mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
高比例风电电力系统考虑频率安全约束的机组组合

高比例风电接入电力系统导致转动惯量和一次调频能力降低,功率扰动下的频率安全问题凸显,机组组合中需要考虑频率安全约束。首先提出了一种简单实用的频率安全约束条件,当系统满足该约束条件时,给定功率扰动下的最大频率偏差将保持在设定限值内。将该约束条件纳入机组组合模型,同时考虑风电出力为预测区间上下限值时系统仍能够承受给定的功率扰动,建立了考虑风电功率不确定性与频率安全约束的机组组合模型。仿真结果证明,所提出的机组组合模型考虑了风电功率的不确定性,同时也能满足系统发生大功率扰动下的频率安全需要。
考虑充电站吸引力的EV充电负荷时空分布模拟

电动汽车(electric vehicle,EV)充电负荷时空分布的随机性给电力系统的规划与运行带来了挑战。针对该问题,文章提出考虑充电站吸引力与交通耗时指数的EV充电负荷时空分布模拟方法。首先建立充电站吸引力模型,用以描述用户选择充电站的规律;其次对传统起点-终点(origin destination,OD)矩阵进行修正,用以描述EV的行驶和分布规律;提出交通耗时指数概念,量化用户的行驶耗时;进而使得充电站吸引力模型能够充分计及各种时空因素,通过模拟EV的行驶路径及荷电状态并结合充电站吸引力计算单体EV的充电负荷时空分布矩阵,进一步通过蒙特卡洛模拟推广至群体EV;最后以某典型城区为例,对比分析出租车和私家车的充电负荷形态及充电站吸引力和交通状况对充电负荷的影响,验证了文章所提模型和方法的正确性和有效性。
基于逻辑回归的四川青川县区域滑坡灾害预警模型

四川省青川县滑坡灾害群发,点多面广,区域滑坡灾害预警是有效防灾减灾的重要手段,预警模型是成功预警的核心。由于研究区滑坡诱发机理复杂、调查监测大数据及分析方法不足等原因,传统区域地质灾害预警模型存在预警精度有限、精细化不足等问题。文章在青川县地质灾害调查监测和降水监测成果集成整理与数据清洗基础上,构建了青川县区域滑坡灾害训练样本集,样本集包括地质环境、降雨等27个输入特征属性和1个输出特征属性,涵盖了青川县近9年( 2010—2018年)全部样本,数量达1 826个(其中,正样本613个,负样本1 213个)。基于逻辑回归算法,对样本集进行5折交叉验证学习训练,采用贝叶斯优化算法进行模型优化,采用精确度、ROC曲线和AUC值等指标校验模型准确度和模型泛化能力。其中,ROC曲线也称为“受试者工作特征”曲线;AUC值表示ROC曲线下的面积。校验结果显示,基于逻辑回归算法的模型训练结果准确率和泛化能力均较好(准确率94.3%,AUC为0.980)。开展区域滑坡实际预警时,按训练样本特征属性格式,输入研究区各预警单元27个特征属性,调用预先学习训练好的模型,输出滑坡灾害发生概率,根据输出概率分段确定滑坡灾害预警等级。当输出概率P≥40%且P<60%时,发布黄色预警;当输出概率P≥60%且P<80%时,发布橙色预警;当输出概率P≥80%时,发布红色预警。
基于改进等效电路模型的高比能量储能锂电池系统功率状态估计

针对高比能量电池大倍率下的电化学特性特殊性,用传统的等效电路模型(equivalent circuit model,ECM)估计功率状态(state of power,SOP)存在精度较低的问题,提出一种拓展的等效电路模型(extended equivalent circuit model,E-ECM)进行SOP估计。分析锂离子动力电池负载电流对极化内阻的影响,基于不同倍率测试和最小二乘的方法建立极化内阻与电流的关系;通过引入SOC偏差Dz的概念,来描述电池内部的固相扩散反应引起的扩散压降,对部分SOC区间的Dz进行了拟合预测;构建了考虑极化内阻电流依赖性和扩散压降的E-ECM模型,基于E-ECM模型进行电压限制下的10s和180s的SOP估计。搭建了面向单体电池的基本性能实验和SOP最大电流实验平台,分析结果表明,基于模型的最大电流平均误差不超过0.41%、最大误差0.51%左右,基于拟合预测DSOC处的最大电流误差为1.47%,验证了E-ECM模型对SOP估计的有效性和准确性,为锂离子动力电池管理系统功率状态估计与控制提供了理论支撑。
计及抽水蓄能和火电深度调峰效益的抽蓄-火电联合调峰调用顺序及策略

针对抽蓄与火电机组联合调峰同步调用(synchronous dispatching of pumped storage-thermal,SDPT)、抽蓄定时抽发调用(timing dispatching of pumped storage-thermal,TDPT)顺序及策略所存在的问题,统筹抽蓄的调用效益和火电深度调峰经济性,提出了抽蓄-火电分层调用顺序及策略,建立了抽蓄-火电联合调峰分层优化调度模型(hierarchical optimal dispatching of combined peak-shaving of pumped storage-thermal,HDPT)。其中上层模型以改善净负荷峰谷波动性最优和抽蓄的调用效益最大为目标优化抽蓄机组出力;下层模型计及火电深调成本和弃风惩罚成本,以系统总调峰成本最小为目标优化火电机组出力。最后以某实际区域系统为例,仿真对比了TDPT、SDPT、HDPT 3种方案,得出所提方案可大幅改善系统调峰经济性和火电调峰经济性,减小弃风率,并大幅提高抽蓄机组利用率。研究结果可为抽蓄调度决策提供参考。
考虑广义储能与火电联合调峰的日前-日内两阶段滚动优化调度

随着风电等新能源并网规模不断增大,其波动性与不确定性给系统调峰带来了巨大挑战。为提高电力系统调峰能力,构建了考虑广义储能与火电机组联合调峰的日前-日内两阶段滚动优化模型。首先,该模型将需求侧灵活性负荷与实际储能共同视为广义储能资源,充分利用其快速调峰能力,与火电机组配合共同参与到电力系统的调峰过程中,减小系统的峰谷差,提升系统的调峰灵活性,降低火电机组的调峰压力;其次,为应对系统不同调度阶段的不确定因素,构建了日前-日内两阶段滚动调峰模型,该模型充分挖掘了广义储能各类资源不同时间尺度的分布特性以及调峰潜力,使其与火电机组配合,实现各类资源的协调调度,提高系统新能源的消纳量,降低系统的运行成本;最后,以IEEE 39节点系统为例验证本文所提模型的有效性。
基于多源数据和模型融合的超短期母线负荷预测方法

母线负荷预测对于电网调度运行的安全性和在线分析决策的准确性具有重要的意义。为了进一步提高母线负荷预测精度,提出了一种基于多源数据和模型融合的超短期母线负荷预测方法。结合当前电力大数据,首先将历史负荷数据、日期信息以及天气信息等多类型数据作为预测模型的输入特征,并建立基于BP-ANN(back propagation)神经网络和CNN(convolutional neural network)神经网络融合的预测模型。然后采用BP-ANN提取数值类型和类别类型数据的特征向量,与CNN提取图像型数据的特征向量进行融合,通过多层BP-ANN神经网络进行超短期母线负荷的预测。最后,采用我国某地区220kV变电站高压侧的有功负荷历史数据和该地区天气信息进行实例分析。实验结果分析表明,所提方法能够充分有效利用多源数据和模型融合的特点进行超短期母线负荷预测,相较于BP-ANN和CNN单独模型预测具有更高的负荷预测精度。
玄武岩纤维加筋黄土承载比试验研究

