mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
基于引导策略自适应粒子群算法的农村电网无功优化

粒子群优化算法在农村电网无功优化领域已有广泛应用,但算法存在不足,易陷入局部极值。算法中粒子更新方式和惯性权重是影响搜索能力的关键因素,提出了一种基于引导策略的自适应粒子群算法(adaptive particle swarm optimization algorithm with guiding strategy, GSAPSO),该算法在种群中引入4种粒子,即主体粒子、双中心粒子、协同粒子和混沌粒子对粒子位置更新进行引导来克服算法的随机性,从而提高搜索效率;为进一步克服粒子群优化算法进化后期易陷入早熟收敛的缺点,引入聚焦距离变化率的概念,通过聚焦距离变化率的大小动态调整惯性权重,以提高算法的收敛速度和精度,粒子更新方式和惯性权重的改进极大地提高了搜索到全局最优解的有效性。以IEEE 30节点测试系统为例进行仿真计算,采用GSAPSO算法无功优化计算后最优降损率可达到18.966%,节点最低电压为1.0091 p.u.,最优解迭代次数45次,平均迭代次数64.6次,相比标准粒子群算法(PSO)、随机权重粒子群算法(wPSO)和惯性权重线性递减的粒子群算法(LDWPSO)均有很大提升。仿真结果表明:应用GSAPSO算法求得的解质量更高,收敛速度和精度明显高于其他3种算法,说明该算法具有更好的寻优能力和收敛性能。
一种基于ZigBee技术的水稻直播机播种监测系统设计与试验

针对水稻直播过程中普遍存在漏播、堵种等播种质量问题,设计了一种基于ZigBee技术的水稻直播机播种质量无线监测系统。系统以CC2530芯片为监测与信息处理核心,搭建数据传输网络,以光电传感器作为监测装置,构建ZigBee无线传感器网络监测节点,依靠监测稻种通过节点时间值与系统设置时间参数比较判断播种情况,通过路由节点上传数据,以到达液晶显示器并通过蜂鸣器实现报警。当出现漏播、堵种时,报警器发出警报,显示器显示有故障的监测点编号,实现播种质量的多点、实时监测。设计制造了由步进电机带动的实验室专用型孔轮式排种器,进行人工投种试验,模拟漏播堵种等情况,从而检测系统运行的灵敏度。试验结果表明,系统堵种报警时间平均值为0.366 s,报警解除时间平均值为0.249 s,漏种报警时间平均值为0.22 s,在水稻精量直播机的田间试验结果表明系统有效监测率平均值为98.08%,漏播监测率平均值为83.71%。系统将农机农艺相融合,通过低成本实现了实时掌握每个排种器工况,具有良好的灵敏度、较高的监测可靠性和良好的运行性能。
变压器空投时电子式电流互感器输出励磁涌流波形异常分析

针对某110 kV变电站变压器空投时电子式电流互感器(ECT)输出的采样波形,分析了波形的异常特征,从基于Rogowski线圈的ECT保护电流采样系统中有损积分器的传递特性入手,推导了时间常数与传变误差关系的解析表达式,得出ECT达到5TPE级精度对积分时间常数选择的要求。基于理论分析建立仿真模型,并通过波形拟合手段,可得出励磁涌流波形异常的主要原因是现场ECT积分器时间常数的选择不当,同时仿真也证明选择适当积分器时间常数的ECT具有良好的暂态传变特性。
应用于风力发电的MMC子模块新型电容降容控制

模块化多电平换流器(MMC)因其多方面优势适用于中压及更高电压等级的风力发电,但由于风电机组的低频大电流工况,机侧MMC子模块电容电压波动大,需要大的直流滤波电容。提出一种在负序二倍频环流控制器中注入环流来抑制子模块电容电压波动的策略,指出了所注入的环流的初相角的选择依据,并给出了基于该方法的子模块电容容值选取依据。针对该策略带来的环流二倍频分量增加的问题,提出了一组表征子模块电容电压抑制效果相对于环流增加量的折中系数,指出需根据系统要求来选择不同的折中系数作为评价标准,以达到所需求的总体性能。基于MATLAB/Simulink的仿真结果验证了理论分析的正确性和所提控制策略的有效性。
基于模块化多电平换流器的电池储能系统控制策略

针对基于模块化多电平换流器的电池储能系统,提出了电网电压对称运行和电网电压不对称运行情况的通用控制策略。其控制策略主要包括输出功率控制、电池荷电状态(SOC)均衡控制以及并网电流直流分量抑制。SOC均衡控制分为相间SOC均衡、桥臂间SOC均衡以及桥臂内SOC均衡。通过控制环流实现相间SOC均衡和桥臂间SOC均衡;通过调节各个子模块输出电压工频分量,实现桥臂内各子模块的SOC均衡。首先对基于模块化多电平换流器的电池储能系统的模型进行了详细分析;基于等效模型,提出了相应的控制策略。最后,通过仿真以及实验对所提出的控制策略进行了验证。
面向智能水电站的在线监测状态实时自动巡检方法与应用

巡检是保障水电站安全的重要手段。文中在总结水电站巡检方法的基础上,根据系统构成与行为关系模型,利用在线监测系统纵向追忆和横向关联的优势,提出了综合状态和性能的巡检分析方法。该方法在智能水电站一体化信息平台下,首先通过有效性检查及冗余切换对数据进行甄别与容错;然后,一方面自动采用动态阈值分析与相似影响因子趋势分析检测系统状态异常,另一方面通过宏试验或根据经验模型自动计算系统执行任务的性能指标,并检测性能越限及性能降低程度;最后,根据状态及性能检测结果,发出报警信息;同时,通过数据关联与数据同步,有效提升了状态数据的关联性,进而为故障诊断提供决策支持。基于该方法开发的智能化巡检系统已应用于葛洲坝电站。
引入改进模糊C均值聚类的负荷数据辨识及修复方法

高级量测体系的建设促使大量用电负荷数据增加了可观性,但由于通信等原因,量测数据中存在不良数据。文中提出一种引入改进模糊C均值(FCM)聚类算法的负荷数据辨识及修复方法,该方法利用快速爬山技术,对标准FCM聚类算法中聚类数目难以预先确定、初始聚类中心随机选取等缺点进行改进,实现用电负荷数据的精准聚类。在此基础上提取可行域矩阵及特征曲线,实现对新量测数据的辨识及修正。最后采用某地实际负荷测量数据进行分析,并通过与基于标准FCM聚类算法的对比,验证了该方法的快速性、高效性及其应用前景。
高比例可再生能源电力系统结构形态演化及电力预测展望

在清洁化、低碳化和智能化的能源革命背景下,高比例可再生能源成为电力系统未来发展的一个突出特征,也导致了电力系统结构形态的巨变。文中对高比例可再生能源电力系统结构形态演化及电力预测方法进行了阐述。首先分析了电力系统结构形态的内涵及其要素,建立了其形态演化的驱动力综合模型,然后结合高比例可再生能源发展趋势,分析其对电力系统形态结构的影响,建立高比例可再生能源驱动的电力系统形态演化模型。围绕高比例可再生能源电力系统结构形态演化机理和复杂多重不确定性运行场景下的电力预测理论两个科学问题,分四个方面对其研究体系进行了详细阐述。
模块化多电平交交变频电源负序补偿控制方法

为了满足高压场合的需求,研究了一种具有负序补偿功能的模块化多电平交交变频电源(MMC-VFPS)。对于负载不平衡造成电网电流存在负序分量,在MMC-VFPS电路满足高压大功率负载供电的前提下,提出了基于该电路拓扑实现负序补偿的模型预测控制方法。根据MMC-VFPS电路的拓扑结构建立数学模型,得到了简化等效电路。在此基础上,采用上、下桥臂状态寻优策略的预测控制方法,利用电压排序策略并通过修正输入电流指令和环流指令既满足了负载需求又实现了负序补偿,通过仿真验证了该拓扑结构用于负序补偿和控制策略的有效性。
适用于多端柔性直流输电系统的优化下垂控制策略

