mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
基于高频电力线模型的整流器传导干扰分析与验证

电力传输线是引起电力电子装置或系统发生电压反射以及无法满足电磁兼容限值的主要原因,为了实现整流系统电磁干扰估算,构建能够精确反映电磁传输特性的电缆模型是关键环节之一。高频时参数的频率变化及集肤效应引起的分布特性差异对导体电流分布密度产生影响,此时计及集总参数的S.Kim模型无法精确表征传输线固有特性。为实现模型宽频带寄生参数准确辨识,故采用基于“N-Branch”理论的传输线等效电路拟合策略,从而实现预测模型精确逼近和稳定收敛,为功率整流器系统的EMC设计提供有效的理论依据。最后,通过数值计算和实验结果对上述建模机理可行性与准确性进行验证,在低频段传导干扰实测值与预测结果几乎一致,而在高频段仅仅产生约5 dB的估算误差,预测趋势基本符合。
基于K-means聚类粒子群算法的多点PV-DG日前分配计划

针对光伏分布式电源(PV-DG)将大量接入配电网的场景,提出了基于K-means聚类粒子群算法(PSO)的PV-DG日前出力优化算法。该算法通过K-means聚类法根据PV-DG依次接入不同配电网的节点每小时网损的分析对节点进行分类,结合设计的分配公式初始化并网节点的PV-DG出力,将此出力作为初始化粒子引入粒子群优化算中。将分时系数自回归滑动平均(ARMA)模型预测方法与常规ARMA预测方法进行了比较,仿真结果表明分时系数ARMA模型预测方法提高了预测精度;并将K-means聚类的粒子群算法与粒子群算法及模糊粒子群算法分别进行了比较,对比结果说明提出的优化方法进一步降低了网损。
基于粒子群算法的变电站工频电场优化

为降低变电站工频电场曝露水平,避免工作人员长期曝露其中可能造成的健康威胁,通过优化电站设备布局来降低一次设备周围近地面空间电场强度。建立220 kV户外配电设备3维几何模型,采用软件仿真计算出220 kV户外配电区电场分布,并将电场强度高于限值的设备区作为待优化区域。提出适用于变电站电场优化问题的粒子群优化算法的适应度函数和限制条件。以降低设备区外部电场分布作为优化目标,对其进行整体优化计算,在此基础上,以降低设备区内部高场强分布作为优化目标对相关设备位置进行微调。最后将计算所得最优电场分布与原电场分布进行对比,整体优化后的适应度函数值减小了83.4%,局部优化后适应度函数值再次减小了29.1%。优化结果表明,利用粒子群算法对设备排布重新优化,可以在不增加建设成本的前提下降低目前变电站工频电场曝露水平。
高压变电站设备带电水冲洗机器人系统研究

水冲洗是高压变电站设备防污闪的主要措施之一,对高压变电站设备进行带电水冲洗是既简便有效、清洗彻底且冲洗效率高、经济效益高的方法。针对目前人工水冲洗方式存在的问题和安全隐患,设计了一种人机交互和局部智能控制的变电站带电水冲洗机器人系统,该机器人系统主要包括履带式水冲洗机器人,高压纯水制备装置和便于操作的手持终端。为保证系统安全性、稳定性、灵活性等和满足变电站复杂环境、带电水冲洗任务等需求,提出了水冲洗机器人分层式控制系统,给出了其有效的水冲洗方式和多种安全措施相结合的防护技术,解决了国内水冲洗机器人带电作业的安全性、操作灵活性等问题。高压变电站现场试验验证了变电站带电水冲洗机器人的可靠性、安全性、可行性,符合变电站带电作业标准要求。
基于线路阻抗辨识的微电网无功均分改进下垂控制策略

在孤岛运行的微电网中,分布式电源(DG)以并联方式运行,在其等效线路阻抗不匹配的情况下,传统的下垂控制难以按无功功率-电压的下垂方式对无功功率进行合理分配。为此,提出了一种基于线路辨识的改进下垂控制来消除无功功率分配的偏差。首先,详细分析了线路参数对传统下垂控制效果的影响;其次,针对单个分布式电源,构建了基于本地信号的线路观测环节,以对分布式电源的连接等效线路阻抗进行精确辨识,并在传统下垂控制中基于线路辨识结果加入了电压补偿项,使它在等效线路阻抗不匹配时,仍能保持无功功率的合理分配;最后,将提出的改进下垂控制策略应用于一个典型的微电网系统,并利用MATLAB/Simulink仿真验证了所提方法在多工况下的正确性和有效性。仿真结果表明:所提出的主动线路观测器可基于本地信号较精确地辨识出等效线路阻抗的实际值,基于该线路辨识结果,可有效对DG等效连接线路的不匹配电压降进行补偿,从而实现无功功率的合理分配;该改进方案无需依靠实时通信系统交换各DG源间的信息,也不需要利用中央控制器发送同步信号来保持改进控制启动的同步性。研究结果证明了所提改进下垂控制策略的有效性。
电网故障最优诊断的查询方法

针对传统专家系统在电网故障诊断应用中的局限性,提出一种基于模型诊断的电网故障最优诊断的查询方法。该方法按照基于因果关系的诊断思想,得到预设故障输出对应的预备候选诊断,然后根据故障后的电气信息从匹配的预设故障输出中确定候选诊断,最后,运用贝叶斯理论计算候选诊断的故障概率,并查询最大概率的候选诊断作为电网故障的最优诊断。该方法通过离线获得预备候选诊断,在线确认候选诊断的手段,缩减了诊断的时间,在利用贝叶斯定理处理诊断的不确定性时,将告警信息引入到模型诊断逻辑框架内计算元件的实际故障概率,提高了诊断的准确性。算例分析结果验证了所提方法的有效性和可行性。
基于柔性直流的配电系统关键设备暂态电流研究

基于柔性直流的配电系统因便于新能源接入等优势成为了国内外研究热点,其中设备暂态电流特性是设备选型的重要依据。针对基于柔性直流的±10kV配电系统关键设备的暂态电流特性,开展了理论分析、仿真计算和限流措施研究。首先基于系统的拓扑结构,分析并确定了各区域关键设备及其暂态电流决定性故障工况。在此基础上,采用理论分析和仿真建模计算相结合的手段开展了暂态电流的研究,通过仿真对比了不同阻抗限流电抗器的限流效果,考虑保护时间需求和断路器开断能力的要求,结合经济性、占地面积等因素确定了限制接入设备暂态电流的电抗大小。最后,理论计算和仿真分析了各区域关键设备暂态电流水平。计算结果表明,主换流器桥臂及子模块的暂态电流峰值为9.72 kA,线路上接入的两电平换流器暂态电流峰值接近6 kA,直流变压器直流母线暂态电流峰值接近7 kA。研究结果为±10 kV基于柔性直流的智能配电系统关键设备的选型提供了参考。
兼顾不同角色利益的集中型充电站优化布局

考虑到充电站投资主体和充电用户两种不同角色所追求的利益互异会影响充电站规划决策,发展了一种兼顾投资主体投资成本和充电用户满意度的集中型充电站双层优化布局模型。根据各类电动汽车(EVs)的行为特性建立了电动汽车充电功率需求模型。以企业投资成本和用户满意度分别作为双层规划模型的上层和下层目标函数,并考虑企业投资预算约束、电网约束、充电站容量约束和充电用户需求约束,综合反映了不同角色间的耦合决策作用。双层规划问题属于强NP-hard问题,采用量子遗传算法求解上层规划模型,采用粒子群算法求解下层规划模型,并输出最终充电站布局方案。结果表明,综合考虑投资成本和用户满意度的集中型充电站方案能合理兼顾投资主体和用户的各自利益,实现投资成本和用户满意度的有效折衷。
计及柔性资源的含风电场电力系统多目标动态协调调度