为研究纤维加筋黄土CBR值影响因素及纤维增强土体机理,以短切玄武岩纤维为筋材,通过改变土体含水率、纤维长度、纤维含量、击实次数、浸水时间等条件进行加州承载比试验,探究初始含水率、纤维参数及试验方法对加筋土局部抗剪强度的影响规律。结果表明:纤维加筋土CBR值随含水率的增加呈现先增大后减小的趋势,存在“施工最优含水率”且相比击实试验最优含水率高1%~3%左右;纤维加筋土CBR值高于黄土CBR值,确定纤维长度20 mm,纤维含量0.4%为最优配比;击实次数从30击增加到98击,黄土CBR值提高273%,纤维加入后CBR值提高327%,加筋作用使土体通过提高击实功来提升强度的效果更加显著;浸水对试样CBR值影响较大,浸水时间对试样CBR值影响较小,且纤维的加入使试样对浸水时间的敏感度进一步降低,加筋土浸水2 d后强度降低54%,浸水4 d后强度降低58%。
近40年黄河流域资源环境格局变化分析与地质工作建议

20世纪80年代以来,自然演变与强烈的人类活动叠加,致使黄河流域资源环境格局发生了显著变化,进而影响其开发利用布局,面临诸多资源短缺、环境退化和生态破坏问题,急需从地球系统科学的视角深入研究流域资源环境的格局变化特点,识别重大资源环境问题,提出解决方案,为黄河流域可持续发展提供决策依据。本研究以“山水林田湖草”生命共同体理念和地球系统科学理论为指导,利用多源多时相调查研究数据,分析黄河流域1970- 2015年近40年气候、山区、水文等十一大类资源环境格局变化及区域分异规律,识别重大地质资源环境问题,提出地质工作建议。研究结果表明:黄河流域气候整体暖干化趋势明显,局部出现暖湿现象;山区生态系统脆弱、逐步恢复,局部人类活动影响剧烈;水体与湿地面积总体减少,近年呈增加趋势,径流量呈减少趋势,部分干支流污染严重,水生生物多样性减少;农田面积呈下降趋势,下游地区农田生产潜力增加明显;植被覆盖呈现整体缓慢升高、局部退化趋势;草地面积持续减少,草地生态系统退化明显;荒漠化扩展态势得到遏制,总体形势依然严峻;自然灾害频发,水害严重,地质灾害聚集分布,形成陇中黄土高原和陇南山地两个高发区;城镇建设用地面积持续上升,由下游地区向中上游扩散,中上游呈现出由轴线连接的多个核心的组团分布特征;人口分布重心进一步向东偏离,沿中心城市、干流、交通干线增加;GDP整体呈现上涨趋势,呈现由东向西递减、由干流或主支流沿岸向两边递减、由中心城市向周围递减。为保护黄河流域生态环境、促进高质量发展,解决黄河流域面临的复杂多样的地质资源环境问题,建议地质工作以地球系统科学理论为指导对黄河流域重大地质资源环境问题进行系统调查研究;以地球系统科学研究方法为框架,进行跨学科协作,整合区域性地质调查工作。
内蒙古克什克腾旗长岭子斜长花岗斑岩锆石U-Pb年龄、成因与碰撞造山作用

内蒙古克什克腾旗长岭子斜长花岗斑岩位于大兴安岭锡林浩特增生杂岩带内。本文对长岭子斜长花岗斑岩进行了主微量元素地球化学以及锆石U-Pb年代学和Lu-Hf同位素研究。长岭子斜长花岗斑岩锆石~(206)Pb/~(238)U加权平均年龄为(248.1±4.7)Ma,是早三叠世岩浆活动的产物;继承锆石除外,样品中锆石具有正的ε_(Hf)(t)值(5.78~12.41),二阶段模式年龄T_(DM2)分别为914~488 Ma。长岭子斜长花岗斑岩具有较高的SiO_2、Na_2O和Al_2O_3含量以及较低的Fe_2O_3、MgO和CaO含量,属于偏铝质-过铝质的低钾-钙碱性系列I型花岗岩,富集Rb、K、U、Th、Pb、Sr等大离子亲石元素,亏损Nd、Ta、Ti等高场强元素。同时,斜长花岗斑岩具有高Sr低Y以及高Sr/Y比等特点,具有典型的埃达克质岩石特征,形成于加厚下地壳的部分熔融。综合上述地球化学特征,本文认为长岭子斜长花岗斑岩来源于加厚新生下地壳的部分熔融,表明早三叠世兴蒙地区并非岛弧的环境,而是处于碰撞造山环境,古亚洲洋在该时期已经闭合。
共轭聚合物水凝胶的制备与应用进展

共轭聚合物水凝胶是利用共轭聚合物制备的水凝胶材料,兼备水凝胶的力学性质、溶胀性质和共轭聚合物优异的电化学特性.共轭聚合物水凝胶的制备方法多样,主要有原位聚合、直接填充、物理交联和化学交联等.同时,在面对环境和能源领域的应用挑战时,共轭聚合物水凝胶具备良好的发展潜能,可广泛应用于药物释放、能量转换、能量储存、传感器、组织损伤修复和污水处理等诸多领域.本文系统归纳了共轭聚合物水凝胶的制备方法和应用,对其研究目前存在的主要问题以及未来发展方向进行了分析.
新型疫苗佐剂的研究进展

近年来,核酸疫苗、基因工程疫苗、合成肽疫苗等新型疫苗的研究取得快速的发展,但这些疫苗与传统的灭活或活体疫苗相比,往往存在免疫原性差等问题,因此需要佐剂来增强其作用。佐剂已被证明是疫苗中的关键成分,佐剂种类众多,尚无统一的分类方法,目前应用最多的佐剂是铝佐剂和弗氏佐剂,但随着新型疫苗的开发,新型佐剂的开发必不可少。根据目前佐剂的研究现状,主要从免疫调节分子类佐剂、抗原递送类佐剂、复合佐剂3个方面进行分析阐述,以期对佐剂的研制提供参考。
厌氧发酵液中溶解性有机物对活性污泥合成聚羟基脂肪酸酯影响的研究进展

利用活性污泥微生物将剩余污泥发酵液中的挥发性脂肪酸(Volatile fatty acids,VFAs)转化为聚羟基脂肪酸酯(Polyhydroxyalkanoates,PHA)是目前环境生物技术领域的研究热点。但针对发酵液中非VFAs物质(主要是溶解性有机物,Dissolved organic matter,DOM)对活性污泥合成PHA的影响目前仍未有统一的结论,需要进行较全面的分析和总结。因此,文中首先介绍了剩余污泥发酵液中DOM的主要特性及常见分析方法,然后从微生物学、代谢调控、污泥性质等角度分析了DOM中几种主要组分(多聚糖、蛋白类物质、腐殖质)对活性污泥合成PHA的影响。综合各研究结果表明高浓度DOM不利于PHA的生产,但适量DOM的存在有利于污泥性质的稳定,同时能降低PHA提纯成本。最后提出了相应的策略来实现对活性污泥利用DOM合成PHA的调控,以期为高效利用厌氧发酵液中DOM实现PHA合成提供解决思路。
流域主体功能优化与黄河水资源再分配

立足流域主体功能优化概念内涵,系统性解析流域各类主体功能目标,基于流域主体功能评价指标体系建立以主体功能优化为目标导向的流域主体功能水资源分配机制,通过遗传算法求解多目标优化模型得到2017年黄河流域9省、自治区的四类水资源分配方案。研究结果表明:(1)流域主体功能实现水资源分配机制,使黄河流域最大可能节水23.01亿m3。(2)流域主体功能水资源分配机制给黄河流域主体功能实现分别带来4344.48亿元的生产功能增量、 991.35亿元的生态功能价值增量,可多承载8194.84万人口。(3)减少宁夏和山东的农业用水及内蒙古工业用水分配对黄河流域水资源优化分配至关重要。
基于价值-风险的黄河上游生态功能区生态分区建设