电压下垂控制策略适用于换流站数目较多以及功率波动频繁的多端柔性直流输电系统,针对下垂系数计算繁琐、个别换流站功率越限及下垂系数对控制性能影响等问题,提出了优化下垂控制策略。该策略以优化下垂系数为基础,结合电压裕度控制,给出有功功率-电压特性曲线,实现了功率的合理分配。在MATLAB/Simulink下搭建的四端柔性直流输电系统仿真表明,该控制策略可以避免下垂系数设置不当造成的控制问题,能够合理分配各换流站有功功率,快速稳定直流母线电压。
不平衡网压下抑制MMC模块电压波动的环流注入方法

过高的子模块电压的波动会增加模块化多电平变流器(MMC)的体积及成本,甚至影响系统的安全运行。不平衡电网电压不仅对MMC的功率传输、环流控制造成影响,负序电压、负序电流的出现会加剧子模块电压的波动。为了保证系统运行的稳定,利用环流注入来有效地降低不平衡发生期间子模块的电压波动。首先通过推导不平衡网压情况下桥臂模块电压表达式,计算出环流注入表达式以降低模块电压波动。再分析对模块电压波动及直流侧脉动的作用效果,选择对表达式中负序2倍频环流及零序2倍频环流进行有效控制。以系统控制目标k及不平衡度ε为变量,绘制不同环流控制下三相模块电压波动三维图并对比控制策略作用结果。最终,通过MATLAB仿真及实验平台的结果,验证了环流注入算法的可行性及理论分析的有效性。
考虑绿色证书交易的寡头电力市场均衡分析

可再生能源配额和可交易绿色证书制度作为一种基于市场机制的新能源扶持政策,得到越来越多的关注。该政策的引入会对电力批发市场的竞争产生重要影响,特别是绿色证书交易市场与电力批发交易市场之间存在复杂的相互影响关系。为了定量研究该影响关系,采用寡头竞争均衡理论,建立了一个考虑绿色证书交易市场和电力批发交易市场的两阶段联合均衡模型。在第1阶段,可再生能源发电商以供应函数模式参与证书市场竞争;在第2阶段,所有发电商以古诺模式参与批发市场竞争。该模型描述的均衡问题可以表示为一个具有均衡约束的均衡问题,可采用非线性互补方法来求解。最后,算例仿真重点研究不同配额要求下发电商在两个市场中的策略性行为及相互影响关系,表明在不同的配额要求下,可再生能源发电商会选择在不同市场中行使市场力,并导致电力批发市场价格与绿色证书市场价格上升。
适应发电权交易的可再生能源有功控制策略

针对电力市场环境下的可再生能源发电权交易模式,提出了一种适应发电权交易的可再生能源有功控制策略。首先,可再生能源发电控制通过跟踪火电机组的下旋转备用,实现电网调峰责任共担,并提出可再生能源场站限电状态准确判别方法。然后,采用发电权分级控制与基于实时发电能力再分配的精确控制策略,实现可再生能源场站发电权交易电量的合理执行,并保证了可再生能源发电指标的最大化利用。宁夏电网的运行实践结果表明了所提控制策略在可再生能源消纳、发电权交易及广义联络线控制等方面的有效性。
考虑高比例可再生能源的交直流输电网规划挑战与展望

未来高比例可再生能源的时空分布特性将给电力系统规划带来前所未有的挑战,电力系统基本形态与运行特性将发生根本性变化。文中在调研国内外研究现状的基础上,阐述了高比例可再生能源并网的输电网规划面临的科学问题,分别从网源协同规划、输电网柔性规划、与配电网协同的输电网规划、输电规划方案综合评价与决策方法四个方面,提出了考虑高比例可再生能源并网的输电网规划的研究思路与框架。最后,对未来高比例可再生能源并网的输电网规划进行了展望与总结。
盐穴地下储气库排卤管柱盐结晶影响因素实验研究

在盐穴地下储气库注采井注气排卤阶段,常因排卤管柱内部饱和卤水析出晶体而导致排卤管内壁结晶、排卤流量减小、注气排卤时间及成本增加,严重时甚至还可能导致排卤管柱被盐结晶堵死,无法继续注采作业。为此,通过分析研究卤水盐结晶成因,发现过饱和度、温度、卤水流速及排卤管内壁表面粗糙度是影响排卤管柱内卤水盐结晶的主要因素,据此设计了相应的实验。研究结果表明:①卤水盐结晶受温度影响,卤水在排卤管中低速流动且温度降低1 ℃时,管内壁即会结晶;②排卤流量越小,流体剪切力越小,生成的盐结晶结构不易被破坏,结晶现象越明显;③相同条件下,排卤管内壁表面越光滑,新生成的晶核不易附着、生长,排卤管内壁生成的盐结晶量越少。结论认为:盐穴地下储气库注气排卤过程中,采用高温淡水低流量反冲洗、升高注气温度以及排卤管内壁加涂油漆等措施,均有助于预防和解决因盐结晶而带来的堵管问题。
基于改进DBSCAN算法的变压器不良漏抗参数辨识

PSD-BPA在中国电力系统仿真计算中被广泛应用,但由于其数据格式的特殊性,往往容易出现许多人为原因的数据错误,这给仿真计算结果的准确性与可靠性带来了极大的隐患。首先,在给出变压器不良漏抗参数辨识步骤的基础上,结合PSD-BPA潮流数据中变压器参数数据的特点,提出了考虑特征相似度的具有噪声的基于密度的聚类(DBSCAN)改进算法。其次,基于各类参数向量簇的各属性最大相似系数,计算获得各类参数向量簇的典型特征向量。然后,基于各类的典型特征向量,针对聚类结果中的噪声簇,提出了基于离群系数的可疑不良数据分布模型;在此基础上,结合分布规律,提出了基于可疑度的不良参数判别方法。最后,通过实际算例验证了所述模型与方法的有效性。
含高渗透率分布式光伏发电系统的配电网动态等值分析

随着分布式光伏发电系统广泛接入配电网,渗透率不断升高,甚至超过了百分之一百,在光照比较强的时候会向输电网倒送功率,在这种情况下,负荷和分布式光伏发电系统共同主导了配电网的动态特性,对电网的暂态稳定产生了重要的影响。为此,建立了综合考虑负荷及分布式光伏发电系统动态特性的配电网动态等值模型,即在综合负荷模型的基础上增加一个等效的光伏电站,然后通过动态轨迹灵敏度法筛选重要参数,在DIgSILENT-MATLAB联合仿真平台上实现基于遗传算法的关键参数辨识。最后,在DIgSILENT平台中搭建了输配电网仿真算例,仿真结果表明,所提出的配电网动态等值模型能够比较准确地描述含有高渗透率分布式光伏发电系统的配电网动态特性。
考虑相关性的分布式电源多目标规划方法

考虑不确定性因素间的相关性,以年综合费用最小和配电网运行风险最小为优化目标,以相关性限制、分布式电源(DG)投资限制和多种电气限制为约束条件,基于机会约束规划理论建立了DG多目标规划模型。针对模型的特点,提出采用计及相关性的配电网概率潮流嵌入非支配排序遗传算法求解规划模型,得到Pareto最优解集,供决策者进行选择。在IEEE 33节点配电网算例和某实际61节点配电网算例上对提出的规划方法进行了验证,着重研究了相关性对规划结果的影响。
含分布式电源的直流配电网供电能力评估

针对分布式电源(DG)输出功率随机性的特点,提出概率函数圆的抽样方法改进了传统的蒙特卡洛抽样,构建了DG概率模型。提出了直流配电网供电能力评估指标以及多目标评估函数,基于德尔菲法利用判断矩阵对指标进行定性和定量分析,最终采用改进遗传算法进行最优化求解。算例中针对辐射型、环形、网格状结构的直流配电网在DG渗透率不同的条件下进行计算及比较分析,验证了该方法的可行性,对未来的直流配电网供电能力研究提供参考。
集成大规模需求响应资源的智能电网数字实时协同仿真方法

