mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
孕早期焦虑和抑郁对妊娠期糖尿病的影响

目的探讨孕早期焦虑和抑郁对妊娠期糖尿病( gestational diabetesmellitus,GDM)的影响。方法采用前瞻性研究,于2017年通过立意抽样方法选取四川省妇幼保健院产前门诊1426名孕8 ~ 14周单胎健康孕妇为研究对象,年龄为( 28.6 ± 4.0)岁。通过问卷调查收集其年龄、孕前体重、产次、孕次等基本信息,分别采用焦虑自评量表( self-rating anxiety scale,SAS )与抑郁自评量表( self-ratingdepression scale,SDS)收集孕早期焦虑和抑郁信息,根据中国常模标准评价其焦虑和抑郁症状;于孕24 ~ 28周行口服葡萄糖耐量试验( oral glucose tolerance test,OGTT), 根据《中国妊娠合并糖尿病诊治指南( 2014) 》诊断GDM。多因素非条件Logistic回归模型分析孕早期焦虑和抑郁对GDM的影响。结果孕早期焦虑组和抑郁组GDM发生率分别为41.8%和33.6%。孕早期妇女焦虑、抑郁、焦虑合并抑郁发生率分别为7.7%、10.5%和4.8%,< 30岁组孕早期焦虑和抑郁发生率( 9.0%和11.7%)均高于≥30岁组孕妇( 5.3%和8.1%), 初产妇组孕早期焦虑和抑郁发生率( 8.8%和11.9%)均高于经产妇组( 5.4%和6.4%), 差异均有统计学意义( P < 0.05) 。调整年龄、孕前体质指数、糖尿病家族史、孕次、产次、能量摄入量、受孕方式、文化程度、职业、吸烟否及饮酒否混杂因素后,多因素非条件Logistic回归分析结果显示:与孕早期非焦虑组孕妇比较,焦虑组孕妇GDM发生风险增加( OR = 1.556,95% CI 1.014 ~2.387), 未观察到孕早期抑郁与GDM发生有关( P > 0.05) 。在< 30岁孕妇中,与孕早期非焦虑组比较,孕早期焦虑组GDM发生风险增加( OR = 1.654,95% CI 1.004 ~2.726); 在初产妇中,与孕早期非焦虑组比较,焦虑组GDM发生风险增加( OR =1.633,95%CI 1.013 ~ 2.634) 。在≥30岁孕妇和经产妇中,均未观察到焦虑与GDM发生风险有关( P > 0.05) 。结论孕妇孕早期焦虑增加GDM发生风险,30岁以下孕妇及初产妇为焦虑高危人群。
用于电能计量芯片的无功功率计量方法

现有电能计量芯片中无功功率计量电路难以同时满足计量精度高与硬件开销小的要求。为解决此问题,提出了一种无功功率计量的新方法,该方法采用3个一阶IIR滤波器,其中电压通道内的相位移动滤波器使电压信号产生-90°相移,电压通道和电流通道内的两个幅度补偿滤波器共同对由相位移动滤波器产生的信号幅度衰减进行补偿。两个幅度补偿滤波器被要求设计成具有相同的结构和参数,二者的并联应用不会改变电压与电流之间的相位差。提出了高效的无功功率计量系统设计方法,其中特别是幅度补偿滤波器设计的优化方法。仿真和实际产品测试结果表明,该无功功率计量方法不仅硬件资源消耗较少,而且可以达到较高的计量精度,优于现有电能计量芯片的无功功率计量方法。
不同缓控释肥种类及施用深度对花生养分积累及产质量的影响

为探究豫北地区不同种类肥料对花生产量及品质的影响,采用大田试验,研究4种肥料(缓控释肥、长效肥、控释肥和缓释肥)及施用深度(10,20 cm)对花生农艺性状,氮、磷、钾积累量,SPAD值,产量与品质的影响。结果表明,与不施肥对照相比,施用不同种类控释肥料均可改善花生农艺性状,提高花生养分的积累量和产量,改善品质。各施肥处理相比,百果质量、荚果产量和籽仁产量无显著差异。缓释肥浅施时荚果产量最高,达7 083.5 kg/hm~2;缓控释肥浅施时主茎高、第一侧枝长最大,荚果产量居中;缓控释肥深施出仁率最高,达70.2%,荚果产量仅次于缓释肥浅施,达6 861.2 kg/hm~2,花生仁产量达4 818.2 kg/hm~2。缓控释肥对花生的产量与品质影响较显著,缓控释肥深施时比对照增产30.43%,粗脂肪含量增加5.18%;就施用深度而言,缓控释肥深施处理比浅施的氮、磷、钾积累量分别增加8.49%,9.54%和0.28%,粗脂肪含量增加4.76%,产量增加5.06%。因此,豫北砂质壤土区花生种植适宜深施缓控释肥,更有利于花生生长发育及养分积累,进而改善品质,提高产量。
春季不同水肥处理对小麦形态、生理和产量的影响

为明确春季不同水肥处理对小麦形态、旗叶生理参数和产量的影响,以抗旱品种石农086为供试材料,按施氮水平(150,225,300,375 kg/hm~2)和灌溉次数(1水和2水)组合设置N1(1)、N2(1)、N3(1)、N4(1)、N1(2)、N2(2)、N3(2)和N4(2) 8个处理,以N0(不施氮不浇水)作为对照,研究不同水肥处理对小麦形态、旗叶生理参数和产量的差异。研究表明,株高、叶片数、叶面积、干物质积累和叶绿素含量随施氮量增加而逐渐升高,但1水和2水的规律性不明显,麦穗数在N2(2)处理下最多;绿叶质量和茎秆质量的各个处理均高于N0处理且2水大于1水,而麦穗质量在1水和2水条件下相差不大;可溶性蛋白含量在花后7,21 d变化相差不大,在花后35 d迅速降低,可溶性糖含量却呈现出随着生育进程的推进而逐渐升高的趋势,且2个指标总体呈现出N4 >N3 >N2 >N1 >N0的变化趋势;净光合速率(Pn)和气孔导度(Gs)随着生育进程的推进逐渐降低,且总体表现出N4 >N3 >N2 >N1 >N0的趋势,但1水和2水条件下的变化在不同的时期表现不一致;SOD和POD酶活性表现出相似的变化,但在2水条件下的酶活性更强;产量构成因素及产量在N2处理下较高且2水大于1水,施氮量>N2时,随着施氮量的增多,产量不再增加,反而呈现降低趋势。综上,本试验在春季灌2水条件下,225 kg/hm~2是兼顾高产和高效的最佳施氮量,可为生产提供实践参考。
外源2,4-表油菜素内酯对NaCl胁迫下燕麦幼苗光合特性的影响

为探明外源2,4-表油菜素内酯(EBR)对NaCl胁迫下燕麦光合作用的调控机理,以加燕2号、青引2号燕麦为材料,在100 mmol/L NaCl胁迫下,研究外源EBR对燕麦幼苗光合气体交换参数、荧光动力学参数、光合电子传递速率及PSⅡ光能分配情况的影响。结果表明:NaCl胁迫显著降低了燕麦幼苗的光合色素含量,抑制了PSⅡ反应中心活性,导致燕麦幼苗PSⅡ光化学效率下降,净光合速率(Pn)显著降低。和NaCl胁迫相比较,添加外源EBR后,燕麦幼苗叶片的叶绿素a(Chla)、叶绿素b(Chlb)和类胡萝卜素(Chlx·c)含量显著增加;燕麦幼苗的Pn、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和水分利用效率(WUE)显著升高,胞间CO_2浓度(Ci)显著降低,最大荧光(Fm)、光化学淬灭系数(qP)、PSⅡ实际光合效率(ФPSⅡ)、PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)、PSⅡ原初光能转化效率(Fv/Fm)、天线色素转化效率(Fv'/Fm')、表观光合电子传递速率(ETR)及PSⅡ光化学反应能(P)显著升高,初始荧光(Fo)、非光化学淬灭系数(NPQ)及反应中心耗散能(E)、天线耗散能(D)显著降低。综上所述,外源EBR能够显著提高NaCl胁迫下燕麦幼苗PSⅡ反应中心的实际光化学效率,有效缓解NaCl胁迫对燕麦幼苗所产生的光抑制和PSⅡ反应中心损伤程度,提高燕麦幼苗的碳同化效率和光合能力,说明外源BRs对盐胁迫下燕麦光合作用起到正向调控作用,能够有效缓解盐胁迫对燕麦幼苗所造成的伤害。
田间配置对间作大豆光合特性、干物质积累及产量的影响

