mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
基于分布式框架的新能源场站并网性能评估

以新能源为主体的新型电力系统背景下,为实时掌握新能源场站并网性能,引入边缘计算思想,提出新能源场站分布式并网性能评估框架,给出此框架下的平台实现架构、并网性能评估指标体系及关键电气和指标参数计算方法;并基于现场试验,以新能源场站频率响应能力评估为例,构建实例说明。实例与平台应用实践表明,针对系统频率参数估计,锁相环法在精度和收敛性方面具有一定优势;分布式框架下的新能源场站并网性能评估在数据信息准确性、远程通信和计算效率上具有优势,可为电网针对新能源场站并网特性感知与调控能力的加强提供解决思路。
不同新能源渗透率下燃煤机组行为策略分析

在不同新能源渗透率下,构建内嵌非合作与合作的主从博弈模型,从系统角度探讨了燃煤发电机组行为决策对机组经济性和碳排放的影响。该模型充分考虑了煤电机组的技术特性,以准确核算不同运行工况下燃煤机组碳排放量。算例结果表明:在新能源低渗透率条件下,发电机组之间的合作策略能够同时兼顾系统的经济效益与环境效益;随着新能源渗透率的提高,机组之间的合作策略依然可以取得较好的碳减排效果,但整体经济性有所下降;当新能源渗透率较高时,机组之间的非合作策略具有较好的整体经济性和碳减排效应。最后根据研究结论提出了相关政策建议。
微生物堵塞过程中生物膜生长特征对多孔介质渗流特征影响

为研究回灌水刺激下生物膜在砂柱中的生长规律,并分析生物膜生长特征对堵塞介质典型渗流特征的影响,采用室内土柱实验方法,供给营养液刺激砂柱内生物膜生长,模拟入渗介质生物堵塞的过程,监测介质渗透系数的变化,并开展不同回灌时长下介质水分吸持实验和弥散试验,并对其内生物膜形态进行表征.结果显示,在0~5h时,渗透系数呈先下降后回升趋势;在回灌至18h前,渗透系数急剧衰减,水力弥散系数明显增大,水分吸持能力的变化并不明显;18h后渗透系数降低速率减缓,水分吸持能力明显升高,溶质运移过渡到以弥散作用为主导机制.综上,可将生物膜在介质内的生长分为三个阶段:菌适应期,接种菌体并未生长繁殖,单纯由于菌体的流入与流出引起渗透系数的变化;菌体大量生长繁殖期,大量生长繁殖的菌体占据了部分介质孔隙体积;胞外聚合物大量分泌期,逐渐形成具有透水性的生物膜,生物膜的生长与回灌水提供的养分形成动态平衡.
基于生态安全格局的国土空间生态修复关键区域识别--以吉林省松原市为例

为了在生态文明建设背景下,从生态系统完整性和结构连通性角度识别生态修复关键区域,以吉林省松原市为研究区,综合运用MSPA分析､景观连通性评价和电路理论,构建生态安全格局,识别松原市国土空间生态修复关键区域.结果表明:松原市共识别生态源地9处,面积为787.95km~2,以水域及草地为主,对区域生态安全起着至关重要的作用;识别生态廊道23条,一级廊道16条,二级廊道7条,全长1458.18km;基于生态安全格局识别松原市国土空间生态修复关键区域,包括生态夹点16处,面积180.70km~2,生态障碍点24处,面积298.11km~2.综合分析生态修复关键区域空间分布和土地利用现状,并提出针对性生态修复策略.
基于第三方仲裁的双边多议题自动谈判模型

提出一种基于遗传算法且引入第三方仲裁Agent、L-K型同步报价协议、公平优先兼顾效率的评价判据C5、以及精英、偏好和随机选价方式的双边多议题自动谈判模型.实验结果表明:用该模型能在信息背对背条件下获得双赢的谈判结果;C5充分体现了公平优先兼顾效率的谈判原则,采用该判据容易找到最充分地体现了该原则的纳什解;L和K是影响谈判结果的关键因素,当L和K较小但取值适当时精英选价方式是最好的报价选择方式;增加两者都能改善谈判结果,彼此起到互补作用;L足够大时谈判结果不再受其他因素影响,纳什均衡报价将是唯一的成交报价.
深部复杂立体边界采场冲击地压防控技术研究

深部复杂立体边界采场在采掘期间很容易发生冲击地压,若采场再留有宽度较大的不规则阶段煤柱,则采场的冲击地压危险性更高。以侧向留设不等宽煤柱、回风顺槽上侧为立体不规则开采边界的赵各庄煤矿4137工作面为研究背景,建立了采场顶板结构力学模型,进行了冲击地压成因分析;在基于耗散结构体的耗散机制研究基础上,针对4137工作面煤层赋存条件,提出了以"L"、"I"型耗散结构体为主导的冲击地压防控技术;通过在不等宽煤柱区域实施"L"型耗散结构体,调整回采巷道煤岩体侧向集中高应力分布、改变了煤层能量耗散模式;通过在工作面实施"I"型弱结构体,在采场超前区域制造出一个动态移动的耗散结构释能体,该耗散结构体扩大了应力场范围、降低了应力集中程度、改变了煤体冲击能量聚集模式;煤层注水使采场煤体得到充分弱化,强化了耗散结构体的防冲功能。该防控技术在4137工作面进行了现场试验,试验显示冲击地压得到有效控制。
采动应力下深部煤体渗透率演化规律研究

为了研究深部开采工作面前方煤体的渗透属性,首先基于典型开采方式应力路径进行了不同瓦斯压力下的深部煤体渗透率测试,然后根据渗透率升降速率和单调性对渗透率的演化过程进行划分,归纳出常规三轴加载和采动应力下煤体渗透率演化过程概化模型,最后结合三向扰动应力下的深部煤体渗透率模型与二次多项式拟合关系建立了深部采动煤体全应力-应变渗透率理论模型。结果表明:典型开采方式采动应力路径下深部煤体的应力-应变曲线不存在压密阶段;峰值应力之前和之后测点的渗透率增加率上升幅度较小,而峰值点的渗透率增加率上升幅度较大;常规三轴加载的煤体渗透率曲线呈"V"字形,相应的概化模型包括下降段、峰前缓升段、急升段和峰后缓升段;采动应力下的深部煤体渗透率曲线呈倒"Z"字台阶形,相应的概化模型可划分为峰前缓升段、急升段和峰后缓升段;建立的渗透率理论模型能够表征不同开采方式下深部煤体全应力-应变过程的渗透率演化。
适用于一般坐标系的电力电子变换器阻抗(导纳)稳定性模型

电力电子变换器的谐波稳定性通常采用频域阻抗或导纳建模方法进行分析。目前已有学者建立了电压源变换器在几种坐标系中的阻抗模型,但各模型是相对独立的。另有学者注意到了dq坐标系和PN以及αβ复坐标系中阻抗模型存在的部分等价关系,但其研究中坐标变换是基于常数矩阵或者部分推导不够完备,无法适用于更一般的坐标系。系统地推导了dq坐标系和“12”空间向量坐标系中变换器的导纳模型,并定量揭示了锁相环在低频段引入负电阻性的机理。在此基础上,针对常用的时域坐标变换,包括Park、Clark、 Lyon和顾氏变换等,得到了其频域关系并阐明了dq、fb、 “12”等坐标系中阻抗模型的转换关系和等价性。由此建立了适用于一般静止和旋转坐标变换的阻抗模型,完善了现有的电力电子阻抗稳定性建模理论体系,并导出了αβ实坐标系中镜像频率耦合的4维导纳矩阵。通过频率扫描法和理论推导的对照分析验证了该一般阻抗模型的有效性。
基于受扰后量测响应信息的两阶段电力系统暂态稳定评估

