mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
可重复使用的水基压裂液的制备与性能评价

针对目前水基压裂返排液重复利用效率低的问题,本文以一种疏水缔合型聚合物BT1218为增稠剂、十二烷基苯磺酸和三乙醇胺为黏度促进剂FJ-1、Na_2CO_3为pH调节剂、KCl为黏土防膨剂、氨基磺酸与过硫酸盐为复合破胶剂,制备了一种可重复使用的水基压裂液RFrac-H,同时利用RFrac-H破胶液制备了新的压裂液,并对其耐温、耐剪切性和破胶性能进行了评价。实验表明:0.4% BT1218+0.1% Na_2CO_3+0.5% KCl+0.30% FJ-1制备的RFrac-H压裂液,在170 s~(-1)下,温度由30 ℃升至120 ℃时,压裂液的黏度大于50 mPa·s,压裂液在100 ℃、170 s~(-1)下连续剪切60 min后的黏度大于40 mPa·s,静态沉砂速率为0.0214 cm/s,破胶液的黏度为2.51 mPa·s,表面张力为24.4 mN/m,油水界面张力为0.282 mN/m,黏土防膨率大于80%。利用RFrac-H破胶液重复制备压裂液的性能完全满足压裂液性能指标要求,且破胶液重复使用次数多,压裂液制备成本低。利用破胶液制备的压裂液与RFrac-H比较,增稠剂和黏度促进剂加量减少了70%以上。
土工袋单元体循环剪切特性试验

采用室内大型剪切系统通过变剪切应变幅值条件下土工袋单元体系列循环剪切试验,研究了土工袋单元体的袋内材料填充率、竖向应力、剪切应变幅值等因素对其动力特性的影响。结果表明:在竖向应力为80 kPa时,袋内材料填充率越大土工袋减振效果越好,综合考虑施工效率等因素,建议采用90%作为土工袋单元体的最优填充率;竖向应力越大土工袋单元体的动剪切模量越大,水平剪切变形越大土工袋单元体的阻尼比越大;扰动较小时土工袋具有保持自身稳定的能力,扰动足够大时土工袋利用自身柔性提升阻尼,大量耗散振动能量。
考虑施工过程影响的PCCP地震响应分析

为了研究地震作用下施工过程对预应力钢筒混凝土管(PCCP)的影响,建立考虑PCCP施工过程影响的非线性有限元模型,利用生死单元技术实现PCCP从地应力平衡到施加预应力钢丝预应力、铺设管道,再到回填回填土过程的有限元分析,以压实度作为衡量回填土施工质量的指标,基于黏弹性人工边界理论、等效节点力地震动输入法以及静-动力边界转换法,分析考虑施工过程以及不同回填土压实质量对PCCP地震响应的影响。结果表明,管道应力受自身和回填土重力的影响,考虑施工过程影响时内外层混凝土管顶、管底的外侧单元和管腰内侧单元的环向压应力比未考虑施工过程大,管顶、管底的内侧单元和管腰的外侧单元环向压应力比未考虑施工过程小;地震作用下,回填土均匀压实时,增大回填土压实度可降低PCCP插口处的轴向拉应力,回填土压实度越不均匀,管道之间的水平和竖直转角最大值也越大,回填土压实质量对竖直方向转角的影响大于对其水平方向的影响。
黄槽竹及其变种自然极端低温后的生理响应特征

【目的】为探究北京地区黄槽竹及其变种自然低温胁迫下的生理响应特征并对抗寒能力进行综合评价。【方法】以黄槽竹、金镶玉竹、黄秆京竹3个竹种为研究对象,分析其自然极端低温后的叶绿素含量、渗透调节物质、抗氧化系统指标、内源激素特征,并采用熵权TOPSIS法对抗寒性进行综合评价。【结果】黄槽竹叶绿素含量均高于其他两个竹种。黄秆京竹丙二醛(MDA)含量最高,但抗氧化物酶(SOD、POD、CAT)活性低于其他两个竹种。黄秆京竹幼壮竹叶片中可溶性糖、可溶性蛋白含量均显著高于其他两个竹种。金镶玉竹随着年龄的增大,其叶绿素含量、SOD、POD活性显著降低,渗透物质含量变化差异不显著(P > 0.05)。黄秆京竹幼壮竹的3种渗透物质含量显著高于老竹,黄槽竹两个年龄阶段间抗氧化系统指标差异达显著水平(P < 0.05)。3个竹种的ABA/GA3比值大小排序为:金镶玉竹、黄槽竹、黄秆京竹。方差分析及相关性分析表明叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量、可溶性糖、可溶性蛋白、MDA、POD、CAT、SOD在竹种间差异显著(P < 0.05),各指标间均存在不同程度的相关性。【结论】竹种是影响黄槽竹及其变种抗寒性的主要因子,竹种与竹龄的交互作用次之。基于熵权TOPSIS综合评价法,MDA含量在抗寒指标中所占的权重最大(35.44%),其次为POD、SOD活性。针对11个指标进行TOPSIS评价得出金镶玉竹抗寒能力最强。ABA/GA3的比值越大竹种抗寒性越强,表明激素在植物体内的作用相互关联并不孤立。
寒温带地区非生长季典型森林群落凋落物分解及养分释放

【目的】研究寒温带森林凋落物在非生长季的分解及养分释放特征,可为寒温带地区森林养分循环及森林生产力评价提供理论依据。【方法】选取寒温带地区4种典型森林(白桦林、山杨林、兴安落叶松林和樟子松林)为研究对象,采用埋袋法进行分解试验,分析秋季、冬季和春季冻融期凋落物分解和养分释放动态变化。【结果】秋季是非生长季凋落物质量损失率和养分释放最高的时期,4种林型凋落物质量损失率在17.50%~ 30.60%之间,白桦林凋落物分解最快,兴安落叶松林分解最慢。冬季凋落物质量损失率在0.52%~ 5.12%之间,春季冻融期在3.12%~ 7.65%之间。非生长季白桦林分解最快,分解速率达1.37 g/(kg·d),兴安落叶松林最慢,为0.87 g/(kg·d)。4种林型秋季凋落物中C、P、K元素均处于释放状态,且释放率在17.45%~ 65.90%之间,其中白桦林C、P释放率最大,分别为28.14%、65.90%,山杨林K释放率最大为58.19%。冬季4种林型凋落物中C、P、K释放率大幅降低,N呈现累积状态,累积率在1.44%~ 51.54%之间。春季冻融期间,凋落物养分释放率有所回升,但不同林型受土壤温湿度影响,波动性较大。【结论】寒温带4种林型在非生长季凋落物质量损失率在21.60%~ 42.37%之间,除山杨林N整体上呈现累积状态外,其他林型凋落物C、N、P、K元素均表现为释放,凋落物质量损失率、元素C、P、K释放均以秋季为主,而N释放则以春季为主。
基于大径材培育下杉木人工林间伐初始期的确定

【目的】研究杉木间伐初始期与立地之间的关系,为大径材培育的间伐初始期的确定提供科学的依据。【方法】采用福建峡阳23年生的杉木人工林的长期定位观测数据,研究目标树胸径连年生长量的变化规律,分析立地指数及不同株数梯度的目标树对杉木人工林首次间伐期的影响。【结果】(1)地位指数明显影响林分中幼龄时期目标树的胸径生长速率及连年生长量,地位指数越高,林分早期生长速率越大。(2)当胸径连年生长量下降至1 cm以后,22地位指数目标树的胸径连年生长量反而小于18、20地位指数目标树的林分;随着林龄的增加,不同地位指数的目标树的胸径连年生长量趋于相等。(3)全林分(CK)时,18、20地位指数的杉木人工林首次间伐期应在第9年,22地位指数的杉木人工林应在第10年。(4)当选取不同梯度株数(T80、T60、T40)的目标树时,18、20地位指数的林分首次间伐初始时间选择在第13年, 22地位指数的林分确定在第11年。【结论】地位指数越大,林分越早进入首次间伐期。基于大径材培育时,18、20地位指数的杉木人工林首次间伐期应控制在9 ~ 13年间,22地位指数的林分首次间伐时间应控制在10 ~ 11年间。实际间伐时间可根据经营林分集约程度、立地质量、经济、人力等条件的实际情况而定,但18、20地位指数的林分间伐时间不应迟于第13年,22地位指数的林分首次间伐时间不应迟于第11年。
考虑环境外部性和风光出力不确定性的虚拟电厂运行优化