为了探究带宽和大豆密度配置对大豆产量的影响,以玉米-大豆间作模式为研究对象,采用二因素裂区设计,主因素为3个带宽水平(BW_1:2.0 m、BW_2:2.2 m、BW_3:2.4 m),副因素为4个大豆种植密度(D_1:52 500株/hm~2、D_2:67 500株/hm~2、D_3:82 500株/hm~2、D_4:97 500株/hm~2),调查不同田间配置下的大豆光合特性、干物质积累、器官分配比率、籽粒灌浆及产量。结果表明:带宽增加有利于大豆光合特性、群体干物质积累、籽粒灌浆、百粒质量、单株粒数和产量的增加,BW_3的大豆产量较BW_1和BW_2显著提高了37.2%和19.6%。各密度水平下,大豆产量呈现出先增后减的趋势,D_3的大豆产量较D_1和D_4显著提高了9.4%和6.0%。在BW_3下不同密度处理间的大豆产量表现为:D_2 >D_3 >D_4 >D_1。在玉米-大豆间作中,带宽2.4 m,大豆种植密度在67 500 ~ 82 500株/hm~2时,大豆光合特性改善,群体干物质积累量增加,大豆产量较高。
Is Higher Resistivity of Magnet Beneficial to Reduce Rotor Eddy Current Loss in High-Speed Permanent Magnets AC Machines?

When permanent magnets (PM)are exposed to harmonic fields,eddy current exists if the magnets are electrically conductive,causing power loss.Increasing the magnet resistivity is a direct way to reduce the eddy current in the magnets.However,in high-speed PM AC machines,eddy current occurs not only in the magnets,but also in the metal retaining sleeve and the copper shielding layer of the rotor.Under such a circumstance,is the technique of increasing the magnet resistivity still workable? This will be answered in this article,through a comparative finite element analysis.
基于频域介电响应分频段优化计算的变压器油纸绝缘老化参数定量计算方法

变压器的稳定运行是维护电网安全的重要保证,频域介电谱中各频段可以对变压器内部油纸绝缘老化状态进行更准确的评估,而目前的评估方法多针对于单一油纸绝缘老化状态的评估,对变压器等效模型老化状态评估较少,评估软件在评估老化后变压器内部含水量时也十分不准确。为进一步满足实际工程应用,该文提出一种基于变压器等效模型,通过分频段计算得到变压器内部油纸绝缘老化状态的数值评估方法,并通过加速老化试验进行了相关验证。首先在实验室条件下通过变温介电谱测试,得到不同老化程度油浸纸板的频谱曲线,并根据“频温平移方式”计算不同老化程度油浸纸板的活化能,建立油浸纸板聚合度与活化能的定量表征方程;其次应用 “反频温平移方式”得到不同测试温度下,不同老化程度油浸纸板频域介电响应基础数据;最后将绝缘纸板基础数据与变压器介电等效模型相结合并分频段进行数值迭代计算,当测试曲线与计算曲线拟合优度最佳时,可以得到变压器内部油浸纸板的聚合度、含水率、变压器油的电导率,并将其与理化性能分析结果进行对比,可得计算误差较小,因此可以有效地减小现场变压器绝缘老化评估的时间。
油纸复合绝缘热老化及水分影响机理的反应分子动力学模拟

高温和水分是导致变压器油纸绝缘劣化的主要因素,对其劣化机理进行分析具有重要意义。该文建立油纸复合绝缘的分子模型,利用反应力场(ReaxFF)模拟不同含水量下的绝缘热老化过程。统计绝缘老化过程中反应物与生成物的数量变化趋势,通过同位素标记法得到油纸复合绝缘热老化的主要反应路径和相互作用机理,重点分析水分对复合绝缘热老化过程的影响机制。结果表明:油纸复合绝缘热老化的小分子产物主要包括氢气、乙烯、甲烷、水、乙醇醛、甲酸、一氧化碳和二氧化碳。高温条件下,水分子易与纤维二糖分子形成氢键,破坏纤维二糖结构;纤维二糖裂解产生水与酸,促进绝缘油劣化。在H+的作用下,油、纸绝缘老化相互促进,加速复合绝缘老化。
基于直流滤波环节暂态能量比的高压直流线路纵联保护

为克服传统高压直流输电线路电流差动保护快速性差、耐受过渡电阻能力有限等问题,提出一种基于线路边界两侧特定频带能量比值的纵联保护方案。以直流滤波器阻抗-频率特性为基础,对直流输电线路区内及区外故障分量附加网络进行理论分析发现:区内故障时,对于线路两端的任意一端,其边界线路侧特定频带能量大于边界阀侧的值,两者之比较大;整流端(逆变端)区外故障时,整流端(逆变端)边界线路侧特定频带能量小于边界阀侧的值,两者之比较小。据此,可判别区内、外故障。大量仿真结果表明,该保护方案计算量小,能够快速识别区内、外故障,可靠地保护了线路全长,且耐过渡电阻能力强、不受分布电容影响。
需求侧资源灵活性刻画及其在日前优化调度中的应用

由于分布式能源(DERs)在配电网的渗透率不断提高以及电力改革对售电侧的放开,充分发挥需求侧资源的灵活性变得愈加重要。该文以电动汽车(EV)和暖通空调(HVAC)两种典型的需求侧资源为例,在计及设备的物理特性和人为、环境因素的影响下,采用极端能量场景方法建立通用虚拟电池(VB)模型用于刻画其资源的灵活性。在此基础上,进一步针对交互平台参与日前电力市场情况提出了日前优化调度模型。仿真算例表明基于通用VB模型的日前优化调度可以分配日前调度计划及备用容量。此外,通过仿真验证了所提模型的有效性,并结合算例结果分析了其在运算效率与信息安全方面的优越性。
开路及短路组合故障下容错型永磁磁通切换电机转矩冲量平衡控制策略的研究

为了提高容错型永磁磁通切换(FTFSPM)电机驱动系统的可靠性,该文从定子磁链幅值恒定角度对电机绕组开路及短路组合故障进行分析。对绕组正常电流缺失及短路电流扰动进行磁链补偿,从而实现对电机的容错控制。然而转速的动态性能受到传统直接转矩控制中转速环PI参数的影响,因此,该文提出基于转矩冲量平衡控制的直接转矩控制策略,利用动态过程前后转矩冲量值不变,推导系统发送前进矢量与后退矢量的作用时间,使得电机在组合故障容错后的转速动态性能达到最优。通过仿真和实验实现了电机在开路及短路组合故障下的转矩冲量平衡控制,并对不同组合故障下的动态响应进行比较,验证了所提算法的正确性与有效性。
基于油中溶解气体动态网络标志物模型的变压器缺陷预警与辨识