激活负荷侧资源的需求响应(DR)潜力是目前智能电网的重要研究课题,但DR资源所具有的海量、多样和互动特点给实时仿真带来了巨大挑战。文中提出了一种集成大规模快速DR资源的智能电网数字实时协同仿真方法。首先,选择解耦点将包含DR资源的电网进行分区解耦,依据动态响应的不同进行多速率仿真。其次,设计了包含双向控制的接口算法以构成协同仿真。然后,分别分析了数字实时协同仿真在微网和高压电网中的典型应用,并采用RTDS和GridLAB-D给出了仿真系统的具体构成。最后,以大规模空调负荷为例验证了所提协同仿真方法的有效性,该方法可以利用通用计算机扩展现有数字实时仿真系统对大规模快速DR资源的仿真能力,具有良好的可扩展性与经济性。
高比例可再生能源电力系统的协同优化运行技术展望

近年来,随着风力发电和太阳能发电的大规模快速发展,以及交流、直流输电线路的不断建设,中国电力系统呈现高比例可再生能源和交直流混联电网两大重要特征和趋势。在分析国内外研究现状及存在问题的基础上,文中从源-荷双重不确定性的交直流混联系统态势感知、考虑宽频带稳定约束的大规模可再生能源集群并网协调控制、高渗透率可再生能源配电系统源-网-荷交互的灵活重构与协同运行、高比例可再生能源并网的交直流混联系统多尺度运行优化与决策等四个方面,提出了含高比例可再生能源电力系统协同优化运行方面亟待研究的关键技术内容,构思了研究方案,并对其难点问题与挑战进行了展望。
基于安全边界的高渗透率可再生能源配电系统规划研究思路

提出了基于安全边界的高渗透率可再生能源配电系统规划思路及研究方案。首先,对目前国内配电网规划在接入可再生能源后面临的问题进行探讨,指出系统安全是限制可再生能源高比例的瓶颈,而安全边界可以刻画系统满足N-1安全准则的最大运行范围,是突破"高比例"瓶颈的有效方法。然后,分析发现在高比例可再生能源场景下,安全边界的模型、性质与机理将发生重大变化:边界范围将从单象限域变为全象限域,配电网的功能与安全性特征随着渗透率增长而明显不同,需要找到引起安全性质变化的临界渗透率。最后,提出基于安全边界的规划思路与研究方案:根据边界形状大小等指标优劣来选取网架结构,并优化储能、主动负荷等可控元件;分别研究高负荷密度城市场景与可再生资源丰富乡村场景下的规划方法;借鉴容载比,发展出广义源-荷配比,从宏观上指导实际规划;形成新的配电网规划标准系统与仿真平台。
基于最优SRV的页岩气水平井压裂簇间距优化设计

水平井分段分簇压裂时的簇间距大小对页岩气藏的压裂改造效果具有重要影响,过小的簇间距设计将导致分簇主裂缝之间的改造区重叠,降低压裂改造效率;而过大的簇间距设计则会在主裂缝之间产生未改造区,影响储层的动用程度。目前的簇间距优化设计主要基于静态模式下进行且以储层潜在改造区为目标,没有发展与实际压裂过程相吻合并以动态储层改造体积(SRV)为目标的簇间距设计方法。为此,考虑裂缝扩展、压裂液滤失和应力干扰相互耦合的作用机制,建立了分簇裂缝扩展下的动态SRV计算模型,以最优SRV为体积压裂设计的目标,对簇间距进行优化设计。在四川盆地涪陵地区焦石坝页岩气田开展了簇间距优化实例应用,验证了所建立方法的可靠性,分析了影响最优簇间距的关键地质工程参数,并针对该气田南、北不同区块不同地质特征,分别绘制了最优簇间距设计参考图版。结论认为,所建立的簇间距优化设计方法对改善目前分簇射孔的盲目性、指导页岩气藏体积压裂优化设计具有重要的作用和意义。
页岩气水平井产量影响因素分析

中国是全球第3个商业化开发页岩气的国家,到2030年页岩气规划产量为800×10~8 ~ 1 000×10~8 m~3,展现出良好的发展前景。长宁—威远和昭通国家级页岩气示范区页岩气开发效果显示,目前该区页岩气水平井平均测试产量达到19×10~4 m~3/d,但测试产量却高低参差不齐。为此,从地质和工程两个方面分析了上述示范区页岩气水平井产量影响因素,提出了不同区块水平井提高单井产量的技术方向;根据含气量差异将优质页岩段进一步细分为4类储层,评价水平井Ⅰ类储层钻遇率;依据天然裂缝发育程度、主应力非均质性、脆性指数等工程参数来评价储层改造条件;建立压裂加液量、加砂量、施工排量和返排率与测试产量之间的相关关系;评价压裂形成裂缝复杂程度。研究结果表明:①长宁区块Ⅰ类储层钻遇率高于威远和昭通区块,且当水平井Ⅰ类储层钻遇率大于50%,可保障气井测试页岩气产量高于15×10~4 m~3/d、预计单井最终可采储量(EUR)高于8 000×10~4 m~3;②昭通区块储层改造条件和压裂形成的裂缝复杂程度均优于长宁和威远区块,但加砂量和施工排量等压裂施工参数偏低,制约了前者水平井的测试产量。结论认为,昭通和威远区块进一步提高Ⅰ类储层钻遇率、昭通区块进一步优化压裂施工参数是提高上述示范区页岩气水平井单井产量的主要技术方向。
中越边境乡村民居景观的符号象征与认同建构——广西龙州县边境乡村案例

以广西龙州县边境乡村的法式民居景观为例,从历史的角度分析法式民居景观兴盛的缘由,并探讨其象征意义及认同建构。研究发现,法式民居景观作为承载文化意义的符号,是财富和社会地位的象征;又因其宫殿式形态,成为当地人幻想更大权欲以获得自我满足的源泉。此外,法式民居景观强化了当地村民对自身身份的认同建构,并唤起了他们对历史的缅怀、对家的归属感和对地方的认同感。研究既是对新文化地理学关于景观研究向社会文化意义转向的例证,也是对新文化地理学中关于地方、景观与认同关系研究的回应。
深井超深井钻完井技术现状、挑战和“十三五”发展方向

“十二五”期间,为解决塔里木、四川等盆地超深油气藏勘探开发所遇到的深井超深井钻完井难题,中石油研制了一批具有自主知识产权的重大装备、工具、仪器、工作液等,包括:① 8 000 m钻机、四单根立柱超深井钻机、5 000/7 000 m钻机管柱自动化处理装置、精细控压钻井技术与装备、双燃料/ 高可靠性钻机动力机组、气体/ 欠平衡钻井装备等6项深井超深井核心装备; ②自动垂直钻井工具、涡轮钻具、高效PDC钻头、系列复合钻头、水力脉冲提速工具、钻井井下安全监控系统、顶驱下套管装置等7项核心工具;③高温高密度水基钻井液、油基钻井液、高温大温差固井水泥浆、韧性水泥浆体系等4项钻井液和水泥浆体系。研究认为,“十三五”期间深井超深井钻完井所面临的挑战包括:深井超深井高温、高压、窄密度窗口、井筒完整性等,以及降本增效的巨大压力,亟待在深井超深井高效运移钻机、高效破岩钻头和辅助工具、井筒完整性、井下宽带信息传输技术等方面开展攻关并力争取得技术突破。结论认为:上述研究和试验成果有力地提升了中石油超深井钻完井的能力和水平,将对中石油油气勘探开发业务起到重要的支撑作用。
上扬子地区五峰组—龙马溪组优质页岩沉积主控因素

