mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
基于深度序列翻译模型的非侵入式负荷分解方法

智能用电的一个重要环节是能量监测,其关键技术是非侵入式负荷分解,为了提高居民负荷分解的准确性,将序列翻译模型应用到非侵入式负荷分解之中。首先确定电器在不同模式的运行功率,同时将电器的运行模式进行组合编码,将所有电器的运行状态用一个状态码进行表示。其次,考虑电器运行过程中的时间关联关系,结合序列翻译模型理论,将待分解的信号与电器的状态码在序列翻译模型上进行映射训练,同时运用Dropout技术和稀疏化技术对模型进行优化以确定较优的网络参数。构建的序列翻译模型综合应用了电器运行模式的时间尺度信息与信号幅值特性,将待分解的能量翻译为状态码,从而实现负荷能量的分解。最后,利用公开数据集进行验证,结果表明所提方法有较高的能量分解准确率。
一种SRIO 网络负载均衡最短路径路由算法

在串行RapidIO传输过程中,路由选路算法是影响传输性能的重要因素之一。针对串行高速输入-输出(SRIO)网络深度优先搜索分配路径非最优问题,提出一种负载均衡最短路径路由算法。通过广度优先搜索对SRIO网络中的节点进行枚举并建立网络拓扑信息,以路由跳数定义路由的成本,根据改进Floyd-WarShall算法计算并保存交换节点间的K最短路径。给出预期负载的概念和链路上的路由路径数量来定义链路的负载,采用负载均衡算法从K最短路径中进行选路,建立SRIO网络最短路径约束的负载均衡路由。实验结果表明,与深度遍历路由算法、最小跳数算法相比,该算法在网络传输平均跳数、链路平均负载和链路负载均衡方面有更好的表现,能够有效提升SRIO路由网络的稳定性。
基于改进卷积神经网络与集成学习的人脸识别算法

针对复杂卷积神经网络( CNN)在中小型人脸数据库中的识别结果容易出现过拟合现象,提出一种基于改进 CNN网络与集成学习的人脸识别算法。改进CNN网络结合平面网络和残差网络的特点,采用平均池化层代替全连接层,使得网络结构简单且可移植性强。在改进CNN网络的基础上,利用基于投票法的集成学习策略将所有个体学习器结果凸组合为最终结果,实现更准确的人脸识别。实验结果表明,该算法在Color FERET、AR和ORL人脸数据库上的识别准确率分别达到98. 89%、99. 67%和100%,并且具有较快的收敛速度。
面向时空数据的区块链研究综述

时空数据包括时间和空间2个维度,常被应用于物流、供应链等领域。传统的集中式存储方式虽然具有一定的便捷性,但不能充分满足时空数据存储及查询等要求,而区块链技术采用去中心化的分布式存储机制,并通过共识协议来保证数据的安全性。研究现有区块链1. 0、2. 0和以Block-DAG为代表的3. 0体系架构及性能特点,分析三代区块链架构应用于时空数据时的性能支持度、优化方式以及局限性,并对区块链技术在时空数据领域的应用前景、存在的问题和未来的研究方向进行展望。
一种基于改进蚁群算法的三维K-栅栏覆盖算法

为解决三维环境下无线传感器网络的K-栅栏覆盖问题,提出一种改进的蚁群优化算法3D-ACO。将三维表面映射到二维平面进行网格划分,通过计算网格梯度并引入空间权重及部署方向角来改进蚁群算法寻找最短路径构建栅栏,采用移动节点填补栅栏间隙以确保构建强栅栏。实验结果表明,与strong optimal和strong greedy算法相比,该算法能够在有效提高节点利用率的同时降低节点能耗,并且在三维环境下所构建的栅栏覆盖具有较强的自适应性。
基于BiLSTM-CRF 的细粒度知识图谱问答

基于知识图谱的问答中问句侯选主实体筛选步骤繁琐,且现有多数模型忽略了问句与关系的细粒度相关性。针对该问题,构建基于BiLSTM-CRF的细粒度知识图谱问答模型,其中包括实体识别和关系预测2个部分。在实体识别部分,利用BiLSTM-CRF模型提高准确性,并将N-Gram算法与Levenshtein距离算法相结合用于候选主实体的筛选,简化候选主实体筛选过程。在关系预测部分,分别应用注意力机制和卷积神经网络从语义层次和词层次捕获问句与关系之间的相互联系。使用FreeBase中的FB2M和FB5M评估数据集进行实验,结果表明,与针对单一关系的问答方法相比,该模型对于实体关系对的预测准确率更高。
基于深度迁移学习的肺结节辅助诊断方法

在肺癌早期筛查过程中,人工诊断胸部CT扫描图像费时费力,而深度学习网络缺乏足够的医学数据进行训练。为此,提出一种渐进式微调( PFT)策略,将其应用于深度迁移学习网络以辅助诊断肺结节良恶性。利用神经网络在粗粒度的自然图像大数据集中学习特征知识,经重构网络分类层将所学到的特征信息迁移至肺结节的细粒度小数据集。采用PFT策略从全连接分类层开始,逐层释放、微调训练卷积层直至所有网络层,并通过定量分析各层微调后肺结节良恶性分类的AUC值,确定最佳微调深度。此外,采用梯度加权类激活映射图和t-SNE算法为网络预测结果提供相应的视觉支持与解释。在LIDC数据集中的实验结果表明,该方法对肺结节良恶性诊断的准确率可达91. 44%,其AUC值为0. 962 1。
面向工业网络通信安全的数据流特征分析

实现自主深度分析工业网络通信安全态势是工业互联网安全研究的重要课题。为了实现工业互联网安全态势分析,基于网络通信数据流特征的深度分析,进行通信数据特征挖掘和网络入侵检测。根据网络流特征的不同,提出从传统通信网络到工业网络的数据流特征知识迁移思想,利用卷积神经网络归一化处理网络流特征,实现网络安全异常检测。实验表明,提出的特征分析技术在2种网络数据中具有良好的迁移性,工业网络异常检测的正确率在93%以上,并且稳定性在0.29%的方差以内。
基于改进$k$-means的电力信息系统异常检测方法

电力信息系统可用于管控电力设备,检测电力信息系统的异常对维持电力设备的稳定运行具有重要意义,但传统的异常检测方法难以检测电力信息系统中存在的多个指标综合异常的情况,为解决该问题,提出一种基于改进$k$-means算法的异常检测方法.将数据空间划分为网格,以网格均值点映射该网格内所有样本点来压缩数据,减少了计算量;通过引入基于聚类边界密度和簇密度移动聚类边界的机制,提高$k$-means算法的准确率,以准确识别正常模式;通过计算数据与正常模式的偏离程度,检测异常.实验结果表明,该方法能准确挖掘多指标综合异常,与其他异常检测方法比较,检测运行时间由16.44 s减少到0.55 s,异常检测的准确率提高了5.2%,在电力运维异常检测领域具有良好的工程应用前景.
悬浮快速过滤工艺处理晴天污水效果初探

悬浮快速过滤工艺作为合流雨污水溢流污染处理技术已有应用案例,但该工艺对晴天污水的处理效果尚未得到确认.在中国江南某市合流区域进行了晴天污水处理的现场中试,结果表明,悬浮快速过滤工艺对污水的悬浮颗粒物(suspended solid, SS)和化学需氧量(chemical oxygen demand, COD)具有较高的去除率.其中,SS去除率约为29.5%~58.3%,COD的去除率约为6.7%~42.6%.高滤速和小预处理单元水力负荷有利于提高悬浮快速过滤工艺的污染物去除率.进水水质也影响着处理效果.该工艺较适用于高SS和高非溶解态COD比例的污水,进水中极小粒径颗粒物$\left( { < 25{\rm{\mu m}}} \right)$的比例是工艺对SS的去除率的限制因素,而进水中SS、非溶解性COD与极细粒径颗粒物$\left( { < 25{\rm{\mu m}}} \right)$比例可作为工艺适应性的关键性指标.同时,将合流制溢流的悬浮快速过滤装置作为污水的预处理设施,对减少合流管沉积物具有重要意义.
林分密度对杉木人工林下物种多样性和土壤养分的影响