黄河上游地区生态环境脆弱,水土流失和土地退化等生态环境问题不断威胁着生态系统健康与人居环境质量。为探究黄河上游生态功能区生态环境安全状况,本文基于2000年、 2010年和2018年的土地利用数据,借助生态系统服务模型、生态风险模型,定量分析了生态系统服务价值和生态风险指数的时空演变规律,并通过Z-score标准化的方法建设了四类生态分区。结果表明:(1)研究期内,各土地利用类型均发生不同程度变化,其中建设用地由于耕地和草地的转入增加最显著,增长面积为118 km~2,增长率为46.36%。(2)研究区总体服务价值变化程度较小,生态系统服务以调节服务为主且草地提供价值最高。高服务价值区主要分布于临夏州西南部和卓尼县等植被覆盖度较高的地区。(3)研究区生态风险水平总体偏低,整体呈现“南北两端高、中间低”的分布特征,其中低、较低生态风险区占总面积的76%以上。(4)四类生态分区均发生了较小的变化,表明生态分区处于较为稳定的发展状态。不同生态分区的空间分布连续性差,其中以高生态系统服务价值-高生态风险区(I)最为典型。通过生态系统服务与生态风险(价值-风险)建设生态分区,可为协调区域人地关系与明确未来发展方向提供理论基础。
基于加速度修正模型的无人机姿态解算算法

为提升动态环境下无人机导航系统姿态输出的精度,提出一种基于加速度修正模型的无人机姿态解算算法。建立加速度修正模型,求取估计非重力加速度和外部非重力加速度对加速度计输出值进行修正,减弱动态环境下非重力加速度对姿态解算的影响;搭建基于卡尔曼滤波的姿态解算模型,将修正加速度和磁力计解算的姿态角作为滤波模型的量测量,设计基于加速度修正模型姿态解算算法。实验结果表明,该算法可以减弱非重力加速度对姿态解算的干扰,避免无人机导航系统在动态环境中输出姿态角发散的问题,提升动态环境下无人机导航系统姿态输出的精度和抗干扰能力。
新时期沿黄省会城市商业空间结构及其空间服务能力

在“黄河战略”和推动供给侧结构性改革的双重背景下,考察沿黄城市商业空间格局对推动黄河流域城市经济高质量发展意义重大。以沿黄省会城市为例,通过核密度估计、标准差椭圆方法分析其商业空间结构,进而通过叠加分析方法探讨等级商业空间服务能力。结果表明:(1)市区人均社会消费品零售总额自黄河上游到下游总体呈现递增趋势,济南是典型的积极消费型城市;(2)沿黄省会城市商业空间格局呈现出串珠型、单核心型、基础网络型、成熟网络型;(3)城市商业空间结构越成熟,空间服务能力越强,济南市等级商业空间服务能力显著,郑州市最差。研究结果能够为新时期黄河流域高质量发展与国土空间规划提供科学参考。
黄河中游城镇化与生态系统服务耦合关系的时空变化

城镇化是影响区域生态安全格局的重要因素,厘清城镇化与生态系统服务之间的关系,可为促进黄河流域生态保护与高质量发展提供决策参考。在分析2000-2018年黄河中游城镇化与生态系统服务时空格局的基础上,采用耦合协调度模型剖析了二者耦合关系的时空变化特征。研究发现:2000-2018年间,黄河中游地区综合城镇化水平提高72.24%,空间分布总体呈“南高北低”、以经济发达县区或城市群为中心向外递减的趋势;粮食生产、水源涵养、土壤保持和固碳服务量均呈增加趋势,且呈不同的空间分布态势;粮食生产、水源涵养、土壤保持和固碳服务与综合城镇化水平的耦合协调度总体呈上升趋势,但汾渭平原的耦合协调度普遍较低,而经济发达县区的耦合协调度普遍较高。
黄河中游河龙区间径流量变化趋势及其归因

黄河水沙变化关乎黄河流域生态安全和全流域的高质量发展。近年来黄河水量出现大幅锐减,制约了当地社会经济和下游可持续发展。量化气候变化和人类活动对径流量减少的贡献对于解析黄河水沙变化动因具有重要意义。由于研究尺度和研究方法的不同,径流量变化的因素和影响程度存在较大差异。本文采用MK趋势检验和双累积曲线法系统分析黄河中游河龙区间四个典型流域(皇甫川、窟野河、无定河、延河)1960-2015年间水文要素的变化趋势,利用Budyko水热平衡方程阐明气候变化和人类活动对流域径流变化的作用。结果表明:1960- 2015年皇甫川、窟野河、无定河、延河流域径流量均显著下降(P<0.01),且径流量均在1979年和1999年前后发生突变,而降水量变化不显著。同基准期(1960-1979年)相比,P2时期(1980- 1999年)气候变化对径流减少的贡献率达64%~76%;随着退耕还林还草工程的大规模实施,P3时期(2000-2015年)人类活动成为径流减少的主要影响因素,其贡献率达71%~88%。
黄河流域资源型城市生态效率时空演变及驱动因素

生态效率是区域发展质量和人地协调程度的综合体现。采用TOPSIS法测度2003- 2017年黄河流域37个资源型城市的生态效率,借助泰尔指数、全局空间自相关和热点分析揭示其时空演变规律,利用面板Tobit回归模型探寻关键驱动因素。结果表明:(1)黄河流域资源型城市生态效率总体上以2007年为分水岭,先平稳、后上升;不同城市生态效率的增速和增幅差异较大,下游城市明显高于中、上游城市,再生型城市明显高于成长、成熟和衰退型城市。 (2)城市间生态效率差异大小先略微下降、后持续上升;生态效率空间格局由随机分布向集聚分布演变,低值集聚区从山西、河南交界处向山西中、北部移动,高值集聚区分布具有空间粘性,一直位于下游山东境内。(3)产业转型、科技创新、基础设施完善和区位条件对生态效率改善具有显著正向驱动作用,外向型经济、资源依赖和环境规制抑制生态效率提高,城镇化、工业化和外资利用对生态效率演变的影响不显著;不同类型资源型城市生态效率改善的主要驱动因素存在异质性。
无定河流域城镇聚落的历史演变与人地耦合

地处黄河中游的无定河流域,是典型的过渡地带和生态脆弱地区。通过分析流域城镇格局的历史发展过程,以及这一过程中的人地耦合关系,结果表明:流域城镇枢纽地区,在唐代及以前为弓形,城镇空间布局的影响因素以自然因素为主;唐末以后为三角形,城镇空间布局的影响因素以人文因素为主。当代流域城镇格局继承了历史发展的脉络,但城镇发展动力主要是长城沿线的资源开发和城镇建设,这些活动对局部地区的植被覆盖产生了冲击型影响;同时以退耕还林、防风治沙等为代表的生态保护政策也已经显现出积极的效果。建议流域的城镇发展要合理确定人口与建设用地的发展规模、集中在榆横和靖边等主要城镇周边布局,并且以河流为骨架构建生态屏障。
黄河流域人居环境的地方性与适应性:挑战和机遇

黄河流域由于自然环境、地理区位的特殊性,其人居环境处于不断变化的复杂过程中,并且始终面临着严峻挑战。而人居环境空间与自然、社会各要素的耦合过程,源于人地关系变化进程中呈现出的动态、综合、系统性的适应机制。因而揭示系统适应性机制是解决黄河流域人居环境困境的关键。为此,本文以“地方性与适应性”为视角,邀请来自黄河流域青海、甘肃、宁夏、内蒙古、陕西、山西、河南、山东等省区的专家学者,从自然地理、社会经济、城乡发展、遗产保护等视角解读黄河流域的人居环境特征,并为适应中国新型城镇化路径寻找可持续策略。核心观点如下:总体而言,黄河流域的人居环境适应性具有多尺度空间关联性和历史地理依赖性;黄河流域承担着重要的生态功能,但不同区段的自然环境面临着土地盐碱化、水土流失、环境污染等问题,需要推动人地耦合关系的绿色化;黄河流域特别是上游沿线聚落具有鲜明的开放性、民族文化多样性和交融性特色,多民族协同共荣发展是必由之路;黄河中上游因复杂的自然环境形成了窑洞等特殊的聚落空间,在快速城镇化进程中面临着转变和消失,留住传统聚落的文化基因,亟需分级分类推进其演化进程;黄河流域城市群的内外辐射带动是流域全境高质量发展的基础,城市结构的优化提升是推动高质量发展的重要途径,实现可持续发展还需要科技创新和产业结构转型升级。
国土空间生态修复亟待把握的几个要点