虚拟电厂在建设运行中产生的环境外部性影响其运行的经济效益与环境效益。首先,单独核算煤电、风电和光伏发电的单位环境外部性成本,并将其计入虚拟电厂的单位发电量成本。在此基础上,考虑风光出力的不确定性,构建基于Wasserstein距离的风光出力预测误差模糊集的两阶段分布鲁棒优化模型,使虚拟电厂在风光出力预测误差满足模糊集内最坏分布的情况下调整柔性资源,实现运行成本最小,以此研究虚拟电厂的调度决策问题。最后,算例仿真与对比分析验证了考虑环境外部性对虚拟电厂经济、低碳运行的积极作用,以及构建的两阶段分布鲁棒优化模型的适用性与计算简便性。
用电数据驱动的低压配电网负荷随机建模及不平衡评估

户用光伏发电和居民用电等单相设备因运行随机不确定性造成配电网三相不平衡问题日益严重。针对该问题,提出了一种用电数据驱动的低压配电网负荷随机建模方法。该方法利用高斯混合分布和期望最大化算法描述典型居民用电行为状态;通过建立云层覆盖指标划分云层状态,结合Beta分布描述光伏集群出力行为状态;采用马尔可夫链挖掘单相设备集群历史运行数据,建立系统各时刻运行状态转移矩阵,并采用序贯蒙特卡洛模拟方法对行为状态持续时间进行抽样,并建立系统状态随机模型。考虑低压配电网结构特点以及该随机模型,采用拉丁超立方抽样对配电网节点信息进行采样。基于节点支路关联矩阵进行潮流计算,并对三相不平衡问题进行评估。最后,以配电网模型作为仿真测试系统,验证所提方法的合理性与有效性。
考虑无功设备动作的交直流电网日前两阶段随机优化调度

中国大型风电基地大多位于西北内陆地区,需要通过高压直流传输进行跨区消纳。为了应对风电输出的不确定性并提升风电消纳水平,传统基于电网换相换流器的高压直流需要根据风电出力变化而进行有功调节,但若不加以控制,可能会引起直流无功调节设备的频繁动作,不利于直流系统的稳定运行。基于两阶段随机规划建立了交直流互联电网日前两阶段随机优化调度模型,充分考虑了实时日前计划的可行性。模型将直流功率视为灵活调节的资源,并引入换流站稳态运行模型描述直流无功功率特性以准确地限制无功设备的动作。针对模型的非线性,采用一阶泰勒展开对换流站稳态运行模型进行线性化,并验证了线性化的精度。最后,通过风电直流外送系统验证了优化调度策略的有效性。
基于改进直流断路器注入信号的柔直电网自适应重合闸方案

采用架空线路的柔性直流电网容易发生瞬时性故障,需要配置快速、可靠的重合闸方案。常规的自动重合闸方案缺乏对故障性质的预判,而基于换流器注入信号的故障性质判别方法不利于多端直流电网的功率传输。针对上述问题,提出一种适用于混合式直流断路器的RCT型缓冲电路(由电阻、电容、晶闸管构成),增加主动信号注入模式来实现自适应重合闸,避免信号产生过程对多端直流电网功率传输的稳定性造成影响。在此基础上,详细推导限流电抗器的衰减作用,合理选取注入电压脉冲的宽度;进一步提出基于行波保护信息的注入信号幅值自适应调整策略,提高故障性质判别方法的耐受过渡电阻能力。大量仿真算例验证了所提重合闸方案的可行性和优越性。
考虑居民用户参与度不确定性的激励型需求响应模型与评估

先进的智能测控与双向通信技术引导越来越多居民用户通过智能家庭能量管理系统(SHEMS)参与需求响应(DR),然而用户参与度等不确定因素导致难以有效量化评估居民响应能力。首先,建立了复杂用电环境下的混合整数负荷模型,并综合考虑基于分时电价和用户协议的DR策略,建立了激励型DR参与度自主决策的智能家庭日前优化调度模型。然后,考虑到用户响应行为的不确定性,提出以参与度、响应时间等多重影响因素与净负荷功率构建高维参数空间,利用响应前后净负荷包络域期望量化用户响应能力,进而提出综合考虑电网激励成本与用户响应成本的响应能力梯度评估指标,为电网激励机制设计和用户响应方案决策提供指导依据。最后,仿真结果验证了所提模型及评估方法的有效性。
海上风电-氢能系统运行模式分析及配置优化

为达成“碳达峰-碳中和”目标,海上风电等可再生能源将得到加速发展,氢能有望成为离岸低碳能源网络中的重要一环,发展能对海上负荷全清洁供能的海上风电-氢能系统前景广阔。该类系统的运行模式、各模式配置与经济性值得研究。建立了海上风电-氢能系统配置优化模型,提出并对比分析了该系统的单一供电、双供电、多能孤岛、多能联网模式,讨论了各种敏感性因素对容量配置和经济性的影响。仿真结果表明,实现全清洁供能需以经济性降低为代价,氢气价格和电解槽价格对系统的配置和收益影响最大。
直流换相失败下双馈风电机组特性描述及暂态过电压抑制

基于电网换相换流器的高压直流(LCC-HVDC)输电因传输容量大而在中国规模化风电外送中得到广泛应用。当LCC-HVDC系统发生换相失败时,其在暂态过程中的无功功率大范围波动将导致送端电网电压剧烈变化,对风电的稳定运行产生极大的影响,导致脱机等事故的发生。直流系统换相失败工况与交流电网短路故障有较大差异,因此亟须对该工况下的双馈感应发电机(DFIG)暂态特性及故障穿越方法进行研究。首先,分析了换相失败时送端电网的暂态电压形态特性,揭示了暂态过电压的形成机理。然后,采用分段线性描述方法对电网电压连续变化下的DFIG暂态磁链特性进行了解析,并结合DFIG无功输出方程提出了一种适用于换相失败故障的改进低-高电压故障穿越及过电压主动抑制策略。最后,通过PSCAD仿真验证了所提策略在实现DFIG故障穿越的同时还能够进一步抑制暂态过电压,提高了系统稳定性与灵活性。
双碳目标下低碳综合能源系统规划关键技术及挑战

双碳目标下,能源系统深度脱碳势在必行。低碳综合能源系统是通过集成碳捕集技术、提高非碳能源比例、充分调动源-网-荷-储各能源环节灵活性资源等方法,主动或被动降低碳排放的多能源系统形态。文中对低碳综合能源系统规划关键技术进行了评述和展望。首先,梳理了现阶段能源转型目标和路径优化方法;然后,从碳捕集和可再生能源消纳两方面对低碳综合能源系统关键要素建模方法进行总结;在此基础上,根据不同低碳综合能源系统层级的特点,分别评述了集成碳捕集技术和高比例清洁能源的跨区级低碳综合能源系统规划方法、考虑多类型分布式清洁能源和灵活性资源的区域级低碳综合能源系统规划方法、计及用户用能及建筑特性的用户级低碳综合能源系统规划方法;最后,对不同层级低碳综合能源系统规划面临的挑战进行了展望。
含智能软开关的智能配电网分布式供电恢复方法