为研究不同林分密度对杉木人工林下物种多样性和土壤养分的影响,以38 a生5种密度杉木人工林为研究对象,调查林下植被,测定土壤理化性质及酶活性,对物种多样性指数和土壤指标进行单因素方差、相关性及主成分分析。结果显示:杉木人工林下物种种类多达121种,灌木层以杜茎山(Maesa japonica)为主,草本层以双盖蕨(Diplazium)、黑足鳞毛蕨(Dryopteris fuscipes)等蕨类为主。灌木层和草本层物种多样性各指数大多在初植密度为5 000 hm~(-2)时最高。不同土层间各种土壤养分变化趋势基本一致,不同密度间土壤养分变化趋势不同,更多的土壤养分在高密度或低密度林)分下达到最大。除了pH、有机碳以及纤维素酶外,其他土壤养分受林分密度变化响应均显著(P < 0.05)。0~20 cm土层的土壤养分与草本层物种多样性关系更为密切,而20~40 cm土层的土壤养分与灌木层物种多样性关系更为密切。pH、全氮、碱解氮、有效磷与灌草层多样性指数的相关性最为密切。主成分分析综合得分显示,初植密度为6 667 hm~(-2)时最高(1.17),第二为3 333 hm~(-2)(0.93),其次为5 000 hm~(-2)(0.28)、1 667 hm~(-2)(0.12)和10 000 hm~(-2)(-2.49),得分前两名显著大于其他得分。以上结果表明,初植密度在5 000 hm~(-2)更有利于林下物种多样性的稳定,但不利于土壤养分的累积;密度过低或过高皆不利于土壤理化性质和植物多样性的发展,特别是密度过高时,对林地伤害巨大;基于土壤理化性质和植物多样性的主成分分析结果出现"驼峰模式",杉木人工林初植密度6 667 hm~(-2)和3 333 hm~(-2)更适合土壤理化性质和植物多样性的发展。
银北盐碱区植物根际土壤酶活性及微生物群落特征

开展盐碱区耐盐植物根际微生物群落多样性研究,对于盐碱土壤的植被恢复和生态修复具有重要意义。运用Biolog微平板技术,对宁夏银北盐碱区6种耐盐植物根际土壤酶活性及微生物群落代谢功能多样性进行研究。结果表明:不同植物根际土壤理化性质和酶活性存在一定的差异。与裸地相比,6种植物能显著提高盐碱地土壤酶活性,苜蓿根际土壤三种酶活性显著高于其他植物。土壤平均颜色变化率(AWCD)随培养时间的延长而逐渐增加,大小顺序依次为苜蓿(MX)、芨芨草(JJC)、柽柳(CL)、柳枝稷(LZJ)、苦豆子(KDZ)、枸杞(GQ)和裸地土壤(CK),根际土壤与盐碱裸地土壤之间差异显著(P<0.05)。土壤微生物群落香农指数、辛普森指数和麦金塔指数均以苜蓿根际土壤最高,芨芨草次之,二者较其他土壤差异显著(P<0.05)。不同植物根际土壤微生物碳源利用能力存在差异,苜蓿根际土壤微生物的利用率显著高于其他土壤(P<0.05),碳水化合物类是根际土壤微生物的主要碳源,其次为氨基酸类和羧酸类,胺类的利用率最小。主成分分析显示,对PC1和PC2起分异作用的主要碳源为碳水化合物类和羧酸类。综合各项指标,均表现为植物根际土壤优于盐碱裸地,其中苜蓿和芨芨草能显著提高土壤微生物群落功能多样性,对盐碱地根际微环境的养分循环具有积极意义。
长期施肥下红壤旱地解钾菌变化及其驱动因子

在南方红壤区,研究长期施肥下土壤解钾菌的变化规律及其驱动因素,可为该地区土壤钾素资源管理和钾肥合理施用提供理论依据。基于红壤旱地长期定位施肥试验(始于1986年),选取不施肥(CK)、施氮磷肥(NP)、氮磷钾肥(NPK)和氮磷钾肥配施有机肥(NPKM)处理,分析玉米开花期根际土壤的解钾菌类型和解钾能力及其有机酸和激素含量,并结合玉米根系特性和根际土壤理化性质探讨影响红壤旱地解钾菌变化的关键因子。结果表明:与NPK处理相比,NPKM处理的根长、根表面积、根直径和根体积分别增加了112.3%、174.4%、32.43%和291.5%,根际土壤pH提高了0.67个单位,有机质、非交换性钾和交换性钾分别增加了29.50%、19.34%和53.89%。各施肥处理根际土壤中均存在解钾菌,CK和NP处理的解钾菌均为类芽孢杆菌属,NPK和NPKM处理则均为纤维菌属。与CK处理相比,NP、NPK和NPKM处理下根际土壤解钾菌的解钾效率分别增加了162.4%、139.0%和105.6%,其中NP处理解钾菌的解钾效率最高。偏最小二乘路径模型的结果显示,根系和施肥可同时调控解钾菌的解钾效率。冗余分析(RDA)进一步表明,根系长度和表面积与土壤解钾菌特性呈显著正相关关系(P<0.05)。因此,红壤旱地长期不同施肥措施不仅直接影响玉米根系发育特征和根际土壤理化性质,还能显著改变土壤解钾菌群落及其解钾能力,其中根系长度和表面积是调控玉米根际土壤中解钾菌的关键因子。
南方红壤丘陵区林下水土流失防治研究进展

林下水土流失是南方红壤丘陵区种典型的水力侵蚀现象,不仅造成林地土壤质量下降,影响林地生产力,而且破坏了当地生态环境,阻碍了区域经济发展。首先分析了南方红壤丘陵区林下水土流失的成因,总结了当前林下水土流失防治研究进展,深入探讨林下水土流失防治措施在水土保持、提高土壤肥力和促进植被生长方面的作用和适用范围,进而指出当前红壤丘陵区林下水土流失防治研究存在的不足,最后对未来林下水土流失防治进行了展望。建议创新林下水土流失治理模式,形成综合性防治技术体系,加强对林下水土保持措施实施的技术指导,构建林下水土流失防治措施综合评价指标体系,为南方红壤丘陵区的林下水土流失防治措施的筛选和应用提供科学依据。
不同林龄马尾松人工林土壤微生物群落结构和功能多样性演变