为揭示上扬子地区优质页岩的分布规律和沉积主控因素,基于四川盆地南部(以下简称川南)野外露头剖面和钻井资料,结合地球化学元素测试和生物地层分析结果,从板块运动、海平面变化、古生产力、沉积速率、古地理环境等方面研究了该区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩的分布规律和沉积主控因素。结果表明:①扬子地块与周缘地块的碰撞、拼合及板内变形作用总体呈现早期和缓、晚期强烈,西北部和缓、东南部强烈的态势,造就了上扬子沉降沉积中心向西北迁移,川南海域封闭性出现早期弱、晚期强的演化特征;②海平面在奥陶纪—志留纪之交呈现由深→浅→深→浅的旋回变化,早期的高海平面与稳定海盆配置,形成了海底大面积缺氧、有机质有效保存的构造沉积空间;③受构造活动和海域封闭性的影响,川南海域古生产力呈现早期高、晚期低的变化趋势,沉积速率则表现为早期慢、晚期快的变化特点;④富有机质、富硅质页岩的规模沉积和分布主要受缓慢沉降的稳定海盆、相对较高的海平面、半封闭水体和低沉积速率等因素的控制。结论认为:①该区优质页岩多期叠置、横向连片、沉积时代向西北不断变新,优质页岩形成主要在五峰期—鲁丹期,其次为埃隆期;②主力勘探层系在川南—川东坳陷区为五峰组—鲁丹阶,在威远地区为鲁丹阶—埃隆阶,在川中—川北地区则为五峰组—特列奇阶。
上扬子地区下寒武统黑色页岩矿物组成特征及其油气勘探意义

下寒武统是上扬子地区海相页岩气藏的重要勘探层系之一,但受目的层埋藏深、钻井少、勘探效果不理想等因素的制约,尚存在着诸多影响勘探进展的地质问题。为此,基于X射线衍射、岩石薄片、普通扫描电镜及氩离子抛光—扫描电镜等资料,分析了该区下寒武统黑色页岩的矿物组成特征及其油气勘探意义。结果表明:①该区页岩组成以黏土矿物和石英为主,其次为碳酸盐矿物及长石,其中石英平均含量为44.60%,发育陆源石英和生物成因硅质2种类型,而黏土矿物平均含量为33.32%,以伊利石(I)含量最高、伊/ 蒙混层(I/S)含量不均且混层比低(一般为5%)、局部含绿泥石(C)及高岭石(K)为特征;②从该区页岩中可识别出I + I/S + C型、I + I/S + C ~ I + C过渡型、I + C型及I型4种黏土矿物组合类型,指示不同地区页岩成岩环境存在着差异;③矿物颗(晶)粒无序排列有利于粒间孔隙残存,长石向黏土矿物成岩蚀变可形成线状孔隙;④该区页岩的脆性指数一般都超过40%,具有良好的可压裂性,黔东南地区与川西南地区相比前者页岩脆性更好。
兼顾技术性和经济性的储能辅助调峰组合方案优化

高比例可再生能源发电并网给电力系统调峰带来了较大压力,应用储能辅助调峰是解决系统调峰问题的有效途径,但现阶段储能的高成本限制了其规模化应用。为充分发挥有限储能的调峰作用,降低储能调峰的容量需求,文中提出一种储能与正常调峰、深度调峰、投油调峰和启停调峰等常规手段优化组合调峰的实用方法。分别建立基于年调峰不足概率的技术性指标和基于年调峰费用的经济性指标的计算模型,构建组合调峰方案的技术性指标曲面和经济性指标曲面,将两个曲面交线处的组合调峰方案作为不同可再生能源渗透水平下电力系统的组合调峰优化方案。最后,以含风电、光伏发电的区域型系统和规划的全国系统为例,制定和分析了不同可再生能源渗透率下系统的组合调峰优化方案。
高比例可再生能源电力系统的关键科学问题与理论研究框架

大力发展可再生能源是应对能源危机和环境问题的重要手段,高比例可再生能源并网将成为未来电力系统的基本特征。文中从高比例可再生能源接入带来的强不确定性和高度电力电子化带来的稳定机理变化两个方面,分析了高比例可再生能源电力系统面临的关键科学问题。在此基础上,从中国未来电力系统结构形态分析与电力预测、含高比例可再生能源的输电系统规划、含高渗透率可再生能源的配电系统规划、电力电子化电力系统稳定性分析、含高比例可再生能源交直流混联系统的优化运行等5个方面,提出了高比例可再生能源电力系统的研究框架,重点阐述了这5个方面的相互关系。最后,对未来高比例可再生能源电力系统的研究进行了总结和展望。
hHO-1联合GATA-4修饰大鼠骨髓间充质干细胞抗凋亡及向心肌分化的实验研究

目的探讨经人血红素加氧酶1(hHO-1)基因和GATA-4基因联合修饰的大鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs)在缺血缺氧环境中抗凋亡及体外分化为心肌细胞样细胞的能力是否优于hHO-1或GATA-4单基因修饰的BMSCs。方法采用全骨髓贴壁法分离、培养BMSCs并进行鉴定,重组腺病毒转染BMSCs,Western blotting法确定基因表达的最佳时间;以缺氧无血清条件模拟体内缺血缺氧微环境培养基因修饰的BMSCs,采用CCK-8试剂盒和台盼蓝染色法分别检测缺血缺氧培养12、24、48、72 h细胞存活率,流式细胞术检测缺血缺氧培养24 h细胞凋亡情况,Western blotting及细胞免疫荧光法检测特异性心肌肌钙蛋白I(cTnI)表达情况。结果缺血缺氧培养12、24、48、72 h的hHO-1+GATA-4组细胞生存率均高于hHO-1组(P<0.05)和GATA-4组(P<0.05)。缺血缺氧培养24 h的hHO-1+GATA-4组细胞凋亡率低于hHO-1组(P<0.05)和GATA-4组(P<0.05);GATA-4组与hHO-1+GATA-组的cTnI表达差异无统计学意义。结论hHO-1与GATA-4联合修饰可明显增强缺血缺氧BMSCs的存活;与GATA-4单基因修饰相比,联合修饰并没有增强BMSCs向心肌细胞分化的能力。
基于战略性新兴产业的长江三角洲城市网络结构演变研究

基于2004~2013年战略性新兴产业上市公司跨区布址数据,运用社会网络分析法对长江三角洲城市群空间结构演变规律进行了分析。研究发现:①长江三角洲城市网络的主要联系流由“Z”字形空间结构演变为“金字塔”形结构。②高行政级别城市在网络要素资源配置中占据主导地位,省会城市的中介能力呈现“倒U”型发展趋势。③沪杭宁甬苏合6城市构成了长三角城市网络的核心层,核心-边缘层联系成为占据主导地位的联系方式;城市网络凝聚子群具有明显的地理粘着性,沪宁和杭州凝聚子群分别是群内联系和群际联系的标杆。
流域非闭合特性对岩溶地区水文过程模拟的影响

岩溶地区通常发育有大量岩溶裂隙、管道和洞穴,构成错综复杂的地下输水网络,形成了独特的流域水循环模式。地下岩溶构造的存在会造成地下分水岭与地表分水岭的不重合,流域趋于非闭合状态。为了弄清岩溶流域非闭合特性对水文过程模拟的影响,本文以桂林岩溶地区潮田河(漓江支流)流域为研究区域,采用三水源新安江模型模拟该地区多年降雨径流过程。通过比较几组给定流域面积的模拟结果,分析了流域计算面积选取对潮田河流域水文模拟结果精度的影响,并探讨了流域非闭合特性影响下该地区的水体流动模式。研究结果表明:模型率定时,当流域计算面积由340 km~2变化至460 km~2时,NSE先增大后减小,RE值持续增大,两者在380~390 km~2时可同时达到最优;结合不同时间尺度下径流模拟精度的分析结果,给出了合理的流域计算面积,比基于地表分水岭提取的流域面积约小8.9 %~11.2 %,故部分水量可能通过地下岩溶构造流向邻近流域。合理的流域计算面积对潮田河流域径流模拟精度提高显著,尤其是提升了枯季径流的模拟。
城市空气污染的植物监测研究进展

通过分析国内外大量的相关研究,探讨了植物对空气污染的响应以及空气污染植物监测的传统途径和高光谱技术,结果发现,如何基于当地大气污染物的状况和种类有针对性地筛选植物指示种及其关键响应参数以及如何利用获取的信息来科学地解释城市空气质量及其在不同尺度上的差异,依然是当前研究中面临的难题.
冻土离心模拟技术研究进展