为充分挖掘电力系统受扰后的量测响应信息,并提供给后续控制更丰富的参考,提出了一种基于快照集成门控循环单元(gated recurrent unit,GRU)网络的两阶段电力系统暂态稳定评估方法。该方法通过单次训练过程即可高效构建集成模型,且直接面向底层量测数据,可快速完成线上部署。在线应用时,首阶段通过分类模型进行动态的分层评估,逐级筛选出可信样本;次阶段利用回归模型实现进一步的暂态稳定裕度定量预测。此外,通过对模型的损失函数进行修正,有效克服了样本不平衡并强化了对困难样本的挖掘。仿真结果验证了所提方法的有效性,且所提模型的评估性能相较于其他机器学习模型具有显著优势。该文作为前瞻性理论研究,为数据驱动的在线暂态稳定评估的实现提供一种新思路。
弱电网下新能源并网逆变器锁相环参数优化设计方法

并网逆变器常采用锁相环(phase-locked loop,PLL)实现系统的同步运行。弱电网下,PLL参数设计不当时,易引发并网逆变器的失稳现象,传统PLL参数设计方法未能兼顾多种PLL的适用性。针对这一问题,提出一种广泛适用的PLL参数优化设计方法。首先,通过PLL参数特点建立参数之间的关系;其次,根据系统开环传递函数,通过引入系统相位裕度及谐波抗扰能力限定条件,得到其参数约束区域;最后,结合参数对系统动态性能影响及系统稳定性影响分析确定参数的选取。利用实验测试对所研究的优化设计方法的有效性进行验证,并进一步研究其在3种常见PLL(即,同步坐标系锁相环(synchronous reference frame PLL, SRF-PLL) 、基于前置低通滤波器同步坐标系锁相环(low-pass-filter-based synchronous reference frame PLL, LSRF-PLL)和基于双二阶广义积分器的锁相环(double second-order generalized integrator PLL,DSOGI-PLL)中的适用性。
考虑废物处理设施供能特性的乡村多能源系统自治优化模型

针对双碳目标下100%可再生能源供能的乡村多种产业垃圾废物处理、能源供需间协调优化问题,提出一种考虑粪污及生活垃圾处理设施供能特性与可再生能源协同的乡村多能源系统优化自治运行模型。首先,研究乡村畜牧养殖业粪污制气设施与垃圾焚烧发电设施的废物处理与能源产出特性,建立乡村废物处理设施的电、气能源供给模型;其次,研究大中型乡镇区域内电、热、燃气等多种类能源负荷的需求特性,建立基于100%可再生能源及废物处理设施供能的乡村多能源系统(villages multi-energy system integrated waste treatment and renewable energy,VMES-WRE)模型;然后,根据VMES-WRE能量输运特性,将其划分为供给侧、能量转换侧和负荷侧3个层次,研究基于3个层次协调的VMES-WRE供能、转换、存储和消费过程的多能量流自治优化运行策略;最后,以我国东北某大型乡村多能源系统及废物处理设施运行数据为基础,建立考虑废物处理供能与可再生能源协调的乡村多能源系统自治优化运行仿真模型,仿真结果表明,提出的乡村多能源系统自治优化模型能够有效协调废物处理设施供能与可再生能源波动,在满足乡村多能源负荷需求及垃圾处理要求的前提下,有效提升能源供给自治能力和运行经济性。
MMC-HVDC输电系统中高频阻抗建模及谐振机理分析

目前对基于模块化多电平换流器的高压直流(modular multilevel converter based high voltage direct current, MMC-HVDC)输电系统的中高频谐振机理尚缺乏系统性的研究,因此,基于分块化阻抗建模方法和谐波阻抗分析法系统地揭示了MMC-HVDC输电系统的中高频谐振机理。首先,基于分块化阻抗建模方法,将MMC-HVDC输电系统进行分块,通过对交直流系统电路及MMC控制系统的分析,分别建立了MMC交、直流侧等效阻抗模型,同时根据线路的分布参数特性建立了输电线路阻抗模型,形成了MMC-HVDC输电系统等效模型;其次,通过研究控制环节和参数对MMC等效阻抗的影响,获得了主要的影响因素;然后将谐振分为有源谐振和无源谐振,从而系统地揭示了MMC-HVDC输电系统的谐振机理;最后,通过仿真验证了所建模型及谐振分析方法的有效性和正确性。分析及仿真结果表明:在中高频段,MMC直流侧系统仅可发生有源谐振,谐振频率主要与直流线路参数有关;MMC交流侧系统可发生无源和有源谐振,无源谐振主要受MMC交流侧阻抗负阻尼特性的影响,而有源谐振与MMC和电网参数均相关。
基于自适应ɛ-支配多目标粒子群算法的含SOP的主动配电网源–网–荷–储双层协同规划模型

提出了一种含智能软开关(soft open point,SOP)的主动配电网源–网–荷–储双层协同规划模型,以模拟实际工况并实现更加精细的规划。上层规划层,考虑了线路升级改造、储能(energy storage system,ESS)及分布式电源(distributed generation,DG)的选址定容;下层运行层,不仅考虑了典型日下变压器分接头调整、补偿电容(capacitor banks,CB)投切、需求侧响应(demand response,DR)、DG与ESS的调度,还基于三端SOP接入配电网的拓扑结构及数学模型,建立了运行层精细化的有功–无功协调优化模型,可对SOP所连支路间有功和无功功率进行连续调控,同时提供一定的无功支撑。上层采用改进二阶振荡粒子群算法求解,下层采用保留端点的自适应ε-支配多目标粒子群算法求解。最后用改进的IEEE33节点系统,对此双层优化模型进行了仿真和分析。结果表明,所提方法相较传统的规划调度方法,明显改善了潮流分布,降低了网损,减小了节点电压偏移量。
分散式风电高渗透率接入直流受端电网频率特性建模与分析

分散式风电高渗透率接入直流受端电网后,系统频率问题逐渐突出,而调频单元分散化与多样化会加剧系统频率特性分析的复杂度,如何准确高效评估各单元调频作用于系统频率特性已是直流受端电网重要需求之一。首先推导了同步发电机、分散式风电场、直流受端换流站等单元的调频作用线性化表达式,进而以直流潮流集成各调频单元建立了直流受端电网频率响应模型。为解决模型阶数高不便于在复杂系统中应用这一缺陷,针对分散式风电场调频作用表征和复杂系统频率响应特性集成2个建模阶段,提出了采用劳斯近似法和Pade逼近法的双重降阶建模方法。最后,以扩展IEEE-30节点系统为测试对象,通过对比MATLAB/Simulink电磁暂态仿真结果,验证了所提分散式风电接入直流受端电网频率响应特性降阶建模的准确性和高效性,并从频率耐受水平方面对分散式风电渗透率进行了案例分析。
考虑灵活性需求的新能源高渗透系统规划方法

在新能源高渗透系统规划阶段计及源荷储灵活性资源协同优化可以有效提升系统整体灵活性,促进新能源消纳,推进“双碳”目标的实现。基于灵活性供需分析,提出了一种考虑灵活性需求的新能源高渗透系统规划方法。综合考虑规划决策和运行模拟,将灵活性资源调节效益和碳贸易收益纳入优化目标,构建了多时间尺度协调优化规划模型。采取分解协调和多阶段迭代优化结合的方法求解可以简化问题规模,统筹规划风光火多源与源荷储灵活性资源。通过算例应用验证了所提方法能够实现资源的优化利用,在满足灵活性需求的同时实现经济性与环保性更优,提高系统的新能源消纳能力。
基于补偿系数的有源配电网自适应电流差动保护