土壤微生物在森林生态系统中起着至关重要的作用,研究人工林演变中土壤微生物群落结构特征,对评价人工林土壤质量动态变化和维持土壤微生态平衡具有重要意义。以亚热带地区马尾松人工林为研究对象,采用磷脂脂肪酸(Phospholipid fatty acid,PLFA)和BIOLOG技术研究不同林龄(13 a,25 a,38 a和58 a)对土壤微生物群落结构和代谢功能多样性的影响。结果表明:不同林龄土壤微生物类群均以细菌为主,其次为真菌和放线菌,最后为原生动物;土壤微生物总PLFAs量、真菌数量和真菌/细菌均表现为13 a最高,38 a最低;土壤细菌、革兰氏阳性细菌(G+)、革兰氏阴性细菌(G-)和放线菌数量均25 a最高。层次聚类和主成分分析(PCA)结果表明,林龄对土壤微生物群落结构产生显著影响,13 a和25 a林龄分别与38 a和58 a林龄的土壤微生物群落结构差异较大。冗余分析表明,有机碳、全氮和pH是土壤微生物群落结构的主要影响因素。不同林龄土壤平均颜色变化率(AWCD)和微生物功能多样性指数(香农指数、辛普森指数和McIntosh指数)总体表现为25 a>13 a>58 a>38 a;不同林龄土壤微生物对碳源的利用存在差异,各林龄利用的主要碳源为氨基酸类、羧酸类和酚类,其中25 a在各碳源中利用率最高。PLFA和BIOLOG综合分析可知,马尾松人工林种植25 a后,土壤微生物群落结构稳定性和功能代谢活性明显降低,加剧了土壤微生态失衡。
土壤与人体健康

土壤可以通过多条途径对人体健康产生正面或负面的影响。本文从土壤通过食物链提供人体必需的矿质营养、人体来自于土壤-食物链的有害重金属暴露、以及土壤中抗生素抗性基因传播等方面探讨土壤与人体健康的关系。土壤对人体健康的影响具有非均等性,贫困地区与低收入群体往往更容易受到土壤对人体健康的负面影响。在未来人口增长与全球气候变化双重压力下,土壤与人体健康的关系将变得更为突出。本文还提出了消减土壤对人体健康负面影响的一些干预措施选项及未来的研究方向。
秸秆与木本泥炭短期施用对潮土有机质及微生物群落组成和功能的影响

直接添加富含腐殖物质的木本泥炭可快速提升土壤有机碳含量,但其与常规施用秸秆相比的效应如何尚不清楚。通过设置不添加物料(CK)、施用秸秆(R)、施用木本泥炭(MT)、秸秆还田和木本泥炭联合施用(RMT)四个田间试验处理,经过一季玉米生长后比较不同处理对玉米产量、土壤肥力、细菌群落组成和功能的影响。结果表明,R和RMT处理的地上生物量与CK无显著差异,而在玉米整个生育期的平均呼吸速率则分别较CK高40%和64%;MT处理的地上生物量较CK低10%,但MT和CK的平均呼吸速率无显著差异。另一方面,R处理的土壤有机质(SOM)含量与CK无显著差异,而MT和RMT处理的SOM含量则较CK分别高79%和56%。基于主成分分析和功能预测发现,与CK处理比,R处理分解利用新鲜秸秆的绿弯菌门、芽单胞菌门、节细菌属、指孢囊菌属和Rubellimicrobiu显著增多,而化能异养、需氧化能异养、尿素代谢功能显著降低;MT处理降解大分子有机物的土壤杆菌属、纤维菌属、德沃斯氏菌属、农研丝杆菌属、类诺卡氏菌属和Rubellimicrobium显著增多,需氧化能异养功能显著降低,纤维素代谢功能显著升高;而RMT处理与CK群落组成和功能类似。因此,在潮土区单独施用MT尽管能迅速提升SOM含量,但可能导致短期内作物产量降低,而R和MT联合施用在迅速提升SOM的同时可提高土壤呼吸,维持稳定的微生物群落和功能。
草地贪夜蛾对小麦和玉米的产卵选择性及其种群生命表

为明确草地贪夜蛾对小麦的产卵选择性及其是否对小麦安全生产构成威胁,本研究以玉米和小麦作为测试寄主,比较分析了草地贪夜蛾对两种作物不同部位的产卵选择性,并利用两性生命表方法研究了取食小麦、玉米对其生命参数的影响。结果表明:草地贪夜蛾更喜欢在玉米上产卵,其在玉米、小麦叶片、玉米和小麦茎秆上的产卵量存在显著差异(df=102,F=15.593,P<0.05),以玉米叶片背面卵块数量(7.11±1.55)块/笼最高;草地贪夜蛾取食小麦可以完成生活史,但幼虫存活率、化蛹率、羽化率和世代存活率低于取食玉米。取食玉米的幼虫发育历期为(16.31±0.15)d,显著高于取食小麦的(14.66±0.12)d,蛹期、蛹重、产卵前期、成虫寿命和世代周期无显著差异。取食小麦羽化出的雌虫寿命、平均单雌产卵量显著高于取食玉米,分别为(16.39± 0.40)d、(976.31±57.21)粒和(14.64±0.32)d、(831.57±30.55)粒。生命表参数显示取食玉米的净增殖率为363.14,显著高于小麦的258.63,但内禀增长率、周限增长率和平均世代周期无显著差异。研究结果为草地贪夜蛾在小麦上的预测预报和有效防控提供了基础数据。
一种工作于Ka频段的GaN单片集成功率放大器

针对Ka频段大功率发射机的要求,设计了一款基于0.15 µm GaN工艺的5 W级输出的单片集成功率放大器.功率放大器工作频率为27-31 GHz,工作在AB类偏置条件下,采用3级单端共源结构,在末级使用功率合成结构.仿真结果表明,在20 V的电源电压下,功率放大器的小信号增益为25 dB,饱和输出功率为38 dBm,功率附加效率为35%.
制备方法对量子点敏化太阳能电池CuS 纳米晶对电极微观结构和性能的影响

采用溶剂热法和原位法制备了两种具有不同形貌CuS对电极,并应用于量子点敏化太阳能电池(QDSC)中。结果表明:在原位法制备的CuS对电极中,由尺寸在20 nm左右的CuS纳米颗粒团聚成较大的不规则颗粒;在水热法制备的 CuS对电极中,其微观结构为纳米棒和纳米片组成的复合结构。与Pt对电极相比,两种CuS对电极的电学性能均优于 Pt对电极:原位法制备的CuS对电极的光电转换效率最大,为1.840%,界面传荷电阻R_(ct)为3.346 Ω;溶剂热法制备的 CuS对电极的光电转换效率为1.450%,界面传荷电阻R_(ct)为2.609 Ω,Pt对电极的光电转换效率为0.940%,传荷电阻R_(ct)为11.680 Ω。
基于决策树模型的多机孤岛被动式检测方法

发展有效的被动式孤岛检测方法,是多机孤岛课题的发展方向之一.用公共耦合点电压、频率、电压电流相位差和电流谐波失真等参数定义了4项指标,基于被动式孤岛检测方法提出了仅包含简单逻辑的决策树分类器模型,并在Matlab/Simulink环境中对两机并联的情形进行仿真.结果表明:因考虑更多系统参数,该方法克服了检测盲区,获得了比电压/频率继电保护更优的检测性能.
纳米${\rm{Si}}{{\rm{O}}_2}/{\rm{MC}}$尼龙复合材料的制备与性能研究

本文采用原位聚合法制备纳米${\rm{Si}}{{\rm{O}}_2}/{\rm{MC}}$尼龙复合材料,并对纳米${\rm{Si}}{{\rm{O}}_2}$在MC尼龙基体中的分散问题进行了探究.通过多种分析测试手段得出,经过表面改性的纳米${\rm{Si}}{{\rm{O}}_2}$在基体中能够得到较好的分散,适量加入能够提升MC尼龙复合材料的强度、韧性和热稳定性.其中,加入疏水型纳米${\rm{Si}}{{\rm{O}}_2}$,质量分数为0.3%时,拉伸强度提高了13.6%,弯曲强度提高了16.2%,缺口冲击强度增加了32.0%,断裂伸长率增加了31.0%.加入KH- 560处理过的纳米${\rm{Si}}{{\rm{O}}_2}$,质量分数为0.3%时,拉伸强度提高了16.8%,弯曲强度提高了14.4%,缺口冲击强度增加了39.0%,断裂伸长率增加了32.3%.
基于实时交通信息的电动汽车路径规划和充电导航策略