针对风电出力的间歇性和不确定性,提出考虑能量存储系统和需求侧管理的含风电场电力系统的动态经济环境协调调度模型。结合风电出力概率模型,将含随机变量的机会约束转化为确定性约束条件。在此基础上,建立含风电场及柔性资源的多目标调度模型,并提出一种基于拥挤熵的改进多目标粒子群优化(IMOPSO-CE)算法对该模型进行求解。最后以含6台火电机组和1个风电场的电力系统为算例,对不同调度情景下的仿真结果进行比较分析,验证了所提模型的合理性及IMOPSO-CE算法的有效性,为解决含风电场电力系统动态经济环境调度问题提供了一种新思路。
新型Z源T型五电平逆变器及其调制策略

针对传统二极管中点钳位三电平与五电平逆变器需要大量钳位二极管、结构复杂、可靠性差、二极管开关损耗较大,以及传统Z源两电平逆变器电容电压应力较高、升压能力不足、功率较低等问题。首先,提出了一种T型五电平逆变器拓扑,该拓扑省去了大量钳位二极管,结构简单,开关损耗小,功率等级高;其次,结合Z源网络与该T型五电平拓扑,得到一种新型Z源T型五电平逆变器拓扑,与传统Z源逆变器相比,在相同的电压增益下,该新型逆变器有效降低了开关器件电压与电容电压;再次,将Z源网络中的电感用升压单元代替,进一步增强了其升压能力;最后,设计了该新型逆变器的同向载波调制策略。仿真实验证明了所提拓扑的正确性与调制策略的有效性。
模块化多电平变流器的低频控制策略

为了研究模块化多电平(MMC)低频电容电压波动的问题,提出了一种MMC低频运行控制策略。首先,建立了MMC的数学模型,从能量流动的角度研究了MMC的电容电压波动情况,指出桥臂能量偏差与系统的运行频率呈反比,致使系统在低频下无法正常运行。针对这一问题,提出了一种在桥臂环流和输出电压中加入高频方波分量的方法来抑制电容电压的波动,确保MMC桥臂能量的平衡。理论分析结果表明,相比于加入高频正弦分量的方法,采用该方法得到的桥臂环流的峰值降低了50%。最后采用上述方法进行了阻感和电机实验,结果表明,模块电压波动得到了有效抑制,电机低频调速性能良好,证明了所提出的控制方法的有效性。
新能源多馈入直流并网与传统交流并网对比

新能源大规模开发,形成区域性的多个能源基地,传统的交流并网容量小、损耗高并且对区域交流系统影响大,柔性直流输电经济稳定且节省输电通道,区域性大型能源基地采用多馈入电压源型直流输电(VSC)并网,然后经电流源型直流输电(LCC)通道外送,能解决上述问题。首先论述了多馈入直流并网的可行性,然后对交直流输电技术进行了对比,并针对其工程应用的性价比进行经济性评估。然后通过设计新能源多馈入直流并网和传统交流并网拓扑结构,并配置两种方式的系统参数,最后通过DIgSILENT软件建模仿真,基于连续潮流法对比两种并网方式系统正常工况下的静态特性,基于风电场故障扰动对比分析两者的暂态特性。仿真结果确定了多馈入直流并网用于新能源大量区域性接入的优越性,该拓扑能够平抑新能源波动,增加新能源消纳,减轻传统LCC直流送端对交流电网的依赖。
MMC-HVDC停运放电过程分析及放电时间定值整定

模块化多电平换流器型柔性直流输电系统停运后,直流母线和子模块应经过充分放电使其电压降低至安全阈值以下,而目前对直流母线和子模块放电过程的研究并不透彻。为此,建立了国内模块化多电平柔性直流输电工程放电的仿真模型,阐明了直流母线和子模块的放电过程和机理;根据放电仿真模型推导出了直流母线和子模块残留电压与放电时间的数学公式,并提出了放电时间定值的整定方法;最后依托厦门柔性直流输电工程给出了设计实例并进行了试验验证。结果表明:放电过程仿真分析与试验结果基本一致,表明直流母线通过直流电压互感器对地电阻放电;子模块因取能电源工作或关闭形成两段放电过程,取能电源工作时电容通过控制回路和并联电阻放电,取能电源关闭时电容只通过并联电阻放电。所提出的放电时间定值整定方法己应用于厦门柔直工程,试验证明采用该放电时间定值可确保直流母线和子模块放电完全。仿真和试验结果均验证了放电时间定值整定方法的有效性。
滑模变结构控制H6结构逆变器的非线性行为和稳定域

为了分析滑模变结构控制H6结构逆变器(SMCI-H6)系统工作过程中的非线性行为,并确定其稳定工作的控制参数范围,采用频闪映射法建立了SMCI-H6系统的离散模型。采用折叠图、时域图、频谱图和快变稳定性定理对SMCI-H6的非线性行为和稳定域进行了研究;并针对系统滑模控制系数k_e的稳定域较窄的问题,提出了一种改进的控制方法。结果表明:系统存在一种状态量从周期1态突变为周期2态的状态突变非线性行为,且k_e的稳定域为[0,0.021]。仿真与实验表明,改进控制将k_e的稳定域提高了2.29倍。研究结果为分析SMCI-H6系统的非线性行为及其稳定域提供了可靠依据。
瑞士乳杆菌的益生功能及应用研究进展

瑞士乳杆菌具有强大的蛋白水解能力和诸多的益生活性,是当前益生菌研究的热点。本文对瑞士乳杆菌发酵牛乳产生的水解肽的益生活性及相关的蛋白水解系统,瑞士乳杆菌产生的胞外多糖益生活性和瑞士乳杆菌自身的益生活性进行了综述,并总结了瑞士乳杆菌在奶酪发酵中研究进展和新型应用的探索研究。诸多的研究表明,瑞士乳杆菌是一种具有广阔应用前景的益生菌。
电磁混合式潮流控制器本体优化及控制

为了增强输电潮流可控性,提出了一种“Sen”变压器(ST)和统一潮流控制器(UPFC)公用激磁绕组的电磁混合式潮流控制器(EHPFC)。详细推导了ST和UPFC的最优容量配合关系,优化了EHPFC的控制策略。分析了EHPFC和UPFC对潮流调控的稳态特性和暂态特性。进一步采用PSD-BPA软件,研究了EHPFC对IEEE14节点复杂环网潮流的调控性能。搭建了双端系统传输潮流的硬件实验模型,对EHPFC调控潮流进行了模拟实验。仿真和实验结果表明,EHPFC可以在较低的成本下,实现和UPFC相同的潮流调控能力,同时弥补了ST无法进行连续潮流调节的不足,验证了EHPFC控制潮流的性能。
基于HSMOPSO算法的微电网经济与环保协同优化方法

将微电网运行的经济性和环保性作为目标进行优化调度,可促进两者的协同优化。在算法上,传统多目标粒子群算法(MOPSO)采用拥挤距离法寻找集群最优解,局部性强而全局性较差。为此,首先构造了引入模糊相似矩阵的多目标粒子群算法(FMOPSO),以提高算法的全局性;然后综合两算法的优点,提出了混合策略下的多目标粒子群算法(HSMOPSO)。结果表明:将一欧洲典型微电网作为优化调度对象,采用HSMOPSO算法求得的非劣解集不仅更贴近真实的Pareto最优前端,且分布广而均匀,并且具备良好的多样性;在微电网中引入储能技术后,优化结果更靠近坐标原点,实现了Pareto改善。研究结果验证了所提优化算法兼具良好的局部搜索能力与全局搜索能力,同时也论证了引入储能技术可显著促进微电网经济与环保的协同优化。
模块化多电平换流器操作过电压分析