为提高供电恢复方法性能,更好地应对智能配电网规模不断扩大、结构日趋复杂、运行方式更加灵活多样的形势,提出了一种含智能软开关的智能配电网分布式供电恢复方法。首先,以电网分布式的拓扑信息和电气量信息为基础,采用网络逐步戴维南等值计算方法,对供电恢复过程中各节点的电气量约束条件进行就地逐步计算,能够更好地适应智能软开关在供电恢复过程中输出不断调整的工作特性。然后,分析了智能软开关的控制原理和工作特性,尤其是在分布式供电恢复过程中的控制策略和输出调整特性,提出了基于配电网逐步戴维南等值的供电恢复电气量参数分布式计算方法,充分发挥智能软开关对供电恢复的支撑作用,进一步提升供电恢复水平。最后,通过IEEE 33节点和IEEE 69节点系统验证所提方法的有效性。
基于改进雨流计数法的梯次利用电池储能系统优化控制

针对梯次利用电池储能系统运行效率低、控制难度大的问题,提出基于改进雨流计数法的梯次利用电池储能系统分段控制策略。首先,设计光储充电站为梯次利用场景,采用功率平滑与负荷整形的复合模式进行储能系统分段能量需求建模。其次,考虑储能系统分段能量需求差异进行退役电池分级利用,提出梯次利用电池储能系统分段控制模式。然后,计及荷电状态估算误差对储能系统分段控制效果的影响,提出基于雨流计数法的分段控制思想,并针对雨流计数法的时序丢失和区间重叠问题进行改进。最后,在MATLAB环境下,对所提控制策略与现有控制策略进行仿真比较分析。结果表明,所提控制策略可优化梯次利用电池储能系统功率分配,提升梯次利用电池储能系统控制效果。
电-热-气混联综合能源系统状态估计研究综述与展望

综合能源系统的发展在提高能源效率、减少碳排放及增加可再生能源渗透率等方面起到了巨大的推动作用,面对耦合日益紧密的电-热、电-气互联综合能源系统,现有的能量管理模式和调度手段难以充分发挥其应有的优势。因此,实现综合能源系统协同一体、高效准确的状态估计,可以为后续协同调度、安全运行提供可靠的数据支撑。鉴于此,简要概述碳中和背景下综合能源系统状态估计研究,回顾综合能源系统状态估计理论的发展历程及难点;然后,从模型、数据、时间尺度3个层面分析电-热、电-气综合能源系统状态估计研究的总体思路;最后,对未来综合能源系统状态估计可深入研究的方向进行了展望。
自适应电池充电曲线的三线圈电池无线充电器

目前的无线供电应用中多采用锂电池作为负载,无线充电器应提供电池所需的先恒流后恒压输出,其中恒流与恒压的切换多依赖后级变换器、复合拓扑或高阶网络来实现,控制复杂,可靠性差。为解决该问题,文中提出了一种可自适应电池充电曲线的三线圈电池无线充电系统,该系统通过在原边侧增加辅助线圈和无源整流桥,实现恒流与恒压模式的自动切换,不需要额外控制;辅助线圈通过特定补偿网络与输入源并联,输出阈值不受磁路耦合机构参数限制,自适应于任意电池充电曲线。该三线圈电池无线充电器在2种充电模式下均工作在同一频率,保证逆变器软开关与变换器近似零无功环流,降低了器件应力,提高了传输效率,且该电路具有自动开路保护功能。文中系统阐述了该充电器的拓扑结构设计原则和工作原理,并搭建了一台输出为72 V/2.5 A的实验样机,验证了所提充电器的有效性。
考虑碳减排的综合能源服务商合作运行优化策略

在电力市场深入改革的背景下,综合能源服务商既是直接为用户提供能源服务的能源主体,又是节能减排的重要载体,研究综合能源服务商的合作运行有助于促进区域综合能源系统的低碳经济。首先,提出双层协同优化运行的调控架构,通过顶层监管调动底层综合能源服务商参与碳减排的积极性,底层的各利益主体交互有限信息实现协同优化。其次,基于Nash议价理论,建立计及碳排放限额和惩罚系数的综合能源服务商合作博弈模型,挖掘综合能源服务商合作运行促进碳减排的潜力,并且兼顾个体利益和社会效益。然后,将所建的非凸模型分解为2个线性约束下的凸优化问题,即效益最大化子问题和能源交易支付子问题,进一步采用自适应交替方向乘子法求解上述问题。最后,通过算例验证了所提策略的有效性。
基于九开关变换器的直驱-双馈分散式风电系统控制策略

为提高分散式风电应用场景中直驱-双馈混合风电系统在非理想电网电压下的运行特性,提出了应用九开关变换器型统一电能质量调节器实现混合分散式风电系统柔性故障电压穿越的方案。围绕九开关变换器控制,在分析九开关变换器直流侧电压共用关系的基础上,研究了适用于九开关变换器的三次谐波注入调制方式,提高了直流电压利用率;利用电压补偿和电流补偿,针对九开关变换器直流侧电压需求不同期的特点,设计了依据电压故障程度动态分配调制比限幅的策略。通过在电网电压对称跌落、不对称跌落和谐波工况下对上述方案的仿真分析,验证了九开关变换器优化直驱-双馈混合分散式风电运行特性的可行性。
励磁系统动态增益对凸极发电机动态阻尼的影响

由于励磁系统动态增益对凸极发电机的动态稳定性有显著影响,为改善电力系统阻尼,需要经常调整该动态增益,进而配置电力系统稳定器(PSS)。但是在动态增益对发电机动态稳定的影响方面,存在某些模糊认识。首先,分析了励磁系统动态增益对动态阻尼的影响原理。然后,在典型机组参数和工况下计算分析了励磁系统动态增益对凸极发电机阻尼转矩、阻尼比和励磁系统频率响应特性的影响。在单机无穷大系统、两机系统和实际系统中进行了仿真,计算结果和仿真结果一致。最后,在实验室及工程现场进行了试验,验证了仿真和计算结果的正确性,即励磁系统动态增益越大,凸极发电机动态阻尼越弱。为改善凸极发电机(如水电机组)动态阻尼,应使励磁动态增益在满足相关标准要求的前提下取较小数值,且通过配置相应的PSS进一步提高系统阻尼。
含可再生能源电力系统可靠性评估的非参数重要性分层抽样法

现代电力系统中的间歇式可再生能源占比不断增长,使电力系统可靠性评估的传统方法的效率大幅降低。为此,提出了一种电力系统可靠性评估的非参数重要性分层抽样法,解决了拉丁超立方采样与非参数重要性采样结合时难以进行样本相关性控制的问题,实现了这2种方法的有机结合。该方法可将系统状态样本集中在对可靠性指标贡献大的重要区域,且减少了样本的重复,因此可显著提升含多新能源厂站的现代电力系统可靠性评估的效率。利用实际风电场、光伏电站和水电站的历史出力数据修改了IEEE RTS-79标准测试系统并开展算例仿真,结果显示所提出的非参数重要性分层抽样法的计算速度明显超过单独的重要性采样法,证明了该方法的有效性。
面向调控云的可视化电网设计及应用

为了实现大电网中具有复杂时空关系、多源异构数据的可视化展示,提出了适用于调控云的电网可视化架构设计,采用电网图、厂站图、一次设备图、二次设备图4层视图架构,分别从全景可视化、全态可视化和全息可视化3个方面详细阐述了可视化电网的实现,以不同可视化形式呈现从设备个体到电网全景的场面、从历史到未来全生命周期的状态、从要素到主题的全面信息,从而实现全景、全态、全息展示电力系统特征、运行轨迹和实时信息。在此基础上,研究了实现可视化电网的关键技术,基于电气关系和对象化模型的关联关系,自动构建可视化关联图谱,从场景、时态及信息各层面,全面展示电网的构成及运行,从而实现对电网实时运行、运行效率分析、设备故障和设备检修分析等应用场景的支撑。
考虑输入量不良数据的发电机动态状态估计方法

近年来,基于同步相量测量单元(PMU)量测数据的发电机动态状态估计得到广泛研究。然而,现场运行的PMU受多种因素的影响,可能导致作为状态估计输入量的发电机机端电压或电流量测相量存在不良数据,对状态估计产生影响。针对该问题,提出了一种考虑输入量不良数据的发电机动态状态估计方法。在输入量不良数据对动态状态估计影响分析的基础上,该方法利用发电机状态量受动态方程约束不能突变的特性,提出了基于指数平滑的状态量预报方法,将该预报值与发电机动态方程预报值进行比较,提出了输入量不良数据检测方法。进一步,检测到不良数据后用指数平滑预报值代替动态方程的预报值,提出了基于最小二乘法的输入量校正方法。仿真算例结果表明,所提方法能有效抑制输入量不良数据对发电机动态状态估计的影响,提高动态状态估计算法的鲁棒性。
故障位置特征表达的盲区识别与电气坐标系扩展