分布式电源的大规模接入使传统辐射型配电网的拓扑结构和故障特性发生了实质性的改变,给有源配电网的继电保护带来了严峻的挑战。为此研究了不同类型分布式电源的故障电流特征,深入分析了常规电流差动保护在幅相平面上的动作特性,归纳出几种常见的故障情形,并以此为基础提出了一种新型电流差动保护。该方案采用改造后的sigmoid函数构建补偿系数,可以根据两侧电流的幅值比决定补偿的程度,从而自适应的调整测量电流的幅值和相位。与常规差动保护相比,该方案能够适应有源配电网不同场景下的保护需求且具有更高的灵敏度。PSCAD/EMTDC平台的仿真实验验证了该保护方案的有效性和可靠性。
基于Fine Mask RCNN的110~220kV输电铁塔涉鸟故障识别与评估

随机突发的输电铁塔鸟害事故通常较难应急处理,传统的鸟害事故图像处理算法泛化能力弱,而现有的深度学习检测算法应用对象又较为单一,因此,亟需稳定有效地实现输电铁塔全类别鸟害事故辨识。鉴于此,该文提出一种基于精细化的掩膜区域卷积神经网络(fine mask regions with convolutional neural network features,Fine Mask RCNN)的110~220kV输电铁塔涉鸟故障识别与评估算法。该方法首先通过残差模块(residual network-50,ResNet-50)+特征金字塔网络(feature pyramid networks,FPN)感知巡检影像特征;其次,针对Mask RCNN细节信息丢失的问题,引入具有多尺度卷积核运算的信息融合模块进行丢失信息补偿,增强网络模型对于输入影像的特征表达与提取;最后,根据Fine Mask RCNN识别结果,结合传统图像处理技术,实现鸟巢类故障、鸟啄类和鸟粪污染绝缘子类故障评估与结果修正,形成了由故障识别到评估的一体化机制。实验结果表明,相较于掩膜区域卷积神经网络(Mask RCNN)、快速地区域卷积神经网络(Faster RCNN)和RetinaNet目标检测算法,Fine Mask RCNN算法的准确度均值(average precision,AP)可达93.8%,实现了输电铁塔涉鸟故障的智能辨识和分析处理,具有更加稳健的检测性能和现场实用价值。
引入电能质量保险机制的日前电能量市场打分出清决策

针对当前日前电能量市场以价格为单一出清依据的现状,提出一种基于熵权法的日前电能量市场打分出清决策方法。首先,介绍参与出清的主体及各主体职能及交互关系,并阐述该方法的基本原理。其次,构建打分出清法模型,包括上网侧电能质量保险模型以及各主体出清收益模型。再次,构建打分出清决策指标体系,包括发电商上网电价、发电能源类别、上网电能质量等级、申报电量偏差率、发电稳定性、燃煤费用及环境污染治理成本7项指标的定义及具体计算。然后,基于熵权法计算各项出清决策指标权重,并应用模糊理论计算得到各发电商各出清时段的得分。市场运营机构根据各时段得分情况,公布出清及惩罚结果。最后,算例结果表明了所提方法的有效性与实用性。
集成无功补偿和故障抑制功能的一体化变流器及其控制策略

已有一体化变流器存在无法同时进行无功补偿和故障抑制、各桥臂两端承受电压高、动态响应速度慢以及电弧接地故障抑制难等问题,故提出集成无功补偿和故障抑制功能的一体化变流器新型拓扑结构及其控制策略。首先,分析一体化变流器的拓扑结构及其工作原理,提出四桥臂级联H桥变流器的新型拓扑结构,三相桥臂星型连接用于无功功率补偿,在星型连接点与大地间增设一条由单相级联H桥变流器构成的接地桥臂,为变流器直流侧电压控制提供支撑,实现接地故障电流快速全补偿。其次,在分析无功补偿、故障抑制和直流侧电压稳定控制原理和相互作用机理的基础上,提出三者的协同控制策略。最后,利用PSCAD/EMTDC软件对所提一体化变流器及控制策略进行仿真验证,结果表明在直流侧无独立电源的情况下,可同时进行无功补偿和故障抑制。
考虑用户积极性的电动汽车与机组联合调频的两阶段随机优化调度模型

风电、光伏等间歇性电源的大规模接入,给电网的安全稳定运行带来了诸多影响,如电力系统调频压力显著增大。传统的火电机组提供调频辅助服务受到爬坡约束限制,存在调节速率低、加速机组老化等缺点,难以满足调频需求。电动汽车(electric vehicle,EV)可受电网直接控制参与车网互动(vehicle-to-grid,V2G),具有迅速响应系统指令,提供调频辅助服务的能力。为更好地匹配电力系统的调频要求,在考虑电动汽车用户行为特性的基础上,提出考虑用户积极性的电动汽车与机组联合调频的两阶段随机优化调度模型,实现火电机组调频容量大、调频速度慢及电动汽车调频容量小、调频速度快的优势互补。采用动态场景法以广东电网的调频信号数据作为输入生成动态场景集在IEEE 39节点系统进行仿真分析,验证了所提调度模型的正确性与有效性。
基于区间线性规划的用户侧综合能源系统源-储配置方法

建设用户侧综合能源系统能够推动能源低碳转型,是实现“双碳”目标的有效路径,但源-荷两侧的双重不确定性对其最优规划提出了挑战。该文针对用户侧综合能源系统,充分考虑季节和日内时序特性,耦合能量互动机制,采用源-荷功率置信区间以量化表征源-荷波动范围,以设备容量配置与布局的经济性最优为目标,综合考虑设备容量、管网运行、交流潮流等约束,进而构建计及源-荷不确定性的多能系统区间规划模型,并基于区间线性规划理论将模型中的区间约束转化为确定性约束,形成混合整数线性规划模型。算例表明所提考虑不确定性的区间规划模型鲁棒性较强,可以增强面对不确定场景的普遍适应能力,且在保证系统可靠供电的同时提高系统的运行经济性。
考虑综合效用和主观认知的配电网模块化储能优化配置

为提高电网公司配置储能的综合效用和电网的韧性,该文提出一种考虑主观认知偏好的模块化移动电池储能优化配置方法。首先,提出了储能在正常、故障和极端场景下的运行方式及协调方法,并通过分析可获得的收益类型提取出与储能配置相关的5种属性。其次,基于前景理论分别建立配电网降损、可靠性提升、延缓电网扩建、极端场景下减少停电损失以及配置成本属性的前景模型,并考虑极端场景的不确定性,以综合前景值最大为目标建立储能的优化配置模型。其中,延缓电网扩建属性的前景值采用可信容量进行核算。最后,采用差分进化算法求解所提非线性优化模型。实际算例表明,模块化移动储能的灵活应用可提高储能的综合效益,决策认知参数可使配置结果更趋向于决策者的主观偏好。研究结果可为城市配网配置储能提供参考。
考虑输电网潮流约束的时序生产模拟及新能源消纳能力评估

随着新能源装机规模的不断扩大,提高新能源消纳水平和降低弃新能源率成为了新的挑战。准确评估电网中新能源消纳能力为新能源的规划和发展提供依据。首先根据输电网的特点,采用近似的方法将输电网潮流线性化。其次在传统时序生产模拟模型的基础上,加入了输电网潮流约束,提出了一种考虑输电网线性潮流约束的时序生产模拟模型,并建立了一种基于迭代法的关键时间断面选取策略,使得在时序生产模拟优化模型中仅考虑关键断面潮流约束即可满足全时段的潮流可行性,提高了时序生产模拟模型的求解效率。最后,以IEEE 30节点为标准算例,通过MATLAB和YALMIP调用CPLEX求解器求解模型,并对系统新能源年度消纳水平进行评估,仿真结果证明了该模型的准确性和可行性。
大规模风电汇集系统小干扰稳定性研究综述