文章基于人地耦合系统思想,认为国土空间治理中生态空间与生产空间、生活空间的关系呈现协调布局、系统治理、人地和谐3个阶段的演进状态。人地耦合系统研究需要从耦合指标、耦合层次、耦合效应、耦合模型等角度,识别主导评价指标、划定尺度嵌套区域、解析时空关系效应、研发人地耦合模型,系统支撑国土空间生态修复,助力国家和区域高质量发展。
含三裂隙巴西圆盘抗拉强度和裂纹特征试验研究

通过对含3条填充预制裂隙或含3条非填充预制裂隙巴西圆盘进行巴西劈裂试验,研究了岩桥倾角β和预制裂隙是否填充对试样强度和裂纹扩展规律的影响.结果表明:不论预制裂隙是否填充,含三裂隙圆盘试样强度均表现为随岩桥倾角β的增加而先减小后增加最后又减小;并且填充试样发生应力跌落后表现为由脆性向延性转化的特点,而非填充试样始终表现为脆性破坏;试样最终破坏的发生是由3条预制裂隙中的2条预制裂隙尖端萌生的翼裂纹扩展贯通导致的;当岩桥倾角β相同时,填充试样的破坏强度要明显高于非填充试样;根据声发射特征图可以看到:在峰前阶段,振铃计数基本不变,试样在达到峰值及峰后阶段时,其振铃计数有较大的突变出现,变化较为剧烈.
基于MaxEnt模式的白头叶猴栖息地评价———以广西崇左白头叶猴保护区为例

针对物种分布格局与其环境变量关系的研究,对于生态廊道规划与环境恢复研究具有重要意义。本文以白头叶猴( Trachypithecus leucocephalus)为研究对象,针对广西崇左白头叶猴国家级自然保护区51个白头叶猴分布点和11个环境变量数据,利用MaxEnt模型( maximum entropy modeling)对栖息地适宜性进行综合评价,通过模型生成栖息地适宜度指数( habitat suitability index,HSI)阈值,划定研究区域为低适生区、适生区和高适生区3种类型,其中低适生区面积为5 061.43 km~2, 适生区和高适生区面积分别为42.80 km~2和20.63 km~2。主要环境变量分析表明:年均降水量、土地利用分类、坡度和年平均气温的综合贡献值分别为54.6%、17.4%、11.8%和9.5%,4项环境变量累积贡献值达到93.3%,是影响白头叶猴分布的主要环境因素。为更有效保护白头叶猴及其栖息地,建议在保护区规划生态廊道,扩大恢复区内白头叶猴适宜栖息地面积,以促进白头叶猴种群间基因交流。
深部巷道围岩稳定性控制的基本理论与技术研究

以深部巷道普遍存在围岩强度劣化、应力环境恶化及围岩结构性失稳大变形等问题为切入点,系统诠释围岩强度强化、应力改善以及围岩改性加固机理对推动深部巷道围岩控制技术的作用.采用理论分析、数值模拟和现场试验等方法,从围岩强度强化机理出发,探讨了围岩微观损伤裂隙演化尺度在宏观围岩破坏过程中的响应机理,阐述了深浅递进分层次注浆对深部巷道围岩的协同控制作用,建立了预应力、全长锚固以及及时支护条件下围岩宏观损伤和微观裂隙演化的量化区间,以锚固范围内围岩损伤程度小于45%为指标,评估围岩稳定性,保证围岩处于低损伤范围;提出了深部巷道破裂围岩浅孔封隙止浆和深孔减隙加固的注浆技术,凝练和发展了基于宏、微观维度的围岩强度强化理论.现场实践结果表明:巷旁充填体表面位移降低了38%,围岩应力降低了17.9%,水平应力偏移了60°;采用深部巷道破裂围岩浅孔封隙止浆和深孔减隙加固的注浆技术后,现场窥视表明围岩结构完整性显著提高,两帮相对移近量减少了79%.
风力发电机组故障诊断与状态预测的研究进展

风力发电机组因运行环境恶劣较易发生故障,实现对风电机组适当的状态维护或预防性维护,既能减少故障发生概率、降低维修成本,又能改善电力系统运行的安全性与经济性。首先,通过回顾近年来国内外在风电机组状态维护或预防性维护方面所做的相关研究工作,系统归纳了当前针对风电机组关键部件开展故障诊断和状态预测的难点问题及其研究进展;然后,对基于数据驱动的风电机组故障诊断与状态预测方法进行了重点论述;最后,对未来该领域的研究建议进行了展望。
南方电网储能联合火电调频技术应用

为更好地指导储能联合火电调频工程的建设应用,推动中国南方区域辅助调频市场的发展,阐述了中国南方电网储能联合调频工程建设和运行情况,重点分析了储能系统调频效益及对电网系统稳定的影响,得出的主要结论是:储能系统对机组的轴系扭振模态、电力系统稳定器功能、一次调频等基本无影响,采用重复控制等谐振抑制技术后储能谐波含量能控制在1%以下。储能联合调频能显著提高机组综合调频性能指标和调频里程,增加调频里程补偿收益,经济效益可观。
LCC-HVDC系统混合型有源滤波器谐振抑制策略

基于级联H桥的混合型有源滤波器因其耐高压、动态调节能力强等优点,为传统高压直流输电的谐波治理问题提供了较优的解决方案。但由于控制延时的影响,滤波器可能存在负阻抗特性,使系统存在较大的谐振风险,危及电网的安全稳定运行。针对该问题,文中首先建立考虑控制延时的滤波器阻抗模型,定量分析了延时和系统稳定性之间的关系,提出了基于最小均方算法的自适应谐振抑制策略。该方法通过预测电流波形,补偿控制延时引起的相位滞后,避免滤波器呈现负阻抗特性,从而消除谐振风险。最后,在PSCAD/EMTDC上进行仿真分析和验证。仿真结果表明,该滤波器具有良好的滤波效果,所提谐振抑制策略可在一个周期内有效抑制谐振,具有自适应电路参数和工况变化的能力。
含海上风电场的VSC-MTDC系统参与电网调频的顺序控制方法

在含海上风电场的基于电压源换流器的多端直流(VSC-MTDC)输电系统中,为提高陆上电网的频率响应能力,传统附加频率控制策略会同时启动系统中的电压源换流器(VSC)来参与频率调节,这导致频繁的小扰动下,海上风电场中的风机总是偏离其最大功率点跟踪状态。为此,文中提出了一种无需通信的场网联合顺序控制方法。该方法可通过直流电压和频率阈值的判断,按照陆上电网电源到网侧VSC再到场侧VSC的顺序逐次启动系统中的调频设备,仅当扰动较大使直流电压超过阈值时,风机才参与陆上电网频率调节。与“同时”控制相比,该控制方法可显著降低频率调节对风机运行状态的影响。最后,通过一个含海上风电场的四端VSC-MTDC系统验证了所提控制方法的有效性。
配电网分布式储能集群调压控制策略

考虑到分布式电源与电动汽车大规模接入配电网后造成节点电压越限与储能系统运行经济性有待提高等问题,文中提出一种分布式储能集群调压控制策略。首先,通过构建基于电气距离的模块度指标形成配电网电压控制集群;然后,依据越限严重集群优先原则,确定各集群储能调节功率,并根据节点电压灵敏度对群内各储能进行功率分配;在计及配电系统安全、储能系统运行等约束条件下,构建集群经济调压模型,分析电压允许偏差范围内储能系统运行套利收益与网损收益的变化趋势,确定了各集群储能最优时序出力。仿真结果表明,所提集群调压控制策略可以有效消除节点电压越限,提升储能系统运行经济性。
具有直流故障阻断能力的电流主动转移型MMC