模块化多电平换流器(MMC)是高压大容量柔性直流(VSC-HVDC)输电工程的核心,换流器设备的参数设计和型式试验需要基于其暂态过电压的分析结果。为此,提出了模块化多电平换流器的操作过电压计算模型。基于±500 kV柔性直流输电工程的系统参数,研究了模块化多电平换流器设备的设计参数对操作过电压的影响,包括避雷器、桥臂电抗器和子模块储能电容器。结果表明:对于模块化多电平换流器,操作过电压分析中起决定作用的故障工况是换流器交流出口单相接地故障、换流器直流出口单极接地故障、和换流器交流出口相间短路故障;避雷器的荷电率增加时,模块化多电平换流器交流侧相对地、直流侧极对地和桥臂端间的最大操作过电压幅值降低;桥臂电抗器的电感值增加时,模块化多电平换流器的交流侧相对地最大操作过电压幅值降低;子模块储能电容器的电容值增加时,模块化多电平换流器直流侧极对地最大操作过电压幅值增加。研究结果可为柔性直流输电工程换流器的设计和试验提供参考。
基于临界短路比的VSC-HVDC接入弱交流系统的运行特性

基于电压源换流器的高压直流输电技术(VSC-HVDC)具备不依靠受端系统提供换相电流的特点,具有向弱交流系统供电的能力,但接入弱交流系统后的运行特性还有待研究。建立了弱交流系统和VSC-HVDC的数学模型,从最大输送功率的角度分析了制约VSC-HVDC接入弱交流系统的因素,并通过交流侧潮流方程和受端系统的安全稳定条件,得出VSC-HVDC在弱交流系统中接入的理论临界短路比。在BPA软件中进行仿真验证,结果表明,当VSC-HVDC接入弱交流系统的短路比<1.4时,应采取文中提出的措施以保证系统稳定运行。仿真结果和理论分析相一致,为VSC-HVDC工程应用提供了理论指导。
220 kV分裂电抗型超导限流器的仿真与优化设计

输电网的短路故障电流大、危害范围广,实现高压电网的短路故障限流有非常重要的意义。为了降低超导限流器的制造成本和提高其限流能力,提出了一种分裂电抗型超导限流器拓扑,进行了限流原理理论分析和建模方法的研究。针对220kV输电网,建立了系统仿真模型,开展了限流器的参数优化方法研究和限流特性分析。并进行了电阻型超导限流单元和分裂电抗器的优化设计。研究结果表明:分裂电抗型超导限流器能够降低超导带材的使用量,提高超导限流器的限流能力和运行可靠性,为220kV/1.5kA示范样机的研制奠定了基础。
联接含惯量交流系统的VSC-HVDC系统特性分析

目前针对电压源型高压直流输电(VSC-HVDC)系统控制特性的研究仅限于联接到等值交流系统的情形,建立VSC-HVDC系统联接到含惯量的交流系统的模型,研究弱系统条件下交流系统内部参数与VSC-HVDC系统的相互作用有重要意义。利用同步发电机(SG)模拟含惯量的交流系统,首先建立了连接到SG的VSC-HVDC系统的小信号模型,并验证了模型建立的正确性;利用参与因子法分析了特征根与状态变量的关联程度。采用特征根分析和仿真验证结合的方法,分别研究了线路阻抗、SG的惯性常数、阻尼系数的参数变化对系统特征根的影响规律;最后研究了VSC控制器参数对系统稳定性的影响作用。结果和结论证明,系统小信号稳定性随着系统线路阻抗角减小、短路比(SCR)的降低而降低;当惯性常数取值>1.2 s时系统小信号稳定性先增强后减弱但不会失稳,当阻尼系数D在0~0.5范围内变化时,系统小信号稳定性先增强后减弱,VSC控制器参数对系统小信号稳定性影响也较大,在一定范围内调整SG惯性常数、阻尼系数和VSC控制器内外环参数值可以提高系统小信号稳定性。
基于广域测量系统的多馈入直流低压限流单元的协调控制方法

为了改善多馈入直流输电(MIDC)系统的故障后的恢复性能,在研究低压限流单元(VDCOL)对直流系统电压稳定性影响的基础之上,提出了一种基于广域测量系统(WAMS)的多馈入直流低压限流单元的协调控制方法。首先利用灵敏度分析法,研究了直流功率对交直流系统电压稳定性的影响;然后设计了一种基于广域测量系统的多馈入直流低压限流单元的协调控制方法,该方法根据相量测量单元的测量结果,评估故障对各直流输电子系统的影响,并调整和控制故障点附近各直流子系统VDCOL的输出,从而改善多馈入直流输电系统的动态性能;最后对该协调控制方法进行了仿真验证。从仿真结果可以看出,所提出的基于广域测量系统的多馈入直流低压限流单元的协调控制方法能够有效避免系统发生连续的换相失败故障,提高系统的电压稳定性,从而改善系统的恢复性能。
电力电子化电力系统的振荡问题及其抑制措施研究

随着电力电子装置在电力系统中的大量应用,电力系统电力电子化的趋势越来越明显。电力电子设备引起系统振荡的问题逐步显现,现已成为影响系统稳定运行的重要因素。对电力电子化电力系统出现的各种振荡问题进行了探讨,分析了系统振荡的发生机理。在此基础上,研究了电力电子化电力系统振荡的抑制方法,仿真与部分实际应用成果表明提出的解决方案可以有效地抑制振荡。为分析和抑制电力电子化电力系统的各类振荡提供了参考。
高压直流断路器的避雷器分步投入分断及仿真方法

为降低直流电网中故障电流峰值大小,基于一种无弧分断高压直流断路器,首先分析了避雷器的保护原理以及快速机械开关的分断原理;然后针对快速机械开关分断时间较长的问题,提出了一种避雷器分步投入分断方法,在快速机械开关分断达到相应耐压要求后立即投入相应数量避雷器,从而降低了高压直流断路器故障电流峰值大小,减小了系统中关键设备所受的电流应力,并减少了避雷器吸收的能量及其受到的冲击电流热效应;最后通过PSCAD/EMTDC仿真分析,验证了该分断方法的有效性。
含分布式电源与随机负荷的主动配电网保护

随着分布式电源、随机负荷、储能电池等分布式设备渗透接入配电网,改变了配电网原有的电源结构、网络结构以及负荷结构。配电网的运行方式、潮流水平及流向复杂多变。传统配电网的保护原理与配置方案己面临着严峻挑战。对此,归纳总结了分布设备渗透对配电网保护的影响,综述了现存应对措施的优劣,梳理了主动配电网新环境下继电保护的研究方向及重点,并指出亟待解决的问题,为配电网保护的后续研究提供参考。
直流电网潮流分析与控制研究综述

近年来,基于电压源型换流器的直流电网技术发展迅速,成为相关领域的研究热点。潮流问题是电力系统分析中最基本的问题,对直流电网潮流分析与控制技术的研究也是直流电网研究中最重要的基础。首先归纳总结了直流电网的潮流计算和最优潮流计算的方法,并对2者的收敛性和计算效率进行了讨论;在此基础上,针对直流电网潮流控制自由度不足的问题,从系统级控制和直流潮流控制器2个方面,概述了对直流电网潮流进行控制的方法,并对控制效果和经济性做出了评述;最后,对直流电网潮流分析与控制技术的发展趋势和关键问题进行了总结与展望。
基于密度峰值层次聚类的短期光伏功率预测模型

针对传统聚类算法不易选取初始聚类中心、对噪声值较敏感、收敛速度慢及易陷入局部最优等问题,提出一种基于密度峰值的层次聚类算法对天气类型进行聚类。首先确定气象数据的密度峰值参数,采用分层聚类算法将气象数据划分为不同类别,然后利用支持向量机(SVM)对未知天气类型进行识别,最终采用径向基(RBF)神经网络建立光伏发电短期功率预测模型。仿真结果表明,该方法能有效提高气象类型的分类精度、加快寻优速度,提高离群样本点分离的鲁棒性,证明了其在小样本的情况下具有较高的精度,且在天气波动较大时仍能较好地实现功率值的预测。
基于COI和ND5序列的中国南部唇?和间?群体遗传结构