安全域概念下数据驱动的动态安全评估亟需系统化的故障位置特征表达方法。在电气坐标系概念基础上,提出故障位置特征表达的盲区识别与电气坐标系扩展方法,进一步提高局部区域的故障位置表征精度。首先,分析电气坐标系在局部区域内故障位置表征精度不足的原因,定义故障位置特征表达的盲点、盲线和盲区;然后,通过分析两点间的位置关系,确定盲线判定原理,提出考虑邻接线路的盲线快速搜索方法;最后,提出基于邻接矩阵的初始盲区识别算法,并基于模型评估结果对盲区进行微调,通过扩展电气坐标系参考节点提高了对盲区的故障位置表征精度。以暂态稳定评估为例,在中国省级电网算例下验证了所提方法在动态安全评估中的适用性。
计及相关性影响的增强台风灾害下配电网韧性灵活性资源规划

中国是遭受台风灾害最为严重的国家之一,强台风可导致群发性的断线和倒塔,进而演化为电力灾难,其风险不容忽视。针对台风灾害采用PageRank算法建立计及断线和倒塔相关性的配电网故障率模型;同时,对模型较为复杂的气象和地理信息部分,采用数据驱动的方法,在相关性配电网故障率模型中引入信息扰动系数μ,通过径向基函数(RBF)神经网络模型构建气象和地理信息与μ的映射关系,并对驱动结果进行校验修正。最后,提出一种新的韧性量化指标,以该指标最优和经济性最大化为上下层目标函数,构建计及相关性影响的台风灾害下灵活性资源选址定容双层规划模型。通过对灵活性资源的协调规划,使得配电网在韧性提升的同时实现经济性最优。通过算例验证了模型的准确性与有效性。
考虑极限场景的并网型微电网分布鲁棒优化方法

负荷与分布式电源的不确定性是微电网运行优化的难点。文中提出一种考虑极限场景的并网型微电网日前分布鲁棒优化方法,以保证微电网能量管理的鲁棒性和高效性。首先,计及源荷不确定性,构造基于Wasserstein距离的概率分布模糊集,并利用极限场景法修正该模糊集,提高模糊集的鲁棒性。其次,考虑到并网模式下微电网与配电网是不同的利益主体,分别建立微电网与配电网的日前运行优化模型,采用改进目标级联分析法进行解耦与迭代求解。最后,通过仿真对比验证所提方法的有效性。
考虑多重不确定性因素的售电公司购售电决策模型

售电公司参与市场交易面临着负荷、现货价格及需求响应等多重不确定性,综合考虑多重不确定性因素并根据其特点进行建模有利于提高购售电决策的有效性。首先,提出分时电价下计及用电成本满意度和用电舒适满意度的可转移负荷响应优化模型;其次,考虑用户响应行为的不确定性,建立基于模糊隶属度函数和消费者心理学的可削减负荷响应模型;然后,分别采用概率密度函数和场景法对负荷和现货价格进行模拟,以预期利润和条件风险损失综合效用最大化为目标,建立包含购电组合、售电定价、可削减负荷调用及补偿等决策的售电公司综合决策与风险评估模型,通过模糊机会约束的等价转换将模型转化为确定性优化问题进行求解。算例仿真分析了风险偏好和不确定性因素对售电公司决策的影响,验证了模型的有效性。
面向新型电力系统的需求响应机制探讨

以新能源为主导的新型电力系统中,发电侧调节能力显著下降,亟待充分挖掘需求侧的调节能力,弥补新能源并网所造成的灵活性匮乏。首先,指出新型电力系统下需求响应机制应具备规模化、常态化、轻量化、趣味化“四化”特征;其次,针对当前需求响应分类方式粗略且难以反映其本质特征的问题,提出按照需求响应中用户贡献评价方式的分类原则,将现有机制划分为价格型、基线型、准线型3类,并详细介绍了各类机制的研究现状;进而,基于所提出的“四化”特征,分析指出价格型、基线型机制将难以适应新型电力系统的发展,而与这2类机制试图利用某种信号间接改变用户用电行为不同,准线型机制直接给出了需求响应实施方所期待的用户负荷曲线形状,能够更好地满足“四化”特征,从根本上克服了其他机制规模小、难持续、不透明、易反弹等问题,可良好地适应新型电力系统的发展需求;最后,展望了准线型需求响应机制在新型电力系统发展下的必要性、可行性与重要性。
高比例可再生能源渗透下的电力市场价值分配机制设计

大力发展可再生能源、构建清洁高效的能源体系已成为贯彻落实能源革命的必然选择。在电力市场环境下,随着可再生能源渗透率的持续提升,传统火电份额被不断占据。由于尚未建立合理的市场机制保障火电提供容量的基本收益,火电企业缺乏为高比例可再生能源提供辅助服务的动力。市场价值分配的核心思想在于按照“谁创造的价值谁分享,谁产生的成本谁承担”来量化市场成员的贡献和价值,并分配利益。为此,提出一种高比例可再生能源渗透下的电力市场价值分配机制。基于Vickrey-Clarke-Groves(VCG)机制,定义一台火电机组的价值为该机组对其他发电资源的替代效益,精准辨识火电为可再生能源并网消纳付出的真实成本,从而激励火电机组真实报价,主动预留辅助容量,形成高比例可再生能源电力市场互利共济的格局。
"三线"约束下土地利用变化及其对碳储量的影响---以武汉城市圈为例

陆地生态系统碳储量作为全球碳循环研究的基础,与土地利用变化密切相关。生态保护-永久基本农田-城镇开发边界红线(简称"三线")是国土空间规划的核心,能较好地约束土地利用,进而对碳储量造成影响。以武汉城市圈为例,采用Markov-FLUS耦合模型模拟"三线"约束下的土地利用变化情景,并运用InVEST模型定量研究不同情景下土地利用变化对碳储量的影响。结果表明:①2000-2015年武汉城市圈耕地、林地、草地和未利用分别减少了1267.582、112.703、24.896、42.14 km~2,建设用地和水域分别增加了1092.282 km~2和355.039 km~2。2035年"三线"约束情景下耕地减少面积小于自然发展情景,林地实现了增长,新增建设用地被引导至城镇开发边界红线内聚集。②2000-2015年武汉城市圈总碳储量呈连续递减势态,其中武汉市碳储量减少量最大。"三线"约束情景下碳储量和地均碳密度下降幅度明显变小,武汉市碳储量减少量仅为自然发展情景的44.89%。③耕地-建设用地之间的转换是引起碳储量剧烈变化的主要原因,土地利用强度与碳储量呈显著负相关,较低强度带的碳储量最高。因此,"三线"约束下的武汉城市圈土地利用能合理统筹布局生态-农业-城镇等功能空间,减缓碳储量的损失,对区域国土空间优化具有重要意义。
固氮树种旱冬瓜对退化林地土壤修复和林下植被重建的生态驱动效应