大规模风电汇集系统网架结构复杂、风机数量众多、控制环节多样,既可能与外部电网的串补装置、直流输电、弱交流线路、火电机组发生动态交互,亦可能存在内部风电机群之间、风机不同控制环节之间的动态交互,深入探究其小干扰振荡的产生机理、振荡特性、影响因素对电力系统的安全稳定运行至关重要。文章从大规模风电汇集系统与外部电网动态交互引发的小干扰振荡、大规模风电汇集系统内部小干扰振荡2个方面梳理回顾了风电汇集系统小干扰稳定性研究的历程和主要研究成果,评析了目前主要研究方法的优势及缺陷,并探讨展望了大规模风电汇集系统小干扰稳定性领域未来的研究方向。
基于智能电表集总数据的家庭电动汽车充电行为非侵入式辨识与负荷预测

未来规模化电动汽车的发展趋势适应当前国家“新基建”的号召,且为缓解化石能源危机以及环境问题提供了新的契机。然而,大量电动汽车充电具有随机性及不确定性等特点,是保证电网安全稳定运行所面临的巨大挑战。其中家庭用户的充电无序性更强,因此,对家庭充电负荷进行实时监测与提取,制定相应的需求响应策略或能效管理模式对其充电行为加以引导具有重要意义。为此,该文提出了一种利用电动汽车充电负荷低频特性的非侵入式充电负荷提取方法。首先,采用两阶段分解技术提取智能电表低频分量,在此基础上,利用事件监测和动态时间翘曲(dynamic time warping,DTW)方法来估计最接近的充电时间和振幅。然后,以分解得到的电动汽车充电负荷和集总智能电表功率为输入,采用CNN-Attention-LSTM神经网络算法进行训练,预测家庭用户短期内的电动汽车充电情况。并通过多个算例验证了算法的有效性。
新能源机组低电压穿越控制参数对机端工频过电压的影响

大规模新能源接入电网后,新能源机组机端的工频过电压问题,已逐渐成为制约新能源并网规模和特高压直流极限输电功率的主要因素。分析了新能源机组机端过电压的主要影响因素,针对新能源机组低电压穿越控制参数,分析了其中对直流故障引发的过电压影响较大的低电压穿越控制参数的影响特性,提出了一组可以有效降低直流故障引发的过电压的优化控制参数。仿真结果表明,新能源机组采用所提出的优化控制参数后,可以有效降低新能源机组机端的过电压。
考虑数据和模型不确定性的短期风电功率概率预测

风电功率预测结果的不确定性包括数据不确定性和模型不确定性。首先,分析了两种不确定性的来源,给出了风电功率概率预测的目标和形式;其次,将风电功率条件概率分布的参数作为神经网络输出,并利用负对数似然损失作为损失函数,实现对数据不确定性的建模;然后,将神经网络的权重由确定的变量转变为随机变量,并采用概率分布表示,实现了对模型不确定性的建模;最后,提出了考虑数据不确定性和模型不确定性的风电功率概率预测方法。基于实际风电场数据分析了不同概率分布下预测的性能,结果表明,所提方法支持概率分布、区间、出力场景3种形式概率预测;并且考虑模型不确定性后,提升了概率分布预测的性能;也验证了在异常天气条件下,所提方法能够表征预测结果的不确定性。
含广义储能虚拟电厂电气热三阶段协同优化调度

分析了虚拟电厂参与日前阶段、日中阶段以及实时阶段的三阶段调度优化流程,并根据广义储能中各部分设备响应速度和时间进行建模,以此为依据建立含广义储能虚拟电厂三阶段调度模型。在日前阶段,采用C&CG处理风光不确定性,建立有效快捷的电动汽车充放电管理模型,对广义储能中固定电热储能以及电动汽车充放电进行优化,进行24h整体优化;在日中阶段,利用替代型负荷之间的相互转换以及燃气轮机、锅炉的出力调整,对虚拟电厂调度计划逐个时段进行再调整;在实时阶段,建立时间解耦的空调集群模型,利用其快速响应特点,以半小时为步长,在实时风光场景下进行偏差平抑。仿真算例验证了所构模型的有效性,结果表明:通过多阶段调度以及广义储能的协同作用,可以有效降低虚拟电厂运行成本以及大幅提高虚拟电厂的供能稳定性。
利用零序电流相位变化特征的灵活接地系统故障选线方法

针对配电网灵活接地系统高阻接地故障选线困难的问题,提出一种利用零序电流相位变化特征的故障选线方法。详细分析了单相接地故障时各线路与中性点零序电流的相位差变化特征。并联小电阻投入前,各线路与中性点零序电流相位差为180°;并联小电阻投入后,健全线路与中性点零序电流相位差约为90°,而故障线路与中性点零序电流相位差约为180°。通过互相关系数反映各线路与中性点零序电流相位差,并且构造互相关系数差动判据,进一步增强故障特征差异。同时,利用中性点零序电流计算幅值微弱的健全线路零序电流,有效降低零序CT无法准确采集导致故障选线装置误判的风险。PSCAD仿真结果表明,该方法适用于过渡电阻3000W以内的接地故障,在零序CT反接、强噪声干扰等极端工况下,依然具有较高的可靠性。
基于零序电流分布的有源配电网接地故障定位

有源配电网单相接地故障特征弱、特性复杂,更容易导致测量点采集到的故障信息发生畸变,基于就地或局部特征进行故障定位易受信息畸变的影响,导致定位困难。借鉴智能算法在配电网相间短路故障定位中的应用,提出了基于暂态零序电流广域分布的有源配电网接地故障定位方法,受信息畸变影响小且定位准确。根据有源配电网发生接地故障时各个馈线测量点采集到的零序电流信号,利用闭合打开差运算(closing opening difference operation,CODO)提取暂态零序电流方向。基于暂态零序电流的分布规律并应用图论中的最短路理论确定疑似故障区域,减小用于故障定位解空间的规模,并提出了一个新的适应度函数进行故障定位,使其对畸变信息更敏感。在解空间中采用改进二进制海洋捕食者算法(improved binary marine predators algorithm,IBMPA)搜索故障馈线,通过混沌映射、自适应t分布以及分组学习策略提高其跳出局部最优的能力以及全局搜索的速度,实现了准确故障定位。最后在IEEE119有源配电网上进行仿真测试,结果表明该方法能够有效提升配电网接地故障定位准确性和速度,同时对于畸变信息有着较高的容错性。
计及需求响应不确定性的电-气耦合配网系统动态分布鲁棒优化

需求侧负荷波动和天然气管存动态特性给电-气耦合配网系统的调度运行带来了较大挑战。针对需求响应不确定性和天然气动态特性,提出了一种机会约束与Wasserstein距离相结合的电-气耦合配网系统分布鲁棒动态优化模型。首先,考虑可削减、可转移、可替代3种需求响应负荷及天然气传输的管存特性,构建了确定性的电-气耦合配网动态优化模型。其次,针对需求侧电负荷、气负荷的不确定性,基于衡量不同概率分布之间Wasserstein距离的分布鲁棒方法,构建不确定变量的概率分布模糊集。由于传统的分布鲁棒优化未考虑不等式约束的不确定性,结合机会约束将含不确定变量的不等式约束成立的期望概率,限定在最低允许的置信水平之上,以提高模型的可靠性。最后,通过对偶理论和条件风险价值近似将所提模型转化成线性规划问题进行求解,在修正的33节点配电网和比利时20节点配气网组成的电-气耦合配网系统进行仿真实验,结果表明所提模型可有效降低运行成本,提高风电的消纳能力。
考虑风光出力不确定性的电力系统调峰能力及经济性分析