唇?和间?均为分布较广的初级淡水鱼类,是理想的亲缘地理研究材料;且两者形态特征较为相似,不易鉴别,故两者的分布记述和物种有效性存在争议.为了解我国南部唇?和间?的群体遗传结构并探讨两者的物种有效性,本研究对8条水系的唇?和9条水系的间?共130尾个体的COI和ND5基因序列片段进行了测定,并对这两个基因的组合序列(2151 bp)进行了分析.结果表明:在130尾个体的COI和ND5基因组合序列中,共有196个核苷酸变异位点,共检测出50个单倍型,单倍型多样性为0.964,核苷酸多样性为0.019,遗传多样性较高.基于COI和ND5基因组合序列构建的NJ树显示,所有种群可分为两支,支系I包含了韩江和九龙江的全部单倍型以及瓯江的部分单倍型,余下的单倍型组成了支系Ⅱ.两支系间的遗传距离为0.036,而唇?与间?之间的遗传距离为0.027.单倍型网络图表明,韩江、九龙江种群和其他水系种群分化较大;漠阳江种群由海南岛种群扩散而来;海南岛各种群及漠阳江种群的单倍型分支与珠江水系单倍型的分支之间的亲缘关系较近,与长江水系单倍型分支之间的亲缘关系则较远;湘江、桂江和柳江之间的亲缘关系较近.AMOVA分析结果显示,地理区之间的变异约占71.2%,地理区内种群间变异约占16.6%,种群内的变异占12.2%,表明其遗传分化主要来自地理区之间.错配分析及中性检验结果显示,全部种群、唇?种群、间?种群、支系I和支系Ⅱ在历史上均没有发生过明显的扩张.
芒属植物重金属耐性及其在矿山废弃地植被恢复中的应用潜力

芒属植物重金属耐性强,并且是重要的能源植物,其在矿山废弃地植被恢复中的应用备受关注.芒属植物对多种重金属耐性强,但不属于重金属超累积植物.目前的研究认为,根系代谢能力强、根际存在多种共生微生物及抗氧化和光合作用能力强是芒属植物重金属耐性强的重要原因,但更为全面的耐性机理需要深入研究.芒属植物在矿山废弃地植被恢复的应用潜力大,可以清除土壤重金属、改善土壤性质和促进生物多样性发展.本文总结分析了芒属植物生物学特性、重金属耐性特点、机理及其在矿山废弃地植被恢复中的应用潜力,提出了应用芒属植物进行矿山废弃地植被恢复的基本思路,并对芒属植物的重金属耐性机理及应用的未来研究方向进行展望,以期为利用芒属植物开展矿山废弃地植被恢复提供借鉴.
坡改梯工程对胡家山小流域非点源污染负荷时空变化的影响

以丹江口库区胡家山小流域为研究对象,利用2005、2010和2015年3个时期的Landsat TM/ETM遥感影像,结合长期野外观测资料,应用输出系数模型,在GIS技术支持下,研究了以坡改梯工程为主要内容的小流域综合治理工程实施前后,流域非点源污染总氮(TN)负荷的时空变化及其影响因素.结果表明:由于坡改梯工程的实施,流域内坡度15°以上区域的耕地面积明显增加,林地和荒地面积有所减少.流域非点源污染TN负荷由工程实施前的63028 kg增加到2010年的72778 kg,实施后则降低到46876 kg.其中,农村生活的贡献率较高,3期平均贡献率为53.5%,但呈逐年减少趋势;土地利用的贡献率平均为45%,呈逐年增加趋势;畜禽养殖贡献率始终较低.流域非点源氮素负荷强度的空间分布在工程实施前后发生了较为明显的变化.实施前,高负荷强度区主要集中在5°~15°坡度区间,实施后高负荷强度区集中在15°~35°区间,5°~8°区间成为低负荷强度区;在时间变化上,0°~8°坡度区间的TN负荷强度随时间的变化较小,8°以上坡度区间,表现为先增加后减少的趋势.随着村落污水、垃圾和畜禽粪便得到治理,居民生活、畜禽养殖非点源氮素输出明显减少;由于坡改梯工程的实施,耕地面积增加了31%.
经济快速增长区建筑用地变化及其对生态质量的影响——以福建晋江为例

改革开放以来,中国经济增长促进了建筑用地的快速增加,并在很大程度上影响着区域生态质量.本文以东南沿海经济快速增长的福建省晋江市为例,利用遥感技术重点研究经济快速增长导致的建筑用地变化及其对区域生态质量的影响.基于晋江市1996和2015年的Landsat遥感影像,利用建筑用地指数(IBI)提取建筑用地信息,并进行建筑用地变化分析;同时利用遥感生态指数(RSEI)对生态质量进行评价,定量分析城镇建筑用地变化与生态质量变化之间的关系.结果表明:1996—2015年,晋江市建筑用地面积共增加68.54 km~2,增幅达45%,建筑用地扩展强度为0.55.建筑用地的增加导致该市生态质量总体下降,RSEI均值从1996年的0.532下降到2015年的0.460,降幅达13.5% ;生态优良等级所占面积的比例从1996年的39%下降到2015年的21%.建筑用地扩展强度与生态质量呈显著负相关关系.
基于高通量测序的杨树人工林根际土壤真菌群落结构

研究不同根序细根根际土壤微生物群落组成结构对深入了解根系-微生物互作关系具有重要意义.本研究采用Illumina MiSeq测序平台,对杨树人工林非根际土壤和不同根序细根根际土壤的真菌群落结构进行分析.物种注释结果显示:杨树1~2级根(R1)、3级根(R2)和4~5级(R3)根际及非根际土壤(NR)中分别包含128、124、130和101个真菌属,表明杨树根际存在对真菌群落构建的选择性机制.不同根序根际土壤中相对丰度>1%的真菌属有7个,木霉属在1~2级根根际土壤中丰度较高,毛孢子菌属和曲霉属分别是3级根和4~5级根根际土壤中丰度最高的真菌属.α多样性指数表明:根际土壤真菌的多样性在不同根序间存在显著差异,低级根显著高于高级根(P<0.05).β多样性指数表明:真菌群落随着序级的升高差异性不断上升,相似性不断降低.不同根序细根根际真菌群落的趋异化组成和结构与细根功能具有密切关系.
CO_2加富下水氮耦合对黄瓜叶片光合作用和超微结构的影响

以‘津优35号’黄瓜为试材,采用裂区-再裂区设计,研究了CO_2加富下水氮耦合对黄瓜叶片光合作用和超微结构的影响.主区设大气CO_2浓度(400 μmol · mol~(-1),A)和加富CO_2浓度(800±20 μmol · mol~(-1),E)2个CO_2浓度处理,裂区设无干旱胁迫(田间持水量的95%, W)和干旱胁迫(田间持水量的75%,D)2个水分处理,再裂区设施氮量450 kg · hm~(-2)(低氮, N_1)和900 kg · hm~(-2)(高氮,N_2)2个氮素处理.结果表明:在干旱和高氮条件下,CO_2加富提高了黄瓜的株高,且使高氮下的叶面积显著增加.正常灌溉条件下,高氮处理的光合速率、气孔导度和蒸腾速率高于低氮处理,而干旱条件下则相反;CO_2加富提高了黄瓜叶片的水分利用效率,并且随着施氮量的增加,其水分利用效率提高.干旱胁迫下,黄瓜近轴面气孔密度增加,而CO_2加富和高氮却显著降低了气孔密度.高氮处理增加了黄瓜叶片叶绿体数量而减少了淀粉粒数量,干旱胁迫使叶绿体数量减少,但使淀粉粒数量呈上升趋势.干旱胁迫增加了叶绿体长度和宽度,显著增加了淀粉粒的大小,而高氮降低了叶绿体和淀粉粒的长度和宽度.CO_2加富和高氮均使基粒厚度和片层数增加(ADN_2除外),并且EDN_2处理的片层数显著高于ADN_2.综上所述,CO_2加富和适宜的水、氮条件能促进黄瓜叶片叶绿体类囊体膜系的发育,显著增加基粒厚度和基粒片层数,有效改善黄瓜的叶绿体结构,增强光合性能,提高黄瓜植株对CO_2和水、氮的吸收利用能力.
长江口东滩湿地芦苇生境大型底栖无脊椎动物群落结构的月动态