冻土工程实践的发展和需求不断给冻土工程提出新的问题。冻土离心模拟技术是专门针对冻土工程的物理模拟技术,即在已有的土工离心机的基础上实现了温度场与应力场的耦合,并可在较短的时间内完成对大跨度时间下冻土工程实际问题的模拟。近30年来,随着热交换装置不断革新、相似准则不断完善以及试验方法不断创新,使得冻土离心模拟技术在世界范围内发展迅速,为冻土工程问题的研究开辟了新的途径。本文介绍了试验装置的发展过程,综述了已开展的主要试验及研究成果,在此基础上展望了冻土离心模拟技术未来的发展方向。冻土离心模拟技术在冻土工程领域中将拥有广阔的应用前景。
基于基尼系数的南水北调受水区水资源空间匹配分析

运用洛伦兹曲线、基尼系数及不平衡指数方法,以南水北调中线工程和东线工程受水区为例,探究调水前后水资源与人口、GDP、土地利用及降水量之间的空间匹配程度,以期为跨流域调水配置的决策提供参考依据.研究结果表明,调水后的基尼系数和不平衡指数均有所下降,说明调水工程对缓解水资源空间匹配的不平衡现状起到一定促进作用,水资源与各要素间的协调发展程度得到改善.研究对分析跨流域调水受水区的水资源空间匹配现状具有一定实际意义.
大肠杆菌对氮限制的适应性进化

自然界中生物常常面临氮资源限制,它们可能会采用不同的策略来适应.通过比较现存物种的研究认为生物采取的是节约氮的策略,而进化实验的研究发现生物提高了吸收氮资源的能力.这2类研究都有一些方法缺陷,因此本研究设计了一个更系统的进化实验,让大肠杆菌种群在2种氮资源环境中进化1300代,分析其对不同氮资源环境的适应性进化.1300代后,2种氮资源环境中进化的大肠杆菌株系适合度均提高,低氮进化株系适合度提升幅度大于高氮进化株系.与祖先相比,低氮株系氮质量分数和DNA质量分数均显著提高,碳、氮质量比显著降低,而高氮株系在RNA质量分数上显著提高.说明在本研究体系中,大肠杆菌采用了增强氮获取能力的策略来适应氮限制,而不是节约氮.
机械力化学改性白云母增强聚丙烯复合材料

利用高能球磨机,通过机械力化学作用对白云母进行改性,即硅烷偶联剂(KH550)/石蜡改性白云母(M-KP)和KH550/癸二酸改性白云母(M-KS),通过扫描电子显微镜、热重分析、Fourier红外、接触角仪、激光粒度仪对改性白云母进行表征,然后将未改性白云母、M-KP、M-KS与聚丙烯(PP)共混。结果表明:改性后,白云母的亲油性、分散性均得到提高,M-KP、M-KS的接触角由未改性白云母的0°分别提高到23.8°、51.3°,沉降值由2 mL分别提高到13.5、17.5 mL,吸油值由1.6 mL/g降低到0.75、0.85 mL/g,且PP/白云母复合材料的力学性能得到有效改善,当M-KP、M-KS添加量为25%时,PP/M-KP和PP/M-KS的断裂伸长率分别比PP/未改性白云母的提高了38.63%、32.62%,缺口冲击强度分别提高了34.11%、14.11%,拉伸强度分别提高了14.4%、7.3%。
钾霞石酸解-水热晶化纳米高岭石

采用水热碱法制得纯相六方钾霞石(KAlSiO_4),在H_2SO_4-H_2O溶液中破坏其晶体结构,K_2O溶出率达99.8%,固相产物Si/Al摩尔比≈1,用作合成高岭石(Al_2[Si_2O_5](OH)_4)的前驱体。采用OLIAnalyzer 9.2软件对Al_2O_3·2SiO_2·nH_2O-HCl-H_2O体系进行化学平衡计算,预测了水热法合成高岭石的初始HCl浓度、水/固质量比和晶化温度范围,以及平衡固相中高岭石的含量(>98%)。在此基础上通过单因素实验,确定了水热合成高岭石的优化条件和晶化历程。典型合成产物接近纯相纳米高岭石(~91.8%),结构高度有序,1Tc多型;晶体形态呈似六方片状,片径400~500 nm,厚度约20 nm。高岭石的晶化反应历程确定为:铝硅前驱体→板状勃姆石→板状勃姆石+片状高岭石→似六方片状高岭石。
开关电源变压器传导共模EMI磁电综合模型

传统的变压器电磁干扰(electromagnetic interference, EMI)模型仅考虑了电场耦合的容性效应,在低频段能准确评估变压器的电磁干扰特性,但在高频段,模型的理论分析与实测存在较大偏差。通过对变压器内部分布电场、漏磁场的磁电效应机理分析,指出变压器的传导EMI特性受到磁、电效应的综合影响,漏磁场对变压器高频段共模传输路径阻抗有较大影响。在此基础上,建立综合考虑分布电场、漏磁场影响的变压器传导共模EMI磁电综合模型,模型分析表明,漏磁场、分布电场的感性、容性等效参数的谐振是影响变压器高频段电磁干扰特性的关键因素。最后通过插入损耗测试验证新模型改善了EMI高频段的预测精度和EMI特性的评估效果。
半波长交流输电线路行波差动电流特性的研究

行波差动保护是一种不受分布电容电流影响的电流差动保护原理,适用于长距离超、特高压输电线路。但行波差动保护应用于半波长输电线路时,由于线路非常长,且线路参数随频率变化,传播函数随频率的增大迅速衰减到零,因此行波差动保护的时域方程不再严格成立,在区外故障时仍会有幅值较大的高频差动电流。文中从理论上分析了线路频变参数对半波长输电线路下的行波差动保护的影响,指出使用工频分量能够有效的避开线路频变参数的影响,并通过仿真进行了验证。
电动汽车用永磁同步电机定子结构固有频率分析

现代电动汽车驱动电机追求高密度低噪声和宽广的速度运行范围,模态频率的准确预测直接影响电磁振动噪声的预测和抑制。该文基于一台48槽8极车用永磁同步电机,研究分析定子绕组结构、绕组浸漆和绕组端部对电机定子结构固有频率的影响。首先,应用解析法估算定子结构的固有频率,将定子铁心(包括槽内绕组)和绕组端部等效成两自由度系统,分析绕组端部对定子固有频率和振型的影响;然后,建立逼近实际电机定子铁心的有限元模型,分析绕组及浸漆对定子铁心固有频率的影响;最后,用锤击模态实验方法验证解析法计算结果的正确性和有限元模型的精确性。
投切电容式单相九电平逆变器研究

在交流模块结构并网逆变器领域,传统拓扑结构往往采用先升压再逆变的结构,效率进一步提升受到限制且输出电压电平数较少。针对以上问题,提出投切电容式逆变器。以投切电容式九电平(SC-9L)逆变器为例,研究投切电容式逆变器工作原理,给出了投切电容数量为n时投切电容式逆变器的输出特性,研究了该拓扑结构中投切电容电压平衡问题。通过数学推导得到电容电压稳定的影响因素,通过低次谐波最小原则阶梯波调制与EPWM混合控制的方式提升电容电压平衡效果,同时实现了PWM的方式调压。控制系统通过TMS320C28346型DSP和XC95288XL型CPLD数字化实现,搭建了小功率实验平台,通过实验结果验证了所提拓扑的可行性及所提算法的有效性。
功率–电压控制型并网逆变器及其弱电网适应性研究

采用传统功率–电流双环控制策略的并网逆变器,在弱电网环境中运行存在谐波振荡等交互稳定问题。为解决该问题,提出一种基于LCL滤波电容电压反馈的逆变器功率–电压双环控制策略。在计及主电路、锁相环、调节器参数等因素影响的基础上,推导并建立了旋转dq坐标系下逆变器的输出阻抗模型。基于广义奈奎斯特判据,对比研究了功率–电流、功率–电压两种控制策略的稳定裕度与电网强度的关系。阻抗分析结果表明,基于功率–电压控制的逆变器接入弱电网环境仍可稳定运行,且其稳定裕度不受锁相环带宽的影响,具备更佳的电网适应性。通过仿真和实验,验证了理论分析的正确性以及所提控制策略的可行性。
考虑TCSC型故障限流器动态过程的距离保护整定方法