具有直流故障阻断能力的模块化多电平换流器(MMC)是柔性直流输配电技术的重要支撑设备。针对传统半桥型MMC无法阻断直流短路故障的问题,通过结合现有的故障阻断方案,提出了具有直流故障阻断能力的电流主动转移型MMC。该拓扑增加了断流支路、桥臂阻断支路以及能量吸收支路。直流故障发生后,通过断开断流支路,一方面主动转移故障电流,另一方面实现桥臂电流的换向,进而利用半桥子模块吸收MMC内部故障能量。同时,能量吸收支路中的全桥子模块在闭锁过程中也投入电容以吸收线路侧的故障能量,从而实现了短路故障的快速阻断。文中通过建立电流主动转移型MMC拓扑,详尽分析了故障阻断机理,并在MATLAB/Simulink中搭建了单端100 kV/25电平仿真模型,验证了该拓扑的可行性与有效性。
基于长短期记忆网络和LightGBM组合模型的短期负荷预测

短期负荷预测是电网安全调度与平稳运行的基础,为进一步提升负荷预测的精度,提出了基于长短期记忆(LSTM)网络和轻梯度提升机(LightGBM)的组合预测模型。首先,根据LSTM网络和LightGBM模型的输入结构,将预处理后的负荷数据、温度数据、日期数据以及节假日信息分别输入2个模型中,通过训练得出各自的预测结果。然后,采用最优加权组合法确定权重系数,并得出组合模型的预测值。最后,采用实际负荷数据进行算例分析,结果表明所提方法能够有效结合2种模型的优点,在保留对时序数据整体感知的同时兼顾非连续特征的有效信息,与其他模型相比具有更高的预测精度。
基于精细化热网模型的电热综合能源系统时序潮流计算

综合能源系统包含多热源环状管网且以电热耦合元件为平衡节点。然而,潮流计算中未能详细考虑热网中热能传输动态特性和管道水流局部阻力,也未能清晰定义热网负荷节点类型。文中提出一种基于精细化热网模型的电热综合能源系统时序潮流计算方法。首先,综合考虑热网管道中各种阻力对管道水流量的影响,建立了考虑精细化阻力的水力模型。基于热网管道中各微元之间的相互影响分析,构建了考虑热网动态特性的热力模型和管道温度求解模型。然后,文中重新定义了热网负荷节点类型,修正了热网中水力-热力计算方法和电热耦合处的迭代处理方法,并结合电/热系统间顺序计算方法,提出了兼顾热网动态特性与精细化水力模型的电热综合能源系统时序潮流计算方法。最后,通过实际算例验证所提模型在电热综合能源系统潮流计算中的可行性与必要性。
基于卷积神经网络特征提取的风电功率爬坡预测

为提高风电功率爬坡预测的准确性,提出了一种基于卷积神经网络、长短期记忆网络和注意力机制的风电功率爬坡预测方法。首先,针对风电功率爬坡发生次数少、特征复杂、预测模型难以对小样本爬坡事件有效学习的问题,使用卷积神经网络对风电功率序列进行特征提取。然后,使用长短期记忆网络建立预测模型,解决风电功率的长时依赖问题,并在模型中加入注意力机制对长短期记忆网络单元的输出进行加权,从而加强风电特征的学习,提高爬坡预测准确度。仿真验证表明,模型对风电功率爬坡预测有较高的准确性。
新能源电网中考虑特征选择的Bi-LSTM网络短期负荷预测

新能源电网中负荷对各特征因素更为敏感,当面对海量特征数据时,短期负荷预测方法面临着新的挑战。针对含有高维特征数据的新能源电网,提出一种考虑特征选择的双向长短期记忆(Bi-LSTM)网络短期负荷预测方法。先将样本数据按密度进行聚类后映射到权重诱导空间中,通过定义一种数据结构,以间隔之和最大为目标函数。为实现解空间的稀疏性,将正则项添加到目标函数中,并采用梯度下降法求解特征权值。经过预试验确定特征选择阈值等超参数,从而选出所需的特征因素。最后,使用Bi-LSTM网络基于选择后的数据进行负荷预测。以中国某地区新能源电网为例,验证了该方法的有效性,结果表明其与传统方法相比,具有更好的准确性和适用性。
不确定环境下含云计算数据中心的电网韧性增强调度

为解决飓风来临前路径不确定时输电线路随机故障等带来的难题,提出了适用于含云计算数据中心的电网韧性增强日前调度策略,并将其构建为两阶段风险规避的分布鲁棒优化问题。以飓风对输电线路的时空影响为出发点,采用蒙特卡洛模拟获得飓风路径不确定时线路的离散故障集合,并构建基于L1距离度量的分布鲁棒模糊集合。然后,在日前调度中,对机组和数据中心进行优化以平衡经济性和电网韧性,并采用追索问题量化其对日间调度的影响,形成两阶段优化问题。随后,对优化问题进行确定性转换与解耦求解。最后,以含4个数据中心的IEEE-RTS系统为测试算例,验证了所提韧性增强策略应对模糊不确定性的有效性。
电缆故障脉冲电流测距系统建模与仿真

为解决电缆故障脉冲电流测距系统的精确仿真问题,提出了一种用于脉冲电流测距系统的建模与仿真方法。建立了RLC串联的高压信号发生器模型和考虑线圈互感、自感、自阻及其集肤效应的线性电流耦合器模型,并对模型中的参数进行了准确量化。针对线性耦合器传递函数不收敛问题,利用修正后的传递函数计算其二次电压信号。实际脉冲电流测距系统的仿真及试验结果表明,利用所建模型计算电缆故障击穿产生的线性电流耦合器输出信号,具有很高的准确度,能够满足测距算法研究与开发的要求。
基于剪枝策略和密度峰值聚类的行业典型负荷曲线辨识

辨识不同行业的典型负荷曲线对于配售电公司的运行调度、售电决策和风险管理均有重要意义。鉴于此,提出了一种基于剪枝策略和密度峰值聚类的行业典型负荷曲线辨识方法。首先,提出了衡量负荷曲线位移变化后相似性程度的快速动态时间扭曲(FDTW)距离指标,进而提出了一种搜索FDTW距离的剪枝策略,以实现对负荷曲线间形态差异的精准高效量度。接着,提出了基于加权密度峰值快速搜索聚类算法的行业负荷用电类型划分方法以及用户行业信息错误识别方法。然后,以最小化负荷曲线簇内FDTW距离为目标,提出了基于重心平均算法的行业典型负荷曲线辨识方法。最后,以浙江省某市工商业用户为例进行验证分析,算例结果表明所提方法可以准确量度负荷曲线形态相似性,快速划分行业用电类型并有效辨识具有共同形态特征的典型负荷曲线。
基于VMD和双重注意力机制LSTM的短期光伏功率预测

提出了一种基于变分模态分解(VMD)和双重注意力机制长短期记忆(LSTM)的短期光伏功率预测方法。针对光伏功率信号的波动性和非平稳性,利用VMD将光伏功率输出分解为不同频率的分量,使用LSTM对各分量进行预测,并在LSTM基础上引入特征和时序双重注意力机制。为自主挖掘光伏功率输出与各气象特征之间的关联关系,避免传统方法依赖于专家经验关联规则阈值的限制,引入特征注意力机制实时计算各气象特征量的贡献率,并对特征权重进行修正;同时,为挖掘当前时刻光伏功率输出与历史时序信息之间的关联关系,引入时序注意力机制自主提取历史关键时刻点信息,提高长时间序列预测效果的稳定性。基于中国西南某实际光伏发电站数据进行预测实验,并与其他方法进行对比,验证了该方法的有效性。
基于准零相位滤波器的电池储能系统平滑风电波动控制方法