2015年5月至2016年4月对长江口东滩湿地芦苇生境的大型底栖无脊椎动物群落结构进行监测,分析了该生境下底栖动物群落物种组成和多样性的月变化.结果表明:芦苇株高和盖度均在3—8月逐渐增大,9月后逐渐降低;芦苇密度和地上生物量(干质量)均在7月达到最大值.调查期间,共发现大型无脊椎底栖动物20种(包括2种鉴定到属,2种鉴定到科).其中,腹足纲种类最多,有11种(包括1种鉴定到属);软甲纲有5种;昆虫纲和多毛纲均只有2种.以緋拟沼螺、堇拟沼螺和尖锥似蟹守螺等为主要优势种.从生活型来看,底上附着型种类数最多(11种),其次为穴居型(5种)和底内型(4种).大型底栖动物密度和生物量存在明显的季节或月变化,夏季(8月)出现全年最高值.Margalef物种丰富度指数(D)和Shannon指数(H)月份间差异显著,Pielou均匀度指数(J)月份间差异不显著(除11月).大型底栖动物群落在42%相似性水平上划分为3个群聚.从非度量多维标序(nMDS)排序图可知,5月、10—11月与其他月份差异较大.水温、芦苇地下生物量和盐度等环境因子对于底栖动物密度变化具有一定影响,但未达到显著水平(P>0.05).受人类活动的持续影响,长江口东滩湿地芦苇生境底栖动物群落物种多样性有所下降,芦苇生境价值急需重视.
不同氮水平下作物养分吸收与利用对玉米马铃薯间作产量优势的贡献

玉米与马铃薯间作是重要的间作种植模式,具有较突出的资源利用和产量优势,但养分吸收和利用对作物产量优势的贡献及这种贡献对施氮量的响应机制尚不清楚.本研究采用玉米单作、马铃薯单作和玉米与马铃薯间作3种种植模式,分别设置N_0(0 kg · hm~(-2))、N_1(125 kg · hm~(-2))、N_2(250 kg · hm~(-2))和N_3(375 kg · hm~(-2))4个氮水平,通过2年田间小区试验,研究不同氮水平下间作产量优势的营养基础.结果表明:随着施氮量的增加,氮、磷、钾的单作加权平均吸收量逐渐增加,间作则先增加后减少.间作在N_1水平时具最高的养分吸收优势,分别较单作加权平均值增加氮吸收14.9%、磷吸收38.6%、钾吸收27.8%;间作在N_0和N_3时具有更高的养分利用效率,较单作可提高氮利用效率3.5%~14.3%、磷利用效率3.5%~18.5%、钾利用效率10.6%~31.6%.N_0和N_1时玉米与马铃薯间作具有显著产量优势,其营养基础在N_0时主要是提高了作物养分利用效率,而N_1时则是促进养分吸收的结果.充分发挥间作促进养分吸收对玉米与马铃薯间作产量优势的贡献,需要合理控制氮肥的投入.
恢复方式和地形对晋西黄土区退耕林分物种多样性的影响

运用样带样方调查法,对比不同恢复方式和地形条件下退耕林分的物种多样性,以期为晋西黄土区植被恢复效果评价和经营管理提供参考.结果表明:恢复方式对退耕林分物种多样性具有显著影响.自然恢复林物种数为刺槐人工林的1.6倍,Shannon指数大于刺槐人工林,Pielou指数小于刺槐人工林.物种多样性受坡位影响显著,各指数均表现为沟底>沟坡>梁峁坡>梁峁顶;坡向对退耕林分物种多样性影响不显著,各指数均表现为阴坡>阳坡.物种多样性受地形和恢复方式综合作用影响显著,在自然恢复林阴坡沟底处最高,物种均匀度在刺槐人工林阴坡沟底处最高.从提高物种多样性角度,黄土区植被恢复在遵循适地适树原则的同时,应参照自然恢复林分,在不同地形部位采用不同的造林设计.
短期深旋松对黄淮海沙姜黑土耕层结构及小麦生长的影响

针对黄淮海平原由于连年旋耕所导致的犁底层加厚上移、耕层变浅的问题,引入一种全新的耕作技术——深旋松耕,以改良耕层障碍因素,提高冬小麦产量.设置深松20 cm (SS_(20))、深旋松30 cm(DVR_(30))两个处理,以深松20 cm为对照,研究深旋松耕作对土壤物理特性及小麦开花期光合特性的影响.结果表明:DVR_(30)处理能够充分破除犁底层,DVR_(30)处理10~20和20~30 cm土层容重分别较SS_(20)处理降低了9.5%和11.2%,DVR_(30)处理20~30 cm穿透阻力较SS_(20)处理降低了42.3%.DVR_(30)能够增强水分入渗能力,提高土壤深层贮水量.随着深度的增加,DVR_(30)处理土壤含水量显著增加,30~40和40~50 cm土层含水量分别较SS_(20)处理提高16.9%和10.6%,且差异达到显著水平,0~50 cm土壤贮水量提高3.3%.DVR_(30)处理创造了良好的耕层环境,促进了小麦开花期光合能力的提高,与SS_(20)处理相比,DVR_(30)处理小麦开花期叶片相对叶绿素含量(SPAD)及净光合速率分别提高1.3%和15.5%,小麦地上部、地下部干物质累积量亦有显著增加,同时DVR_(30)处理通过提高小麦有效穗数,提高了产量,实际增产12.4%.综上,短期深旋松耕作能够充分破除犁底层、深松活土,为构建合理耕层结构、充分挖掘耕层潜力提供了一种新的技术手段.
甘肃省5种典型人工林生态系统固碳现状与潜力

基于野外调查与室内实测数据,结合第八次全国森林资源清查资料,分析了甘肃省5种典型人工林生态系统(刺槐、杨树、油松/华山松、落叶松及云杉林)森林生态系统碳密度、碳储量,并估算了乔木层固碳潜力.结果表明:5种典型人工林生态系统平均碳密度和总碳储量分别为139.65 t · hm~(-2)和85.78 Tg,不同人工林类型之间差异较大.不同龄组间碳密度表现为近熟林(250.70 t · hm~(-2))最大,其次是成熟林(175.97 t · hm~(-2))和中龄林(156.92 t · hm~(-2)),幼龄林(117.56 t · hm~(-2))最低.碳储量表现为幼龄林(45.47 Tg) >中龄林(19.54 Tg)>成熟林(11.84 Tg)>近熟林(8.93 Tg),幼中龄林碳储量占总碳储量的75.9%.5种典型人工林乔木层现实固碳潜力合计为7.27 Tg,刺槐林(2.49 Tg)和杨树林(2.10 Tg)最大;各龄组中,幼龄林现实固碳潜力最大(3.78 Tg),其次是中龄林(2.04 Tg),近熟林最小(0.45 Tg).5种典型人工林乔木层最大固碳潜力达27.55 Tg,表现为刺槐林(9.42Tg)>落叶松林(6.22 Tg)≈云杉林(6.36 Tg)>杨树林(3.18Tg)>油松/华山松林(2.37 Tg);其中,幼、中龄林最大固碳潜力分别为18.48和6.89 Tg,占总最大固碳潜力的92%.
模拟增温对青藏高原多年冻土区小嵩草和藏嵩草生长与抗氧化特征的影响

