面转移作为独立的薄膜材料,经高温淬火后转化为石墨烯。根据制备条件,如芳香分子前驱体的化学结构、电子辐照和淬火参数等,可以调整所制得的石墨烯的形状、结晶度、厚度、孔径等各种性能。各种芳香族硫醇,如低环及多环芳烃碳氢化合物,获得的CNMs的结构和功能由其单分子膜的结构所决定。本文详细讨论了电子辐射诱导SAMs芳香分子交联反应的机理。CNMs/石墨烯异质结构的非破坏性化学功能化组装为CNMs/石墨烯在电子、光子器件以及生物膜中的应用开辟了一条灵活的途径。
基于电流软斩波的开关磁阻电机分段PWM变占空比控制

开关磁阻电机在启动和低速运行时常采用电流斩波控制,但是实际应用中会出现电流超出滞环区间的现象,由此带来较大的电流脉动和转矩脉动。该文对这种现象进行分析,并结合脉宽调制技术和分段控制,提出一种优化的基于电流软斩波的开关磁阻电机分段脉宽调制(pulse width modulation,PWM)变占空比控制方法。该方法通过改变PWM占空比调节绕组两端励磁和退磁电压,并依据电感线性模型进行区间分段,不同导通区间采用不同的占空比。通过仿真得到不同速度、参考电流下的最优占空比,拟合出占空比-转速-电流函数关系式。最后通过仿真和实验对该文的控制方法进行验证,证明优化后的控制方法能够克服传统软斩波控制的缺陷,达到较好的电流跟踪效果,具有较高的实际应用价值。
计及动态负荷时断续供电节能技术中电源快速软投入控制策略

游梁式抽油机电机系统断续供电节能控制技术中,要求断电运行结束时电源能够在不产生较大冲击电流前提下快速完成全波投入,这与常规软投入控制相比区别在于电源投入控制过程中需要考虑负载转矩和转速的动态变化。为了解决这一问题,提出一种可计及负载动态变化的快速软投入控制策略。首先依据不同转速进行电源投入时的冲击电流特点以及负载转矩动态特性确定最佳电源投入时刻;进一步在合理限制投入初始时刻电流前提下,以全波投入时产生可满足负载需求转矩为目的,制定电源软投入触发角选择方法及控制策略,最终实现在有效限制冲击电流的同时,电机产生与负载相匹配的转矩。将文中所提的控制策略应用于油田现场,并以一台37kW抽油机电机为例,实测不同投入方式时的冲击电流波形,验证其正确性及有效性。
非连续铁心结构磁控消弧线圈的稳态建模与优化设计方法

提出一种非连续铁心结构的磁控消弧线圈,其本体是含空气隙的分布式多级磁阀分段饱和可控电抗器。该结构集合了多种铁心结构和磁路的改进措施,使得消弧线圈的空载电感具有良好的线性度,能够配合扫频法测量系统对地电容;容量调节范围能够满足电流补偿需要;谐波特性符合国家标准。文中详细研究改进措施对空载电感特性、容量调节范围及输出谐波电流的影响,利用磁路分析法,推导出相应的理论公式和通用的数学模型,总结出性能参数优化设计方法。经仿真和样机实验验证理论分析的结论,结果表明所述理论模型及设计优化方法正确可行。
基于固定规则的MMC电容电压均衡策略

为了降低模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)电容电压均衡系统的结构和算法的复杂程度,在最近电平调制(nearest level modulation,NLM)的基础上设计一种简单的基于固定规则的电容电压开环均衡策略。将最近电平调制阶梯波的每一级按照时间均分,再根据固定的规则安排子模块投切顺序,并周期性地轮换。建立电容电压开环系统的全维状态空间模型,得出系统一致渐近稳定时各模块开关函数应满足持续充分激励条件的结论,使所提均压策略的稳定性可以得到保证。所提算法运算量小、易于实现,可有效简化电容电压均衡算法的复杂性,仿真结果验证相关结论的正确性和有效性。
SCR脱硝系统的线性自抗扰串级控制研究