电动汽车兼具交通工具和移动负荷的特性,其充电行为和行驶特性会给交通系统和电网系统产生交互影响,为此提出一种实时交通信息的电动汽车路径规划和充电导航策略。该方法首先通过对动态路网模型的对比分析,确定了分时段动态交通路网模型的优势,并针对城市道路特点,提出考虑道路阻抗和交叉口节点阻抗的“时间–流量”路阻模型。其次,在交通路网模型、配电网模型以及单体电动汽车模型确立的基础上,建立融合道路通行时间、充电站负荷以及进站车辆数的多目标优化函数,通过改进的自适应Dijkstra动态搜索算法对该问题求解推荐最优行驶和充电路径。最后,以南京市某区域实际路网为例,根据交通流量状况以及居民出行规律分区域引入电动汽车规模,通过交通起止点方法模拟电动汽车出行行为,分析电动汽车充电和行驶对交通网和配电网的影响,结果表明所提方法有效可行。
大地电导率和线路长度对10kV架空线路雷电感应电压的影响

为了对架空线雷电感应电压特性进行系统深入的研究,以10kV单/双回架空线为研究对象进行了数值计算。分析大地电导率(σ)、导线排布方式和线路长度(L_l)3个因素对雷电感应电压峰值沿线分布和时域波形的影响。计算结果表明,感应电压脉冲极性改变的位置随L_l增大明显向导线中部移动,电压最高峰值并非位于距回击通道最近杆塔。感应电压幅值和波形整体受s影响明显,但距回击通道越近,受影响越弱。相同条件时,s越低、导线数越多,电压波形“畸变”越严重。感应电压脉冲幅值和上升时间随L_l增大呈不同的非线性增长,但均在L_l≤6km范围内存在明显“饱和”现象,半峰值宽度在L_l整个取值区间内有较明显地增长。排除架设高度因素,导线排布方式对感应电压影响很弱。
Overall Levelized Cost of Energy for a Large-scale Wind Farm Base With Long-distance Transmission and Accommodation

The wind energy resources and the load center are inversely distributed in China,and thus large-scale centralized development and long-distance transmission becomes an important mode for Chinese wind power development.This significantly increases the cost of wind power transmission and grid integration as well as the proportion of various costs in the process of wind power consumption.A new cost model is needed to reveal the real economic mechanism during wind power consumption as an overall system.To fill the research gap in this field,the concept of overall levelized cost of energy (OLCOE) was defined and a mathematical model was proposed for integrating levelized cost of wind power generation,transmission and system integration (i.e.auxiliary cost and profile cost).Taking the Hami wind power base and high-voltage transmission to the central province of China as an example,the proposed cost concept and model was validated.Results show that wind power integration costs increase with the increases of wind power penetration,and gradually approaches generation cost with a high growth rate.This results in different cost ratios of power generation,transmission and grid integration under different penetration rates,which illustrates the necessity of cost calculation for the overall wind power system.
一种考虑燃气蒸汽联合循环机组运行模式的综合能源系统备用配置与校核模型

含燃气蒸汽联合循环机组(combined-cycle gas turbine,CCGT)的电–气耦合系统,是综合能源系统一种主要的配置形式。CCGT运行灵活,可以追踪负荷和新能源出力的波动,为综合能源系统提供备用,因此非常有必要对CCGT的备用配置开展研究。建立考虑CCGT运行模式的综合能源系统备用配置模型,实现备用市场条件下备用的精确有效配置,解决传统模型无法考虑CCGT运行模式导致备用配置过于乐观的问题。提出基于天然气最小切负荷的综合能源系统备用校核模型,通过校核保证CCGT备用在实际运行需要变为出力时,天然气系统留有足够裕度满足容量备用的出力要求。算例结果表明,提出的模型考虑CCGT的运行模式,克服了传统线性模型高估CCGT的爬坡能力导致系统实际备用不足的问题,保证系统的运行安全;含CCGT的综合能源系统备用校核确保实际运行时CCGT容量备用的充足供气,保证CCGT备用的可用性。
数据驱动与预测误差驱动融合的短期负荷预测输入变量选择方法研究

短期负荷预测是电力系统安全经济运行的基础。由于负荷变化受众多因素影响,选择合适的变量集对于提高预测性能至关重要。针对数据驱动型与预测误差驱动型变量选择方法各自的特点,以及传统变量选择方法在相关性度量指标与选择策略上存在的问题,该文提出基于正交化最大信息系数、特征协同与随机森林的变量选择方法。该方法将数据驱动与预测误差驱动进行两阶段融合,前者作为变量预筛选阶段,后者完成变量精选,实现选择质量与计算复杂度的平衡;选择过程中综合考虑变量间的相关度、冗余度与协同度,能有效提高短期负荷预测的性能;通过算例从选择的变量集、预测误差大小、预测误差稳定性等方面验证该方法相对于传统短期负荷预测变量选择方法的优势。
输气系统管网延时稳态建模与特性研究

在跨区域综合能源系统中,能源远距离传输使得流体系统的时间延迟现象更加显著,常规的多能流稳态模型亟待改进。考虑到目前输电系统稳态模型已相对完善,而输气系统流体特性研究尚不充足,因此,该文针对输气系统的延时特性进行分析,旨在为考虑输气系统延时特性的电–气综合能源系统,提供一种关于流体系统精准建模与求解分析的可行思路。该文首先研究了考虑管网延时特性的天然气系统建模理论,通过构造具有即插即用特性的虚拟元件“延时能量偏差器”,量化延时对管网管存等参数的影响程度;然后提出计及管网延时特性的天然气能量流稳态求解算法;最后设置具体算例,探究天然气网络状态对管网受延时影响程度的影响,与调度间隔对延时效应被计及与否的影响。经算例验证,在日内调度情景下,所提模型可有效反映管网延时效应对管网压力、流量和管存能量的影响程度。
综合能源系统分析的统一能路理论(一):气路

综合能源系统已成为国内外研究的热点与前沿,为实现不同能源网络研究的学科融合,基于电路理论中“场”到 “路”的推演方法论,提出统一能路理论。作为系列论文的第一部分,该文以天然气网络为对象,基于质量守恒与动量守恒方程推导了分布参数的时域气路模型,利用傅里叶变换将气路映射至频域并通过二端口等值得到集总参数模型,实现了气路模型从偏微分方程向代数方程的简化。最后基于气路模型导出了天然气网络的网络矩阵和网络方程,与电力网络的网络矩阵和网络方程在数学形式上具有高度的统一性,从而奠定了气、电2种异质能流统一分析的理论基础。相比传统分析方法,气路方法具有更低的计算复杂度,算例结果表明其在计算效率上有显著优势。
分布式光伏集群鲁棒虚拟同步化控制方法

分布式光伏高比例接入配电网可能导致功率扰动、局部过压以及惯性和阻尼特性降低,影响配电网系统的安全稳定运行。针对此问题,该文提出一种分布式光伏集群鲁棒虚拟同步化控制方法。该方法借鉴虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)的内部惯性结构,设计了光伏集群系统的二次控制过程,实现了集群整体惯性特性的模拟。进一步通过混合鲁棒控制方法,可抑制模型建立不精确和功率耦合不确定对于系统控制性能的影响,实现了系统的快速动态恢复。最后,通过设计系统的动稳态分析和仿真实验,验证了所提控制方法的有效性。
基于区块链的电动汽车充电站充电权交易:机制、模型和方法