采用开顶式增温小室(OTCs)方法模拟气候变暖,分别选取青藏高原腹地风火山地区高寒小嵩草草甸和高寒藏嵩草沼泽草甸优势物种小嵩草和藏嵩草为研究对象,对比分析增温处理下两种优势物种叶片的形态与生理特征变化,从而探索高寒植物对气候变暖的内在响应机理.结果表明:增温显著增加了小嵩草叶片长度(40.0%)和叶片数量(72.7%),也显著增加了藏嵩草株高(11.9%)和叶片长度(19.3%),促进了两种优势植物的形态生长和地上生物量增加.增温处理下小嵩草和藏嵩草叶片的膜透性(电导率),活性氧(过氧化氢和超氧阴离子自由基),超氧化物歧化酶、过氧化物酶、抗坏血酸过氧化物酶和过氧化氢酶活性,丙二醛含量均没有显著变化.但抗坏血酸和游离脯氨酸含量在藏嵩草叶片内分别显著增加了29.8%和53.8%,而在小嵩草叶片内没有明显变化.可见,增温下小嵩草和藏嵩草均能够维持正常的抗氧化水平,以维持该区域优势植物生长;但藏嵩草生理过程对增温更加敏感.
不同林龄杉木人工林的水分利用效率与叶片养分浓度

以亚热带不同林龄(3、8、14、21、46年生)杉木人工林为研究对象,探索不同叶龄(当年生、1年生、2年生和3年生)叶片氮、磷养分状况和水分利用效率的差异及其相互关系.结果表明:不同叶龄水分利用效率差异显著,总体趋势为当年生>1年生>2年生>3年生,而林龄对水分利用效率影响不显著.叶片N/P为11.4~19.6,其中,幼龄林和老龄林叶片N/P高于速生期林分叶片N/P,氮、磷浓度随叶龄的变化趋势一致,为当年生>1年生>2年生>3年生.水分利用效率随林龄变化不显著,可能是因为叶片光合速率和气孔导度同时随林龄下降.水分利用效率与叶片氮浓度相关不显著,而与叶片磷浓度呈显著正相关,与N/P呈显著负相关,表明在氮沉降增加的背景下,亚热带森林中植物磷含量逐渐成为影响水分利用效率的重要因子.
亚热带湿地松叶片多元素化学计量与养分回收对氮添加的短期响应

在我国南方亚热带湿地松人工林设置了3个水平的野外氮添加控制试验(0、40、120 kg N · hm~(-2) · a~(-1)),于2014和2015年生长季高峰期(7月底)和末期(10月底)采集湿地松成熟绿叶和落叶,分析外源氮添加对湿地松叶片碳(C)、氮(N)、磷(P)、钾(K)、钙(Ca)、镁(Mg)、铝(Al)、铁(Fe)、锰(Mn)9种元素浓度及其养分回收的影响.结果表明:N添加显著增加了湿地松绿叶中N、Al、Mn浓度,降低了P和2014年的Ca浓度,而对C、K、Mg、Fe浓度无显著影响.N添加显著提高了绿叶N/P,且该比值及绿叶养分浓度(N、P、Mn)对N添加的响应依赖于N的剂量(高N条件下响应更强).N添加显著降低了2015年N的回收效率,提高了2014年K的回收效率.相比于养分回收效率,回收能力对增加的可利用氮响应更强.N添加显著降低了N的回收能力,提高了P、K的回收能力,降低了枯叶中的Fe浓度,而对枯叶中Ca、 Mg、Al、Mn浓度无显著影响.这表明,N添加对叶片化学计量的影响因不同元素而异,植物会通过调整自身的养分内循环(养分回收)来应对环境变化.N添加提高了绿叶N/P和K/P,说明氮添加条件下植物生长可能由N、P共同限制转变为P限制.氮添加增加了绿叶中Al、Mn浓度,表明N添加下湿地松面临潜在的金属离子毒性风险升高.
气体绝缘隔离开关开合母线转换电流试验的分析

隔离开关作为电力系统中的重要设备,其开合母线转换电流能力是该设备的重要选型参数。因此,隔离开关开合母线转换电流试验是必要的。文中结合相关标准,不仅对隔离开关开合母线转换电流的机理进行了论述,而且给出了在实验室进行该试验的试验原理;提出了GIS中气体绝缘隔离开关开合母线转换电流试验新的试验方法及试验回路。通过仿真分析及型式试验验证,该方法能够满足气体绝缘隔离开关开合母线转换电流试验的要求,试验参数符合标准GB1985-2014及IEC62271-102-2013的相关规定。
不平衡电压和闪变下静止无功发生器的鲁棒稳定性研究

针对三相四线制三桥臂双电容式SVG补偿精度问题,对其模型进行分析。提出了一种自适应性加强型锁相环(enhanced phase-lockloop,简称EPLL),其相位跟踪不受电压不平衡和闪变的影响,鲁棒性好,精度高。针对传统LCL滤波器存在的谐振峰,功率损耗大和滤波效率低等缺点,设计一种RC串联的LCL滤波方法应用于三相四线制三桥臂双电容式SVG。通过建立基于RC串联的LCL的系统模型,构建系统传递函数并利用系统传函等效原则,设计滤波参数。仿真与实验表明:RC串联的LCL滤波器能够较好地抑制开关频率谐波,且高频纹波抑制效果好;自适应性加强型锁相环,可以在保证响应速度的同时提高电流跟踪精度。
一种新型有载分接开关及其分析

当前的有载分接开关切换器中的2个开关借助过渡电阻,采用先合后开的次序完成不中断电流的切换过程,该方式有许多缺点。文中提出一种新型有载分接开关,可克服这些缺点。新型有载分接开关切换器中的2个开关借助过电压触发晶闸管电路,采用先开后合的次序完成不中断电流的切换过程。晶闸管电路采用高可靠性的小功率触点开关进行控制,保证新型有载分接开关有较高的可靠性。用MATLAB仿真软件中的Simulink工具箱构建新型有载分接开关仿真模型,对新型有载分接开关进行仿真。仿真结果表明:新型有载分接开关可行。
一种新型110 kV输电线路雷击闪络限制器的研制

针对输电线路传统防雷装置的局限性,研制了一种新型输电线路雷击闪络限制装置,有效地整合了传统线路避雷器及并联间隙的优势。以新型110kV输电线路雷击闪络限制器为例,设计了产品相关技术参数及安装结构,通过理论分析和仿真计算,从防雷性能、电气性能、机械性能等方面论述了研制的可行性。理论计算结果表明,该装置的电气性能良好,满足绝缘配合及爬电距离要求;机械性能可靠,抗弯、抗拉能力显著。仿真结果表明,该装置钳位效果明显,能够显著提高杆塔的反击、绕击耐雷水平,可靠保护杆塔。
自愈式电力电容器三维温度场数值分析及影响因素研究

自愈式电容器具有无油、低噪声和储能密度高等优点,尤其适合于城市和清洁能源应用场合。为了获得自愈式电容器在运行情况下的温度场分布,在Fluent15.0中建立了自愈式电力电容器承受400 V交流电压,环境温度为55 ℃情况下的温度场计算模型;采用有限体积法计算获得了其外壳和内部心子等的温度场分布并对计算结果进行了系统分析。计算结果表明:外壳最高温度在大侧面,大侧面温度高于小侧面。外壳和心子的平均温升分别为3 ℃和5 ℃左右,心子温度比外壳温度高2~3 ℃。分析了元件直径/数量和排布方式对电容器温升的影响并对元件直径和布置方式的选择提出了建议。该工作为自愈式电力电容器运行甚至电容器的优化提供了参考。
基于纳秒级脉冲响应法带电检测变压器绕组微变形技术有效性仿真与试验研究

为了实现带电检测电力变压器绕组变形、克服离线检测的不足,达到及时发现运行变压器潜伏性故障的目的,文中提出了基于套管末屏注入的绕组变形带电测试方法。利用纳秒脉冲源将检测频段提高至20 MHz,建立了绕组等效模型来仿真绕组变形,对实验室中的变压器绕组进行了带电检测试验,并对可能会对试验造成干扰的因素进行了研究。实验结果表明该方法能够有效识别绕组的微小变形,具备实际在线应用的潜力;而且信号源幅值、采样率、测量引线和高频CT的位置均对检测结果有不同程度的影响。
暂态电磁干扰通过电子式互感器的传导耦合效应研究