在含TCSC型故障限流器(thyristor-controlled series capacitor-based fault current limiter,TCSC-FCL)线路距离保护的整定中,通常将TCSC-FCL作为电抗器处理,忽略其动态阻抗特性,可能导致保护拒动/误动或速动性不足。针对上述问题,建立TCSC-FCL动态阻抗分析模型,对TCSC-FCL独有的首周波旁路模式下的阻抗时变特性进行分析,研究其从串补模式切换到限流模式的动态阻抗变化过程,提出TCSC-FCL动态阻抗特性函数表示方法,并提出基于动态偏移阻抗圆的距离保护整定策略,以消除TCSC-FCL动态阻抗特性对距离保护动作性能的影响。建立含TCSC-FCL的典型输电网模型,验证上述动态特性函数表示方法以及距离保护整定策略的正确性。
介质阻挡放电等离子体降解SF_6的实验与仿真研究

介质阻挡放电(dielectric barrier discharge,DBD)因装置简单、耗能低、处理废气效率高等优点被广泛应用于废气处理。该文采用双层介质反应器产生等离子体来降解SF_6气体,施加电压的频率不变、幅值在7~11kV范围内变化,不同降解时间后检测SF_6的浓度,并计算其降解率以及对产物进行分析;利用示波器测量DBD放电波形和放电Q-U Lissajous图形,并计算放电功率和转移的电荷量。实验结果表明:同一施加电压下,随着降解时间的延长,降解率呈上升趋势;相同降解时间下,随着施加电压的增加,降解率也呈上升趋势,且电压越高,SF_6完全降解的时间越短,生成的主要产物有SO_2F_2、SOF_4、SOF_2和SO_2;放电功率和转移的电荷量均随施加电压的增加而增加,促进了SF_6的降解。同时,采用密度泛函理论(density functional theory,DFT)对常温常压下DBD降解SF_6过程中可能出现的反应过程进行了仿真计算,研究了SF_6在DBD过程中的两种降解路径,以及降解产物的生成路径,并分析各化学反应的反应热,为研究DBD等离子体降解SF_6机制提供理论基础。
计及频率偏移的动态谐波相量测量算法

考虑信号的动态特性,建立基于泰勒级数的谐波相量模型;考虑频率偏移对泰勒估计精度的影响,提出计及频率偏移的动态谐波相量测量算法。算法首先通过动态相量测量来准确获取基波相量的频率信息,再根据基波频率偏移量计算得到各次谐波的频率偏移量,最后据此查表获得各次谐波的系数修正矩阵,并修正离散傅里叶变换(discrete Fourier transform,DFT)的初始估计值来获得谐波相量的精确估计。通过理想信号及实测数据来检验算法的性能,仿真结果表明,相较于传统傅里叶算法,在增加有限计算量的前提下,本算法能在频率偏移、线性变化及低频振荡等动态情况下获得更准确的谐波相量估计。而相对于传统的加窗插值算法,因其算法复杂度大为降低,因而其更容易在实时系统中实施。
多随机因素下含可中断负荷的电力系统优化调度模型与求解方法研究

电力系统中存在大量的随机因素,为保障系统安全稳定运行,需留有一定备用容量。可中断负荷是一种基于激励的需求响应资源,在系统负荷高峰或发生故障时可中断部分负荷,保障系统安全稳定运行。基于机会约束规划,综合考虑了机组故障、线路故障、负荷预测误差及可中断负荷违约等随机因素,以系统运行成本最小为目标函数,构建了含可中断负荷的优化模型。通过蒙特卡罗模拟,把机会约束模型转化为期望值模型,实现模型从不确定性向确定性的转化,并采用拉格朗日松弛法对确定性模型求解。在算例分析中验证了模型的有效性,并重点分析了线路故障、可中断负荷违约及场景数量对优化结果的影响。
基于信息熵分段聚合近似和谱聚类的负荷分类方法

居民和商业负荷参与需求响应项目时,负荷数据日趋多维化和海量化,需要对其进行降维分类处理。提出一种基于信息熵分段聚合近似(information entropy piecewise aggregate approximation,IEPAA)和谱聚类的负荷分类方法。首先采用IEPAA对典型日负荷数据集进行可变时间分辨率重表达,进一步采用基于距离和曲线形态的双尺度相似性度量谱聚类算法进行聚类处理,从而获得合理的负荷分类结果。利用商业办公楼宇中央空调机组的典型日负荷数据对所提方法进行了验证,表明该方法在数据降维、负荷分类有效性、稳定性和降低运算量等方面均具有优势。
配电系统安全域的体积

该文提出了配电系统安全域(distribution system security region,DSSR)体积的概念与算法,分析了DSSR体积对电网的意义。首先,对DSSR体积进行了定义,DSSR描述了配电系统满足N-1安全的运行范围,体积是DSSR大小的度量。其次,提出了DSSR高效运行区的体积定义。再次,提出了基于蒙特卡罗仿真的DSSR体积算法。最后,通过算例验证了体积算法,并进一步研究了体积的用途。 DSSR体积能提供一些最大供电能力(total supply capacity, TSC)无法给出的重要信息,选取TSC相同但DSSR体积不同的电网比较,发现体积大的电网具有更好的安全性能,在各个负荷增长方向上的安全裕量更均衡。该文提出的DSSR体积是反映配电网安全性能的新指标,对未来配电网的规划和运行具有重要的应用价值。
MMC-HVDC内部谐波模态识别及其稳定性分析

基于“动态相量”的思想建立对不同环流抑制策略下的模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)小信号模型,并通过与时域仿真的对比验证所建小信号模型的精确性。然后对小信号模型进行模态分析,通过计算参与因子将MMC-HVDC系统的模态分为“外部模态”和“内部谐波模态”,并表明采用简化MMC端模型无法对内部谐波模态进行分析。另外,对MMC内部谐波模态及其影响因素进行重点详细的分析,分析表明,MMC的内部谐波模态通常呈弱阻尼特性,在系统稳定性分析中不能忽略,换流器的环流抑制策略、等效桥臂电阻、外部主控制器增益等都对内部谐波模态具有较大影响,并揭示MMC的“内部谐波不稳定”现象。最后揭示各因素对MMC内部谐波模态稳定性的影响规律,对工程参数设计和调试具有现实的指导意义。
超大口径均匀光源辐射性能设计与测试

目前光学遥感器向着大口径、宽视场的趋势发展,随着遥感器口径和视场的不断增大,需要与之对应的定标设备来满足其全口径全视场的定标要求。为此,研制了一套超大口径(3.2m)均匀光源系统。首先基于积分球理论和黑体普朗克理论设计出口光谱辐射亮度,并利用LightTools软件对出口均匀性和朗伯特性进行内置光源分布仿真设计。然后针对超大口径均匀光源辐射性能测试存在的问题,研制了一套基于阵列探测器的辐射性能测试装置,并应用校正算法进行一致性校正。最后利用新研制的设备对超大口径均匀光源进行测试实验,并对测试不确定度进行分析。结果显示:0.8m口径光源的光谱辐射亮度大于600W·m~(-2)·sr~(-1),3.2m口径光源的均匀性优于98.362%,中心点±45°范围内朗伯特性优于98.810%,数据表明新研制的超大口径均匀光源满足设计要求。
基于非稳腔的非链式脉冲HF激光光束质量优化

采用正支虚共焦非稳腔对非链式脉冲HF激光谐振腔进行了优化,提高了激光光束质量。采用不同放大倍率和不同模体积直径,设计了5种不同参数的激光谐振腔。利用聚焦法测量了焦面远场光斑,采用衍射极限倍数法分析了激光光束质量变化规律,比较了不同腔参数激光脉冲能量的变化规律。实验结果表明,非稳腔放大倍率大于2.5倍情况下,可以得到约2.3倍衍射极限的激光输出。为了得到较好的实验结果,在实验所用的放电电极结构下,激光模体积直径控制在增益区截面直径的80%以内情况下得到的光束质量较好。
架空线双极MMC-HVDC系统直流短路故障分析和保护