目前,选择性催化还原技术(selective catalytic reduction,SCR)是我国火力发电厂最广泛采用的脱硝技术。但是,SCR脱硝系统具有大惯性、大延迟和强扰动的特点,常规PID控制方案不能较好地实现SCR脱硝系统的控制。为此,提出将线性自抗扰控制(linear active disturbance rejection control,LADRC)应用于SCR脱硝系统的外回路控制中。采用频域分析方法给出典型工业控制对象的线性自抗扰控制器参数调整规律,在此基础上获得其用于SCR脱硝控制系统的LADRC控制参数。频域分析表明采用上述控制方案的控制系统性能强于常规PID串级控制系统。蒙特卡洛仿真结果表明,相比于常规PID串级控制系统,基于线性自抗扰串级控制的SCR脱硝控制具有更强的设定值跟踪能力;当系统存在不确定扰动时,其抗干扰性和鲁棒性也显著加强。
多单元二极管电容电感网络高增益直流变换器统一模型研究

在传统升压直流变换器中引入多单元二极管电容电感网络,为提高变换器电压增益提供了一种简单有效的解决方案。然而,大量无源器件的引入增加了模型的阶数和建模的复杂度。针对该类高阶非线性系统,该文利用电路中各无源器件时间常数的差异,提出一种统一的降阶建模方法。最后通过仿真和实验验证降阶模型的正确性。实验测量与理论推导传递函数获得的频率特性基本一致。统一降阶模型有助于变换器本身特性的深入理解和控制器的简化设计。
考虑碳排放交易的日前调度双阶段鲁棒优化模型

在应对风荷不确定因素影响的同时,如何在日前调度中实现电网的低碳经济运行,是当代电力系统面临的重要挑战。该文提出利用双阶段鲁棒优化模型应对风荷不确定因素,并利用碳交易机制平衡电网的经济性与环保性。同时为了响应政府的碳减排目标,提出碳配额交易量约束,并基于双阶段鲁棒优化模型对碳配额额度上下限进行求解。算法上,基于列和约束生成算法对模型进行求解,将主模型线性化为混合整数线性规划(mixed integer linear programming,MILP)模型,将子模型基于时间解耦后求解,提高计算效率。以IEEE118节点为算例并采用GAMS/CPLEX编程求解,分析低碳调度模型、碳配额交易量、碳交易价格以及不确定量对调度结果的影响,验证了提出模型的有效性。
柔性直流配网中基于暂态高频阻抗比较的方向纵联保护

柔性直流配网是未来直流技术和配电系统的重要发展方向。其中,保护技术作为保证其安全运行的关键技术之一,其难点在于快速、有选择性地识别故障。针对双极短路故障,依据不同直流线路故障时暂态高频阻抗的特征差异,该文提出一种基于暂态高频阻抗比较的方向纵联保护,并形成相应的直流线路保护方案。最后,在PSCAD/EMTDC仿真平台上搭建基于具有直流故障隔离能力换流器的柔性直流配网模型,PSCAD仿真分析表明,该方案能够快速、可靠地实现故障判别,对系统参数变化具有较强的适应性,抗过渡电阻能力强,受噪声影响较小。
大幅减小子模块电容容值的MMC优化方法

减小子模块电容容值能够降低模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)的成本、体积和重量,具有重要的工程意义。该文首先建立半桥、全桥和混合MMC的子模块电容电压波动统一模型,揭示出基频和2倍频波动是主要分量。在此基础上,提出一种结合2倍频环流和3倍频共模电压注入及优化调制比来减小子模块电容电压波动的方法。以混合MMC为例,结合其运行的约束条件对调制比、子模块数量、控制策略和子模块容值选取进行优化设计。所提优化方法能够将子模块电容容值减小为常规的约1/3,同时降低换流器通态损耗并保留直流短路故障处理能力。仿真结果验证了理论分析的正确性和所提优化方法的有效性。
基于虚拟电阻补偿的柔性直流输电数模混合仿真系统的功率接口建模方法