针对当前基于油色谱在线监测数据的诊断方法未考虑故障特征气体的时序特性,且普遍存在的阈值确定困难、典型缺陷样本数据匮乏等问题,提出基于油中溶解气体动态网络标志物模型的变压器缺陷预警与辨识方法。首先,分析油中溶解气体在线监测系统与变压器内部状态之间的映射关系,通过待诊断变压器健康状态下在线监测系统的历史时序数据建立各特征气体含量的预测模型,筛选出当前状态下对变压器状态转换过程影响较大的主要特征气体,建立基于油中溶解气体的变压器当前状态动态网络描述模型;其次,基于临界慢化理论分析变压器由健康状态向故障状态转换的相变过程中,指出其间存在的一个临界状态,并进一步分析动态网络模型中各特征气体的标准差及气体间相关性的动态变化,提取相变过程中的临界状态点,可对变压器的早期缺陷进行预警和辨识;最后,基于现场获取的案例进行验证,验证结果表明:与传统方法比较,该方法能够提前对未达到注意阈值的过热异常案例进行预警与辨识。该方法是一种基于在线监测数据时序特性的动态分析法,建模过程仅需用到待诊断变压器油色谱在线监测系统的自身历史数据。
基于场路耦合的大功率IGBT多速率电热联合仿真方法

IGBT模块在以短路为代表的非周期过载极端工况中,其自热效应明显。由于高压、大电流等外载荷的冲击,IGBT的温度会在短时内迅速升高,进而影响IGBT芯片的半导体特性以及封装结构的材料特性,并最终直观表现为模块端口电气特性的变化。此时,需要同时关注IGBT的电气特性与温度分布特性,而电问题与热问题在时间尺度上的差异为电热耦合仿真带来了不便。基于此,该文提出一种基于场路耦合的电热联合仿真方法。首先阐述IGBT场路耦合联合仿真的基本原理;然后分别在Simulink与COMSOL中构建基于IGBT物理模型的电路模型以及基于有限元的热模型,通过Matlab控制脚本实现了多速率仿真策略下的电热联合仿真;最后以ABB 3.3kV/1 500A大功率IGBT模块为例,通过开关暂态测试和短路测试对所提出的仿真方法进行了验证。
永磁直线同步电机动态边界层全局互补滑模控制

为解决永磁直线同步电机(PMLSM)运行过程中对参数变化、外部扰动和摩擦力等不确定性因素敏感的问题,提出一种动态边界层全局互补滑模控制(GCSMC)方法。首先建立含有不确定性因素在内的PMLSM数学模型。然后利用广义滑模面和互补滑模面相结合的方式设计互补滑模控制器,来抑制不确定性因素对系统的影响,进而削弱抖振,但其边界层厚度值恒定不变,致使系统状态轨迹只能在边界层范围内收敛。为此,采用新型饱和函数来设计全局互补滑模控制器,以实现边界层的动态变化,使边界层厚度值随状态轨迹的变化而减小直至收敛到切换平面上,进一步提高了系统在边界层内的鲁棒性。实验结果表明该方法既改善了系统跟踪性能,又保证了系统的全局鲁棒性。
电池模组一致性影响因素在放电电压曲线簇上的表征

电池放电电压曲线包含电池所有状态信息,研究模组放电电压曲线簇,对模组一致性分析具有重要意义。通过研究模组放电电压曲线簇,提出一种模组一致性影响因素在放电电压曲线簇上的表征方法:综合考虑电池Rint等效电路和热累积、容量衰减、库仑效率以及内阻增长等效应,构建多维参数的电池数学模型;在此基础上提出一种基于变换矩阵的模组一致性影响因素在放电电压曲线簇上的表征方法;结合所构建的电池模型和所提的表征方法,基于Matlab/Simulink搭建四节单体串联模组的仿真模型,研究随着充放电循环次数的增加,模组一致性影响因素在放电电压曲线簇上的表征特点;最后从电池模组容量衰减角度,对所提表征方法和所得仿真结果进行了验证。结果表明,所提表征方法可有效地反映模组一致性影响因素的特征,为后续模组一致性分选等提供参考依据。
交流与操作冲击叠加电压下SF_6气体中沿面局部放电特性

高压电气设备在遭受过电压侵袭时绝缘将同时承受运行电压与过电压的共同作用,严重威胁设备的运行安全。考虑与实际工程背景相切合,该文设计了一套冲击叠加相位可控的交流与冲击叠加试验系统,对工频交流与标准操作冲击叠加电压下SF_6气体中沿面局部放电特性进行了研究分析。当交流电压分别为试品的90%局部放电起始电压(PDIV)与110% PDIV时,在工频相位0°~360°,以45°为步长叠加峰值为两倍交流PDIV的操作冲击。试验结果表明,冲击叠加相位对交流电压下沿面局部放电特性影响显著。当在工频相位45°~135°之间叠加冲击时,冲击过后交流电压下的局部放电被激发或得到增强,而在其他相位叠加冲击时对交流电压下的局放无明显影响。冲击对交流局放的影响具有明显的极性效应,冲击过后仅交流电压负半周发生明显放电或放电得到增强,而对正半周的局放无激发或促进作用。冲击对交流下局放的影响与交流电压的幅值相关,交流电压幅值越高,在相同相位叠加冲击时所激发的局放幅值与次数越大。
超高速磁浮涡流装置制动力的解析分析

涡流制动系统对于磁悬浮列车安全运行至关重要。该文采用子域法解析得到速度(包括超高速)、励磁电流、气隙长度、感应板厚度和电导率等参数与涡流制动力之间的解析式。在二维坐标系下建立解析模型,以磁矢位为求解变量,在解析模型各个子域内列写泊松方程,并结合各子域之间的边界条件求得气隙内的磁通密度表达式,进而得到涡流装置所受涡流制动力的表达式。利用有限元仿真证明了解析计算的正确性,并探究超高速下磁浮列车应用涡流制动系统的可行性。使用解析计算对涡流制动力进行参数分析,得到优化超高速涡流制动系统的方法。相比于仿真分析,解析计算能够反映涡流制动力产生机理并具有节省计算时间的优点。
输电线路导线覆冰扭转特性的数值模拟

输电线路导线覆冰是电力系统最严重的自然灾害之一,研究导线覆冰的数值计算方法,建立仿真平台,不仅可以科学地预测导线覆冰增长,并且能大量减少自然覆冰观测工作量。但是已有的数学模型和仿真计算方法都回避了导线覆冰扭转这一自然现象,从而不能有效模拟实际覆冰增长。该文基于导线覆冰形成机理,加入导线覆冰扭转因素,提出导线扭转的数学模型,借助C语言编写仿真模拟程序,实现导线覆冰动态增长的数值模拟过程。仿真结果表明,导线覆冰增长是一个伴随扭转的动态过程,距离杆塔距离、档距、风速、液态水滴直径大小均对扭转角度大小有影响。在重庆大学雪峰山自然覆冰试验基地,验证了该文所提出的数值模拟方法的科学性。
基于Preisach模型的取向硅钢片直流偏磁磁滞及损耗特性模拟

基于Preisach磁滞模型,提出了面向非对称磁滞回线模拟的参数辨识方法,并应用于取向硅钢片的静态及动态磁滞特性模拟。通过实验获得取向硅钢片静态直流偏磁极限磁滞回线,利用数值方法生成具有非对称特征的一阶回转曲线,进而建立直流偏磁条件下的Everett函数。对静态下的直流偏磁磁滞回线进行拟合,通过与实验结果的对比,验证了该文方法的有效性。进一步考虑直流偏磁磁场和交流磁通密度峰值对异常损耗的影响,构建直流偏磁动态磁滞模型,实现了直流偏磁条件下取向硅钢片损耗特性的模拟,分析了直流偏磁对不同类型损耗的影响。
基于故障全电流相关性检验的柔性直流配电线路纵联保护