模块化多电平换流器(modular multilevel converter, MMC)的提出,推动了高压直流输电(high voltage direct current transmission,HVDC)技术的发展。随着柔性直流输电技术逐渐扩展到架空线输电场合,直流故障清除和故障保护问题变得尤为重要。该文针对架空线双极MMC-HVDC系统,研究其直流短路故障特性,分别建立经小电阻和经大电阻短路时的等效电路模型,推导故障电流的解析计算公式。利用PSCAD/EMTDC软件,搭建双极系统的仿真模型,仿真结果验证了解析计算公式的正确性。最后,提出一种应对直流短路故障的桥臂旁路保护方法,仿真结果表明,该保护方法不仅能够减小故障后流过子模块和直流侧的电流,还能缩短故障恢复时间,对子模块器件和交流系统起到了良好的故障保护作用。
CPR1000核电机组主泵电机轴绝缘低问题处理和预防研究

结合中国改进型三环路压水堆(CPR1000)宁德核电厂3号机组反应堆冷却剂泵电机(简称主泵电机)轴绝缘丢失事件,对造成主泵电机轴绝缘低的3个主要原因进行分析和研究,形成14步标准化排查步骤,解决了主泵电机轴绝缘低问题,并提出核电现场防止轴绝缘低的5点措施。
基于MSG指令的核电站PLC数据采集系统的故障处理

岭澳核电站的数据采集系统从投运以来一直存在采集板件偶发脱机的故障,且故障情况下可编程逻辑控制器(PLC)采集无法自动复位。本系统的PLC程序与上位机采用了一体化设计,无法单独修改PLC程序,通过外接PLC装置利用MSG指令,通过一种远程使用MSG指令复位的方式实现了PLC脱机故障的处理,成功地解决了原系统LEVEL1层PLC程序无法修改的难题。
日冕能量中性原子编码调制成像方法应用

针对空间天气活动机理、机制及规律等方面研究需要,Kuafu卫星计划提出对日冕中性原子进行成像观测.通过分析日冕中性原子观测的科学意义和观测方法,采用编码调制方法进行日冕中性原子成像,并依据科学指标完成了整个仪器初步方案设计和仿真计算.仪器测量的中性原子能量范围为0.5~6 MeV,视场范围为360° ×10°. 利用高压静电偏转电极板去除测量范围内的带电粒子,仪器由m序列编码调制栅网与硅半导体构成的成像结构及电子学箱共同组成.编码成像方案和仿真计算奠定了日冕中性原子成像观测的技术基础,可为空间天气中长期规律及预报等研究提供技术手段.
类三角形堆芯子通道超临界水传热试验研究

针对超临界水冷堆(SCWR)堆芯垂直上升类三角形子通道,开展超临界水的流动传热试验研究。反应堆堆芯类三角形子通道棒束直径为8 mm、栅距比为1.4。试验参数范围为:热流密度q=200~800 kW/m~2、压力P=23~28 MPa、质量流速G=700~1 300 kg/(m~2×s)。分析了q、P和G等热工参数对超临界水传热特性的影响。试验结果表明:超临界压力下,壁面温度T_w随q和P的增加而升高,传热系数峰值降低;提高G能够强化超临界水的传热,G增加,T_w降低,传热系数增大;当G增大到一定的程度,改变G对传热起到强化作用的效果不如在低G下显著;当q达到800 kW/m~2时,在大比热区,Tw随焓值变化剧烈,传热系数峰值不明显;当P提高到28 MPa时,大比热区的强化传热作用被削弱。
基于EDEM的采煤机滚筒工作性能的仿真研究

为研究不同工况参数下采煤机滚筒的落煤特性,以MG500 /1180-WD型号采煤机为研究对象,采用EDEM离散元仿真软件建立三维仿真模型,综合考虑煤岩块度、顶板压力对采煤机截割性能的影响,研究采煤机截割煤岩的动态过程,利用单因素试验法分析截割过程中煤岩颗粒的运动轨迹,研究不同截深、转速对采煤机装煤率、滚筒三向载荷、截割比能耗的影响以及滚筒包络范围内颗粒平均速度的变化曲线。结果表明:采煤机装煤率随转速增大先增后减的趋势,随截深增大而增大;滚筒三向载荷随转速增大而减小,随截深增大而增大;截割比能耗随转速、截深增大而增大。综合考虑选择低转速、大截深的滚筒可以在一定程度上提高采煤机装煤率;同时为提高采煤机的截割效率,减小耗损可以在保障装煤率的前提下,适当减小截深。研究结果为采煤机高效截割提供了改进参考。
基于双屈服面模型的圆形软岩巷道围岩变形弹塑性解

软岩巷道过大的径向位移对煤矿生产有较大影响。基于双屈服面模型,利用某种泥岩材料的常规三轴实验数据,分别拟合了以第一、第三塑性主应变(ε_1~p,ε_3~p)为硬化参量的加载面,根据对完全加载假设的验证,推导了此泥岩材料的非关联流动法则,得到了围岩塑性区范围和径向位移的解。研究结果表明:该泥岩材料的2个加载面形式为二次函数,各项系数均可表示为ε_1~p或ε_3~p的一次函数,由此确定塑性应变增量分量的大小;推导出的非关联流动法则中含有常数项,其原因为:在加载过程中,会先达到以ε_3~p为硬化参量的加载面,当ε_1~p恰好为0时,ε_3~p即为该常数的值;考虑了岩石的非线性应变软化特征,排除了“人为假定流动法则”等主观因素的干扰,求解了塑性区范围和径向位移的解析解,得到了在一定地应力和该岩性条件下二者与开挖半径的线性拟合公式。
中间主应力对砂岩扩容及强度特性影响

基于自主研发的“多功能真三轴流固耦合试验系统”,进行了真三轴应力(σ_1﹥ σ_2﹥ σ_3)条件下,保持体应力不变、改变中主应力系数的砂岩强度试验,探讨了不同中主应力系数条件下砂岩的变形、强度及剪切破坏特性。试验结果表明:在真三轴应力条件下,扩容起点随中主应力系数b的增大而呈递减趋势。应力加载过程中扩容存在明显的阶段性:随最大主应力的增加,稳定压缩段,体应变近似呈线性递增趋势;加速扩容段,体应变近似呈二次函数增大,且应变速率呈线性增大。保持体应力不变条件下,砂岩峰值强度随中主应力系数b的增大而逐渐降低,符合修正Lade准则。试验应力条件下,岩样主要发生双斜面对称剪切破坏,剪切破坏面倾角随b的增加呈线性增大。
接种菌根真菌对模拟开采伤根植物的修复效应

为揭示接种菌根真菌对采煤沉陷引起植物根系拉伤的修复作用,模拟矿区植物垂直方向上拉伤根系,采用三室分根装置以玉米为宿主植物,通过接种丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,简称AM真菌)研究其对植物受损根系生理生化的影响。结果表明:接菌能缓解因伤根对玉米生长的不利影响。1 /3伤根时接菌玉米的地上和地下生物量分别比未接菌显著提高43.8%和17.6%。2 /3伤根时,接菌的玉米地上和地下生物量大于未接菌,但未达到显著水平。最大伤根程度时菌根室中AM真菌的侵染率和菌丝密度分别为71.1%和4.82 m/g,仍能与玉米形成稳定的互惠共生关系。接菌促进受损根系对矿质元素的吸收利用。伤根1 /3时,接菌玉米地上部中N,P, K,Ca和Mg含量分别比未接菌显著增加1.55,0.43,5.23,2.81和0.28 mg /g,接菌分别比未接菌的玉米根系中N,P,K,Ca和Mg含量显著增加1.32,0.73,5.0,6.45和0.69 mg /g,且能恢复到未伤根时玉米的矿质元素含量水平。接菌能降低伤根对玉米根系内源激素产生的不利影响。伤根1 /3时菌根室接菌玉米根系中生长素(IAA) 、赤霉素(GA)和细胞分裂素(CTK)含量显著提高,脱落酸(ABA)含量显著降低,且达到未伤根时内源激素含量水平。伤根2 /3时菌根室和根室中接菌根系的GA和CTK含量可以恢复到1 /3伤根时根系中该激素含量水平。AM真菌的侵染率与菌丝密度与根系中GA和CTK含量显著相关,与IAA和ABA含量相关性不显著。接种菌根缓解了伤根对植物的生理生化不利影响。
预制双圆形孔洞砂岩强度与变形破坏特征