大量电动汽车负荷的接入给电力系统的安全运行带来新的挑战,应在保证输变电设备不越限的前提下,以公平和激励相容的方式在各充电站之间分配充电负载。为此,该文首先提出基于区块链的充电权交易机制与模型。充电站需提交未来时段的充电需求,然后区块链网络中的智能合约执行者(又称为矿工)以公平的方式分配初始充电权(充电功率配额)并确保设备不过载;为满足自身不同的用电急迫性和弹性差异,所有充电站随后开展充电权的双向拍卖与点对点(peer-to-peer,P2P)交易,对于买方报价大于等于卖方报价的部分,由双向拍卖市场撮合交易;无法通过双向拍卖撮合的报价通过P2P市场挂牌交易,实现对充电权这一数字资产的优化配置。然后,设计了基于以太坊区块链的充电权分配与交易平台及智能合约,确保配网的安全运行及充电权交易的公开透明与高效智能。以太坊私有链上的测试结果表明了所提机制的公平性与效率,以及该方法的有效性。
双三相永磁同步电机多谐波电流协同控制策略

利用双三相永磁同步电机的定子电流中低次谐波电流,可以提升电机的输出转矩。虽然控制五、七次谐波电流相对简单、易于实现,但提升电机的输出转矩有限。尽管三次谐波电流能够有效地提升电机的输出转矩,但其控制复杂。为解决电机电流维数利用不足的问题,将传统的两空间矢量控制算法推广至零序子空间,实现对基波电流、三次谐波电流和五、七次谐波电流的解耦控制,能够充分利用双三相电机的谐波电流,提高双三相电机的控制性能。实验结果验证了三空间矢量控制策略的可行性和多谐波电流协同控制提升系统输出转矩的有效性。
风电机组电网友好型控制技术要点及展望

风电机组电网友好型控制是实现风电机组与电网灵活互动的重要途径。通过电压/电流的灵活给定与调节,可令风电机组以有利于电网平衡的方式运行,凸显风电机组的电网友好性特征。因此,该文首先从功能维度、频率维度、时间维度出发,论述风电机组电网友好型控制的典型特征。针对风电机组电压/电流控制方面的需求,分别列举风电机组电网友好型控制在电压协同、电流调控方面的典型策略,以展示电网友好型控制技术的最新研究成果,并预测未来可能的发展动向。
考虑风电不确定性的交直流混合配电网分布式优化运行

未来交直流混合配电网表现出显著的分区特性,且不断渗入的分布式电源(如风电等)具有较强的不确定性。基于此,该文提出考虑风电不确定性的交直流混合配电网分布式优化模型。该模型以最小化上级电网购电成本(交流子区域电网)与交直流子区域间购售电成本、弃风成本、微型燃气轮机发电成本等为优化目标,利用1-范数和 ¥-范数对筛选获得的典型场景概率分布不确定性进行约束,构建基于数据驱动的两阶段分布鲁棒模型,并采用列与约束生成算法进行求解。而交直流混合配电网分布式优化则以电压源型换流器为耦合元件,通过功率一致性约束对各子区域配电网进行协调,并利用交替方向乘子进行全局协调与迭代求解,实现整个交直流混合配电网各子区域间功率平衡。最后,算例验证了所提分布式优化和分布鲁棒方法的有效性。
综合能源服务效用模型及用户需求评估

目前,实现综合能源服务规模化发展面临巨大挑战,缺乏合理可行的市场化推广机制及运营技术是导致这一问题的关键因素。该文从综合能源服务市场推广和实际运营的角度探讨综合能源服务的内涵,并提出以增值功能、技术方案、服务模式、服务量级为层次的服务架构。首先,基于综合能源服务的服务能力与用户用能情况在时间维度和类属维度上的匹配关系,建立服务效用模型,量化服务满足用户多元用能需求的程度;其次,提出综合能源服务需求的概念及区间评估方法,分析用户在不同价格水平和消费目标下所可能选购的服务供能设备容量范围;最后,通过实证分析验证所提方法能有效反映用户对综合能源服务的感知效益及购买行为,能够对能源供应商推广综合能源服务提供一定的策略支撑。
基于广义凸包不确定集合的数据驱动鲁棒机组组合

在鲁棒机组组合中,如何描述新能源出力不确定性对其决策的经济性有着重要的影响。针对这一问题,该文提出一种基于数据驱动的广义凸包不确定集合建模方法,并将该不确定集合应用到两阶段的鲁棒机组组合中。该方法可有效考虑新能源出力的时空相关性,从而降低决策的保守性,提高运行的经济性。首先利用新能源出力的历史数据,建立可适应数据的不确定集合描述模型,从而提取新能源多时空出力极限场景;然后基于所提取的极限场景,构建两阶段鲁棒机组组合模型,并利用列和约束生成算法对其进行求解;最后结合IEEE 14节点系统与IEEE RTS-79系统验证所提模型与算法的有效性。
面向居民需求响应的售电公司势博弈分布式优化策略

随着售电市场的开放和居民智能家居的普及,设计和实现大规模居民用户参与电网互动的需求响应项目已成为售电公司优化运营的重点内容。针对考虑居民需求响应的售电公司运行决策问题,该文在详细分析居民负荷运行特性的基础上,以居民用户需求响应前后用电成本不增加为前提,建立以售电公司购售电收益最大化为目标的日前市场势博弈决策模型;针对大规模居民负荷博弈策略迭代问题,提出以居民小区代理协调居民参与者博弈策略更新的分布式并行博弈求解算法。算例分析表明,所提模型能够在保障居民用户利益的前提下,有效降低售电公司的购电成本及居民用户负荷峰值。所提算法能够在较短时间内收敛至纳什均衡,且对于大规模居民需求响应仍能保持较好的收敛性。
基于能源转型的中国特色电力市场建设的分析与思考

随着我国能源清洁转型的不断深入和电力市场建设的加快推进,需要结合发展需要和实际国情,在保障电网安全运行和绿色发展的前提下,充分激发市场竞争活力,构建具有中国特色的电力市场体系。该文总结我国能源发展的需求和趋势,分析新形势下电力系统特性变化及电力市场运作的影响,在总结前期实践与成果的基础上,研究我国电力市场建设面临的挑战,提出基于能源转型的中国特色电力市场建设的原则和若干关键问题。
节点电价的理论剖析与拓展

电力市场化的改革关键在于还原电力的商品属性,通过市场发现价格,发挥电价在引导能源资源配置中的关键作用。节点电价是美国区域电力市场及我国现货市场试点建设中普遍采用的定价机制。该文通过剖析节点电价的物理内涵及其经济学原理,说明节点电价的一般计算方法,论证节点电价满足的激励相容性质。分析结果表明,节点电价激励相容属性成立的条件是市场出清模型为凸优化问题,而电力现货市场出清中需要求解的机组组合模型为非凸模型。针对这一关键问题,给出非凸定价的概念,并深入剖析非凸定价的典型代表——凸包定价方法,给出凸包定价的基本模型,推导凸包定价可降低上调费用的优良性质,阐述其物理内涵和经济学意义。
一种新型颅脑手术用管状牵开器的临床应用