柔性直流配电系统中,直流故障通常导致全网换流器自身闭锁保护速动(2~5ms),保护需要利用有限、时变的故障信息快速、准确地识别故障区域,跳开相应故障隔离开关快速恢复供电。因此,基于时变的故障暂态信号,研究快速、准确识别故障区域的保护是直流配电系统发展的迫切需求。该文提出一种基于故障全电流相关性检验的柔性直流配电线路纵联保护。该方法以故障发生后线路两侧电流波形形变特征、极性特征的规律变化为基础,通过t检验(假设检验的一种)算法对两侧全电流信号进行相关性检验,即对两侧全电流信号的幅值大小、方向、极性、突变特性进行统一描述,进而构造保护动作判据。所提方法优点在于无需固定频段特征提取,无需特征绝对值及瞬时幅值的比较,因此避免了常规利用暂态信号的保护受过渡电阻、线路分布式电容、噪声的影响。通过物理实验与仿真结果表明所提保护能较好地满足直流配电系统对保护速动性与选择性的需求,具有一定的应用前景。
基于小波包能量熵的电池剩余寿命预测

电池剩余寿命(RUL)预测对电池健康管理至关重要。该文针对传统电池RUL预测过于依赖电池容量而容量数据难以直接获取的问题,提出对可直接在线测量的电池放电电压进行小波包能量熵(WPEE)提取替代容量表征电池退化。此外,利用提取的WPEE建立分数阶灰色退化模型(FGM)融合改进无迹粒子滤波(AUPF),构建FGM-AUPF算法框架,最终实现电池RUL预测。实验结果表明,该文构建的FGM-AUPF算法框架分别利用电池放电电压WPEE和容量作为退化表征量,均能准确地预测电池RUL,且用电池放电电压WPEE预测得到的结果相对误差不大于5.96%。
考虑换相失败相互影响的多馈入高压直流系统换相失败判断方法

在多馈入高压直流系统(MIDC)中,逆变站换相失败的相互影响是引发换相失败传递的重要因素。该文详细分析逆变站换相失败期间的暂态特性,并根据开关函数模型及动态相量理论推导直流系统向交流系统注入的换相失败分量;进而研究在交流系统故障及换相失败双重影响下各逆变站换相电压的解析计算方法;在此基础上,通过对比各换流阀的最大换相面积与其关断所需的最小换相面积,提出针对多馈入高压直流系统的换相失败判断分析方法;最后,通过所建多馈入高压直流系统模型的仿真结果,验证了该文方法的有效性。
基于Smith预估器的永磁电机高动态响应电流环控制策略

高性能永磁电机伺服系统需要快速的电流响应,数字控制系统中的延时环节会制约电流环动态性能。为此,该文推导了矢量控制系统中主要延时环节的数学模型并分析其不利影响;在此基础上,引入Smith预估算法,针对永磁电机电流环的高动态响应要求,提出一种Smith预估电流控制器,给出该电流控制器的设计过程及实现方法,并讨论了电机参数敏感性。仿真与实验结果表明,所提控制策略正确有效,而且能对控制系统的延时环节进行较好补偿,可有效改善电流环动态性能,进而有助于提高伺服系统整体性能。
基于载波移相控制的模块化串并联逆变器非理想条件谐波特性分析

随着多电与全电飞机的大量应用,对航空静止变流器(ASI)的功率容量提出了更高的要求,也越来越多地采用模块化串、并联方式实现功率扩容,并结合载波移相调制进一步降低系统的开关频率谐波成分。但是在机载场合组合模块间的参数不平衡,以及基于模拟电路的控制方式,致使控制信号中易叠加额外低频或直流偏置扰动,导致ASI输入、输出侧叠加额外的谐波成分,对航空电源系统运行的稳定性与可靠性造成影响。该文基于桥臂输出电压谐波分布模型,采用双重傅里叶分析与指数函数分析相结合的方法,在考虑扰动分量这一非理想条件下,对模块化载波移相串、并联ASI的输入、输出谐波分布进行分析与比较,揭示了模块化组合式ASI的谐波分布特性。最后通过仿真和实验验证了理论分析的正确性。
电动汽车静态无线充电技术研究综述(下篇)

电动汽车静态无线充电技术以其操作方便、安全灵活和维护成本低等优点,受到了越来越多的关注。该文从磁耦合机构、补偿网络、电力电子变换器以及系统建模与优化控制等方面对电动汽车静态无线充电的关键技术进行了详细分析,指出了电动汽车无线充电技术亟待解决的问题,并讨论了今后的发展趋势,旨在为电动汽车静态无线充电技术的研究提供方向。
基于模域回路理论的配网电缆-架空线混合线路重合闸过电压特性分析

该文基于模域回路中波的传播特性与频率特性研究混合线路中电缆与架空线不同比例下重合闸过电压幅值和主导频率的变化规律。通过电报方程得到相模转换的变换矩阵,计算了模域中各回路的电压传播常数。并采用电磁暂态仿真软件(EMTP)建立10kV配网非对称结构的混合线路模型,研究了不同比例的混合线路统计过电压变化规律。结果表明,随着电缆占比的增加,暂态电压的变化并非单调下降,而是出现极小值。基于模域回路的分析结果与EMTP计算结果相符。由于传播常数不受线路长度影响,当线路总长度变化时,可采用同样的方法分析不同比例混合线路的重合闸过电压变化。
永磁直线同步电机自适应反推全局快速终端滑模控制

针对永磁直线同步电机(PMLSM)伺服系统位置跟踪精度易受参数变化、负载扰动、摩擦力等不确定性因素影响的问题,提出自适应反推全局快速终端滑模控制(ABGFTSMC)方法。首先,建立含有不确定性的PMLSM动态数学模型。然后,采用反推控制将复杂的非线性系统分解成低阶子系统,并利用全局快速终端滑模控制将系统状态快速收敛到平衡点,提高系统的响应速度,增强系统的鲁棒性;再结合自适应控制实时调整切换控制增益值,以便获得合适的切换增益,从而削弱了抖振现象。从理论上证明了该控制方案能够使系统获得快速收敛性和良好的跟踪性。最后,通过系统实验证明了所提出的控制方案不仅具有更快的收敛性,而且具有更快的跟踪性和更强的鲁棒性。
联盟链框架下主动配电网电力交易主体合作演化策略

传统电力交易模式中,集中化的交易数据以及中心化的监管机构会带来数据安全性较低、监管机构信任危机等问题,区块链技术的兴起和发展为解决上述问题提供新的思路和方法。首先通过分析主动配电网中各电力交易主体的行为特征,建立基于联盟区块链的电力市场交易体系。该体系将各电力交易主体预授权为半开放的本地节点,通过动态选取联盟节点,可实现交易数据分布式存储并无需设置额外的第三方监管机构。同时基于上述交易体系,提出联盟链框架下主动配电网电力交易的详细认证方法。进而在此基础上,建立基于合作演化博弈的主动配电网电力交易优化模型,并采用基于分解的多目标进化算法进行求解。模型求解结果可作为生成智能合约的依据,最终实现联盟链框架下主动配电网电力交易的决策优化。算例结果验证了所提合作演化策略的有效性和合理性。
基于滑模观测器的永磁同步电机电流偏差解耦控制

为解决传统电压前馈解耦控制对电机参数敏感、抗扰性差的问题,该文提出一种基于滑模观测器的电流偏差解耦控制方法。通过计算偏差解耦控制电流的耦合项,发现相对于传统电压前馈解耦,偏差解耦的耦合项简单且易于控制,解决了传统电压前馈解耦控制解耦效果不理想的问题。通过电流滑模观测器的跟踪特性,将定子电流的估计值作为状态变量,反馈到系统输入端,用以补偿定子电流误差值。该方法不仅对电流环实现更好的补偿控制,还实现d、q轴电流完全解耦,保证系统动态响应速度,提高了系统的抗扰性。通过仿真和实验证明所提出控制器的有效性。
局部二值模式直方图匹配的串联故障电弧检测及选线