岩石材料由于其天然形成过程的复杂性,内部赋存了大量的微裂隙、孔洞等缺陷。为研究岩石孔洞之间的相互作用机制及孔洞对岩石力学行为的影响,分别对不同次孔洞直径和不同孔洞几何布置的双圆形孔洞砂岩试样进行单轴压缩试验,以获得其强度、变形及破裂演化规律。试验结果表明,随着孔心连线与水平方向倾角α的增大,试样峰值强度和弹性模量均呈先减小后增大的趋势,在α为30°和90°时分别达到最小值和最大值;随着次孔洞直径d的增大,峰值强度和弹性模量均呈逐渐减小的趋势。双圆形孔洞砂岩的破坏形式受到倾角α和次孔洞直径d的影响,主要表现在起裂形式、主孔洞破裂形式及主次孔贯通模式三个方面。随着倾角α的增大,主次圆孔间的相互作用先逐渐增强后又有所衰减,而随着次孔洞直径d的增大,主次圆孔间的相互作用逐渐增强,这在双圆孔的贯通模式上得到了很好的印证。
特厚煤层综放开采顶煤体“三带”放煤理论与应用

采用实验室实验、数值模拟、相似模拟和理论分析相结合的研究方法,对特厚煤层综放开采顶煤体破坏的演化过程进行了深入研究。结果表明:特厚煤层综放开采过程中,超前支承压力对中、下位顶煤体内裂隙的扩展和顶煤体的破坏起着关键性作用;控顶区内支架的反复支撑进一步加剧了下位顶煤体的破坏;控顶区后的冒落阶段,充分破碎的下位顶煤体能够随采随冒,中位顶煤体随着下位顶煤体的放出而成块状冒落,而上位顶煤体呈周期性滞后垮落。基于特厚顶煤体上、中、下位明显的不同破坏、冒落特征,提出了特厚煤层综放开采顶煤体“三带”结构模型,即自下而上分别为“散体带”、“块体带”、“裂隙梁带”。通过分析各带的破坏动力机制及其冒落特征,提出了分带厚度的确定方法。通过对同煤塔山煤矿特厚煤层综放开采顶煤体垮落形态实测,进一步验证并完善了“三带”结构模型。即:特厚煤层综放开采顶煤体一般存在“三带”结构,但在特定条件下可能只呈现“一带”或“两带”,其形成过程主要与顶煤体厚度、煤体强度、煤体裂隙发育程度、地应力等因素有关。
倾斜煤层底板破坏深度计算方法及主控因素敏感性分析

为研究倾斜煤层底板破坏主控因素对底板破坏深度的敏感性,根据弹性力学中的半无限体理论建立了沿煤层倾斜方向底板破坏深度求解力学模型,计算了倾斜煤层底板采动最大破坏深度。以阳城煤矿的采场条件为工程背景,基于FLAC~(3D)数值仿真软件,按照正交试验设计方案对3306工作面底板破坏特征进行数值模拟。运用矩阵分析法以及方差分析法对模拟结果进行分析计算,确定各主控因素对底板破坏深度的敏感性。研究表明: ①随着工作面推进距离的增大,底板最小主应力值与承压水压值越来越接近,且最小水平主应力与底板承压水压相等的区域不断扩大,底板突水危险性增加。②各主控因素对底板破坏深度影响的主次顺序为:工作面斜长>采深>黏聚力>采厚>煤层倾角>水压>内摩擦角,方差分析结果显示,各主控因素中工作面斜长对底板破坏深度的敏感度为高度显著;采深较为显著;黏聚力显著;采厚、煤层倾角、水压以及内摩擦角不显著。③运用矩阵分析法确定了正交模拟试验的最优方案,即按照此方案实施后底板破坏深度最小,可有效降低矿井底板突水的危险性。
坚硬特厚煤层顶煤冒放结构及提高采出率技术

针对西部埋深较浅、坚硬、特厚煤层顶煤冒放性差的问题,以金鸡滩煤矿2~(-2上)坚硬特厚煤层赋存条件为基础,通过理论模型计算、数值模拟分析及设备结构优化设计等方法,分析了坚硬特厚煤层顶煤冒放结构及提高采出率技术。通过建立坚硬特厚顶煤的“悬臂梁”力学模型,计算分析了顶煤厚度与悬臂极限断裂长度的关系;首次定量分析了液压支架反复支撑对顶煤的损伤破坏效果,研究了液压支架主动支护作用力、反复支撑次数对顶煤破坏深度、破坏块度的影响;分析了大采高综放工作面煤壁片帮防治与提高顶煤冒放性的矛盾,通过优化液压支架架型结构参数解决了二者之间的矛盾;创新设计了强扰动三级高效放煤机构与综放工作面后部刮板输送机交叉侧卸布置方式,有效提高了大块顶煤的放出率与放出效率。
桑托斯盆地Jupiter油气田富含CO_2油气藏形成机制

桑托斯盆地Jupiter油气田油气藏中富含CO_2,气层与油层流体成分存在明显差异,油气藏相态及形成机理没有取得共识。采用四参数方框图法、流体组分三角图、φ_1值、Z_1以及Z_2等多参数法对Jupiter油气藏相态进行综合判识,认为Jupiter油气藏为带油环凝析气藏。油气藏中凝析油与原油具有相似的分子地球化学特征,Pr/Ph比值为1.58~1.88,C_(26)三环萜烷/C_(25)三环萜烷比值为1.15~1.22,甾烷以C_(27)甾烷占优势,藿烷/甾烷比值大于4, TPP比值大于0.5,全油碳同位素在-25‰左右。地球化学参数说明二者来源于白垩系Upper Barremian-Lower Aptian阶湖湘烃源岩。凝析油与原油具有相似的成熟度,均为生烃高峰的产物。烷烃气来自于Upper Barremian-Lower Aptian阶湖湘烃源岩,为生烃高峰--凝析油前期阶段的产物。CO_2为火山幔源型CO_2,大量CO_2后期注入形成的蒸发分馏作用,对早期形成的油气藏进行改造,形成了现今带油环凝析气藏的面貌。地球化学参数证实了蒸发分馏作用的存在,无机CO_2的注入丰富了蒸发分馏作用理论。
局部荷载下含中心孔洞煤体裂纹扩展特征量化分析

采用高清数码摄像机和红外热成像仪,对含中心孔洞煤体试件在局部荷载作用下的裂纹扩展规律进行系统的试验研究,研究分析煤体试件在不同加载面积作用下试件表面裂纹的萌生、扩展、贯通,直至形成宏观破坏的整个过程中表现出的特征与规律。试验结果表明:局部荷载作用下含中心孔洞煤体试件裂纹扩展是加载条件和宏观中心孔洞耦合作用结果,裂纹扩展路径受其主导作用,而由孔、裂隙系统引起的非均质性则占据从属地位;均布荷载条件下,孔洞周边形成拉、剪应力区,且裂纹由此起裂,孔洞是引起应力集中的主导因素,但随着加载面积的改变,孔洞的主导地位被颠覆,应力集中强弱顺序发生突转,起裂位置由孔洞周边转向荷载临界处;受载面积对含中心孔洞试件裂纹扩展的影响具有区域性特点,且明显集中出现于有载荷作用的区域;随局部荷载的增加,初始裂纹的尺度(裂纹宽度和长度)不断增加,且裂纹的发展方向出现明显的非平直化趋势。