该文提出基于虚拟电阻补偿的功率接口建模方法,以提高用于MMC-HVDC的数字物理混合仿真系统的稳定性。通过分析现有采用电压源型理想变压器法建立功率接口模型的混合仿真系统的稳定性条件,在数字仿真系统受控电流源的控制量中引入虚拟电阻电流补偿,分析含改进功率接口模型的仿真系统的稳定性。综合考虑稳定性和仿真精度,对虚拟电阻取值进行优化设计。搭建含所提改进功率接口的双端双极柔性直流输电系统的仿真模型,进行稳态及暂态运行条件下的仿真结果对比。所提方法可有效提高混合仿真系统的稳定性,同时具有仿真精度高、易于实现的特点。
张北柔性直流电网故障电流特性及抑制方法研究

张北柔性直流电网示范工程为确保换流阀在直流故障情况下可靠穿越,在直流线路配置150mH电抗器、中性线配置300mH电抗器,电抗器限制故障电流发展速度的同时也降低了故障电流衰减速度,导致极端故障情况下换流阀保护晶闸管的结温超出设备耐受水平。该文研究张北工程故障电流衰减机理,针对设备耐受能力和故障耐受要求不匹配问题,提出3种解决方案,并通过PSCAD/EMTDC仿真对3种方案的技术性能进行分析验证,通过ANYSYS仿真软件对不同技术方案换流阀晶闸管结温进行校核,验证技术方案的可行性。最后综合对比不同技术方案的优缺点,为张北工程建设提供技术支撑。
哈密并网风电场次同步振荡的机理研究

随着可再生能源的快速发展,一些风电和光伏场站出现了困扰运行人员的振荡现象。2015年7月,哈密地区风电场出现的次同步振荡甚至导致火电机组跳闸。为研究此类振荡,该文首先建立三相功率元件并网系统的动力学模型,并提出新的复变动力学分析方法。引入矩阵特征曲线与广义导数的概念,然后推导得出复变动力系统的李雅普诺夫稳定与轨道稳定条件。详细研究三相功率元件并网系统的动力学模型,发现存在两种基本类型的霍普夫分叉。提出振荡现象来源于动力系统的周期解,它在静止坐标系中具有调频振荡的特征。最后通过数值仿真和哈密风电场录波数据分析,验证该文研究结论的正确性。
大型风电场雷击防护研究面临的关键问题

从风电场雷击现场观测与长间隙放电实验模拟、叶片雷击接闪放电、风电机组雷击风险评估与防雷系统优化设计、叶片雷击损伤机制、雷击电磁暂态与防护、叶片防雷系统测试方法、海洋环境风机防雷新问题等方面,对风电场雷击防护技术领域的国内外研究现状进行了总结。梳理出5个亟待解决的问题:风机旋转对叶片附近空间电荷的影响;叶片接闪的极性效应与负极性上行先导物理模型;多先导起始竞争机制及风机群屏蔽效应;雷击桨叶损伤机制与冲击爆裂动力学建模;风电机组雷击风险评估方法。对这些问题的有效解决将从理论基础、设计原则、评估测试体系等多个层面,提升对风电场雷击现象的认知水平,指导风机桨叶和防雷系统的优化设计。
考虑先进绝热压缩空气储能电站备用特性的电力系统优化调度策略

先进绝热压缩空气储能(advanced adiabatic compressed air energy storage,AA-CAES)技术被认为是目前最具发展潜力的大规模储能技术之一。该文详细分析AA-CAES电站在不同运行工况下的备用特性,建立考虑备用市场的含AA-CAES电站电力系统优化调度模型。该模型中除了计及能够反映AA-CAES电站实际热力学过程的储能电站运行约束外,还综合考虑AA-CAES电站的动态特性、出力限制、储气室气压限制和储热器储热量限制对AA-CAES电站备用容量调节范围的影响。针对AA-CAES电站备用容量调节范围不连续的特点,模型中引入常规机组备用容量购买下限约束,以实现系统备用容量连续可调。最后,基于IEEE30节点系统进行算例仿真,仿真结果验证了模型的有效性。
基于ARX模型的锂离子电池荷电状态在线估算