目的探讨一种新型柔性扩张大脑皮层的管状牵开器的临床应用效果。方法选择16例脑深部组织病变开颅手术患者并随机分为实验组和对照组,实验组应用新型管状牵开器,对照组使用金属脑压板。记录2组患者的术中出血量、病灶残余、皮肤切口长度、皮层切口面积、是否留置引流管、是否去骨瓣、GOS评分,并进行统计分析。结果实验组皮层切口面积显著小于对照组,差异有统计学意义(P < 0.05);2组出血量,病灶残余、皮肤切口长度、是否留置引流管、是否去骨瓣、GOS评分等指标则无统计学差异。结论该新型颅脑手术用管状牵开器可以有效地减少大脑皮层损伤,有利于保留皮层功能。
产道保护凝胶对初产妇经阴道分娩中软产道及盆底的保护作用

目的探讨一种新型产道保护凝胶对初产妇经阴道分娩中软产道及盆底的保护作用。方法纳入足月经阴道分娩的初产妇273例,采用随机信封法分为产道保护凝胶助产实验组(R组)、传统方式产道保护组(T组)和常规助产对照组(C组),每组91例。观察产后软产道损伤、产程时长、盆底机能康复及不良反应发生情况。结果R组宫颈裂伤发生率、血肿发生率、会阴侧切率均明显低于T组和C组(均P < 0.05)。在已侧切情况下,R组未出现宫颈、阴道和会阴裂伤,T组宫颈裂伤发生率为4.05%,C组为8.24%,均明显高于R组(P < 0.05)。R组与T组和C组比较,第一产程、第二产程平均时长均明显缩短(均P < 0.05)。产后对R组产妇及胎儿进行随访,未发现胎儿及软产道皮肤过敏、胎儿误吸等不良反应,R组与T组和C组比较,产后软产道感染的发生率无统计学差异(P > 0.05)。产后42 d检测盆底机能评分,R组盆底机能评分明显高于T组和C组(P < 0.05),T组和C组比较差异无统计学意义(P > 0.05)。结论产道保护凝胶用于初产妇经阴道分娩可以软化宫颈、促进宫颈成熟,增加软产道延展性和润滑度,缩短第一产程、第二产程,减少软产道损伤,起到保护作用,并且间接保护盆底功能,非常值得推荐广泛用于阴道分娩助产。
海南省黎族人群颈动脉粥样硬化斑块与血脂水平的相关性研究

目的探讨海南省黎族人群颈动脉粥样硬化斑块与血脂各项指标的相关性。方法选择2016年5月至2018年10月海南省第二人民医院神经内科经颈动脉超声发现的有颈动脉斑块的320例黎族患者,根据超声检查结果分为稳定斑块组(158例)和不稳定斑块组(162例)。采用t检验、χ~2检验比较2组年龄、性别、体质量指数(BMI)、血脂、载脂蛋白A1(ApoA1)、载脂蛋白B、同型半胱氨酸(Hcy)的差异。运用logisic回归分析颈动脉不稳定斑块发生与血脂指标的相关性以及不稳定斑块发生的影响因素。结果与不稳定斑块组比较,稳定斑块组年龄、是否吸烟、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白胆固醇(HDLC)、低密度脂蛋白胆固醇(LDLC)、ApoA1、Hcy差异有统计学意义(均P < 0.05);在对年龄、性别、BMI、高血压、糖尿病、吸烟等因素校正后,logistic回归结果显示,HDLC(OR = 0.186,95 %CI:0.110~ 0.136,P < 0.001)、ApoA1(OR = 0.177,95 %CI:0.107~0.292,P < 0.001)是颈动脉不稳定斑块的保护因素;LDLC(OR = 2.014,95 %CI:1.372~2.954,P < 0.001)是危险因素。Logisitic逐步回归结果显示,年龄、HDLC、 ApoA1、Hcy是黎族患者不稳定斑块发生的影响因素(P < 0.05)。结论HDLC、ApoA1是黎族人群不稳定斑块发生的保护因素;而年龄、LDLC、Hcy是黎族人群不稳定斑块发生的危险因素。
移动群智感知网络中信息量最大化的用户选择方法研究

移动群智感知网络已经成为一种新型的感知模式,被广泛应用在环境数据收集等多种不同场景.限制群智感知系统效能的一个关键问题在于:如何在一定预算范围内选取最合适的用户来进行感知任务,从而最大化收集到数据的信息量.这其中的关键挑战包括:(1)如何定义量化评价指标衡量数据的信息量,(2)如何在无先验知识的情况下有效地学习选择每个用户的成本,(3)如何设计有效的用户选择算法,最大程度地降低算法的累计遗憾.在本文中,我们采用高斯过程建模空间环境,并且提出一个基于互信息的信息量衡量指标.为了解决第二、第三个挑战,我们提出有预算限制的多臂老虎机用户选择问题模型,并为静态和动态场景分别设计了理论可证的低累计遗憾的多轮用户选择算法.我们的理论分析和仿真实验均证实我们提出的算法能够在预算限制情况下有效地选择最有信息量的用户,与基准方法相比提升约20%.
基于簇内乘积量化的最近邻检索方法

本文针对大规模高维数据近邻检索中的瓶颈问题,提出基于向量量化的一种检索方法—簇内乘积量化树方法.该方法运用向量量化和乘积量化的多层树状结构高效表征大规模高维数据集,与现有方法相比降低了索引表空桶率;其次提出基于贪心队列的近邻簇筛选方法减小了计算复杂度,加快了近邻检索速度;最后提出面量化方法用于近似计算候选数据集向量与查询向量间的距离,与点量化和线量化方法相比量化误差更小,提高了近邻查询准确率.本文提出的簇内乘积量化树算法在算子Sift和Gist描述的大规模高维数据集上与乘积量化树技术相比,首次召回准确率提高了57.7%,索引表空桶率降低幅度在50%以上,与局部优化乘积量化技术相比,查全率高达97%,而查询时间却仅需原来的1/9.实验结果表明本文提出的基于簇内乘积量化的近邻方法提升了近邻检索性能,为大规模高维数据集近邻检索提供了理论支持.
多点接触乏油弹流润滑模型及试验研究

为探讨多点接触乏油弹流润滑机制,基于球与滚道接触区域的排油和补油平衡,建立适用于不同润滑状态的油膜厚度计算模型,可以计算从充分供油、乏油到干涸乏油的中心膜厚以及油膜不平衡时中心膜厚随滚动次数的衰减。利用自制的球-盘接触光干涉弹流试验装置,通过安装双镜筒同时获取相邻球的油膜图像,研究多点接触中相邻球的轨道重合和不重合时前球尾迹对后球油膜图像和中心膜厚的影响。结果表明:乏油润滑条件下,前后球的轨道不重合时轨道之间可相互补油;前后球的轨道重合时,在给定供油条件下,随着滚动线速度增加,入口弯液面逐渐靠近接触区域,中心油膜厚度增加,与相同工况下乏油润滑模型计算的膜厚对比吻合较好,验证了所建乏油润滑模型的正确性。
柱面螺旋槽干气密封流动场数值计算与试验验证

针对柱面螺旋槽干气密封中的单列螺旋槽结构特点,建立螺旋槽浮环气膜密封的数学分析模型。基于中心差分法和Newton-Raphson迭代法,进行压力控制雷诺方程和气膜厚度方程的求解,得到压力和气膜厚度分布及不同操作参数下柱面单列螺旋槽气膜的泄漏量,并分析工况参数对柱面螺旋槽稳态性能的影响。结果表明:泄漏量是随着偏心率和压力的增加而升高;当偏心率一定时,转速的增加,导致泄漏量下降;当转速一定时,压力的上升导致泄漏量的急剧上升,近乎线性分布。试验结果与理论分析结果相吻合,验证了理论模型和计算方法的正确性。
井下V形金属密封环密封性能研究