可再生能源的大规模并网会大幅度增加火电厂的调峰负担,火电机组在深度调峰过程中其自身的经济性和安全性无法得到保障,因此其缺乏主动参与调峰的积极性。为此,首先计算火电、风电、光伏电站在调峰交易过程中的成本及收益,并构建了计及调峰主动性约束的风-光-水-火-储联合系统的优化调度模型。其次,在考虑风光出力预测误差的条件下,基于机会约束条件设置系统备用约束,并采取基于采样的机会约束条件确定性转化方法,实现模型的快速求解。最后,基于修改后的IEEE30节点系统的仿真结果表明,所提方法能够有效促进新能源消纳,提升系统运行的经济性。
考虑动态时间间隔的综合能源系统双层优化调度

由于多种能源动态特性存在快慢差异,在含电气热冷多种能源的综合能源系统中,调度指令周期是影响调度性能的关键因素之一。针对能量特性差异,提出了一种考虑日内动态时间间隔的双层优化调度方法。首先,在日前尺度中,以系统运行总成本最小为目标,对电、冷、热、气以相同的调度时间间隔进行优化调度。其次,针对冷热气的慢动态特性和电的快动态特性,在日内调度中提出基于模型预测控制的快慢层动态滚动优化调度模型,快慢层采用不同的调度时间间隔长度,并在慢层建立指令周期时间间隔决策指标,实现对慢层指令周期时间的动态修正。算例分析表明,考虑日内动态时间间隔的双层优化调度模型能够充分挖掘能源网络特性差异,确定最优调度指令间隔,降低调整成本并提高系统运行性能,从而实现综合能源系统网络与多能设备的协调运行。
计及碳约束下的煤矿综合能源系统多目标配置双层优化

在我国“30·60”双碳目标下,实现煤矿用能低碳化成为我国能源革命的迫切需求。根据煤矿生产场景,利用煤矸石、瓦斯、乏风等衍生资源,抽象出衍生资源利用设备特性,建立煤矿综合能源系统配置-运行多目标双层优化模型。在日内运行阶段基于日前预测数据,考虑能量转换、设备启停等物理约束,最小化系统运行经济成本;在配置规划阶段基于日运行成本,考虑资源、设备容量约束,进行碳排放与经济效益的多目标优化配置。提出多种群协作的NSGA-II算法,在双层优化框架下进行两阶段滚动优化,生成煤矿综合能源系统的多目标配置方案Pareto解集。以我国山西省太原市的某真实煤矿为例建模,采用现场生产数据进行算例分析,验证了所提模型和方法的有效性,并分析了各类衍生能源利用对于煤矿综合能源系统节能减排的影响。
多能源市场环境下综合能源服务商的需求响应策略研究

随着综合能源系统的发展及其市场化运行的推进,研究多能源市场环境下综合能源服务商的需求响应策略,具有重要的理论和现实意义。首先建立多个综合能源服务商与电力、天然气市场互动的双层决策模型,其中上层模型描述发电商和天然气商以供应函数投标方式分别参与电力、天然气市场竞争的博弈行为,下层模型描述多个综合能源服务商响应电力、天然气市场价格,进行购电、购气、用电、用热策略以及天然气调度策略决策的综合需求响应行为。利用势博弈理论求解该双层模型,将上层模型的求解转化为电力、天然气市场序数势函数的求解,将下层模型的求解转化为精确势函数的求解,并从理论上证明了双层模型解的唯一性。在此基础上,考虑到实际应用中信息的不完全性,利用分布式算法对模型进行求解。最后算例仿真表明,采用综合需求响应能减小电力、天然气市场的价格差异,增加需求侧利润,增加社会福利,提高平均用电效用系数和平均气转电效率,均能增大社会福利。
具有动态调节特性的光伏制氢双阵列直接耦合系统优化策略

氢能是目前国内外研究的热点与前沿,利用太阳能发电进行电解水制氢,对实现碳达峰与碳中和具有重要意义。针对光伏制氢直接耦合系统灵活性低,不能大规模应用等问题,该文提出一种双阵列系统下的动态调节优化策略。基于光伏-电解槽双阵列复杂模型,深入分析电解水装置自身工作特性,并利用最小二乘法对光伏最大功率曲线进行分段线性化处理。从光伏阵列以及电解槽阵列的I-U特性曲线匹配角度揭示直接耦合系统工作点的运行机理。仿真结果验证了所提策略的有效性,分析结果表明在保障高效率消纳光伏能量的同时,增加了系统的灵活性和产氢速率,对光伏电解水制氢技术的研究和氢能产业发展提供参考。
单侧放开市场中基于Stackelberg均衡分析的最低效率损失需求响应激励机制设计

发电商单侧竞价的电力现货市场是我国电力现货市场试点省份普遍采用的市场模式,激励型需求响应(incentivebased demand response,IDR)作为负荷侧资源参与市场可提高系统灵活性,亟待纳入当前单侧竞价的现货市场中。针对不同IDR激励策略将导致不同的效率损失这一问题,构建了单侧竞价现货市场中融入负荷侧资源参与的IDR实施市场架构,提出了市场效率损失比以量化分析不同激励策略对市场效率的作用影响。考虑独立系统运营商(Independent System Operator,ISO)、发电商和IDR用户的不同博弈方式,建立了基于Stackelberg均衡分析的最低效率损失激励型需求响应模型,最后通过3节点和118节点网络验证了所提方法的有效性和合理性。上述机制能够在单侧竞价的电力现货市场中有计划、有步骤地逐步引入用户侧参与元素,并实现市场整体效率损失最低的需求响应激励强度设计。
电力物联网5G云–边–端协同框架与资源调度方法

分布式能源、可调负荷及储能装置大规模接入配电网运行带动“源-网-荷-储”调控模式的转变,配电网与分布式资源之间频繁双向互动对通信网全面感知与广域传输能力提出更高要求。电力物联网与5G的融合通过云-边-端多层级资源的深度协同提供有效的解决方案。针对现有云-边-端协同技术在电力物联网与5G融合应用面临的与电力业务需求适配性不足、异构资源调度协同性差、数据隐私安全难以保障等挑战,文章提出电力物联网5G云-边-端多级协同框架,支撑分布式资源与配电网的协同互动;在此基础上,基于联邦深度Q学习,提出基于半分布式人工智能的云-边-端协同资源调度方法,在高可靠低时延约束下实现端侧任务卸载、功率控制与云侧/边侧计算资源分配的协同优化;最后,通过算例分析验证该技术在能耗、时延、吞吐量等方面的性能优势,同基于层次分析法和深度Q学习的边缘网络任务卸载算法(distribution offloading algorithm based on analytic hierarchy process and deep Q network,AHP-DQN)和能量感知边缘计算移动管理算法(energy-aware mobility management algorithm for mobile edge computing,EMM)相比,平均吞吐量分别提高15.29%和23.87%,总排队时延分别降低53.35%和62.20%,能够满足电力物联网业务差异化通信需求,支撑分布式资源接入配电网双向互动。
基于合作博弈论的风–光–水–氢多主体能源系统增益分配策略