串联故障电弧是引起电气火灾的主要原因之一,有效地检测串联故障电弧对预防电气火灾具有重要意义。该文采用六种常用的家庭负载开展了多负载回路的串联故障电弧实验,提出了一种串联故障电弧检测及选线方法。首先,对干路电流信号进行分数阶傅里叶变换,构建故障电弧图像矩阵,全面反映干路电流信号从时域到频域的变化过程;其次,采用局部二值模式(LBP)描述图像矩阵的局部纹理特征,统计得到LBP图像的灰度分布直方图数据,采用不同实验条件下的LBP直方图数据建立数据库;最后,采用最大相关系数的数据库匹配准则实现故障电弧的检测及选线。测试结果表明,该方法可以实现多负载回路中故障电弧的检测及选线,检测及选线精度均超过了90%。
环形绕组无刷直流电机的换向过程分析及建模

环形绕组无刷直流电机(CWBLDC)是一种多相且定子绕组环形连接的电机,由于反电动势的方波度更高,其转矩密度较传统三相无刷直流电机更大,通过极、槽数合理设计的分数槽绕组能够有效地抑制电机的转矩脉动。并且,CWBLDC所需的功率元器件数目较多的特点在多相大容量舰船电力推进系统的应用中不是缺点。针对相数较多、运行过程系统网络拓扑不断变化的难点,该文以并联支路电流为模型变量,利用拓扑的周期变换特性建立CWBLDC的数学模型,通过场路耦合仿真与原理样机实验验证了建模思路与模型分析结果的正确性。所建立的数学模型有助于深入理解包括换向过程的电机运行原理,快速得到电机的稳态性能,便于确定电机设计参数较不同参数选取对电机性能的影响。
一种全固态多匝直线型变压器驱动源的研制

针对脉冲电磁场生物医学应用中高电压大电流宽范围脉冲的应用需求,设计了一种多匝直线型变压器驱动源(LTD)。该LTD脉冲发生器的磁心采用多匝绕制的方式,可输出宽脉宽的脉冲。设计了各级LTD模块同向绕制的驱动供电及储能充电隔离方式,各级磁心隔离电压为LTD模块的工作电压。多匝LTD脉冲发生器共由10级LTD模块组成,各级LTD模块由18个储能电容及MOSFET放电开关并联,并设计了其同步驱动电路。通过对各主要器件的型号进行分析筛选,研制了模块化紧凑型多匝LTD全固态脉冲源样机,可输出脉冲参数为:电压幅值0~5kV,输出脉冲电流高达500A,脉冲宽度200ns~5μs,上升沿30ns,下降沿16ns,其脉冲宽度、幅值等参数均灵活可调,并且可通过增加LTD模块的数量,实现更高电压的脉冲输出。
电场和温度协同作用下复合绝缘子用硅橡胶微观结构演化

特高压复合绝缘子运行时内部电场强度高,同时局部放电过程中也可能产生较高的温度。在强电场和高温作用下硅橡胶的老化问题将更为突出,但劣化过程依靠宏观特征量难以表征。因此有必要对高温与电场协同作用下高温硫化硅橡胶材料的微观结构演化进程进行研究。根据硅橡胶的实际参数和发生的主要反应,构建高温硫化硅橡胶分子模型,基于分子动力学原理,探究硅橡胶在电场和温度协同作用下的结构演化及微观特征量变化规律,进一步研究硅橡胶力学性能变化。研究发现,电场对主链的键长影响显著,温度对键角及交联结构的化学键键长影响较明显。温度升高可使硅橡胶质地变软,力学性能下降;而电场强度增大却使硅橡胶质地变硬,力学性能增强。研究成果从微观层面为复合绝缘子基材优化、微观与宏观特性的关联提供了参考。
考虑用户有限理性的电动汽车时空行为特性

电动汽车的时空行为包括时空转移行为和时空充电行为。如何对电动汽车时空行为进行精确建模已成为大规模电动汽车与电网进行有效互动的关键。该文引入活动分析法将出行行为理解为活动的派生行为,建立用户一天中不同活动-出行链间的时空转移关系;基于累计前景理论描述了用户在活动-出行链中的出行方式、出行路径、出发时刻选择上的有限理性心理;在此基础上考虑交通网络的动态特性和电动汽车的充电特性,研究了电动汽车在每条活动-出行链上的时空分布特性和充电特性;并在典型网络(Nguyen-Dupius网络)中对不同用户心理、电动汽车占比、充电站服务能力约束下的电动汽车时空转移和充电特性进行算例分析。计算结果表明所提方法能够更加合理地刻画用户选择心理及描述电动汽车用户时空行为,且发现电动汽车占比和充电站服务能力均对其有较大影响。
极弱受端交流系统下LCC-MMC型混合直流输电系统的附加频率-电压阻尼控制

针对换相换流器(LLC)-模块化多电平换流器(MMC)型混合直流输电系统在联接极弱受端交流系统时容易出现的系统小信号失稳现象,提出一种附加频率-电压阻尼控制(SFVDC)。该控制方法基于逆变站模块化多电平换流器锁相环的角频率偏差信息产生附加直流电压阻尼分量,引入外环定直流电压控制器中,用以抑制极弱受端交流系统时LCC-MMC型混合直流输电系统的小信号失稳现象,从而提升系统的小信号稳定性。结果表明,所提出的SFVDC方法能够有效地抑制极弱受端交流系统下容易出现的系统小信号失稳现象,降低了系统稳定运行对于受端交流系统强度的要求,同时能够保证系统在较大的功率扰动下也具有良好的动态响应特性,在受端交流系统故障情况下具有良好的故障恢复特性。
基于双级矩阵变换器的统一潮流控制器并联侧无功扩展

考虑到现有基于双级矩阵变换器的统一潮流控制器(IMC-UPFC)并联侧无功功率范围的受限问题,提出一种基于模型预测控制(MPC)的IMC-UPFC并联侧无功范围扩展方案。论文推导了IMC-UPFC串联侧线路电流预测模型和并联侧无功预测模型,建立了以控制线路潮流和扩展并联侧无功范围为目标的综合代价函数,通过合理地选取使综合代价函数最小化的IMC的最优开关状态,以达到其控制目标。MPC控制策略具备算法简单及无需额外设置调制规则等优势。两节点网络IMC-UPFC的Matlab/Simulink仿真对比结果表明,所提IMC-UPFC的MPC控制策略有效地扩大了IMC-UPFC并联侧无功范围,进一步证实了该方案的合理性与有效性。
十二脉波不控整流器直流单极接地短路的动态数学模型

高阻接地的十二脉波不控整流器已广泛应用于船舶、飞机等独立电力系统。这类独立电力系统的十二脉波不控整流器发生单极接地短路时,因二极管导通组合多、暂态过程复杂且时间短,导致其单极接地短路的动态特性难以数学建模。针对该问题,提出一种基于开关函数、谐波平衡原理的动态数学建模方法,建立了十二脉波不控整流器在直流单极接地短路时的大信号数学模型,该模型具有非线性状态方程组形式。通过与物理实验进行对比,证明所提出的建模方法和数学模型的有效性,该模型可准确反映十二脉波不控整流器接地短路暂态特性和短路前、后的稳态平均值特性。
孤岛微电网序阻抗建模与高频振荡抑制

孤岛微电网无大电网支撑,源-荷电力电子装备间强交互耦合,易发生高频振荡等稳定性问题。对此,提出了一种离网源脉宽调制(PWM)逆变器的阻抗重构控制方法,可提高离网源PWM逆变器的输出序阻抗在高频处的相位,增加系统阻尼,能有效抑制系统高频振荡。采用谐波线性化方法,建立离网源PWM逆变器的小信号宽频带正、负序阻抗模型。为了进一步分析孤岛系统的源-荷交互稳定性,建立负荷PWM整流器的正、负序阻抗模型。然后,根据所建宽频带正、负序阻抗模型和Nyquist稳定性判据分析了控制方法、负荷类型、负荷功率大小对孤岛微电网系统稳定性的影响,揭示了孤岛微电网中源PWM逆变器与负荷PWM整流器型负荷交互发生高频振荡的本质原因:在高频处孤岛逆变器的输出阻抗具有负电阻值容性阻抗特性,而PWM整流器型负荷的输入阻抗为感性,导致系统阻抗比不满足稳定判据。所提阻抗重构控制方法,通过增加电压反馈支路,以改善孤岛逆变器在高频处的相位特性,增加系统阻尼,提高系统稳定性。最后,实验验证了本文分析的正确性。
基于非光滑分岔的单机水电系统超低频频率振荡机理分析