利用电池储能系统(BESS)平滑风电功率波动可以提高风电场输出稳定性,但基于一阶低通滤波器的控制方法易将风电功率趋势分量引入BESS充放电指令,增加BESS容量需求。针对该问题,提出一种基于准零相位滤波器的BESS控制方法。首先,分析滑动平均滤波器时频特性及滞后相位特性对BESS充放电控制的影响。然后,以中心滑动平均滤波算法为基础,融合风电功率趋势预测信息来构建一种相位延时近似为零的准零相位滤波器。最后,该滤波器提取风电功率波动分量,显著降低滤波延时,减小BESS充放电指令中的趋势分量。对典型风电功率波动情景的仿真结果表明:在获得与传统低通滤波方法近似平滑效果时,所提策略能够明显减小BESS最大能量波动和累积能量交换,进而降低容量配置要求,延长使用寿命。
基于改进长期循环卷积神经网络的海上风电功率预测

准确的风电功率预测对海上风电安全并网具有重要意义。不同于陆地,海上具有气象因素复杂、风电出力波动显著等特点,使得海上风电功率预测精度难以满足工程实际要求。针对以上问题,文中提出一种基于改进长期循环卷积神经网络(LRCN)的预测模型,用于超短期海上风电功率预测。首先,采用改进LRCN进行初步功率预测,即构建多卷积通道分别提取不同层次变量的时序特征,并通过具有前瞻性的改进Adam优化器提升网络收敛效果。其次,利用摇摆窗算法与波动特征聚类识别预测时段的出力波动类型。再次,针对不同的波动类型建立对应的误差修正模型,并输入经Xgboost算法筛选出的强相关特征因子,实现误差修正。最后,采用实际海上风电场数据进行实验,其结果表明所提方法能够有效预测超短期海上风电功率,且预测精度高于多种传统预测模型。
配电网多时段在线恢复决策问题的两阶段求解算法

大停电事故后,在配电网失去上级电网支撑的情况下,可协同多种本地电源恢复网内重要负荷供电,减小损失,提升韧性。为了实现有限发电资源的优化配置,此场景下的恢复问题通常可以建模为多时段恢复问题。然而由于恢复问题中的整数变量和非凸潮流约束,目前尚无方法能够对其有效求解,无法满足在线决策要求。文中提出多时段在线恢复决策问题的两阶段高效求解算法:第1阶段为基于最大生成树算法的辐射状拓扑确定算法,第2阶段为确定负荷状态的整数变量松弛迭代算法。最后,在改进的62节点配电网算例进行测试,验证了两阶段求解算法的可行性和优势,表明所提算法能够实现在线应用,辅助运行人员进行恢复决策。
考虑多层耦合特性的电力信息物理系统建模方法

从信息物理融合的角度出发,综合考虑电力网、通信网和信息网的关联关系和耦合特性,提出了一种电力信息物理系统分层建模方法。首先,提出了考虑多层耦合特性的电力信息物理系统三层模型框架。然后,基于电网稳态潮流方程,考虑通信传输过程和信息决策过程,对电力网、通信网和信息网进行了分层次建模。针对信息网的监控功能和信息流的传递方向不同,建立了负责信息传递的上行/下行通信通道模型,再以网间接口模型关联电力网、通信网和信息网,推导出考虑多层耦合的电力信息物理系统一体化模型,显现了电力网、通信网和信息网的功能关系。最后,用IEEE 9节点和39节点系统构建的电力信息物理系统模型,基于潮流计算和拓扑分析方法,以最小切负荷为优化目标,定量推演信息网的感知决策过程和模型参数的变化对电网运行状态的影响,验证了所提出建模方法的有效性,适用于分析网络攻击、连锁故障演化机理等场景。
兼顾补偿预测误差和平抑波动的光伏混合储能协调控制策略

为了提升光伏输出功率预测精度和平抑功率波动,提出一种兼顾补偿预测误差和平抑波动的光伏混合储能协调控制策略。首先,利用概率统计分布对预测误差和功率波动进行分析,确立补偿预测误差和平抑波动目标域,基于预测允许误差上下限值确定补偿预测误差目标域的充/放电参考功率,以一阶低通滤波平滑曲线确定平抑波动目标域的充/放电参考功率。然后,基于频谱分析将目标域外的功率分解为高频和低频分量,实现功率分配目的,并基于目标域将混合储能电池分为4组,根据充/放电参考功率进行充/放电池组状态切换,实现对不同工况补偿预测误差的初级控制和平抑波动的次级控制,完成混合储能充/放电优先级控制。最后,以中国新疆某光伏电站为例进行算例分析,结果表明了所提策略的有效性。
极端自然灾害下电力信息物理系统韧性增强策略

电力系统在极端灾害下维持并恢复正常功能的能力取决于其韧性。考虑信息系统与电力系统的相互影响,提出了一种电力信息物理系统应对极端自然灾害的韧性增强策略。首先,建立了电力信息物理系统的极端自然灾害防御框架,展示在信息物理环境下的决策控制技术。在此基础上,提出电网预防分区方法,在预测防护阶段依据故障概率和拓扑连通度进行电网分区。然后,提出支路有功调整方法,用于降低灾害抵御阶段线路开断导致的支路功率越限和系统失稳的风险。针对灾后恢复,提出信息系统和电力系统协同恢复方法,以恢复停电负荷和故障线路。修改的新英格兰测试系统仿真结果表明,所提策略能够有效降低灾害风险,加快信息物理系统的恢复进度。
考虑建筑热惯性的园区代理商电价策略及用能优化

随着零售电力市场的逐步开放,代理商将在工业园区的用电管理中扮演越来越重要的角色。合理设计定价策略,增加代理商利润,同时有效降低园区用户空调系统用电费用,是重要的运营问题。为此,文中提出一种考虑建筑热惯性的代理商-用户主从博弈电价双层优化模型。上层以代理商利润最大为目标,依据用户反馈的用电策略,决定代理商向电网购、售电的策略,以及面向园区用户的定价策略;下层以用户购电费用最小为目标,基于代理商定价策略,充分利用建筑热惯性,优化用户空调系统用电策略。该双层模型是相互嵌套的非线性规划问题。应用KKT(Karush- Kuhn-Tucker)条件、强对偶定理及线性松弛技术,将模型转化为可利用商业求解器YALMIP/ CPLEX求解的混合整数线性规划模型。最后,以中国广东某工业园区为例验证所提模型和方法的有效性。算例结果表明,在主从博弈模型中充分利用建筑热惯性,能够有效地减小用户空调系统运行费用,并可增加代理商利润。
面向弹性提升的智能配电网远动开关优化配置模型

信息物理系统的深度融合为配电网动态、远程控制提供了技术支持。远动开关(RCS)可以在配电网遭受极端事件攻击后隔离故障,缩小故障区范围,参与网络重构恢复负荷。提出了RCS的鲁棒优化配置模型,在规划阶段完成配置RCS,以实现遭受极端事件后配电网失负荷损失最小化。基于防御-攻击-防御(DAD)框架,在第1层,规划人员确定RCS配置方案。针对规划后的系统,在第2层,攻击者寻找最严重的攻击方式。在第3层,运行人员考虑N-K的多重故障传播影响,通过RCS隔离故障并重构网络形成由分布式电源供电的微电网恢复负荷。3层相交互以提升配电网在最严重攻击方式下的负荷恢复效果。采用列约束生成算法求解模型,通过改进IEEE 37节点系统验证了模型的有效性。
基于目标级联分析的输配电网黑启动分布式协同优化方法

协调优化大停电后输、配电网的恢复进程,充分发挥分布式电源的黑启动价值,可加快系统恢复速度,减小停电损失。考虑完整时间尺度下的黑启动过程,文中提出了一种输配电网黑启动分布式协同优化方法。首先,以最小化停电损失为目标建立了输配全局电网黑启动优化模型,利用经济手段量化黑启动方案的恢复效果。然后,基于目标级联分析将其分解为输电网黑启动优化子问题和各配电网黑启动优化子问题,子问题建模采用混合整数二次规划模型,计及了黑启动各时步电网不同元件的恢复操作。输、配电网控制中心仅需交换各时步的边界功率等少量信息就可进行分布式协调,进而得到输配协同的黑启动方案。最后,输配全局电网算例分析表明所提方法可有效协调输、配电网的恢复资源与进程,减小停电损失。
计及通信失效的输电系统信息物理协同恢复策略