多利益主体协同互补运行模式是今后能源转型的重要方向之一。提出了基于合作博弈理论的风、光、水、氢多主体能源系统增量效益(增益)分配策略。通过构建出力期望函数来描述多个风、光发电利益主体聚合后出力的随机性问题,并以联盟发电量最大为优化目标统一建立非合作模式下与合作模式下的调度模型。在构造电量增益函数的基础上,应用合作博弈论分别建立Shapley值法、Aumann-Shapley值法的增益分配模型。通过5利益主体以及雅砻江下游流域50利益主体的算例分析得到,梯级水电来水期对风–光–水–氢多主体能源系统合作运行的增量效益影响较大;风–光–水–氢多主体合作运行可以较大幅度提高各主体运行的增量效益和合作联盟的整体效益。
考虑电热柔性负荷与氢能精细化建模的综合能源系统低碳运行

在能源转型及“碳达峰、碳中和”目标背景下,构建以氢能为能量转换媒介的综合能源系统(integrated energy system with hydrogen energy,H_2-IES)具有减少环境污染、提高能效水平的重要意义。为充分发挥氢能在综合能源系统中的效用,提出一种考虑电热柔性负荷及氢能精细化建模的H_2-IES低碳运行方法。首先,分析了氢能利用机理,建立了氢能利用的精细化模型;其次,考虑电/热负荷柔性用能特征,及柔性负荷参与负荷调节对系统优化运行的影响,建立了电/热柔性负荷模型;最后,综合考虑系统外购能、运维、碳惩罚、柔性负荷调节补偿成本,以总运行成本最低为目标,提出H_2-IES低碳优化运行模型。算例结果证明,相对于传统线性化建模及热电联产供能方式,所提H_2-IES优化模型及策略能够有效降低运行成本、减少碳排放,具有较高的经济性与环保性。
电力系统碳排放流理论改进与完善

提出了一种基于网络功率分解的实时碳流计算方法,旨在克服传统方法无法保障碳流公平分摊的不足。该方法以有损网络为基础,采用复功率跟踪的思想,将支路损耗等效为虚拟电源或负荷,分别形成等价的无损网络;然后引入可调网损分配系数,将顺流跟踪与逆流跟踪方法相结合,成功实现了网损碳排放的双向分摊。考虑到实时碳流分摊比例失衡问题,将新能源机组作为负荷处理,并将实际功率网络分解为基础网络和偏差网络,分别计算其基础碳流值和碳流修正量,从而得到了满足公平分摊原则的系统实际碳流分布。算例测试结果表明,上述方法提高了碳流分摊的准确性与公平性,有效解决了新能源降碳贡献无法量化、隐含碳排放难以准确计量的问题,具有一定的实用价值与参考意义。
基于新息加权自适应UPF算法的智能变电站PTP主时钟源校准新方法

为解决传统秒脉冲(pulse per second,PPS)钟差信号的处理未考虑GPS秒脉冲跳变野值及主时钟源晶振温度变化、晶体老化造成的非线性误差影响等问题,首先对智能变电站精确时间协议(precise time protocol,PTP)主时钟与GPS输出的PPS钟差信号进行了数学建模,然后基于新息加权自适应无迹粒子滤波算法对PPS钟差信号进行滤波处理,最后将处理后的钟差信号送入PID控制器,生成晶振频率调整信号,实现PTP主时钟源的校准。无迹粒子滤波(unscented Kalman particle filter,UPF)算法可对主时钟源因老化而产生的频率非线性漂移进行校正,引入新息序列加权技术可对GPS秒脉冲信号中跳变野值进行处理,自适应滤波技术则可减少系统噪声对于滤波结果的影响,增强时钟源校准系统的鲁棒性,从而提高校频精度。经仿真验证表明,与传统钟差信号处理算法相比,所提方法将钟差信号的处理误差减小了55.96%,且在跳变野值处的钟差处理误差减小了76%以上,从而将PTP主时钟源校准系统中频偏量测误差由3.635×10~(–10) Hz降低至9.59×10~(–12) Hz,最终将PTP主时钟源频率稳定度提升了2个量级。
智能电力物联网功能架构体系设计及创新模式探讨

电力物联网是实现电力系统和能源互联网的核心链接纽带,从而支撑能量流、信息流、业务流和价值流的有机融合。尤其在大数据、人工智能及能源革命发展大趋势下,为推动电力物联网科学合理智能化建设和技术发展,文章对智能电力物联网功能架构体系及创新模式进行了探讨。首先,从信息物理融合角度,提出了智能电力物联网的基本概念及建设目标,核心是智能一次物理系统与智能二次信息系统的深度融合。其次,详细阐述了智能电力物联网功能架构,主要包含物理层、感知层、网络层、平台层、应用层和交互层。进而,提出了智能电力物联网的技术体系,分别从一次物理设备智能化、二次信息系统智能化和业务应用智能化3个层面展开了关键技术阐述。最后,给出了智能电力物联网协同创新及生态圈建设模式。文章为智能电力物联网的标准化及规范化建设,提供了一定的参考和建议。
智库双螺旋法在智库研究实践应用中的理论思考

智库双螺旋法将智库研究视为一个相对独立且具有特殊性的研究主题,从智库研究的解析、融合和还原过程,基于DIIS的过程融合法和MIPS的逻辑层次法相互迭代,分析二者螺旋的耦合关系,并从时空域特征出发,形成一套完整而又系统的理论框架和方法论体系。该方法来源于创立者长期的战略和政策研究实践,也有效地应用于多个国家重大研究专项、国家高端智库项目和若干主题研究领域。在智库双螺旋法的实践应用中还存在诸多需要探讨的理论问题,文章从认识论角度提出需要消除方法使用中的认识误区,理解方法在智库工作中的真正作用,同时筑牢知识根基,根据研究问题赋予专业内容;在实践层面,要掌握智库双螺旋法在智库分析中的切入节点,避免平均用力,防止无限嵌套;就研究主体而言,要跳出自身的思维局限,不断拓展智库双螺旋法的使用场景,创造真正的智库价值。文章从理论层面对智库双螺旋法实践应用的思考,旨在探究智库研究规律,发展新的智库理论方法,构建智库研究范式,将智库双螺旋法研究不断推向深入。
技术型企业家促进了企业创新吗?

作为中国经济创新发展的微观基础,企业创新的驱动因素及其机制问题备受关注,既有文献多从政策和企业财务等角度展开研究,鲜有文献分析技术型企业家与企业创新的关系。本文创新性地将董事长的研究与开发工作经历作为技术型企业家的表征,基于我国2008-2017年A股上市公司的数据,研究发现,技术型企业家显著促进了企业创新产出。运用中介效应模型进行机制检验的结果表明,技术型企业家通过提高企业的创新补贴强度和R&D投入强度促进了创新产出。进一步考察所有制因素,发现国有控股企业的技术型企业家不能促进企业创新产出,也无益于增加创新补贴,但提高了R&D投入强度;而非国有企业的技术型企业家通过提高创新补贴和R&D投入强度进而提高了企业创新产出。本文拓展了高阶理论和企业家创新理论的相关研究,特别是基于企业所有制异质性视角,开创性探索了制度因素作用于企业家个人特征对创新资源配置有效性的影响机理。这些发现对完善企业创新支持政策和发挥技术型企业家创新引领作用具有启示意义。
海归劣势、持续创新能力与新创科技企业生存:基于企业事件史的分析