针对单水电机组的电力系统,结合相图法分析水电机组调速系统限幅对超低频频率振荡的影响,揭示其发生超低频频率振荡的数学机理之一是非光滑分岔。首先,介绍限幅环节饱和导致的非光滑系统的振荡现象,说明了一般动力系统振荡的原因之一是限幅环节饱和相关的非光滑分岔;其次,给出含限幅环节的单水电机组电力系统的简单数学模型、状态方程及其平衡点特性;再次,分析不同初始条件、有/无限幅时,系统相图有/无极限环的动力学特性,说明了调速系统限幅环节作用和足够大的初值是系统发生超低频频率振荡的原因之一,揭示了系统对初值的非光滑分岔特性;最后,分析了不同系统参数对系统有/无极限环的动力学性质影响,揭示了在一定初值下的单水电机组电力系统的参数非光滑分岔特性。
基于电压波形拟合的换相失败快速预测与抑制措施

为减少高压直流输电系统换相失败的发生概率,从换相失败机理出发,提出了一种基于电压波形拟合的换相失败快速预测与抑制措施。首先,以换相电压-时间面积为理论基础,推导出换相需求面积和可供应最小换相面积的数学解析并以此为换相失败预测判据,通过三点法对故障前后电压波形进行拟合,从而实现所提换相失败预测方法的实时量化分析。然后,提出一种基于临界换相面积的提前触发控制策略,可根据临界换相面积动态变化来调节提前触发的角度。最后,基于CIGRE标准测试模型的仿真结果表明,所提方法不但可以实现换相失败的快速预测,同时还能在一定程度上抑制换相失败的发生,改善系统的故障恢复性能。
含限流器的多端柔直系统故障保护策略

针对采用模块化多电平换流器(MMC)的多端直流系统(MTDC)故障电流大、上升速度快,现有混合式直流断路器(DCCB)无法快速有效隔离故障区域的问题,提出一种新型故障处理策略。通过对比电感型超导限流器(I-SFCL)和电阻型超导限流器(R-SFCL)对短路电流的影响,选取更具限流优势的R-SFCL,结合实验建立其失超和恢复超导态的等效模型。在分析R-SFCL和DCCB配合原理的基础上,提出R-SFCL和DCCB配合的故障处理流程。基于舟山工程在PSCAD/EMTDC仿真平台上对所提新型配合策略加以验证,仿真结果表明该配合策略能够快速地隔离故障,实现非故障站的故障穿越,提高了MTDC系统的稳定运行能力。
特高压变压器直流偏磁对绕组电流的影响

为了快速而准确地分析特高压变压器负载下直流偏磁对各绕组电流的影响,基于棱边有限元法建立特高压变压器的时域场路耦合模型,在磁场模型中根据能量扰动原理,通过能量增量计算动态电感,在电路模型中利用动态电感参数建立瞬态电路偏微分方程模型并应用四阶龙格库塔法进行求解。针对特高压变压器大电感、小电阻带来的极为漫长的过渡过程以及直流偏磁计算易被忽略的难点,通过在电路模型中增加串联电阻,使达到稳态的时间大大缩短,并通过电压迭代补偿,有效消除串联电阻值导致的计算偏差,计算特高压变压器负载运行时受直流偏磁影响下的励磁电流与各绕组电流,并分析不同直流偏置电流对特高压变压器各绕组电流的影响。通过搭建与特高压变压器相同的铁心结构以及高、中、低压侧具备相同绕组匝数比和容量关系的缩比模型直流偏磁试验平台,验证了该文所提模型的正确性。
基于过完备字典设计的电力系统扰动定位方法

电力系统扰动发生后,迅速准确地进行扰动源的定位是实施及时有效的电力系统安全稳定控制措施的重要前提。由于扰动不会大范围同时出现,因此扰动源在空间分布上具有稀疏特性,如何利用系统中配置的数量有限的同步相量测量装置感知电力系统中的扰动是一个重要的研究课题。提出一种基于过完备字典设计的电力系统扰动定位方法,其创新之处在于根据扰动后系统拓扑结构或电气参数的变化构造过完备字典,结合压缩感知重构算法从低维同步相量测量装置的观测数据中恢复出具有稀疏特性的高维扰动定位数据,完成电力系统扰动的定位。以切机与切负荷扰动为例,大量仿真结果表明,该方法能以很高的准确率完成扰动源位置的定位,对其他类型扰动定位也有重要的借鉴意义。
无刷双馈电机反馈线性化控制方法

该文首先给出控制电机电流源供电时无刷双馈电机在转子坐标系下的状态空间模型,经旋转坐标变换得到控制电机同步坐标系下的仿射非线性状态空间模型,分析其静态直流特性。以此为基础应用反馈线性化方法解决无刷双馈电机的解耦控制问题,得到控制电机同步坐标系下的解耦控制方法及其实现的必要条件,给出相关参数的折算方法和测试方法。仿真结果证明该文给出的控制方案的有效性和鲁棒性。
二氧化碳联合核桃壳提取液促进单针藻Monoraphidium sp.QLZ-3的生长和油脂积累

以单针藻Monoraphidium sp.QLZ-3为对象,研究了CO_2对微藻在核桃壳提取液(walnut shell extracts,WSE)中生长及油脂积累的影响。结果显示,在12%的CO_2条件下,微藻在WSE中的生物量产率及油脂产率达到196.85mg/(L·d)和97.52mg/(L·d),分别是对照组的1.33倍和1.57倍。WSE培养下,外源CO_2上调了微藻中核酮糖1,5-二磷酸羧化酶基因(ribulose 1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase,rbcL)的表达量,从而促进了CO_2的固定。此外,12%的CO_2提高了微藻对WSE中多酚的利用,同时上调了乙酰辅酶A羧化酶(acetyl coenzyme A carboxylase,ACCase)和苹果酸酶(malic enzyme,ME)活性,下调了磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(phosphoenolpyruvate carboxylase,PEPC)活性。研究表明,CO_2可以提高WSE中微藻的生物量产率和油脂产率,降低培养成本,为核桃壳的资源化利用及微藻的工业化生产提供了新的理论基础。
成熟期降水对贺兰山东麓酿酒葡萄果实品质的影响

以种植面积较广的酿酒葡萄品种 “赤霞珠”为研究对象,利用电控移动式人工模拟降水系统进行人工降水,研究成熟期降水对酿酒葡萄果实品质的影响。试验于2017年9月5–7日(连续3d的阴雨天气)在宁夏回族自治区永宁县某酒庄葡萄园内进行,此时酿酒葡萄处于成熟中期。以当地9月1日至采收期的自然降水量(10.3mm)为对照(CK),4个增雨处理的总降水量为自然降水与人工模拟降水之和,分别为P1(20.3mm)、P2 (40.3mm)、P3(50.3mm)、P4(60.3mm)。并于9月28日进行葡萄成熟期采样,观测对比不同处理葡萄浆果中包括可溶性固形物、还原糖、可滴定酸、总酚、单宁和花色素6种品质指标的变化情况。结果表明:在所设置的降水范围内,随着降水量的增加,葡萄可溶性固形物、还原糖、糖酸比和总酚含量呈先增加后降低的变化趋势;可滴定酸和花色素含量呈现先降低后增加的趋势;单宁含量呈波动变化趋势,但各降水处理的单宁含量均高于对照(CK)。总的来说,10.3mm以下和40.3mm以上降水均会对酿酒葡萄品质产生不利影响。
基于称重式蒸渗仪实测值的温室茄子日蒸散量估算方法评价∗