为了研究开关操作产生的特快速暂态过程(VFT)通过电子式互感器的传导耦合效应,需要求解其高频传递函数。为此,提出了一种求解电子式电流互感器(ECT)高频传递函数的新方法。首先根据其物理结构尺寸确立ECT的高频分布参数模型,用矢量匹配法(vector fitting method),采用有理函数拟合其频域传递函数,并且进行适当的降价处理,最后利用该传递函数计算了VFT通过ECT传导耦合到采集器端口的干扰电压。通过一个实例的仿真计算和测量验证了该方法的有效性。
基于双饱和变压器模型的磁控电抗器仿真新方法

磁控电抗器以其控制灵活、稳定、可靠、可连续调节工作电流等优势在电力系统中得到了广泛应用,但目前对其工作原理的仿真方法存在过于复杂和繁琐的问题。为此,提出了一种基于双饱和变压器模型的磁控电抗器仿真新方法,即采用2个独立的多绕组变压器模拟磁控电抗器的工作原理,通过MATLAB软件对此方法进行了仿真验证。研究结果表明:该方法直观简单,不用考虑电抗器结构尺寸等参数,并能仿真各绕组、晶闸管和二极管等元器件的电压、电流及各绕组的磁链;基波电流(标幺值)仿真值与理论计算值的相对误差小于±1%,证明了该方法的有效性。
电子式互感器电磁兼容性能研究现状分析

为满足智能化、数字化电网的发展需求,越来越多的电子设备被投入到电网中,从而导致电子式互感器所处的电磁环境变得日益恶劣。为提高电子式互感器挂网运行可靠性及稳定性,文中针对当前其电磁兼容性能(EMC)的研究进行剖析,首先介绍了其研究背景,重点分析了电子式互感器的电磁干扰机理以及电磁干扰对互感器的影响,提出了电磁干扰的抑制措施,并详细阐述了屏蔽、滤波2种抗干扰措施的技术效果。总结了目前电子式互感器电磁兼容研究中存在的问题,并对其发展趋势作了宏观展望。
基于简约参数集的输电线路状态评价方法研究

为提升对输电线路状态评价的准确、全面、可靠性,开展输电线路状态检修和智能化运行维护,提出了一种基于简约参数集的输电线路状态评价方法。该方法结合南方电网现有的输电线路评价导则、规程规范、缺陷库等,提取输电线路状态基础参数体系,在此基础上,构建了能够表征输电线路状态的简约参数集,以此作为输电线路状态评价的参量来源。通过对南方电网某500 kV输电线路进行实例验证,并将评价结果与现有导则进行对比,验证了该方法的有效性和准确性,大大提升了状态评价的效率。
不同电极结构气液两相介质阻挡放电特性比较

文中以水作为工作溶液,空气作为工作气体,采用电压一电流波形测量、发光图像拍摄、发射光谱分析等手段诊断了网一板电极、管一板电极和刃一板电极结构气液两相介质阻挡放电(DBD)的放电特性,研究了外加电压幅值对这3种电极结构放电产生影响,进一步计算得到了放电功率、传输电荷、分子振动温度和分子转动温度等主要放电参量,研究了他们随外加电压变化的变化规律,并结合放电理论对不同电极结构下气液两相DBD的放电机制进行分析。结果表明,相同条件下网一板电极结构气液两相DBD放电最强,放电功率与传输电荷最大,放电电流可达140 mA。电极布置差异导致电场不均匀系数的不同是放电特性出现差异的主要原因。随着电压幅值的增加,3种电极结构放电增强,放电功率和分子振动温度增加,电子密度也增加。
纳秒脉冲电源作用下沿面介质阻挡放电等离子体特性参数的仿真计算

为了深入探究纳秒脉冲电源作用下沿面介质阻挡放电等离子体特性参数的演化规律,揭示其作用机理,文中搭建了纳秒脉冲电源作用下非对称结构沿面介质阻挡放电等离子体光电特性实验测量平台,并在此基础上建立了放电集总参数等效电路模型,通过对比实验推理和仿真计算分别得到的放电电流以及电子密度参量,证明了模型的有效性。文中通过该模型计算得到了介质表面电压、气隙电压以及电子温度等等离子体特性参数随时间的变化关系,并进一步研究了电源斜率对大气压沿面介质阻挡放电电流的影响。得到的主要结论为:单极性纳秒脉冲电源作用下,在脉冲上升沿存在二次放电,在下降沿存在反向放电过程,电子温度与电子密度高达8.3 eV和2.7×10~(18) m~(-3),电源斜率对放电有重要的影响,随着电压上升率增加,第1次放电的电流增大。放电时刻提前,但是对应的第2次放电电流略有减小,下降率的增加则对应着第2次放电电流幅值的增加,第1次放电的电流则略有减小,研究结果为深入分析激励器放电特性,提高等离子体发生器效率提供参考。
不同气体介质下极不对称DBD放电模式转化研究

在大气压条件下,气隙距离为12 mm时,针一板DBD结构在不同的气体介质中会表现出不同的放电模式。当气体介质为氩气、放电电压为4 kV时,放电电压的正半周期表现为丝状放电模式,放电电压的负半周期为类辉光放电模式。当气体介质为氮气、放电电压为12 kV时,放电为电晕放电模式,但电压的正负半周期电晕放电模式也存在区别,在电压的负半周期,电流脉冲更加规则。当放电电压升高到15 kV,放电电压的正、负半周期会出现不同的放电模式,正半周期为丝状放电模式,负半周期呈现类辉光放电模式。在空气条件下,放电电压为12 kV时,存在和氮气条件下相似的电晕放电模式,而当放电电压为15 kV时,在整个周期只表现出丝状放电模式。
激光等离子体引导空气间隙放电的实验研究

为推进激光引雷技术的实用化进程,文中开展了激光等离子体引导间隙放电的实验研究。采用Nd: YAG固体脉冲激光器电离空气产生一定浓度的等离子体通道,等离子体通道作用于施加一定电压的极板间的空气间隙,进而引导空气间隙的击穿放电。搭建了激光引导间隙放电的实验平台及测量系统,开展了不同激光能量(200、400 mJ)及激光波长(532、1064 nm)引导下间隙放电的实验研究,获得了不同参数激光等离子体对空气间隙击穿特性的影响规律。实验结果表明空气间隙击穿阈值电压随着激光能量的增大而降低并逐步趋于饱和,在相同输出能量下532 nm激光可更有效地降低空气间隙击穿阈值电压。研究结果为激光引雷技术的发展及应用提供了实验依据。
基于Boltzmann方程的高温CO_2及其混合气体绝缘特性研究

CO_2是高压断路器中常用SF_6的一种极具潜力的替代气体。文中分别计算了CO_2、CO_2-O_2、CO_2-N_2、CO_2-CH_4和CO_2-H_2等混合气体在不同混合比例、压力和温度(300~4000 K)下的临界击穿强度(E/N)_(cr)。通过Gibbs最小自由能方法,计算了气体组分,挑选混合气体中的主要粒子。以计算出的粒子组分为输入参数,通过二阶近似的Boltzmann方程,获得不同条件下CO_2及其混合气体的临界击穿强度。计算结果表明,CO_2-O_2、CO_2-CH_4和CO_2-H2会提升CO_2的临界击穿强度。文中获得了高温条件下CO_2及其混合气体的绝缘特性基础数据,为寻找SF_6替代气体提供了理论依据。
采用遗传算法的低压开关电弧反演

分析开关电弧的动态过程对提高电器的使用性能和寿命具有重要意义。文中基于电流与空间磁场分布关系,考虑弧径影响,将有触点低压空气电弧视为具有变弧径叠式电流线组合。根据毕奥萨伐尔定律,求取电弧电流线簇在空间磁场的分布,并利用数学反演方法求取电弧所在通流空间域。考虑反演表达式的复杂性及多未知量问题,将方程组求解转化为目标函数最优化问题。在上述研究基础上,采用遗传算法确定电弧空间位置坐标,并将惩罚函数引入目标函数的优化过程,通过这一约束有效地解决了反演的不适定性,最终得到了基于磁场分布下的二维空间低压空气开关电弧的空间形态和位置的定量表征与描述。
微秒和纳秒脉冲激励下甲烷DBD电学特性研究

