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细辛的化学成分及药理作用研究进展

细辛是一味传统的解表药,其根和根茎中含有丰富的化学成分,包括木脂素类、黄酮类、甾体类、多糖类和挥发油(萜类、芳香族类、脂肪族类)等。因其具有发表散寒之功,传统上常用于痰饮咳喘、风寒感冒、风湿痹痛等病证的治疗。现代药理研究表明,细辛除具有基于传统功效的镇痛、抗炎、止咳、平喘等药理活性外,还具有抗病毒、抗菌、镇静、抗氧化、抗抑郁、降血压、抑制癌细胞等作用。目前,有关细辛的化学成分研究主要集中在挥发性成分,而关于其非挥发性成分的研究相对较少,同时,化学成分类别划分比较笼统,化学成分在不同细辛药用部位及基原中的分布情况也不太清楚,且毒性相对较小的细辛非挥发性成分药理研究较少。因此,笔者系统检索了细辛国内外的相关文献,对其不同结构类型的化学成分及药理作用进行了提炼与分析,以期为细辛的进一步研发与利用提供参考。
基于UPLC-Q-TOF-MS的多花黄精酒制前后化学成分分析

目的:采用超高效液相色谱-四级杆-飞行时间串联质谱法(UPLC-Q-TOF-MS)对多花黄精生品及酒制品的成分进行快速分析及鉴定,找出炮制前后差异成分。方法:运用ACQUITY UPLC BEH C18色谱柱(2.1 mm×100 mm,1.8 μm),流动相0.1%甲酸水溶液-乙腈梯度洗脱,流速0.25 mL·min~(-1),选择电喷雾离子源在正、负离子模式下进行采集检测,利用PeakView 1.2.0.3软件进行数据分析。根据质谱所提供的成分保留时间、精确相对分子质量以及裂解碎片离子信息,并结合对照品及文献信息进行成分鉴定。各样品质谱数据经归一化处理后进行主成分分析(PCA)及正交偏最小二乘法-判别分析(OPLS-DA),根据变量重要性投影(VIP)值>1的原则筛选得到多花黄精炮制前后差异成分。结果:从多花黄精生品及酒制品中共鉴定得到38个成分,包括甾体皂苷类15个、生物碱类6个、黄酮类3个、氨基酸类2个、有机酸类2个、其他类10个。PCA及OPLS-DA结果表明多花黄精炮制前后化学成分含量存在明显差异,共筛选得到kingianoside Z,disporopsin,亚油酸等16个炮制差异成分。结论:UPLC-Q-TOF-MS技术可准确、全面地鉴定多花黄精中的化学成分,多花黄精中主要含有甾体皂苷类、黄酮类及生物碱类成分。其炮制前后成分含量差异较大,同类成分间的转化是造成该差异的主要原因,可为多花黄精的物质基础研究及炮制化学研究提供参考。
大蒜对膜侧栽培当归连作、轮作土壤环境及产量的影响

目的:研究膜侧、露地栽培模式下,连作、轮作茬口当归间作大蒜后其土壤环境变化及当归产量变化规律,探索大蒜挥发物及膜侧栽培对连作当归的影响,为当归大蒜间作模式及膜侧栽培缓解连作当归提供一定的理论依据。方法:试验通过对当归根际土壤微生物数量、土壤酶活性及当归产量的测定分析,讨论大蒜对膜侧栽培当归连、轮作土壤环境及产量的影响。结果:膜侧栽培下间作大蒜处理对当归根际土壤中细菌、放线菌数量显著增加而真菌数量明显少,其中轮作膜侧当归与大蒜间作处理下的细菌、放线菌数量较对照(连作露地单作)平均增加104%,146.89%,真菌数量较对照平均减少39.28%。当归根际土壤酶活性在膜侧栽培间作大蒜因素下显著提高,轮作膜侧当归与大蒜间作处理下的土壤脲酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶、酸性磷酸酶活性较对照分别提高61.60%,51.09%,203.48%,76.19%。当归产量在膜侧栽培间作大蒜因素下显著提高,轮作膜侧当归与大蒜间作处理下的当归产量较对照提高39.37%。结论:在膜侧栽培模式下,当归与大蒜间作种植,能更有效地改变当归土壤微生物数量,提高当归土壤酶活性,改善土壤理化性质,缓解当归连作障碍,保障当归健康优势生长。
葛根解酒的研究进展

我国酿酒技术历史悠久,可追溯至夏朝的杜康酒。加之当代餐桌文化发展迅速,推杯换盏很是常见。但是酒精摄入过多易造成酒精性肝脏损伤,轻则腹痛、静脉栓塞,重则低血糖、脂肪栓塞、昏迷休克甚至危害生命。葛根性凉味甘辛,有解表退热,生津、透疹、解酒等多种功能,最早记载于《神农本草经》,自古以来被中医列为解酒专药,如古医书《本草纲目》等记载称葛根具有解酒保肝之功效。葛根具有悠久的药食两用历史,国家卫生健康委员会公布的《既是食品又是药品的物品名单》将之列入其中,因此有多种含葛根解酒护肝产品上市。在此前,就已经有众多学者对葛根解酒的功效进行了相关研究,但缺乏系统地归纳总结,笔者查阅了近几年国内外相关文献,对葛根解酒的主要成分、作用机制及相关产品进行归纳总结,发现葛根解酒主要成分除了葛根素、葛根总黄酮和葛根多糖外,还有葛根多肽及葛根黄豆苷元及其衍生物;其主要机制有抑制酒精吸收、加快酒精代谢、抗氧化作用、保护肝脏与心肌细胞以及神经保护作用;相关产品种类丰富、评价良好;但相关基因方面的研究有待加深。该文对葛根解酒的主要成分、作用机制及相关产品进行综述,并对未来研究方向提出建议,期望为日后相关研究提供参考。
泽泻汤降脂及抗炎作用分子机制研究进展