固氮树种对退化土壤和森林的结构与功能修复和改良具有重要价值,但是,固氮树种的混交配置、林龄变化和人工与天然起源林分对土壤修复和林下植被重建方面的生态驱动效应与影响机制的认识尚不够深入。因此,在金沙江上游选择退耕地上不同混交配置模式、不同林龄旱冬瓜(Alnus nepalensis)人工林和旱冬瓜天然次生林,对比分析了土壤养分、林下植被生长、林下植被多样性和旱冬瓜材积等指标的差异,以期阐明固氮树种旱冬瓜对土壤养分状况及林下植被重建的生态驱动效应。结果表明:(1)不同旱冬瓜人工林配置模式中,旱冬瓜纯林的土壤养分综合指标显著高于旱冬瓜+云南松混交林和云南松纯林(P<0.05);(2)不同林龄旱冬瓜人工林中土壤有机质、总氮及土壤养分综合指标呈现8年生林均显著大于5年生林(P<0.05);(3)土壤有机质、总氮及土壤养分综合指标均为旱冬瓜天然林>旱冬瓜和云南松人工混交林>云南松天然林(P<0.05);(4)SEM模型分析发现,旱冬瓜材积与土壤养分综合指标呈极显著的正相关关系(R =0.473,P<0.001);(5)在不同旱冬瓜人工配置模式和不同优势种的天然林中,灌木生长状况均与旱冬瓜材积呈显著正相关(R = 0.496,P = 0.014;R = 0.610,P = 0.002),且灌木生长状况与土壤有机质、总氮及土壤养分综合指标显著正相关(P<0.05)。研究揭示了固氮树种旱冬瓜作为退化土壤修复和植被重建的生态演替驱动种,显著提升了退化土壤的养分(有机质、总氮及土壤养分综合指标)并促进了林下灌木的生长,对加速金沙江上游退化土壤功能修复和林下植被重建具有积极生态驱动效应。
城市土地利用变化对生态系统服务价值影响的多情景模拟---以深圳市为例

深圳市作为粤港澳大湾区城市化水平最高、经济最为发达区域,其快速变化的土地利用方式对生态系统服务价值产生了深刻影响。基于1995-2015年深圳市土地利用和生态系统服务价值(ESV)变化规律,运用FLUS模型与ESV算法,设定自然发展、城市发展、耕地保护和生态保护4种情景,模拟不同情景下土地利用变化对ESV的影响。结果表明:(1) 1995-2015年转出量最高的地类是草地,草地与林地间存在密切相互转化关系,除建设用地外,其余地类均呈"入不敷出"态势;(2) 1995-2015年ESV总价值的下降趋势由迅猛变化为和缓,调节服务是深圳市最主要的生态系统服务功能,其次则是支持服务功能;(3)秉持粤港澳大湾区建设基本原则,以2035年为目标年,设定了自然发展、城市发展、耕地保护和生态保护四种情景,发现自然发展和城市发展的ESV总价值损失量较高,建筑面积的增加和草地面积的大规模减少成为两情景下生态系统服务价值减少的关键。生态保护情景下,虽然ESV总价值减少趋势并未有效遏制,但减少量明显少于其余三种情景,成为未来深圳市土地利用优化的最优情景。
基于暴露-敏感-适应性模型的生态脆弱性时空变化评价及相关分析---以中国大运河苏州段为例

为了及时掌握运河流域生态系统脆弱性的真实状况,以中国大运河苏州段区域为例,基于VSD模型建立生态脆弱评价指标体系,结合层次分析法-熵权法以及遥感-地理信息系统技术,以栅格为基础评价单元,运用空间叠置分析计算生态脆弱度,揭示其生态脆弱性时空分布格局及演变趋势。通过生态环境脆弱性综合评价及相关分析,其结果表明:①2008-2018十年间研究区生态脆弱度以潜在脆弱和轻微脆弱为主,合计占比从62.63%增长到68.79%,非常脆弱区与极度脆弱区占比较小,合计占比从22.45%下降到15.61%;②研究区生态恢复情况良好,根据时空演变趋势将研究区划分为生态修复区、生态持平区和生态退化区,生态修复率为37.09%,生态持平率为37.93%,生态退化率为24.89%;③对生态修复区与生态退化区进行划分,各包含四种等级区,其中生态修复区以Ⅰ级修复区为主,占比为13.31%;生态退化区以Ⅰ级和Ⅱ级退化区为主,合计占比为18.80%, Ⅳ级退化区占比仅有1.50%。
基于Google Earth Engine平台与复杂网络的黄河流域土地利用/覆被变化分析

黄河流域在中国社会经济发展和生态安全方面的地位十分重要,过去几十年的自然演变和人类活动对其造成了深远影响,系统科学地认识黄河流域的环境格局变化是实现黄河流域高质量发展的重要前提。基于Google Earth Engine平台和复杂网络分析方法,解译并分析了1986年至2018年黄河流域的连续年度土地利用/覆被变化(LUCC)。基于1000个独立验证点进行的评估显示解译的覆盖黄河流域33年的年度土地利用/覆被数据集的7个一级类的总体准确率为82.6%,15个二级类的总体准确率为74.7%。分析结果显示黄河流域的土地系统在整个研究期间呈现出复杂的时空变化,主要的LUCC模式包括:不变或很小的变化、伴随耕地流失的城市扩张、草地恢复、果园和梯田扩张和森林增加。基于复杂网络方法对黄河流域土地系统的分析表明,土地利用/覆被转移网络中的高覆盖草地、低植被覆盖地表和落叶常绿混交林与其他地类的转移较频繁,地类节点的中介中心性和度值较高,是黄河流域土地系统中的关键地类。另外与人类活动关系密切的果园和梯田、谷物耕地和城市及建设用地节点组成了较为活跃的网络社区结构,它们都有较高的结构多样性、接近中心性,这些地类之间的转移是土地系统中重要的地类转移类型。时间序列的转移网络分析表明黄河流域的土地系统在1993-1998年、2001-2007年、2011-2014年存在三个不稳定时期,这三个不稳定时期的出现可能分别由大量的农业土地开发、退耕还林还草工程和果园梯田的大量增加导致。对黄河流域的长时间土地利用/覆被动态的系统性分析提供了关于环境政策和社会经济活动对土地系统造成何种影响的见解,表明黄河流域正朝着实现农民生计安全,区域经济增长和生态环境保护的可持续发展的目标迈进,并为LUCC研究提供了新的数据处理方式和新的系统科学视角,有助于实现区域的高质量可持续发展和理解人与自然系统之间的相互作用关系。
中国地级区域高质量发展格局与影响因素

高质量发展战略对中国生态经济系统的运行提出了更高要求。当前对高质量发展的研究侧重经济子系统,对生态子系统和社会子系统的分析相对薄弱,且缺乏省级以下中微观尺度的分析。从经济质量、创新潜力、环境质量、生态安全、人民生活和城乡协调六个维度解析了高质量发展内涵,搜集了全国306个地级区域2018年的数据资料,构建地级区域高质量发展综合评价指标体系,定量测算了地级区域高质量发展指数,揭示了区域格局,考察了影响因素,识别了问题区域,并提出了发展质量提升策略。研究表明:①高质量发展指数存在明显的区域差异,东部地区和长江流域发展水平相对较高,东北地区和黄河流域发展水平相对较低。②经济质量、创新潜力和人民生活指数的均值相对较低,是高质量发展的薄弱环节。③高质量发展水平受到自然环境适宜性、城市等级和人口集聚、投资水平、交通区位、数字经济等因素的综合影响,且具有较强的空间溢出效应。④识别出8大类174个高质量发展的问题地市,分布在26个省区,在黄河流域和东北地区相对集中。最后,从制度建设、全国层面和具体区域层面探讨了高质量发展水平提升路径,可为制定区域发展战略和区域政策提供科学参考。
基于人工铰的自适应结构减震性能与恢复力研究

钢筋混凝土框架结构节点处应力集中、侧向刚度小,在地震作用下容易导致结构整体失稳倒塌,而且梁端、柱端出现的塑性铰破坏严重,难以修复。提出一种全新的结构形式和一种新型人工铰:此种自适应结构能让建筑结构在地震作用下改变自身刚度、增大自振周期,减弱作用于结构的地震作用;新型人工铰具有良好的恢复力性能,能解决传统塑性铰破坏后难以修复的问题,通过设置人工铰将梁端铰从梁根处转移,能解决节点处应力集中的问题。通过ABAQUS软件改变人工铰的位置,建立3个自适应结构有限元模型与现浇框架模型进行对比研究。结果表明,基于自适应结构的控制系统方法让结构减少了70%的地震作用,人工铰和节点处抗震性能和恢复力性能良好。自适应结构可以广泛应用于各种装配式建筑,极大降低人工成本,彻底实现装配式建筑的智能化施工,对于装配式建筑的发展与推广具有重要的意义。此外,还提出了较方便的承载力计算方法和设置人工铰的设计建议。
双向地震荷载下崩塌堆积体盲数稳定可靠性分析