提出一种适用于井下复杂环境的V形金属密封环,利用压力密封装置模拟40 MPa压差工作环境,研究V形金属密封环在井下流量控制阀中的密封性能。将V形环的力学模型分解为圆筒过盈配合与悬臂梁力学模型进行理论分析,得出密封接触面的应力计算公式,并利用ABAQUS进行仿真验证。建立V形环两种密封面(曲面与平面)的轴对称模型,分析密封环在40 MPa压差下,不同过盈量与倾角对密封性能的影响,并对比2种结构的性能。结果表明,在满足密封性能的前提下,平面密封结构的过盈量取值范围更广,并且在相同结构参数时的接触应力大于曲面密封。确定平面密封结构过盈量与倾角的取值范围,为井下流量控制阀中V形金属密封环的设计提供了参考,应力计算公式也为密封环的设计提供了一个初步的接触面应力。
基于趋势转折点的光伏阵列分段线性仿真模型

为实现光伏阵列的非线性I-U特性曲线在工程应用上的模型简化,提出一种基于趋势转折点的分段线性等效模型。该模型将光伏阵列输出曲线按趋势转折点分区后进行分段线性化,并给出在分段数不同时最优趋势转折点选取的依据。利用PSCAD软件搭建分段线性等效电路的仿真模型,并将各段误差值与其他分段线性模型的误差值进行比较。仿真结果和实验结果同时表明该模型在保证精度的同时可减少分段数,从而降低仿真模型搭建的复杂性,并有效减小最大误差点的误差值。
基于VMD-SE-LSSVM和迭代误差修正的光伏发电功率预测

根据光伏发电功率的变化是非稳定和随机的特点,为进一步提高光伏功率预测精度,该文提出一种基于 VMD-SE-LSSVM和迭代误差修正的预测方法。该方法首先采用变分模态分解(VMD)技术将历史光伏发电功率分解成一系列有限带宽的子模态,避免模态混叠和噪声冲击的影响;然后用最小二乘支持向量机分别预测光伏发电功率和误差,将误差补偿后的功率值作为最终的预测结果。此外,该文还采用样本熵(SE)原理将天气类型量化作为特征向量输入支持向量机(SVM)参与预测,兼顾了天气因素和时间维度对预测值的影响。经过仿真和与传统方法的预测结果比对,该文所提出的方法在不同天气类型中均提高了准确性,在光伏电站功率预测中具有一定的理论与实用价值。
基于光伏特性和潮流交替迭代的光伏电站稳态等值建模

传统的光伏稳态等值方法是将光伏电站直接等值为一个节点,并未考虑光伏电站出力特性及内部各项损耗会带来较大计算误差。该文基于光伏电站的拓扑结构并考虑光伏电站的内部损耗情况,将光伏特性和潮流计算方程结合,通过交替迭代不断交换网侧参数,实现对光伏电站的稳态等值建模。利用IEEE 14节点算例系统对该文提出的稳态等值模型进行仿真验证,通过与传统等值方法进行对比,证明该文所提出的等值方法更能准确地表征大型并网光伏电站的稳态特性。
基于正弦幅值积分器的全电流谐波检测方法

基于瞬时无功功率理论的ip- iq谐波检测法,环节繁多且结构复杂,同时低通滤波器(low pass filter,LPF)的存在又影响了谐波检测的快速性。为了准确且快速检测出电网谐波电流,实现对电网的补偿,该文提出一种基于正弦幅值积分器(sinusoidal amplitude integrator,SAI)的全电流谐波检测法,该方法在ip- iq谐波检测法的基础上省去负载电流有功分量和无功分量的计算环节,利用SAI的正序基波提取结构替换原来检测法中的LPF,提取出正序基波电流经过运算得到谐波指令电流,从而对电网进行补偿。在平衡电网下对所提方法进行仿真与实验,验证了该方法的可行性和有效性。
计及谐波指标影响的含分布式电源配电网多目标规划

以分布式电源给配电网带来的电能质量管理问题为研究对象,通过一种考虑谐波指标影响的配电网多目标规划方法,对分布式电源接入配电网的网损和节点谐波阻抗矩阵进行分析;然后以最小网络损耗指标和最大谐波管理指标为目标,通过构造隶属度函数,将多目标优化问题转化为对优化结果的满意度;最后采用乌鸦搜索算法进行求解,并通过对IEEE 33节点配电系统的仿真分析验证所提方法的有效性。
一种双馈风电机组一次调频协调控制策略研究

针对风电机组不主动参与系统一次调频的问题,分析风电机组转子动能控制与桨距角调频的控制原理与技术特点,利用2种调频方式在响应与支撑时间上的互补关系,提出一种转子动能与桨距角协调控制的组合调频方法,优化限功率状态下风电机组一次调频性能。设计风电机组一次调频曲线,并进行一次调频控制系统设计。搭建某2.0 MW双馈风电机组Bladed+Matlab联合仿真模型,进行一次调频全过程动态仿真,验证控制策略的正确性与有效性。在2.0 MW大容量机组上进行现场试验研究,试验结果支持理论分析和仿真结果。
含高渗透率可再生能源的配电网可靠性分析

以高渗透率可再生能源接入配电网为背景,分析分布式电源的渗透率对所接入系统的供电模式以及可靠性分析的影响。在建立光伏、风电、储能以及含有家用电动汽车充电桩的负荷模型的基础上,提出以分布式电源为中心的区域供电模式、故障影响分析和功率匹配策略;并基于序贯蒙特卡洛随机模拟方法,设计配电网可靠性评估算法;最后采用所提出的算法对改进后的IEEE RBTS Bus2进行可靠性评估,通过算例分析给出区域供电模式下的可靠性指标,并对比不同可再生能源对可靠性指标的影响,为含高渗透率可再生能源的配电网的可靠性分析以及电源规划提供参考。
含大规模风光功率汇集的多端柔性直流系统分析

针对中国东北、西北、华北地区形成的区域性大规模风光基地功率外送受限问题,提出一种用于大规模风光功率汇集的树枝式多端柔性直流系统(voltage source converter based multi-terminal DC,VSC-MTDC)。通过对区域性能源基地的分布形态分析研究,设计含风光基地的树枝式五端柔性直流系统,实现风光基地的能源汇集;并设计送受端换流站的控制策略,实现风光功率的波动和风光功率的协调分配。最后通过DIgSILENT建模仿真,验证设计系统的稳定性和控制策略的有效性。
基于EMD与加权马尔可夫链QR法的风电功率区间预测

提出一种基于经验模式分解(EMD)、加权马尔可夫链与分位数回归(quantile regression,QR)的风电功率概率区间预测方法。由于风功率数据与风速显著相关,首先对历史风速进行经验模式分解,得到不同频率段的风速,再以不同频率段的风速为样本,分别对其进行加权马尔可夫链预测,相加得到最终预测风速。最后将所得的预测风速代入QR预测模型,得到一定置信水平下的风电功率概率区间的上下限。以区间覆盖率和区间平均带宽为评价指标,与马尔可夫链下的QR法和加权马尔可夫链下的QR法的对比仿真表明,提出的基于经验模式分解与加权马尔可夫链下的QR法具有风电功率概率预区间预测的覆盖率更高,平均带宽更窄,精度更好的预测效果。
木屑炭水蒸气催化气化制取合成气研究