随着我国综合国力和全球市场竞争力的不断增强,越来越多的海外人才选择回国发展,其中归国创业已成为海归发展的一条重要路径。海归在国外的学习和工作经历使其在管理技能和专业技术领域拥有丰富的见解,在创新创业中发挥着独特的作用,但不可否认的是创业事业根植于具体的情境当中,新创企业生存与发展中的困难与挑战不容小觑。与以往诸多认为海归创业者能够直接为企业带来更多竞争优势的文献不同,本文基于海归面临的再嵌入困境,发现海归创业者并不必然为企业提供更长的持续经营的可能性,海归的海外替代性商业机会、本土市场壁垒、团队文化冲突等效应均可能损害海归的优势,进而从企业持续经营时间的角度来看并不占优于本土成长的企业。本文基于科技园企业的历史档案数据,通过一项跨期十余年的纵向事件史研究验证了上述机制的存在,并通过COX比例风险模型进一步发现,企业并不能单纯地依靠其固有的海归特征而获得长期的竞争优势,塑造和维持更高水平的持续创新能力才是企业赖以生存和发展的关键所在。
彩叶桂新品种‘ 南林彩玉'

【目的】桂花(Osmanthus fragrans)是我国重要的园林经济树种,集绿化、美化、香化于一身,兼具生态、社会和经济效应,桂花新品种的选育不仅可丰富种质资源,更可推动桂花产业的发展。【方法】从桂花实生苗中选育出变异的彩叶单株并对其无性系后代进行DUS(特异性、一致性和稳定性)测试。【结果】选育出的新品种‘南林彩玉',叶色由初期的紫红色变为粉红,逐渐转为橘粉、橘黄色,叶柄紫黑色,幼枝紫红色。【结论】通过DUS测试,该品种与已知彩叶品种性状均不相同,色叶观赏期长达半年,观赏价值高,应用前景广。
白云凹陷中深层有利储层特征及其分布预测

白云凹陷中深层未探明油气资源潜力巨大,储层总体为低孔低渗储层,为了识别海域中深层有利储层的特征,寻找能用于指导有利储层宏观分布预测的主控因素,并对有利储层空间分布进行预测,对白云凹陷5A构造开展了研究.通过储层岩石学、储层物性特征及建设性成岩作用分析等微观方面与储层相带识别、厚层砂体发育的前积复合体预测、砂体与孔隙度地震反演及裂缝分布识别等宏观方面研究,对中深层有利储层“甜点”特征、宏观可识别的主控因素及空间分布规律开展分析.认为,白云5A构造辫状河三角洲平原与前缘中的分流河道和水下分流河道厚层中–粗砂岩发育次生溶孔和微裂缝,可作为储层 “甜点”;反映沉积微相的砂体厚度及反映建设性成岩作用的裂缝是宏观可以识别的储层“甜点”主控因素,可通过地震外部形态的“上拱”、内幕结构的叠置及微地貌的低洼3个特征在地震上识别厚层砂体发育的前积复合体;综合厚层砂体识别、砂体及孔隙度预测、裂缝分布识别三方面成果,认为白云5A构造中深层C块东部为储层“甜点”发育区.
国家森林城市与国家园林城市空间分布及其影响因素比较研究

【目的】以国家森林城市和国家园林城市为研究对象,对比分析两类城市的空间分布特征、规律以及相关影响因素,探究两者在全国尺度下空间分布的形态异同,为其宏观空间布局的优化完善、示范创建活动绩效以及远期城市建设内涵提升提供科学依据。【方法】采用最邻近指数、基尼系数、相关性分析、核密度分析以及叠加分析方法,比较研究国家森林城市与国家园林城市的空间分布规律及其影响因素。【结果】①两类城市整体分布形态均呈现凝聚型,国家园林城市在全国尺度上由西向东呈现由凝聚型向均匀型变化的趋势;②东西部两类城市的分布均衡性较差,两类城市的散布均为集中分布,国家园林城市的分布相对更集中;③对比核密度分布与叠加高密度区域发现,两类城市大体均分布在腾冲至黑河人口分界线东南一侧,且在华中与华北地区集中分布并部分重叠。但两类城市在具体空间分布形态上仍存在明显差异,国家森林城市的高密度连片区域呈现“C”形结构,国家园林城市的高密度连片区则呈现倒“U”形,且后者的密度分布区域更广。【结论】①从两类城市分布与相关自然影响因素的分析来看,不同地区的水热条件、森林覆盖率对两者的布局产生了显著影响,进一步对比两者发现,国家森林城市对气候条件、森林资源存量的要求相对较高;②从两类城市分布与相关社会经济影响因素的分析来看,国家森林城市的分布几乎与地区人口密度、人均GDP不相关,国家园林城市则相反;③两类城市的布局与城市建成区绿化率显著相关,与中国城市群的分布高度耦合。
高频二维脉宽调制转阀流体控制特性研究

传统的阀控液压系统是利用液压阀节流孔来控制流量,存在很大的节流损失。基于数字液压的思想及受高速开关阀全开和全关状态理论上无节流损失的启发,本文提出二维脉宽调制转阀构型,将液压系统流量以流体脉宽调制的方式进行控制及分配,降低节流损失,同时通过主动溢流方式极大地消除溢流损失。在高压(负载)支路和低压(油箱)支路之间通过阀芯旋转快速高频切换输出离散流量;通过阀芯轴向位移控制占空比(恒定转速下,负载支路连通时间与回油支路总连通时间的比)以实现输出平均流量的控制。通过数学模型、仿真以及实验验证了高频二维脉宽调制转阀可将流体连续性流动转变为离散、可控的流动,从流体系统工作介质离散化的角度实现了一种新的流量控制方式。
基于DSSAT-CERES-Wheat的黄土高原西部春小麦干旱影响研究

为提出有效措施预防黄土高原西部地区春小麦生产受到气象和农业干旱的影响,估算了1961-2018年期间、时间尺度1 ~ 6个月标准化降水蒸散指数(Standardized precipitation evapotranspiration index,SPEI)以及深度0 ~ 10 cm和深度10 ~ 40 cm的土壤水分亏缺指数(Soil moisture deficit index,SMDI), 探究了气象和农业干旱时空变化规律;利用DSSAT-CERES-Wheat模型模拟了黄土高原西部7个站点春小麦1961-2018年的生长要素和产量数据,分析了其时空变化规律;并研究了气象和农业干旱对春小麦生长过程及产量的影响。结果表明:以甘肃临夏站为例,时间尺度1 ~ 6个月SPEI和SMDI的干湿状态总体上一致,SPEI总体呈现干湿交替,深度0 ~ 10 cm的SMDI以及深度10 ~ 40 cm的SMDI的变化基本一致,均呈现变湿润的趋势。DSSAT-CERES-Wheat模型模拟黄土高原西部春小麦生长过程和产量方面的效果良好(决定系数R~2为0.65 ~ 0.84); 1961-2018年春小麦最大叶面积指数和地上生物量无明显变化趋势,而产量在2005年之后有增加的趋势。开花期和灌浆期的干旱对春小麦生长过程以及产量的影响更大,SMDI与春小麦生长和产量要素之间的关系比SPEI更为密切,表明农业干旱对春小麦生长和产量的影响更大,其中深度0 ~ 10 cm的SMDI比深度10 ~ 40 cm的SMDI影响程度大。时间尺度2个月的深度0 ~ 10 cm的SMDI是干旱背景下影响春小麦生长和产量的关键时间尺度。本研究为黄土高原西部春小麦生产应对气象和农业干旱提供了参考。
基于改进YOLO v4网络的马铃薯自动育苗叶芽检测方法