为了能考虑地震双向性和岩土体参数多种不确定性,提出了地震荷载下崩塌堆积体稳定可靠性分析方法,进一步研究水平和竖向地震荷载对崩塌堆积体的可靠性影响。运用极限平衡法和拟静力法分析了双向地震下崩塌堆积体的安全稳定性,采用响应面法和JC法建立崩塌堆积体的地震极限状态方程,然后,运用盲数理论对岩土体参数进行盲数化处理,进一步推导出崩塌堆积体地震安全系数的盲数模型,最后,通过MATLAB编写相应的程序实现计算和分析结果的快速输出。分析表明:该方法计算结果更低,更偏于工程安全可靠;与水平地震荷载相比,竖向地震荷载对崩塌堆积体的稳定可靠性影响很小,仅使得安全系数和可靠度分别降低1.78%和2.78%,因此,在此种工况下,采用拟静力法进行抗震分析时可仅考虑水平地震荷载的影响。
基于HYSPLIT模式分析的塔克拉玛干沙漠南缘暴雨水汽特征

利用NCEP/NCAR再分析资料,分析了2001-2020年5-9月(暖季)塔克拉玛干沙漠南缘(简称沙漠南缘)发生的5次暴雨天气大尺度环流背景和水汽特征,再运用HYSPLIT模式(拉格朗日)方法模拟计算了该区域暴雨天气的水汽轨迹、主要路径及不同源地的水汽贡献。结果表明:暴雨天气的水汽源地主要来自西南亚、中亚、北疆;水汽自源地出发经巴基斯坦北部、印度西北部、阿富汗东北部(简称IPA关键区)和南疆关键区,分别从西南和偏北路径进入暴雨区,途经南疆关键区的水汽来源对暴雨的贡献较大。沙漠南缘暴雨过程中,大气中层(500 hPa)的水汽主要源自西南亚,但沿途损失很大,而低层(700 hPa)的主要水汽贡献来自北疆,且沿途损失较小。来自北疆和南疆盆地的水汽主要从近地层输送至700 hPa;来自西南亚、大西洋及其沿岸等地的水汽主要输送至700 hPa以上。基于上述特征,建立了沙漠南缘暴雨过程水汽来源及路径的三维结构模型,并对各层水汽贡献和来源做了更细致的描述。
基于预报方程的我国近海阵风预报

阵风对航运及海上生产作业影响重大,但目前海上阵风客观预报产品较少且时间分辨率低。为进一步丰富海上阵风客观预报产品,提高海上阵风预报准确率,基于2016-2019年实况观测数据及ERA5再分析数据,采用多元回归方法建立我国近海逐小时阵风预报方程,并利用2020年ECMWF确定性模式数据进行预报试验。对比2020年ECMWF确定性模式中的阵风预报及阵风系数法预报产品,基于多元回归方法的阵风预报方程考虑了平均风速项、近地面层湍流作用项以及对流作用项,具有明确的物理意义和统计学意义,对阵风有更好的拟合效果。在8~9级阵风预报中,多元回归方法预报的平均误差、平均绝对误差低于ECMWF确定性模式中的阵风预报,在冷空气大风天气过程中的预报效果优于ECMWF确定性模式,同时该方法也能够反映出台风影响下的阵风情况,可为我国近海阵风预报提供参考。
济阳坳陷车镇凹陷构造演化与动力学成因机制

车镇凹陷构造研究欠缺,制约了油气勘探的进一步发展。采用构造解析、构造演化平衡剖面分析和构造物理模拟实验相结合的方法,明确了车镇凹陷形成的构造动力学成因机制。结果表明:车镇凹陷新生界经历了伸展(Ek-Es4)和走滑—伸展(Es3-Ed)两个断陷期,属于NNE-NE向右旋走滑—伸展断层控制的近菱形走滑—伸展型盆地。走滑—伸展阶段的走滑—伸展构造和区域加速沉降控制了车镇凹陷狭窄—陡深—多洼的构造格局。车镇凹陷在孔店组—沙四段时期主要受到拉张应力的作用,方向为NW-SE向。从沙三段开始,车镇凹陷开始受到NW-SE向走滑—伸展作用。印度板块由NNE向楔入欧亚板块之下以及太平洋板块NWW向低速俯冲于欧亚板块之下,郯庐走滑断裂带和兰聊走滑断裂带发生右旋剪切,导致渤海湾盆地进入走滑—伸展构造体制,是车镇凹陷的主要成因。
大田作物在不同盐碱地的饲料价值评价

我国盐碱地分布广、面积大。在盐碱地选种有饲料价值的作物,实现种养循环,对推动我国草食畜牧业的发展及盐碱地改良具有重要意义。本研究分别在天津滨海盐碱地(NaCl型)和新疆西北内陆盐碱地(Na_2SO_4-NaHCO_3型)选取盐碱度差异大的地块,种植具有饲料价值的玉米、高粱、小麦、谷子、大豆、油菜等大田作物,测定生物学产量、植株粗蛋白含量、钠离子、钾离子含量等指标。结果表明,在NaCl型和Na_2SO_4-NaHCO_3型盐碱地,当其含盐量分别低于1.82 g kg~(–1)和2.00 g kg~(–1)时,各作物生物学及蛋白质产量均与常规耕地接近,可作为饲料生产基地加以利用;当Na_2SO_4-NaHCO_3型盐碱地含盐量达2.49 g kg~(–1)时,油菜生物学及蛋白质产量均显著高于其他作物,因此可种植油菜作饲料开发利用;当NaCl型和Na_2SO_4-NaHCO_3型盐碱地含盐量分别达3.63 g kg~(–1)和4.42 g kg~(–1)时,各作物生物学及蛋白质产量均低于常规耕地的51.72%,利用价值低,建议改良后利用。在两试验点的不同地块,油菜对土壤Na+的富集量均显著高于其他作物(P<0.05),同时也显著降低了土壤全盐量和Na+含量。本试验中,在含盐量分别为1.82、 2.00、2.49 g kg~(–1)的地块中,油菜富集Na+效果最为明显,油菜对土壤Na+的富集量分别为39.45、102.24、57.19 kg hm~(–2),分别占0~20 cm耕层土壤Na+的13.02%、15.99%、8.94%,盐碱地改良效果显著。上述结果为利用我国盐碱地进行草食饲料原料生产,促进草食畜牧业发展及盐碱地改良提供了参考。
气候变化背景下农业气象灾害对东北地区春玉米产量影响

随着气候变化,中国重要商品粮基地—东北地区的农业气象灾害呈现出多发和频发的态势,为了解这种变化对当地春玉米生产的影响,本文引入通径分析法,探讨该地区的主要农业气象灾害对春玉米产量的直接影响或协同影响及其程度,进而在实际生产中更好的趋利避害以确保粮食生产安全。结果发现,农业气象灾害可以解释50%左右东北地区春玉米产量的波动,且影响春玉米生产的主要农业气象灾害已经从过去的冷害转变为干旱;在气候变暖的大背景下,影响春玉米生产的主要因子由热量条件转换为水分条件,干旱已成为威胁春玉米产量的首要灾害。分省来看,影响辽宁春玉米产量的农业气象灾害,按照影响程度排序为干旱、洪涝和风灾;影响吉林春玉米产量的农业气象灾害主要为干旱和洪涝;影响黑龙江春玉米产量的农业气象灾害,按照影响程度排序为干旱、洪涝和风灾。由此可见,东北三省由于地理位置差异,影响其玉米生产的主要农业气象灾害也有所差异,黑龙江除风雹灾害影响大于其他两省外,水旱灾害的影响均弱于辽吉,风雹灾害局地性强,影响范围有限,因而其对玉米生产的影响远不及水旱灾害,黑龙江玉米生产稳定性较高,受农业气象灾害影响相对较小,对东北地区在具体研究中不能一概而论。
玉米-豆科作物带状间套作对养分吸收利用及产量优势的影响