以木屑炭为原料,K_2CO_3作为催化剂,以固定床气化炉为实验设备,进行水蒸气催化气化木屑炭的探究。考察木屑炭水蒸气气化的炭转化率、产氢率、气体组成体积分数和H_2/CO比值随K_2CO_3催化剂质量分数(0~8%)、水蒸气流量(0.15~0.35 g(/min·g))、气化温度(800~950 ℃)变化的规律。实验结果表明:K_2CO_3催化剂可显著提升碳转化率及产氢率,K_2CO_3质量分数为8%时,碳转化率和产氢率分别达到86.3%和125.6 g/kg,同时合成气中CO体积分数显著增加,H_2/CO比值降至2.43。增加水蒸气流量,合成气中H_2含量显著增大,H_2/CO比值随之增大。温度可有效促进炭气化过程,950 ℃时碳转化率和产氢率分别达到84.3%和127.1 g/kg,但合成气中CO体积分数增大,H_2/CO比值降至2.48。实验得到H_2/CO比值在2.43~5.16范围的合成气。气化反应温度在900 ℃、水蒸气0.2 g(/min·g)、 K_2CO_3质量分数3%时,碳转化率可达80.4%,产氢率109.6 g/kg,合成气中(H_2+CO)体积分数82.4%,同时H_2/CO比值高达3.05。
玉米秸秆沼渣热裂解及热动力学研究

采用热重法(TG)-微分热重法(DTG)-差热分析法(DTA)研究玉米秸秆沼渣热解过程及热裂解反应动力学特征和机理。研究结果表明玉米秸秆沼渣的失重过程分为吸附水蒸发阶段和秸秆裂解、挥发性物质蒸发阶段。热解过程中,加热速率对玉米秸秆沼渣热解有显著作用。使用FWO、KAS和Popescu方法计算出其热解活化能分别为233、359、358 kJ/mol。对41种常用热裂解动力学机理函数分析确定其热裂解动力学机理为三级方程 g(α)=(1-α)~(-2)。扫描时电子显微镜(SEM)分析表明,热裂解可破坏玉米秸秆沼渣的木质纤维束状结构,降低木质纤维中的木质素和半纤维素的质量分数,但效果随升温速度的增大而变差。
一种Buck变换器输出电容故障在线预测方法

提出一种基于特征参数退化的Buck变换器输出电容故障在线预测方法。首先,分析输出电容的失效机理,选取反映电容退化规律的等效串联电阻(ESR)R_(ESR)和电容值(C)为退化特征参数。然后,根据Buck连续导通模式,提出一种新的利用输出电压纹波分量计算特征参数ESR值R_(ESR)和C的在线提取方法,该方法可高效无电流传感器实现ESR值R_(ESR)和电容C在线监测。最后,利用特征参数ESR值R_(ESR)和C的时间序列,采用最小二乘支持向量机、BP神经网络和灰色模型实现Buck变换器输出电容故障值预测。仿真实例及试验验证该方法的有效性和准确性。
便携式燃料电池电源系统的设计与控制研究

为了克服传统便携式电源的不足,提出一种以燃料电池为主电源、蓄电池为辅助电源的便携式燃料电池电源系统。根据空冷自增湿燃料电池的运行特点和输出响应,设计该便携式电源的系统结构和控制器的硬件单元,提出适用于燃料电池的控制策略,实现电源的稳定供电。基于提出的系统结构和控制策略研发一台1.5 kW便携式燃料电池电源并进行实际运行测试。经测试表明,所提的系统结构和控制策略有效可行。
基于风电-蓄热式电锅炉联合供暖的风电消纳多目标双层优化调度

为解决中国“三北”地区供热期间“风热冲突”问题,在风电消纳困难的电网末端加装蓄热式电锅炉,利用弃风电量进行供热以促进风电就地消纳。该文以弃风消纳最大和运行成本最小为目标建立基于风电-蓄热式电锅炉联合供暖的风电消纳多目标优化模型,提出双层优化求解的思想,并采用改进型多目标粒子群优化算法进行求解,对生成的Pareto解集使用模糊隶属度法进行筛选。基于中国吉林省某示范工程的实际数据的仿真结果验证了该方法能够有效降低运行成本,提高风电消纳水平。
含用能权的风电电力系统低碳经济调度

将用能权(用能权是中国出台的用以缓解温室气体对环境影响的重要节能减排政策)引入经济调度模型中,推导用能权数学模型,利用该经济调度模型求解机组组合情况。通过对比2种低碳经济调度(用能权与碳排放权)的结果,分析2种经济调度模型下同一时段机组出力的变化情况。针对不同类型电厂分别研究煤价对含用能权的系统发电成本的影响及用能权价格对用能权交易费用的影响,并对不满足节能要求的电厂进行机组升级改造。 IEEE 39节点算例仿真表明,将用能权引入到经济调度中可有效降低煤耗量、降低发电成本和减少发电对环境的影响。
内置式永磁同步电机12扇区直接转矩控制方法

以电压矢量的最大利用率为基础引入12扇区控制方法,该方法细化矢量选择和扇区划分,增加可供选择的电压矢量数目,有效发挥了电压矢量对磁链和转矩的控制优势;研究变化的内滞环带对转矩脉动的影响,仿真结果表明相对于传统的6扇区直接转矩控制方式,该文引入的12扇区控制方法可明显减小转矩和磁链脉动,同时保留了传统的直接转矩控制中转矩动态响应迅速的特点;在不同操作条件(转速和转矩不同)下,进一步优化12扇区的控制效果。仿真结果验证了理论分析的正确性和所提出方法的可行性。
超临界甲醇中复合金属氧化物催化木质纤维生物质转化为液体燃料:反应温度的影响

以类水滑石为前驱体,制备2种Cu基复合金属氧化物(CMO)催化剂。X射线衍射分析(XRD)显示,Ni的加入可降低CMO的结晶度,使得晶粒变小,有利于金属的分散。在超临界甲醇(sc-MeOH)介质中,考察2种催化剂对木质纤维生物质液化反应的催化性能。在无催化剂时,生物质液化的液体产物以酸类和呋喃类为主。加入催化剂后,产物以酮类和醇类为主,表明CMO可有效促进生物质催化液化转化为液体燃料。探讨反应温度对液化反应产物组成与分布的影响,结果显示甲醇的临界温度是生物质氢解的关键,当反应温度高于甲醇的临界温度(239 ℃)时,CMO能有效催化裂解甲醇,为生物质组分的氢解提供氢当量。温度越高甲醇裂解提供的氢当量越多,生物质液化产物中作为液体燃料的组分随温度的升高逐渐增加。
考虑日照分布的光伏水泵优化配置仿真研究

针对光伏水泵系统的全日综合扬水效率与其各单元的匹配和优化设计密切相关的问题,将成本、效率、扬水量要求作为系统的优化目标,把影响指标的因素考虑到安装地点、安装倾角、阵列配置、水泵特性、管路特性等多个变量,进而提出一种以典型等效日照强度分布函数为条件的数值分析优化方法,化复杂为简单,并通过算例对优化过程和方法进行表述,优化过程和例算结果表明该优化方法具有工程实用价值。
多逆变器并联并网系统稳定性分析

实际工程中多逆变器并联并网系统中的各逆变器之间往往存在一定差异,为研究逆变器参数不统一的多逆变器并联并网系统的稳定性及谐振机理,以逆变器参数不统一的一般性多逆变器并联并网系统为研究对象,将系统分解为导纳网络和激励源两部分,分别推导出系统中不同逆变器之间以及逆变器与电网之间的相互作用电流,据此揭示出这些不同元件之间的相互作用机理,提出一种根据导纳网络和逆变器自身的稳定状态来判断系统稳定性的方法。利用上述不同元件之间的相互作用电流分量合成逆变器输出电流以及并网电流,并推导出其稳定性判定条件,最终得到一种具有一般适用性的多逆变器并联并网系统稳定性判定方法。仿真及实验结果可验证理论分析的正确性。