为提高马铃薯幼苗叶芽检测识别的准确率,提高自动育苗生产系统的工作效率,提出了基于YOLO v4网络的改进识别网络。将YOLO v4特征提取部分CSPDarknet53中的残差块(Residual Block)替换为Res2Net,并采用深度可分离卷积操作减小计算量。由此,在增大卷积神经网络感受野的同时,能够获得叶芽更加细小的特征信息,减少马铃薯叶芽的漏检率。设计了基于扩张卷积的空间特征金字塔(D-SPP模块), 并嵌入和替换到特征提取部分的3个特征层输出中,用于提高马铃薯叶芽目标识别定位的准确性。采用消融实验对改进策略的有效性进行了验证分析。实验结果表明,改进的识别网络对马铃薯叶芽检测的精确率为95.72%,召回率为94.91%,综合评价指标F1值为95%,平均精确率为96.03%。与Faster R-CNN、YOLO v3、YOLO v4网络相比,改进的识别网络具有更好的识别性能,从而可有效提高马铃薯自动育苗生产系统的工作效率。
调亏灌溉下施氮量对农田CO_2固定排放和花生产量的影响

为探究调亏灌溉条件下施氮量对辽宁地区花生农田CO_2固定排放的影响,于2018、2019年设置测坑裂区试验,研究了不同灌溉模式(全生育期充分灌溉(F)和花针期、饱果期调亏灌溉(D))下施氮量(0 kg/hm~2 (N0) 、 50 kg/hm~2 (N50) 、100 kg/hm~2 (N100) 、150 kg/hm~2 (N150))对花生植株干物质积累量、固碳量及产量等的影响。研究结果表明,与F处理相比,D处理下花生植株干物质积累量、固碳量及产量分别提高了7.59%、15.08%和7.16% (2年平均) 。两种灌溉模式下,花生植株干物质积累量、固碳量及产量均随施氮量的增加呈先增加后减小的趋势,在100 kg/hm~2施氮水平下达到最大值。从苗期至饱果期,花生农田土壤CO_2排放量呈先升高后降低的趋势,在花针期达到最大值。与F处理相比,D处理显著降低了花针期、结荚期及饱果期土壤CO_2平均排放量及全生育期CO_2累积排放量。两种灌溉模式下,土壤CO_2排放量均随施氮量的增加而显著增加。相同施氮水平下,调亏灌溉较充分灌溉处理显著降低了全生育期CO_2累积排放量,DN100处理较FN100处理CO_2累积排放量降低了7.51% (2年平均) 。不同水氮处理下,DN100处理花生植株固碳量和产量最大,且CO_2排放量较低,是花生农田生态系统固碳减排的最佳处理。
油菜旋转盘式高速集排器螺旋供种装置设计与试验

针对现有机械离心式集排器高速作业时供种能力不足,供种量难以实现精量可调等实际问题,设计一种具有“螺旋进种条”结构的油菜旋转盘式高速集排器。基于油菜种子机械物理特性及播量需求,开发螺旋供种装置,构建种子供种过程的力学模型并分析确定了其主要结构参数。采用三元二次回归正交组合试验建立供种速率、供种速率稳定变异系数、破损率与转速、叶片宽度、导程之间的数学模型,分析得到影响供种速率的因素主次顺序为导程、叶片宽度、转速,影响供种速率稳定性变异系数及破损率的因素主次顺序为转速、导程、叶片宽度;且较优参数组合为:转速81 r/min、叶片宽度4 mm、导程15 mm。在较优参数组合下的台架验证试验得到供种装置的供种速率为92.7 g/min,供种速率稳定性变异系数为0.32%,破损率为0.29%;供种速率为36.55 ~ 190.94 g/min时,供种速率稳定性变异系数均低于1.29%,破损率均低于0.5%。田间试验表明机组作业速度为10 km/h时,油菜播种均匀性变异系数为9.4%,种植密度为48 ~ 60株/m~2,可实现高速播种,满足油菜种植农艺要求,可为旋转盘式集排器结构改进提供参考。
农作物茎秆切割理论与方法研究进展分析

茎秆是农作物的主要副产品,也是世界范围内丰富的生物质资源。茎秆切割是刚性体与柔性体的直接互作过程,是茎秆处理的重要工序。茎秆切割与农作物高效低损伤收获及茎秆资源化利用密切相关,开展割刀与茎秆切割互作过程的研究是农艺农机深度融合的重要方面,对于农业生产与生态发展具有现实意义。为此,本文围绕茎秆切割的相关问题进行了国内外研究进展的综合评述与分析,具体为:围绕茎秆力学参数与本构模型,阐述了茎秆生物学特征与力学参数的关系、测试方法与设备、茎秆本构模型的建立及应用;结合割刀结构参数与型式、耐磨性能、自磨锐性能,介绍了割刀的结构型式与材料特性;针对割刀与茎秆的切割互作过程,系统介绍了切割原理,以及高效率、低功耗、低损伤等切割技术研究目标;从试验研究的具体参数及目标值到仿真研究的不同类型,梳理了两种研究方法在茎秆切割中的应用概况。在此基础上,结合现有问题,着重探讨了茎秆切割领域未来的发展方向,为农业生产中茎秆切割问题的深入研究提供了参考。
主动润滑减阻曲面深松铲设计与试验

针对深松作业阻力大、牵引能耗高、作业效率低等问题,提出了一种针对低含水率、高紧实度耕作土壤的曲面深松铲主动润滑减阻和土壤改良复合作业方案。首先,在三维扫描获得曲面深松铲三维模型的基础上,通过离散元法分析了曲面深松铲作业过程中深松铲与土壤颗粒间的互作特性,确定了铲体最大摩擦接触面作为主动润滑减阻面;其次,提出了主动液体润滑减阻思路,并借鉴蚯蚓体液分布构形与体表织构,分别在铲面和铲尖的最大摩擦接触面上,设计了沟槽形式的表面构型与节流孔等润滑面结构以及润滑介质泵送系统,形成了主动润滑减阻曲面深松铲;最后,以作业速度、润滑液流量为试验因素,以水平方向作业阻力为主要指标,在两种土壤条件下进行了大田试验。试验结果表明:在褐土地作业环境下,当作业速度为3 km/h、润滑液流量为12 L/min时,减阻率可达13.48%;在盐碱地作业环境下,当作业速度为1.87 km/h、润滑液流量为12 L/min时,减阻率可达19.87%;初步证明主动润滑减阻作业模式在低含水率、高紧实度土壤中具有较好减阻效果。
利用小震和GPS资料分析冷龙岭地区现今变形过程与地震活动

利用小震资料对冷龙岭地区主要断裂的几何结构进行了研究,结合利用震源机制解反演的区域构造应力场和利用GPS资料计算的应变率场,分析探讨冷龙岭地区的地壳变形特征。结果表明: ①冷龙岭地区的主压应力方向为NE向,与GPS主压应变率方向一致。应变率场峰值位于冷龙岭断裂以北的民乐—大马营断裂附近,然而该区域小震活动弱。②皇城—双塔断裂西段和东段地震基本上发生在15 km深度以内,倾向SW,浅部倾角较大,随着深度增加倾角逐渐变缓;皇城—双塔断裂中段存在一个近乎垂直的地震条带,震源深度明显大于其西段和东段。③冷龙岭断裂以左旋走滑运动为主,断裂南侧存在明显的挤压缩短变形。平行于冷龙岭断裂的GPS速度分量减小,呈现出明显的震间“S”型变形特征。利用反正切法计算得到该断裂的滑动速率和闭锁深度分别为3.9 mm/a和7.9 km,估算得到该断裂存在M_0 = 7.21×10~(19) N·m的地震矩亏损,表明冷龙岭断裂未来存在发生M_W7.2地震的危险性。