利用等离子体技术可以裂解甲烷,产生C_2烃和氢气等具有更高价值的物质。对等离子体放电参数优化以提高甲烷等离子体转化效率具有重要意义。文中基于同轴DBD反应装置,在自主研制的微秒和纳秒脉冲电源的激励下,改变电源参数和气体流速,研究了甲烷裂解过程中不同参数下初始击穿电压的变化规律、放电图像、Lissajous图形以及单脉冲内的能量和功率,为甲烷转化提供参考。实验结果表明,两台电源作用下气体初始击穿电压均随脉冲重复频率的增加而下降,但纳秒源作用时该趋势更明显;放电强度均随脉冲重复频率增加而加强,相同参数下,微秒源作用时放电更强;施加电压一定时,不同脉冲重复频率以及不同气体流速下Lissajous图形形状几乎一致,微秒源作用时的图形更接近典型的平行四边形;气体流速和脉冲重复频率相同时,两台电源单脉冲内放电能量与所加电压几乎成直线关系变化,气体流速和施加电压相同时,单脉冲内放电能量几乎不受脉冲重复频率的影响,但是纳秒源可以得到更高的瞬时功率。实验表明,脉冲电源可以作用于DBD反应器用于转化甲烷,纳秒源作用时系统的效率比微秒源更高。
高温高压酸性气井油套管钢在超临界CO_2环境下的腐蚀行为

高温高压酸性气井腐蚀环境恶劣,油套管腐蚀、变形、破损等事故频繁发生,严重影响气井安全生产。为了解掌握油套管钢的腐蚀类型、严重程度及耐蚀性能,利用高温高压反应釜在模拟井底实际工况条件下研究了J55、N80、P110、13Cr、S13Cr 5种油套管材质的抗CO_2腐蚀性能,运用失重法、扫描电镜(SEM)和能谱分析等技术,重点分析了腐蚀速率、腐蚀产物膜形貌和腐蚀产物膜成分。结果表明:在本试验测试范围内,J55、N80、P110钢在90℃时腐蚀速率为最大,然后随温度升高而降低,属于极严重腐蚀;13Cr、S13Cr钢的腐蚀速率随温度的升高不断增大,在150 ℃达到最大值;5种材料的平均腐蚀速率随CO_2分压的增大呈先上升后下降的趋势;碳钢材质腐蚀类型主要为均匀腐蚀+局部腐蚀,含Cr钢材质腐蚀类型主要为均匀腐蚀;碳钢CO_2腐蚀产物膜主要成分为FeCO_3,同时夹杂有少量的Fe_3C和铁的氧化物或铁单质;13Cr和S13Cr钢CO_2腐蚀产物膜的主要成分为晶态FeCO_3和非晶态的Cr(OH)_3,此外,还含有少量的Fe或Cr的氧化物、碳化物和单质Fe等。
RP-HPLC法同时测定7个产地天麻中5种成分

目的建立RP-HPLC法同时测定7个产地(云南昭通和丽江、安徽六安、陕西汉中、贵州德江、四川广元、湖北宜昌)野生天麻、乌天麻、红天麻、黄天麻中5种成分的含有量。方法天麻70%甲醇提取物的分析采用Waters Sunfire C_(18)色谱柱(4.6 mm×250 mm, 5 μm);以甲醇0.1%甲酸为流动相,梯度洗脱;体积流量1.0 mL/min;检测波长270 nm;柱温35 ℃。结果腺苷、天麻素、对羟基苯甲醇、对羟基苯甲醛、巴利森苷A在各自范围内均呈良好的线性关系(r≥0.999 5),平均加样回收率99.34% ~ 101.33% , RSD 1.85% ~3.28%。其含有量分别在昭通(2013年采集)、六安(2013年采集)、宜昌(2013年采集)、昭通(2014年采集)、宜昌(2013年采集)乌天麻中最高,总含有量在宜昌乌天麻(2013年采集)中最高。结论该方法准确、灵敏、可靠,可用于天麻的质量控制。
塔河油田于奇西地区奥陶系洞穴充填程度预测与应用

塔河油田于奇西地区奥陶系碳酸盐岩储层类型以岩溶缝洞型为主,工区中大型洞穴较发育,但由于经历了多期构造运动和岩溶作用,使储层的储集性能遭受破坏,相当部分的洞穴储集空间被充填。洞穴型储层油气产量的高低主要受控于洞穴的充填程度,其中仅中低充填程度的洞穴储集性能较好、油气产量较高。因此,识别、评价预测充填程度较低的岩溶缝洞型储层成为该区寻找高效富集区的关键。本文以洞穴储层发育模式为指导,针对于奇西地区已钻遇洞穴特征,设计不同大小的缝洞体和不同充填程度的地质模型,以波动方程正演模拟为基础,基于属性分析优选出对洞穴大小和充填程度敏感的属性。洞穴充填程度和敏感属性值存在线性关系,通过相关性分析拟合出反映二者关系的曲线量版,以此预测洞穴的充填程度。运用该方法在于奇西地区预测的充填程度结果与实际较吻合,说明该方法在识别未充填和部分充填洞穴型储层中具较好的可靠性,对于奇西洞穴型储层有利区的寻找具积极的推动作用。
基于FastICA盲源分离法去除土壤干扰的小麦生物量高光谱估算

高光谱技术是一种快速无损监测植被生物量的有效方法,但土壤背景的干扰一直是生物量监测的主要限制因素之一。本研究试图利用盲源分离(blind source separation, BSS)法分离出净植被光谱,达到消除土壤背景影响,提高小麦生物量估算精度的目的。本研究对110组小麦冠层光谱数据进行快速独立分量分析(fast independent component analysis,FastICA)处理,提取净植被光谱,并对比了FastlCA处理前后所建的偏最小二乘回归(partial least squares regression, PLSR)模型估算精度。结果表明:FastICA算法可有效分离土壤光谱和植被光谱;且基于净植被光谱建立的小麦生物量估算模型精度得到明显提升,建模集RPD_c(ratio of performance to deviation of the calibration)和交叉验证集RPD_(cv)(ratio of performance to deviation of the cross calibration)分别由原始光谱的1.83和1.64提高至2.77和2.09;可见,FastICA可以作为有效的光谱数据预处理方法,显著提高小麦生物量的估算精度,为利用遥感技术进行大尺度、精准监测生物量提供了方法支持和理论依据。
基于Meta分析的青岛市湿地生态系统服务价值评估

为了解青岛市各湿地类型生态系统服务价值,本文应用Meta分析构建青岛市湿地生态系统服务价值转移模型,估算了青岛市各湿地类型的价值水平,并对模型的影响因素及有效性进行了探讨。结果表明:构建的青岛市价值转移模型中,污染防治成本法、生态价值法、涵养水源以及侵蚀控制等自变量的回归系数为正,其对青岛市湿地价值为正效应;而影子价格法、碳税法、旅行费用法、沼泽湿地以及湿地面积的回归系数为负,其对青岛市湿地价值表现为负效应;2012年青岛市各湿地类型生态系统服务单位面积价值为近海与海岸湿地(3.29×10~4元·hm~(-2))>河流湿地(2.38×10~4元·hm~(-2)) >人工湿地(2.27×10~4元·hm~(-2))>沼泽湿地(1.77×10~4元·hm~(-2));与1997年相比,2012年总服务价值减少了8.01× 10~8元;生态系统服务价值评估方法的使用、不同生态系统服务以及湿地面积之间的差异是影响青岛市湿地生态系统服务价值变化的重要方面;人们的重视及保护程度、当地的消费水平以及政府的投入是单位价值不同的主要原因;近海与海岸湿地生态系统服务价值的减少是湿地生态系统服务总价值减少的关键原因;Meta分析价值转移模型的有效性检验结果说明,当人力和财力资源受到制约时或当估值数据缺乏时,其可以作为快速评估湿地生态系统服务价值的一种有效方法。