准确估计锂电池荷电状态(state-of-charge,SoC)是电源管理系统的核心技术问题之一。针对锂离子电池等效电路模型参数难以获取这一关键问题,该文采用自回归各态历经(autoregressive exogenous,ARX)模型建立锂电池等效模型,由基于赤池信息量准则的遗传算法确定ARX模型的阶数,采用递推最小二乘法获取模型系数;然后利用得到的模型系数和锂电池状态方程构造自适应卡尔曼滤波(adaptive Kalman filter,AKF)算法所需方程,再由卡尔曼迭代方程求出锂电池SoC,文中将这种估计锂电池SoC的方法称为ARX-AKF算法。最后,通过多组对比实验,验证了该算法的有效性和准确性。实验结果表明:在混合动力脉冲能力特性实验和美国城市循环工况下,采用该算法的锂电池SoC估计误差分别在0.5%和0.8%以内,从而证实了该算法具有一定的工程应用价值。
风力发电机叶片叶尖段外覆导体接闪系统的雷击防护性能研究

风力发电机叶片的雷击防护问题一直是风电系统安全运行关注的焦点。随着风电机组单机容量的增加,塔筒的高度、叶片的长度也随之增长,叶片接闪系统的雷击防护失效问题愈加严重。为了解决GFRP叶片复合材料的雷击击穿问题,提出一种在叶片前缘/尾缘外覆条形导体的接闪系统设计方案,可降低叶片内部接地引线表面电场强度,减小接地引线产生放电并引起叶片外部放电接闪的概率。建立风力发电机三维雷击先导发展模型,计算分析不同外覆导体长度、不同运行工况条件下叶片接闪系统的防护效果,结合现场运行数据,确定外覆导体的最优设计长度为叶片总长度的12%,此时可减少92%的雷击事故。开展雷电/操作冲击下模拟叶片放电击穿试验,对比敷设和不敷设外覆导体时叶片的放电击穿概率,结果表明叶片前缘/尾缘外覆的条形导体对其敷设范围内的下行先导可全部有效接闪,防止叶片击穿,而对其敷设范围以外的下行先导外覆导体的防护效果大幅下降,验证了外覆导体接闪系统防护的有效性和局限性。
多能源网络与能量枢纽联合规划方法

多能源系统集成与协同优化对于促进可再生能源消纳、提升能源利用效率、降低能源系统碳排放具有重要意义。该文研究多能源系统的规划问题,将电、气、热、冷组成的多能源系统划分为两层,下层为园区以及城市层面的区域多能源系统,采用能量枢纽模型进行建模;上层为省级以及跨省层面的能源传输网络,连接各个区域多能源系统。提出多能源网络与能量枢纽联合规划模型,同时考虑下层若干能量枢纽的结构优化和上层能源网络的拓展规划。下层基于图论中有向无环图的拓扑分层性质建立能量枢纽分层化线性模型,上层采用电网直流潮流模型和气网分段线性化模型,整个规划问题构成一个混合整数线性规划问题。为了验证规划模型的有效性,以一个若干能量枢纽通过电网和气网相连接、集中式可再生能源装机占比较高的多能源系统为算例进行分析,同时给出敏感性分析说明可再生能源占比以及负荷情况对于规划结果的影响。
基于虚拟换相面积缺乏量的HVDC系统连续换相失败抑制策略

为降低高压直流输电系统发生连续换相失败的概率,从换相失败的机理出发,提出一种基于虚拟换相面积缺乏量的换相失败抑制策略。首先,定义连续滑动的虚拟换相窗,建立直流电流和换相电压的变化对换相过程影响的耦合关系,给出可以实时量化换相失败风险的虚拟换相面积缺乏指标。然后,提出一种基于虚拟换相面积缺乏指标的直流电流限制策略,可根据直流电流和换相电压的动态变化来调节直流电流指令。基于CIGRE标准测试模型的仿真结果表明,所提出的控制策略可以在一定程度上抑制直流输电系统的连续换相失败,改善其故障恢复特性。
基于GPU加速的大规模系统N–1安全校验中电网连通性的检验方法