为应对输电系统信息物理复合故障,提出了一种计及通信系统失效的信息物理协同恢复策略。首先,基于发电机、电力线路与负荷的故障特性,综合考虑了系统频率、节点电压、线路容量等安全约束,构建了物理系统的恢复模型。然后,提出了一种基于通信网络拓扑的信息系统恢复策略。接着,考虑信息系统故障给发电机出力调节、电力线路投运以及负荷恢复可能造成的延时,建立了物理系统恢复与信息系统恢复的交互模型。经过对潮流线性化处理,上述3个模型被整合为一个混合整数二阶锥规划模型。最后,以IEEE 30节点标准电力系统为基础构建了输电信息物理系统算例,来说明所提方法的可行性与有效性。算例结果表明,所提出的协同恢复策略能有效避免信息物理恢复操作不协调引起的二次停电,从而加快负荷恢复、降低停电损失。
提升电力信息物理系统韧性的通信网鲁棒优化方法

依赖于先进信息技术的现代电力系统是典型的信息物理系统。电力信息物理系统不仅在业务层面存在能量流与信息流的耦合,在网架拓扑层面,物理电网和电力通信网因采用光纤复合架空地线等也存在高度的耦合特性,因此存在着故障跨空间传播的风险。为提高电力信息物理系统的韧性,基于建立的信息流及通信网模型,文中定义了一种考虑信息-物理耦合的信息流关联负荷度指标及通信网关联负荷度指标,并提出了一种面向极端场景下电力信息物理系统韧性的通信网鲁棒优化方法。该优化方法可用于电力通信网中与负荷相关的传输网层面关键业务,将重要的信息分配到更可靠的链路上,实现极端场景下电力信息物理系统韧性的提升。基于中国广东电网的实际算例系统验证了所提方法的有效性,该方法已初步应用于广东电网原型系统。
准定量法与精确定量法在暂态稳定分析中的融合

电力系统暂态稳定性的量化方法--扩展等面积准则(EEAC)具有与数值积分法同样的模型适应性与分析精度,已广泛应用于电力系统的在线分析。为了应对系统规模和模型复杂性的增加对计算量的新挑战,引入因果驱动与数据驱动相融合的算例筛选环节。文中提出定性多档分类、准定量分析,以及精确量化算法三者结合的框架,设计了“两层筛选”的多输出分类器。在分类特征向量中除继续采用时变度指标外,还增加了反映失稳模式易变度的因果型指标,提升了算例分类的质量,并显著提高了算例筛选的效率和强壮性。通过对中国9个网省级电力系统的仿真测试,验证了该筛选分类器融入EEAC工程软件后的整体性能。
配电网信息物理故障的耦合度计算方法

配电网信息物理系统(CPSDN)中信息系统和物理系统深度耦合,使得信息和物理故障可以相互耦合对配电网的运行造成影响。文中提出一种配电网信息物理故障的耦合度计算方法,从故障危害的角度评估信息与物理系统间的耦合程度。首先,在分析信息物理协同攻击(CCPA)对CPSDN影响的基础上,综合考虑攻击造成的故障危害及节点的防护水平,给出故障概率的计算方法。然后,通过节点耦合度(CDBN)对异构系统节点间故障的相关程度进行计算,并基于CDBN来计算节点与系统间耦合度(CDBNS)、系统间耦合度(CDBS)。最后,以一个包含3条馈线的配电系统作为算例,验证了所提计算方法的合理性和有效性。
配电网信息物理系统可靠性的精细化建模与评估

随着信息通信技术广泛应用于配电网,配电网的信息物理耦合程度逐渐加深,现有配电网信息物理系统可靠性模型难以准确评估实际工程应用中复杂场景的可靠性。文中基于耦合元件的失效情况建立了多状态可靠性模型,并基于满二叉树拓扑遍历配电网信息失效场景,由此提出了一种新颖的可靠性分析方法。该方法考虑了实际故障处理过程与转供容量约束,并适用于所有开环运行的配电网拓扑,为评估存量配电网信息物理系统的可靠性提供一种可行的手段。最后,以中国某市一个实际配电网为例,构建测试配电网信息物理系统,验证了所提配电网信息物理系统可靠性评估方法的可行性与有效性。
我国深层页岩气规模效益开发策略

中国深层页岩气资源丰富,是未来天然气产量增长的现实领域,实现其规模效益开发对于保障国家能源安全具有重要的战略意义。为此,在剖析深层页岩气资源规模效益开发进展与成效的基础上,分析总结了其规模效益开发面临的4大机遇和5大挑战。4大机遇是:①中国天然气市场空间巨大,页岩气发展前景广阔;②国家和地方政府重视并支持页岩气勘探开发;③深层页岩气具备上产和稳产的资源基础;④技术进步将加快深层气规模效益开发步伐。5大挑战是:①深层页岩气勘探开发难度较浅层更大;②勘探开发技术和装备的能力不足;③勘探开发成本较高,降本增效难度大;④生产运行管理体制机制需要进一步优化;⑤企地协调面临新的挑战。结论认为,必须坚持顶层设计、共建共赢、市场运行、继承创新等基本原则,在借鉴国内外典型页岩气区块规模效益开发经验的基础上,优化完善我国深层页岩气规模效益开发推进措施:①完善生产组织模式,实现协同效应最大化;②加强技术攻关,推进科技引领; ③建立市场化工程技术服务机制,激发页岩气开发活力;④深化企地合作,推进共建共赢;⑤加快培育天然气利用产业集群,推动页岩气就地利用;⑥积极争取政府产业支持,优化政策环境。
考虑多能灵活性的综合能源系统多时间尺度优化调度

含电热气多种能源的综合能源系统中,复杂的能量转换关系以及可再生能源和负荷的波动性,给综合能源系统的灵活安全运行带来了挑战。为了减小新能源和负荷不确定性对系统的影响,同时提升系统的功率平抑能力,提出了考虑多能灵活性的综合能源系统多时间尺度优化调度策略。首先,在日前调度中建立多能灵活性状态方程,以日运行成本最小为目标,构建波动场景下考虑系统多能灵活性的调度模型;日内调度则以日前调度计划为基础,考虑电能和热气能在不同时间尺度上的响应能力,建立分时间尺度的滚动优化模型,对日前计划进行修正,平抑功率波动。算例结果表明:所提出的日前模型可以通过协调设备的出力来提升系统的运行灵活性,日内模型能够平抑电热气能在不同时间尺度上的功率波动。
地质工程一体化钻井技术研究进展及攻关方向--以四川盆地深层页岩气储层为例

为了安全高效地开发我国深层页岩气资源,迫切需要开展地质工程一体化钻井技术研究。为此,在阐述地质工程一体化钻井的思想和研究思路的基础上,系统总结了该研究领域的最新进展,然后针对四川盆地深层页岩气储层特征,指出了下一步的攻关研究方向。研究结果表明:①地质工程一体化钻井是指以地质研究为基础,有针对性地调整、优化钻井方案,实现安全高效钻井,同时,运用实钻井的数据资料及时修正地质模型,最终形成地质工程一体化安全高效钻井方案;②现有的地质建模技术难以精细描述四川盆地深层页岩气储层的空间展布特征;③储层非均质性强,应建立考虑页岩储层各向异性特征的钻柱系统动力学模型;④提升钻井液润滑性能和精准控制井眼轨迹是水平段钻柱降摩减阻的关键;⑤为了满足高效破岩的需求,需要开展非平面齿破岩机理系统研究; ⑥井下机器人可以实现对钻压、钻速的智能控制,有望成为智能钻井的新方法;⑦井周岩体力学-化学破坏、页岩微裂缝面摩擦行为的研究,将是深层页岩井壁失稳机理研究的主要内容;⑧人工智能辅助地质导向技术与新型随钻测量工具的研发将是主要攻关方向。结论认为,我国地质工程一体化钻井技术研究已经取得了阶段性进展,但是针对四川盆地深层页岩气储层,还需要在精细地质建模、高效个性化钻头、智能钻井控制、高精度导向及绿色降阻防塌钻井液等方面加强技术攻关,才能最终形成适用于深层页岩气储层的地质-工程-生态一体化安全高效钻井技术。
提高深层页岩裂缝扩展复杂程度的工艺参数优化