以称重式蒸渗仪实测温室茄子日蒸散量为标准值,对基于FAO-56 P-M法(P-M_s)、修正P-M法(P-M_m)、 Priestley-Taylor法(P-T)和Irmak-Allen法(I-A)4种模型方法计算的温室茄子日蒸散量进行对比分析,评价各方法在温室内的适用性。结果表明,利用4种模型方法计算得到的温室茄子日蒸散量与实测值(ET_c)均具有相似的生育期变化规律,但各方法的计算精度差异明显。其中基于P-M_m法得到的ET_(c-m)高估了32.1mm,而基于P-M_s、P-T和I-A法计算得到ET_(c-s)、ET_c-PT和ET_(c-IA)则分别低估了132.3mm、80.0mm和53.5mm。ET_(c-m)与实测值(ETc)的相关性最高,方程决定系数R~2为0.905(P<0.01),一致性指数达0.944,RMSE仅为0.769mm·d~(–1);而基于I-A法计算得到的ET_(c-IA)与实测蒸散量的方程决定系数也较高(R~2=0.775),一致性指数为0.828。P-M_s和P-T法在温室内应用均有较大误差,其中,ET_(c-s)和ET_c-PT仅相当于实测值(ET_c)的59.4%和74.8%,一致性指数分别为0.723和0.748,RMSE则分别达1.672mm·d~(–1)和1.304mm·d~(–1)。因此,计算温室作物蒸散量可优先选择P-M_m法,而在气象数据短缺时,I-A法可作为替代方法在温室内使用。
基于重叠网格与结构网格的圆柱绕流数值模拟

为研究重叠网格与结构网格在圆柱绕流数值模拟中的区别,以二维圆柱为例,利用有限元分析软件ANSYS 19.2中的DM与Mesh建立模型并划分重叠网格,利用ANSYS 19.2中的ICEM建立模型并划分结构网格。采用FLUENT 19.2中laminar模型模拟分析系统中的平均升力系数、平均阻力系数、斯特劳哈尔数St等流体动力特性。通过改变流体流速得到两种不同网格下各6组雷诺数Re,这6组雷诺数在60~160之间。结果表明:结构网格与重叠网格的St都随着Re的增加而增加,但相同雷诺数下重叠网格对应的St数值更大,St的增长速度更快;重叠网格与结构网格的平均升力系数与平均阻力系数随着Re的增加趋于稳定的速度都加快,但结构网格的平均升力系数与平均阻力系数趋于稳定的速度更快,且两种网格的平均升力系数与平均阻力系数趋于稳定速度的差距逐渐缩小,当Re=160时,两种网格的平均升力系数与平均阻力系数趋于稳定的速度几乎相同;当雷诺数在60~160之间时,采用重叠网格计算出来的斯特劳哈尔数比结构网格更加接近理论值;从升力功率谱密度分布曲线中可以看出,随着雷诺数的增加,两种网格下的频率逐渐变大,并且相同雷诺数下重叠网格的频率比结构网格大。
两跨输电线非线性主共振响应分析

研究两跨输电线非线性共振响应问题,应用Hamilton变分原理推导了两跨输电线的振动微分方程以及对应的边界条件。利用Galerkin离散方法和多尺度法,得到了单模态主共振响应。研究结果表明:幅频响应曲线表现出软、硬弹簧性质,随着外激励幅值的增大,输电线系统响应由软弹簧性质向硬弹簧性质转换;系统阻尼减小或外激励幅值增大时,系统幅值个数也随之发生变化,表现出多值和跳跃现象。
复杂网络链路可预测性: 基于特征谱视角

近年来链路预测的理论和实证研究发展迅速,大部分工作关注于提出更精确的预测算法.事实上,链路预测的前提是网络的结构本身能够被预测,这种“可被预测的程度”可以看作是网络自身的基本属性.本文拟从特征谱的视角去解释网络的链路可预测性,并刻画网络的拓扑结构信息,通过对网络特征谱进行分析,构造了复杂网络链路可预测性评价指标.通过该指标计算和分析不同网络的链路可预测性,能够在选择算法前获取目标网络能够被预测的难易程度,解决到底是网络本身难以预测还是预测算法不合适的问题,为复杂网络与链路预测算法的选择和匹配问题提供帮助.
电力电子化电力系统稳定的问题及挑战:以暂态稳定比较为例

随着电力电子技术的进步和环境保护对清洁能源的要求,以同步发电机为主的传统电力系统正向着多样化电力电子装备为主的电力系统转变,由此电力系统正面临着百年来未有之大变局.近年来,国内外不断报道出以电力电子装备为主的新能源基地和传统高压直流等机理不明的电力事故,严重威胁了电力系统安全稳定运行.针对上述问题,本文首先介绍传统电力系统暂态稳定分析的主要方法,接着分析了典型故障场景下简单电力电子化电力系统的动力学行为,并建立了同时包含电力电子设备与传统同步机的多机耦合系统模型,最后总结了电力电子化电力系统的非线性、多时标、复杂性的本质特点,归纳其暂态稳定的基本问题与挑战以及对未来研究方向的展望,希望引起复杂系统和统计物理背景的研究人员的广泛兴趣.
钛宝石飞秒激光器中孤子分子的内部动态探测

孤子是自然界中一种基本的非线性波动传递形式,孤子间的相互作用能够映射出复杂非线性系统的多体动力学过程,具有重要的基础研究价值.被动锁模激光器是研究孤子相互作用的理想平台.光孤子之间的吸引、排斥作用能够形成孤子分子,而时间拉伸色散傅里叶变换(TS-DFT)技术使得实时探测孤子分子动力学成为可能.基于TS-DFT技术,本文实验研究了钛宝石飞秒激光器产生的孤子分子的内部动态,通过改变抽运功率,分别观察到了间隔为180 fs的稳定的孤子分子和间隔为105 fs的具有微弱相位振荡的孤子分子,后者的振动幅度仅为0.05 rad.实验发现受到环境影响,稳定态的孤子分子还能够转变为相位滑动状态.这些间隔为百飞秒量级的光学孤子分子对于研究孤子的近程非线性相互作用具有突出的意义.
弱Soret效应混合流体对流系统的分岔与非线性演化

混合流体Rayleigh-Benard(RB)对流是研究非平衡耗散系统的自组织斑图及非线性动力学特性的典型模型.本文利用高精度数值方法模拟了底部均匀加热的矩形腔体中混合流体RB对流,研究了具有极微弱Soret效应(分离比ψ=-0.02)的混合流体对流的分岔特性及斑图的形成和演化,给出了分岔曲线图.获得了行波交替闪动的Blinking状态、局部行波对流和定常对流(SOC)三种稳定状态,讨论了状态之间的过渡.研究发现从Blinking状态到局部行波对流状态的过渡存在迟滞现象,过渡时行波频率、对流振幅和对流传热Nusselt数等均有明显的跳跃.在Blinking状态存在的Rayleigh数区间下界附近,外部施加的不对称初始扰动是形成该状态的诱因.随着Rayleigh数增大,临界SOC状态经过多次分岔并形成多个具有不同波数的SOC状态后过渡为混沌状态.
微波瑞利散射法测定空气电火花激波等离子体射流的时变电子密度

大气压空气电火花激波等离子体射流的电子密度在亚微秒时间尺度上瞬变,其电子密度的测定很难.基于微波瑞利散射原理,本文测量了空气电火花冲击波流注放电等离子体射流的时变电子密度.实验结果表明:测量系统的标定参数A为1.04×10~5 V·Ω·m~(-2);空气流注放电等离子体射流的电子密度与等离子体射流的半径和长度有关,结合高速放电影像展示的等离子体射流的等效半径和等效长度,测定的电子密度在10~(20) m~(-3)的量级,且随时间先快速增长至峰值再成指数衰减.此外,本文还探讨了等离子体射流的不同等效尺度对测定结果的影响;分析结果表明,采用时变等效半径和时变等效长度的计算结果最有效,且第1个快速波峰是由光电离的电离波导致的.
人脑默认模式网络的动力学行为