随着电力系统规模的扩大,N–1安全校验过程的计算量也显著提升。为了适应N–1安全校验日益上升的实时性需求,提出一种基于图形处理器(graphics processing unit,GPU)加速的大规模系统N–1安全校验中电网连通性的检验方法。根据图论思想,电网模型被抽象为图模型,进而抽象为双向向量图模型。基于向量求和的思想在向量图模型上得到电网连通性判别条件,进行设计连通性检验算法。算例测试表明,所提算法效率高,空间占用小,与传统的连通性检验算法相比具有明显优势,能够有效提高系统N–1安全校验中电网连通性检验的速度,进而有助于大规模电网N–1安全校验整体计算效率的提升,具有工程应用的价值。
控制系统扰动下并网变流器广义阻抗测量方法

基于广义阻抗的频域分析方法可以将变流器并网系统的振荡问题转化为原-对偶电路中广义阻抗之间的串并联谐振问题。基于原-对偶电路,增加外界激励实现广义阻抗的测量具有可行性。为此,该文提出一种在控制系统注入扰动的广义阻抗测量方法。首先,针对主动注入扰动后的变流器系统建立其等效原-对偶电路,并分析系统在主动注入扰动后的响应;其次,给出在控制系统注入扰动的广义阻抗测量原理和计算方法;最后,比较了控制系统注入扰动与一次高压侧注入扰动以及理论值的测量误差。研究表明,在控制器的带宽范围内,在控制系统注入扰动的测量方法不仅可以有效测量出变流器的广义阻抗值,而且具有一次高压侧注入扰动的测量精度。
顾及高程平面及视差约束的最小二乘影像匹配算法

针对传统最小二乘影像匹配受影像质量和初值条件限制的问题,结合铅垂线轨迹法(vertical line locus,VLL)与基于共线条件约束的多片最小二乘匹配算法(multiphoto geometrically constrained matching,MPGC)的特点,提出了一种顾及高程平面及视差约束的最小二乘影像匹配算法.该算法基于高程平面约束匹配,在匹配过程中顾及视差约束进行搜索匹配.视差偏移量可为最小二乘匹配提供可靠稳定的初值条件,能够实现影像的高精度匹配.为验证算法的有效性,分别采用铅垂线轨迹法、基于共线条件约束的多片最小二乘匹配算法与该算法进行对比分析实验.结果表明,该算法在匹配准确性以及后续空中三角测量解算方面比上述两种算法更有优势.
冷却速度对铬系铸铁凝固过程中碳化物析出特征的影响

通过改变冷却条件,探讨冷却速度的变化对Cr含量分别为9%、17%的铬系铸铁凝固过程中碳化物形核、长大的热力学驱动力条件及原子扩散移位动力学条件的影响,揭示碳化物类型及尺寸、形貌的变化特征。结果表明:对于Cr含量为9%铸铁,砂型冷却下凝固组织中的碳化物是M3C、M3C7两种类型,呈大块状,尺寸较大;在金属型冷却下碳化物尺寸较砂型有所减小;水冷条件下组织中碳化物的连续性变弱,尺寸明显变小,呈长条状排列。相较于铬含量9%的铸铁,当Cr含量为17%时,砂型冷却下凝固组织中只有M3C7型碳化物,且碳化物尺寸减小,形态呈棒状;在金属型冷却时,碳化物形貌变化程度较Cr含量为9%时从砂型到金属型的变化要小;但在快速水冷下碳化物间距显著变窄,长度尺寸明显变小,分布更加均匀。
C、Mn含量对铝/钢复合界面金属间化合物相形成和长大的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、差示扫描量热法和X线衍射法,研究了钢中C和Mn元素的不同含量对铝/钢复合带材界面上的金属间化合物(IMC)形成和长大的影响。结果表明:试验钢中添加C和Mn元素能明显加快金属间化合物出现后的长大速率;降低铝/钢界面金属间化合物的临界生成温度和缩短临界出现时间;在相同的升温速度下(10 ℃/min),5种材料的临界生成温度分别是: 605. 5 ℃(Al/St)、603. 6 ℃(Al/St-0. 025C)、594. 1 ℃(Al/St-0. 05C)、603. 8 ℃(Al/St-0. 5Mn)和597. 8 ℃(Al/St-1. 5Mn)。铝/钢界面上的金属间化合物的主要相是Fe_2Al_5,试验钢中C和Mn元素的添加不影响金属间化合物的物相组成。