为明确玉米大豆套作、玉米花生间作养分吸收利用对产量优势贡献的差异。本研究开展了2年大田试验,通过比较间套作与相应单作成熟期植株氮磷钾养分吸收量和利用效率,综合分析了玉米大豆套作、玉米花生间作中养分吸收和利用效率的变化。结果表明:玉米大豆套作土地当量比(land equivalent ratio, LER)为1.16~1.72,具有套作产量优势,玉米花生间作LER为0.89~1.13,无明显间作产量优势。玉米大豆套作体系中,植株氮、磷、钾养分吸收总量比相应单作提高32.60%~54.22%、27.35%~34.64%和17.74%~24.42%,氮素利用效率低于相应单作21.99%~42.07%。氮、磷、钾吸收效率对LER的贡献分别为0.34~0.62、0.31~0.46和0.22~0.32,利用效率的贡献分别为–0.11~ –0.35、 –0.03~ –0.31和–0.11~0.22。玉米花生间作体系中,氮、磷、钾养分吸收总量分别高出相应单作–7.86%~31.58%、 23.09%~46.52%和1.60%~55.48%,氮素利用效率高出相应单作7.55~26.60。氮、磷、钾吸收效率对LER的贡献分别为0~0.22、0.05~0.27和–0.11~0.32,利用效率的贡献分别为–0.25~0.19、–0.32~0.11和–0.47~0.32。因此,玉米大豆套作优势在营养方面的基础主要来自于相对于单作养分吸收总量的增加,而玉米花生间作无明显间作优势主要因为养分吸收对产量优势的贡献较小。
干旱锻炼对B73自交后代当代干旱胁迫记忆基因表达及其启动子区DNA甲基化的影响

植物可能会记住已有的逆境刺激,且这种记忆可以跨代遗传。为研究G0代干旱锻炼对玉米B73 G1代当代干旱胁迫记忆基因表达的影响及其启动子区DNA甲基化的影响,实验用20%PEG-6000模拟干旱条件,选取在玉米和拟南芥已知的当代均具有干旱胁迫记忆特性的6个基因为研究对象,利用qRT-PCR技术分析这些基因的表达水平变化,并进一步利用重亚硫酸盐测序PCR技术分析在2个世代中表达差异最显著基因启动子区的DNA甲基化率变化规律。结果表明:干旱胁迫上调了6个当代胁迫记忆基因的表达水平,均呈+/+模式,同当代多次干旱胁迫时表达水平变化趋势一致,且G1代表达水平显著高于G0代;干旱胁迫降低了GRMZM2G088396基因启动子区的甲基化水平,检测区1两个世代DNA甲基化率的降低主要由CHG和CHH甲基化水平降低造成,检测区2 DNA甲基化率的降低主要是由CG和CHH甲基化水平降低造成,G1代2个检测区总胞嘧啶甲基化率均显著低于G0代,说明G0代干旱锻炼使G1代GRMZM2G088396基因启动子区的DNA甲基化修饰产生了可遗传的变异,它可能直接参与GRMZM2G088396基因的表达。
不同施肥水平下甘蔗植株根系内生细菌群落结构特征

分析不同施肥水平下甘蔗植株根系内生细菌群落结构特征,旨在解析不同施肥水平对甘蔗植株内生细菌群落的影响,为挖掘和利用有益内生细菌及其功能提供理论依据。结果发现,门分类水平,施肥处理条件下甘蔗植株根系中放线菌门(Actinobacteria)细菌丰度占比均低于相应的不施肥处理,但绿弯菌门(Chloroflexi)细菌丰度占比均高于不施肥处理。属分类水平, Haliangium 、Acidicapsa 、unclassified_f__Ktedonobacteraceae和unclassified_f__ Acidobacteriaceae_Subgroup_1是常规施肥水平(3000 kg hm~(–2), H处理)条件下甘蔗植株根系特有的优势内生细菌属;而鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)是减量施肥水平(1500 kg hm~(–2), M处理)下特有的优势内生细菌属;中慢生根瘤菌属(Mesorhizobium) 、norank_f__BIrii41 、糖霉菌属(Glycomyces) 、norank_f__67-14 、Reyranella 、unclassified_f__ Steroidobacteraceae、unclassified_f__Xanthobacteraceae和norank_f__Roseiflexaceae、Dongia是低施肥水平处理(300 kg hm~(–2), L处理)甘蔗植株根系特有的内生细菌优势菌属;柄杆菌属(Caulobacter)、假诺卡菌属(Pseudonocardia)、诺卡氏菌属(Nocardia)、Kitasatospora、norank_f__norank_o__norank_c__Actinobacteria、Oceanibaculum和拟无枝菌酸菌属(Amycolatopsis)是不施肥水平(CK)条件下甘蔗植株根系中特有的内生细菌优势属。基因功能预测结果显示,与不施肥处理相比,施肥不仅影响甘蔗植株根系内生细菌群落组成,而且影响植株根系内生细菌的代谢功能;但不同施肥水平处理之间,依施肥量的多少对甘蔗植株根系内生细菌群落组成影响存在显著差异。与常规施肥相比,减量施肥(1500 kg hm~(–2))处理不仅没有导致甘蔗产量显著降低,而且没有显著改变常规施肥条件下甘蔗植株内生细菌的群落组成和代谢功能,完全可替代常规施肥进行施肥管理。
减量施氮对带状套作大豆土壤通气环境及结瘤固氮的影响

为研究种植模式和施氮量对大豆土壤通气环境及结瘤固氮的影响,本研究采用二因素裂区试验设计,主区为种植模式:大豆单作(SS)、玉米/大豆带状套作(MS),副区为不同施氮量:不施氮(NN: 0 kg hm~(–2))、减量施氮(RN: 45 kg hm~(–2))和常量施氮(CN: 60 kg hm~(–2)),监测了大豆生育期内土壤的O_2含量和土壤呼吸速率的动态变化规律,分析了各处理的土壤水稳性团聚体、容重和孔隙度差异,探讨了大豆生育期内结瘤量、固氮能力的变化特征。2年数据结果表明,与单作大豆相比,带状套作大豆可提高土壤O_2含量、>2 mm粒径团聚体的百分含量、显著增加土壤孔隙度、显著增强后期土壤呼吸的速率,显著降低<1 mm粒径团聚体百分含量与土壤孔隙度; R5期根瘤干重差异不显著,但结瘤数量显著增加39.9%,固氮酶活性与固氮潜力也在此时显著高于单作大豆。各施氮量间,土壤O_2含量、0.25~1.00 mm粒径的百分含量、带状套作大豆的土壤呼吸速率以RN处理最高,施氮能降低<0.25 mm粒径的水稳性团聚体的百分含量、土壤容重,施氮显著抑制单作大豆前期的结瘤量、固氮酶活性和固氮潜力,至R5期氮肥的抑制作用有所缓解,减量施氮可提升带状套作大豆后期的结瘤量,显著增强大豆生育期内的固氮酶活性和固氮潜力。带状套作大豆配施减量施氮会促进大团聚体的形成,增加土壤的孔隙度,改善大豆土壤的通气环境状况,保持了较高的土壤O_2含量,促进土壤呼吸,有利于大豆后期结瘤固氮。
鼠伤寒沙门菌BaeSR对氟喹诺酮类药物耐药性的调控机制