大脑具有自适应、自组织、多稳态等重要特征,是典型的复杂系统.人脑在静息态下的关键功能子网络——默认模式网络(DMN)的激活处于多状态间持续跳转的非平衡过程,揭示该过程背后的动力学机制具有重要的科学意义和临床应用前景.本文基于功能磁共振获得的血氧水平依赖(BOLD)信号,建立了DMN吸引子跳转非平衡过程的能量图景、吸引子非联通图、跳转关系网络等;以高级视觉皮层和听觉等皮层活动为例,通过对应激活DMN状态空间的分布,以及XGBoost、深度神经网络等算法验证了DMN状态变化与外部脑区状态的密切依赖关系;通过偏相关、收敛交叉映射等方法分析了DMN内各个脑区之间的相互作用.本文结果有助于理解静息态下大脑内在非平衡过程的动力学机制,以及从动力学的角度探索具有临床意义的脑功能障碍生物标志物.
热光伏能量转换器件的热力学极限与优化性能预测

受不可逆损失的影响,热光伏能量转换器件在高品位热能回收与利用方面受到限制.本文揭示不可逆损失来源,提供热光伏能量转换器件性能提升方案.利用半导体物理和普朗克热辐射理论,确定热光伏能量转换器件在理想条件下的最大效率.进而考虑Auger与Shockley-Reed-Hall非辐射复合和不可逆传热损失对光伏电池的电学、光学和热学特性的影响,预测热光伏器件优化性能.确定功率密度、效率和光子截止能量的优化区间.结果表明:相比于理想热光伏器件,非理想热光伏器件的开路电压、短路电流密度和效率有所降低;优化热光伏电池电压、光子截止能量和热源温度,可提升器件的功率密度和效率.通过对比发现理论与实验结果较一致,所得结果可为实际热光伏能量转换器件的研制提供理论指导.
基于等效介质原理的宽角超材料吸波体的理论分析

目前,很少有文章就如何实现宽角度吸波材料进行详细的理论分析和设计指导,设计宽角度吸波材料仍然是一件很困难的事情.本文基于等效介质理论对带有反射地板的单层介质超材料吸波体进行较为详细的理论分析.从基础电磁理论出发,推导TE波(横电波,电场方向与入射面垂直的平面电磁波)和TM波(横磁波,磁场方向与入射面垂直的平面电磁波)照射下吸波体的反射系数,分析实现宽角度吸波效果所需的等效电磁参数,为宽角度超材料吸波体的设计提供了理论基础.此外,论文还理论分析了实现宽带宽角吸波等效电磁参数所要满足的条件,并做了计算检验.结果表明,当介质等效电磁参数按照特殊曲线随频率发生变化时,理论上能实现宽带宽角的吸波效果.
第一性原理软件北京原子技术模拟工具包的重构进展

基于第一性原理的理论方法的研究,代表了材料计算、分子模拟等领域的科学高地,相应的第一性原理计算软件直接关系到该领域相关理论、算法的积累.本文汇报了我们在重构第一性原理计算模拟软件—北京原子技术模拟工具包(BSTATE)的一些最新进展.重构的核心思想是降低用户使用门槛、扩展软件适用范围、增加软件对于流行计算框架的支持.基于此思路,在BSTATE原有Makefile编译系统的基础上添加了CMake编译环境,并支持各种数学函数库的自动和交互式配置;通过在原有内置泛函基础上增添Libxc泛函库的支持,使BSTATE支持的泛函数量有了数量级上的增长;分析测试BSTATE在集群的并行特点,并以更新数学库接口(FFTW3、Cufftw)的形式提供对于流行异构框架的初步支持.
Ti:MgAl_2O_4激光晶体的提拉法生长及性能表征

通过构建合适的温度梯度,优化转速、生长速度等工艺条件,采用提拉法晶体生长技术,首次成功地生长出了Ti离子掺杂的Ti:MgAl_2O_4晶体,晶体尺寸为O30 mm×70 mm,X射线摇摆曲线表明该晶体的结晶质量良好.对晶体的拉曼振动峰进行了指认.测量了Ti:MgAl_2O_4晶体退火前后的透过和荧光发射光谱,结合电子自旋共振(ESR)谱图分析了晶体中Ti离子的价态.室温下Ti:MgAl_2O_4晶体在480 nm附近有个宽带发射峰,其荧光寿命为14 μs,是Ti:Al_2O_3、Ti:BeAl_2O_4晶体的4—5倍,长的荧光寿命有利于储能;发射截面为2×10~(-20) cm~2,较大的发射截面利于实现激光输出.因此,Ti:MgAl_2O_4晶体是潜在的能够实现宽带可调谐蓝光激光输出的晶体材料.
中高压直流断路器拓扑综述

随着直流输配电系统的发展,直流系统对故障电流抑制和清除的要求增加,采用直流断路器能够很好地解决清除直流故障时快速性、稳定性和经济性的问题。文中论述了直流断路器的发展现状,对近年来国内外提出的直流断路器拓扑进行归纳总结。在此基础上,就机械式、Z源结构、组合式、级联模块、器件组合型直流断路器拓扑以及直流断路器测试电路进行了详细讨论。论述了各个方面的拓扑原理、使用优点以及面临的主要问题,对同一方面所涉及的文献进行了归纳对比。最后,提出了直流断路器未来可能的发展方向及相关问题。
基于故障行波沿线突变和模型匹配的辐射状配电网故障定位

针对辐射状配电网拓扑结构复杂,故障分支难以辨识等问题,文中在定义拓扑主干的基础上,利用主成分分析(PCA)和支持向量机(SVM)构造PCA-SVM模型提取故障电流行波的曲线簇特征,划分故障区段并定义为割集。然后,通过正、反向电压行波构造测距函数,提取行波突变点沿线分布特征,并根据突变点幅值、极性以及时窗和线长间的关系剔除无效突变点,甄别出有效突变点。对于无法剔除的干扰突变点,采用“测后模拟”结合故障支路判别式进一步滤除,甄别出有效突变点,从而实现辐射状配电网准确故障定位。最后,应用PSCAD仿真软件对不同分支的故障进行实验,结果表明所提方法能实现故障点的准确定位。
仅利用零序电流的谐振接地系统接地故障方向算法

由于多数终端难以获得零序电压或三相电压信号,限制了暂态功率方向法在小电流接地故障定位、多级保护、分界技术的应用。分析了谐振接地系统单相接地时故障点上游与下游的零序电流工频分量、暂态主谐振分量以及衰减直流分量与故障初相角的关系,发现可利用零序电流工频分量作为零序电压的极化相量,进一步识别故障方向。当零序电流工频分量初相位分别在(-45°,75°)或(135°,255°)以内,暂态主谐振分量初相位分别在(-30°,30°)或(150°,210°)以内时,或者衰减直流分量与工频分量幅值之比大于预设门槛时,故障方向为正,否则故障方向为负。仿真和现场实际故障数据验证了算法的正确性。
基于电压与功率前馈的电能路由器储能端口优化控制策略

针对采用双向Buck/Boost拓扑作为电能路由器储能端口时存在的储能端口并网启动电流冲击和离网母线电压波动的问题,提出了一种储能端口电压前馈与负载功率前馈相结合的电能路由器储能端口并离网优化控制策略。该方法通过前馈储能侧电压抑制储能端口的并网启动冲击电流,消除离网下储能侧电压波动对母线电压的影响,同时利用基于以太网控制自动化技术(EtherCAT)的电能路由器快速控制通信单元前馈负载功率,抑制离网下负载突变产生的母线电压扰动,节省电流采样成本。理论分析与实验结果验证了所提优化控制策略的有效性。