埋深大于3 500 m的深层页岩储层具有高水平主应力差、发育层理裂缝、低脆性指数等特点,在压裂改造时难以形成复杂裂缝。为了充分认识其水力裂缝扩展规律,采用三维离散格子方法对四川盆地下志留统龙马溪组深层层理性页岩12 MPa水平主应力差下的真三轴压裂物理模拟实验结果开展了离散元数值模拟分析,其结果与发育单一层理的页岩露头室内压裂物理模拟的裂缝扩展规律相吻合;进而对发育多层理的深层页岩储层开展排量、压裂液黏度、层理强度和压裂液交替注入等影响下的裂缝扩展规律数值模拟。研究结果表明:①高排量注入和提高压裂液黏度能够增强深层页岩储层裂缝深穿透改造能力,当排量达到90 mL/min或压裂液黏度达到60 mPa·s时,水力裂缝可连续穿过4条层理并贯穿整个试样;②在高水平主应力差下,低黏度压裂液倾向于激活水平层理,而高黏度压裂液则倾向于直接穿过层理形成垂直主缝。结论认为:①采用前置高黏度/后置低黏度压裂液交替注入压裂工艺可以最大限度地提高深层页岩储层压裂裂缝复杂程度;②当井筒附近存在薄弱层理时,应及时调整压裂工艺和压裂参数,比如尽可能地增加施工排量、采用瓜胶压裂液等,以使水力裂缝突破近井薄弱层理抑制进而实现深穿透改造。
川南地区百亿立方米页岩气产能建设地质工程一体化关键技术

四川盆地南部地区下志留统龙马溪组页岩气资源丰富,但地质、工程条件复杂,页岩气规模效益开发面临着严峻的挑战。为了解决川南地区页岩气“部署设计难度大、优质储层钻遇率提高难度大、复杂缝网形成难度大、单井产量和单井估算最终采收量(EUR)提高难度大”等问题,通过系统梳理和总结10余年的页岩气勘探开发成果,形成了适用于该区的页岩气地质工程一体化高产井培育方法,并开展了现场试验和推广应用。研究结果表明:①所形成的三维地质建模、三维地质力学建模、复杂缝网模拟和产能数值模拟等4项关键技术,为该区页岩气井全生命周期的方案设计、现场实施、实时调整提供了重要的决策依据和指导,有效提高了页岩气单井产量和EUR;②实施地质工程一体化高产井培育方法,可以大幅度提高长宁-威远国家级页岩气示范区页岩气单井产量,其中长宁区块井均测试日产量由10.9×10~4 m~3提高到26.3×10~4 m~3、最高测试日产量达到62×10~4 m~3,威远区块井均测试日产量由11.6×10~4 m~3提高到23.9×10~4 m~3、最高测试日产量达到71×10~4 m~3;③推广应用地质工程一体化高产井培育方法,可以实现高产井的“复制”,培育了一批EUR超过1.5×10~8 m~3、部分超过2×10~8 m~3的高产井,其中泸州区块4口深层页岩气井,井均EUR达1.98×10~8 m~3。结论认为,所形成的地质工程一体化页岩气高产井培育方法,是破解页岩气规模效益开发难题的有效措施,可以为国内外非常规油气藏的规模效益开发提供借鉴。
中国页岩气开发进展、潜力及前景

中国作为北美之外最大的页岩气生产国,随着页岩气勘探开发的持续快速推进,在埋深3 500 m以浅的海相页岩区已经建成200×10~8 m~3的页岩气年产规模。未来全国埋深3 500 m以浅页岩气能否继续稳产上产、埋深超过3 500 m的深层页岩气的开发潜力如何,既是评价和判断未来中国页岩气资源开发潜力和发展前景等的前提,也是决定能否在川渝地区建成“天然气大庆”的关键。为此,通过总结中国页岩气理论认识和工程技术发展成果,分析页岩气资源的开发潜力,预判了未来的发展前景。研究结果表明:①在页岩气理论体系方面,明确了海相深水陆棚笔石黑色页岩形成条件及页岩气富集机理,建立了“甜点区”和“甜点段”地质理论,初步构建基于“人造气藏”的页岩气开发理论,建立了四川盆地南部地区深层优质页岩厚度大、保存条件好、发育微裂缝与超压的页岩气富集高产模式;②在页岩气工程技术方面,水平井多段压裂等关键工程技术实现了跨代发展,支撑了中国仅用6年时间就实现了页岩气年产100×10~8 m~3、其后又用2年时间实现了年产200×10~8 m~3的历史性跨越;③在页岩气资源方面,明确了四川盆地中浅层海相页岩气是产业发展的“压舱石”,而深层海相页岩气则是未来产量增长的主体,以川南海相页岩为重点具备还可探明页岩气地质储量超6×10~(12) m~3的资源条件,可以支持页岩气产量持续快速增长。结论认为,通过加快对于埋深3 500 ~ 4 000 m页岩气资源的开发,2025年全国页岩气年产量可以达到300×10~8 m~3;考虑到埋深4 000 ~ 4 500 m页岩气资源开发突破难度较大,2030年页岩气有望落实的年产量为350×10~8 ~ 400×10~8 m~3。
四川盆地东部页岩气甜点评价体系与富集高产影响因素

四川盆地东部南川地区处于高压-常压过渡带,页岩气储层埋藏以深层、中深层为主,地质条件复杂,单井产气量差异大。为了揭示该区页岩气富集高产的影响因素,基于典型井钻井资料及试气成果,分析了该区页岩气地质特点,建立了页岩气甜点目标评价体系,划分了甜点区,明确了不同甜点区页岩气生产特征,探讨了页岩气富集高产的影响因素。研究结果表明:①南川地区沉积及地球化学特征基本一致,但受多期构造改造作用的影响,由北向南、自西向东,具有孔隙度增加、压力系数变小、含气性变差、地应力变小的特征;②基于分形理论,建立了包含总有机碳含量在内共计6项参数的储层分级评价标准,明确①-③小层为Ⅰ类储层,是页岩气勘探甜点段;③建立了以“物质基础、保存条件和体积改造”3大类13项为评价参数的定量化页岩气甜点目标评价体系及标准,优选出平桥背斜为Ⅰ类甜点区,东胜南斜坡、东胜背斜、平桥南斜坡为Ⅱ类甜点区;④页岩气生产特征具有分区性,Ⅰ类区具有高产气、低产液、稳产期长且产量递减慢的特征,单井测试页岩气产量和估算最终可采储量较高;⑤页岩气水平井产能主要受控于沉积相带、保存条件和体积改造程度。结论认为,该研究成果可以为四川盆地盆缘区页岩气高质量勘探和规模效益开发提供指导和参考。
智能变电站信息物理融合可靠性评估方法

智能变电站具备信息物理融合系统特征,其可靠性评估应从信息物理系统视角展开。分析了智能变电站物理侧和信息侧的可靠性因素及其相互影响,提出了考虑设备重要度的二次设备可靠性指标和考虑传输数据可靠性的通信链路可靠性指标,并给出了设备重要度的层次分析模型;指出智能变电站可靠性评估应考虑电网扰动和复杂运行状态对量测信息正确性的影响,且信息侧及信息-物理交互影响对智能变电站可靠性影响的问题可以转换为测量和控制报文可靠性对断路器动作可靠性影响的分析问题,进而提出了考虑信息侧影响和信息-物理交互影响的断路器等效可靠性计算方法;在此基础上,给出了基于贝叶斯网络的智能变电站可靠性评估方法。最后,通过算例验证了文中方法的合理性。