BaeSR是鼠伤寒沙门菌(Salmonella Typhimurium)中重要的双组分系统(two component system,TCS),通过调控下游靶基因的转录表达影响细菌的耐药性。本研究旨在探索BaeR过表达后,鼠伤寒沙门菌BaeSR对氟喹诺酮类药物(FQs)的耐药调控机制,寻找BaeR潜在靶基因。首先表达BaeR蛋白并纯化与验证,选取从转录组学筛选到的与耐药相关的差异表达基因(包括ompW、sodB、tolC、mdtD、spy和marR)作为BaeR潜在靶基因,结合LacZ报告基因融合试验及凝胶阻滞试验(EMSA)探究BaeSR对鼠伤寒沙门菌的耐药调控机制。结果显示:经纯化验证后,在28ku处出现目的条带,表明BaeR蛋白成功表达。LacZ报告基因融合试验结果表明,BaeR过表达后可以正向调控ompW、sodB、tolC、mdtD、spy和marR的表达。EMSA结果表明,BaeR蛋白可以直接结合到marR的启动子区,调控marR基因的表达。在鼠伤寒沙门菌中,BaeSR可以通过正向调控靶基因ompW、sodB、tolC、 mdtD、spy和marR的转录表达并直接调控marR的表达,从而影响菌株对FQs的耐药性。
基于扰动观测器的永磁直线同步电动机自适应反推互补滑模控制

针对永磁直线同步电动机(permanent magnet linear synchronous motor,PMLSM)驱动的数控机床易受参数变化、负载扰动以及摩擦力等不确定性影响的问题,提出一种基于质量辨识扰动观测器(disturbance observer with mass identification,DOB-MI)的自适应反推互补滑模控制(adaptive backstepping complementary sliding mode control,ABCSMC)策略。设计ABCSMC方法抑制不确定对系统的影响。通过引入自适应律,ABCSMC的边界层能够实现动态变化,保证系统具有全局鲁棒性,且ABCSMC可对不确定性在线估计并调整,从而提高位置跟踪精度。由于在实际应用中,负载质量变化会对系统性能造成极大的影响,因此,利用离散模型参考自适应辨识理论,设计DOB-MI辨识动子质量并计算出补偿电流以补偿负载扰动对系统的影响。仿真与实验结果表明,该方法提高了系统的位置跟踪精度,对参数变化和负载扰动等不确定性具有极强的抑制能力。
秸秆燃烧中KCl逸出的原位共熔蒸发模型

为研究秸秆燃烧中KCl的逸出规律,对KCl,KCl和SiO_2,KCl和K_2SO_4,KCl、K_2SO_4和SiO_2,纯秸秆灰(玉米秸/麦秸/稻秸)进行了热重实验。发现秸秆燃烧中KCl共熔后的蒸发是钾逸出的主要方式之一。结合KCl饱和蒸气压规律、拉瓦尔定律等,建立了秸秆燃烧中KCl逸出的原位共熔蒸发模型。应用气相区解析解和气液共存区隐式数值求解,编程对KCl逸出过程进行了分析。结果表明:固相温度控制在700℃以下可有效控制KCl的逸出。原位共熔蒸发模型可描述KCl逸出特性和趋势(多数情况下相对误差<15%),获得物性数据可进一步提高模型精度。
基于随机共振方法增强光伏直流故障电弧检测特征的研究

光伏直流系统中存在复杂多样的系统噪声干扰,使得故障电弧特征难以有效提取,因而增强故障电弧特征信息对准确检测故障电弧至关重要。为此,搭建含多种源荷、线路阻抗等元件的光伏直流故障电弧实验平台,研究随机共振方法对不同直流系统拓扑结构下故障电弧检测特征的增强效果。不同拓扑结构的故障电弧特征增强均有其独立的最优参数组合,蚁群算法寻找最优参数相较于传统的正交试验方法更具快速性及准确性,最优参数组合下随机共振处理后的检测特征可以更加有效地区分故障电弧与正常状态。通过对实验数据的计算与比较,验证了随机共振方法对不同拓扑结构故障电弧特征增强的普适性,最终基于支持向量机方法构建了直流故障电弧检测算法,得到较高的检测准确率。在故障电弧检测环节引入随机共振方法,可有效增强电弧检测特征的有效信息,保证高准确率的同时,降低故障电弧检测算法的设计难度,有利于高效、快速、精准地检测直流故障电弧。
区域微网差异化本地负载自适应阻抗幅值重塑方案研究

大规模分布式发电单元及灵活可控负载通过电力电子变换接口接入电网后导致源-网-荷交互频繁、特性复杂多变、谐振频发。该文以IEEE 9节点区域微网为研究对象,首先基于网络阻抗Bode图分析差异化本地负载对网侧阻抗特性的影响,并通过广义Nyquist判据预判多类型负载下的高频谐振问题,容性本地负载容值的增加会导致传统感性弱网阻抗特性发生本质变化。在此基础上,针对差异化本地负载接入电网引发的多样化运行特征,通过网侧阻抗特性判别,考虑多位置反馈节点提出一类差异化本地负载自适应阻抗幅值重塑方案,并以稳定性改善效果及补偿深度为约束择优选取前馈增益。该方案以软件实现,无需增加额外检测电路及硬件阻尼手段,不增加系统成本及损耗。最后,仿真和RTDS硬件在环实验验证了上述研究的正确性和所提方案的可行性。
循环流化床燃烧高钠准东煤的床料颗粒聚团特性

为探究循环流化床(circulating fluidized bed,CFB)燃烧高钠准东煤过程的床料颗粒聚团特性,选择石英砂和高炉渣作为床料,在小型CFB实验系统上950℃燃烧准东煤,并使用环境扫描电镜、X射线衍射仪和X射线荧光光谱仪对底渣的表面和截面微观形貌、物相组分和化学成分进行分析,以揭示床料颗粒的聚团机理。结果发现石英床料工况时未团聚的床料颗粒表面形成富含Ca/Mg/Si/Fe亚微米颗粒的包覆层,而团聚的粗颗粒由未团聚颗粒通过Ca/Na/Si共熔体的"颈"结构粘结形成。粘性包覆层和低熔点Ca/Na矿物的存在促进了床料颗粒团聚。当使用高炉渣作为床料,底渣没有发现团聚粗颗粒,主要归结于其特殊的矿物和化学组分及表面物理结构,初步证实高炉渣具有作为替代性床料缓解床料颗粒聚团的潜力。
电动汽车充电安全防护研究综述

电动汽车拥有高能效、低污染、环境友好等优势,已被纳入"十四五"国家战略规划方案中,电动汽车研发及大规模商业化推广应用也在各大城市如火如荼的展开。然而,频发的电动汽车充电安全事故,不仅危及用户和运营商的人身财产安全,在一定程度上还制约电动汽车产业的发展,逐渐成为广大研究学者关注的焦点。该文首先梳理总结影响电动汽车充电安全的多种复杂因素,并分析其与电动汽车充电过程中典型故障之间的因果关系。然后从电动汽车电池充电安全防护、充电设备充电安全防护以及充电安全评估指标体系及预警模型防护3个方向总结了国内外学者已取得的研究成果。最后针对目前的充电安全研究现状,提出电动汽车充电安全研究尚需处理的难点,同时对未来充电安全研究方向进行了展望,为电动汽车充电安全的研究提供参考。
永磁直驱风机基于虚拟同步技术的高、低电压连续故障穿越策略

"双高"电力系统中,并网风机机端故障电压越发呈现高、低连续振荡的特点,这增加了机组穿越难度和脱网概率。该文基于虚拟同步机(virtual synchronous generator,VSG)技术设计了一种直驱风机高、低电压连续故障穿越策略:有功控制通过改进VSG技术设计功率补偿项,对外增加系统频率支撑,对内减少母线电压波动;无功控制以行业标准为依据,通过向电网注入无功电流支撑电压恢复。其中,低穿时通过超速限功率、紧急变桨等变功率跟踪方法快速、精准平衡有功流动,高穿时通过动态调节直流母线电压增加网侧逆变器可控性,以此提高机组故障连续穿越能力。相较于传统电流源特性的双闭环控制,应用电压源特性的VSG技术有利于提升故障期间风机的电网支撑作用。设计的穿越策略可持续性更强,能承受长时间、多频次、大范围的连续故障电压冲击,提高了机组在恶劣工况下的并网生存能力。最后结合Matlab/Simulink仿真平台进行实验验证。