泽泻汤由泽泻、白术两味药组成,是一剂具有悠久沿用历史的经典名方,其出自《金匮要略·痰饮咳嗽病脉证并治第十二》,原文为“心下有支饮,其人苦冒眩,泽泻汤主之”。泽泻汤具有利水除饮,健脾制水的功效,现代药理学研究证明,其降脂和抗炎作用十分显著,可用于治疗高脂血症、抗动脉粥样硬化、非酒精性脂肪性肝炎。随着分子生物学的不断发展,针对泽泻汤、药材提取物及其单体药理作用的研究已逐渐深入到分子水平,相关的作用机制也不断地被阐明。在泽泻汤降脂作用上, 3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶(HMGCR),胆固醇-7-羟化酶(CYP7A1),肝X受体(LXR)等细胞因子或受体的水平受到影响,同时也广泛涉及到腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK),过氧化物酶体增殖物激活受体(PPAR)相关的通路;而泽泻汤在抗炎作用上,则主要影响白细胞介素(IL),肿瘤坏死因子(TNF)等炎症因子,同时作用于核转录因子-κB(NF-κB),Toll样受体(TLR)等细胞因子或受体相关的通路。通过广泛查阅中外文献,综述了近15年来针对泽泻汤、药材泽泻和白术提取物及其单体成分降脂和抗炎相关作用的分子机制研究,以促进对泽泻汤的深入研究和临床应用,为中医药现代化的发展贡献力量。
基于条件混合三维Copula函数的多支流干流年最大流量模型研究

多支流交汇时各支流年最大流量是相互紧密关联的,若多支流年最大流量相互遭遇,交汇处则易形成峰高、量大的流域性大洪水.因此准确计算交汇处,尤其是缺乏实测资料地区的多支流交汇处年最大流量对判断洪水遭遇具有重要的实际意义,也是目前研究的难点.针对该问题,本文探索了多支流交汇的情况,构建了基于条件混合三维Copula函数的3支流年最大流量联合分布,联合蒙特卡洛方法模拟预测了干流年最大流量,并以美国亚利桑那州White River、Black River和Carrizo Creek 3条支流交汇为例开展了应用研究.结果发现,条件混合三维Copula模型得到的洪水频率与实际情况一致,说明该方法模拟3支流交汇处干流流量预测值是有效的,能够为多支流洪水遭遇分析计算提供新途径.
连续激光作用下瓷质绝缘子温度和热应力分析

利用高能激光清除输电线路缠绕异物的方法取得了较好的使用效果,但激光在清除异物时也会照射到绝缘子上,时间过长可能会损伤绝缘子。为了研究在使用激光辐照瓷质绝缘子时的温度、应力损伤特性,本文对激光静止和移动辐照不同材料瓷绝缘子不同部位的情况进行了建模、计算,重点分析了瓷绝缘子在使用普通瓷、氧化铝瓷、氧化锆瓷、堇青石瓷四种材料下的损伤特性。结果表明,激光静止辐照瓷质绝缘子60s时,中心温度达到2 000℃以上,远超过四种绝缘子瓷的热耐受能力,拉应力的值也达到了251.17MPa,超过了其抗拉强度,此时会出现绝缘子瓷的破裂;而激光以7 mm/s的速度移动辐射瓷质绝缘子时,最高温度为185℃,拉应力仅为2 MPa,温度和应力均较静止辐射情况有很大的减小,不会对瓷质绝缘子造成损坏。实验对比发现,静止辐射16s时,瓷质绝缘子就会破裂,但移动照射能有效的防止激光对瓷质绝缘子的损伤。
京津冀及周边地区燃煤电厂煤场无组织颗粒物不同控制情景下时空变化特征

为支撑京津冀及周边地区燃煤电厂煤场无组织颗粒物深度治理工作,以2017年为基准年、以总悬浮颗粒物(TSP)为指标分析了燃煤电厂煤场无组织颗粒物时空变化特征,基于相关政策设计了防风抑尘网改造和全封闭改造两个控制情景并分别分析了其控制效果。结果表明:2017年京津冀及周边地区城市燃煤电厂煤场无组织颗粒物排放量为3 044.41 t,冬春季(1-5月)是开展煤场无组织颗粒物排放治理的关键期。煤场全封闭改造可减排98.33%的煤场无组织颗粒物。从局地环境质量改善角度考虑,燃煤电厂煤场无组织颗粒物治理较有色烟羽改造更具性价比。建议重视区域内燃煤电厂煤场无组织颗粒物排放控制工作,抓住治理关键期,有序、分步开展煤场全封闭改造。
基于回路直流电阻测量的输电线路单相接地故障离线故障定位

首先基于线路绝缘电阻测量进行故障检测和诊断--识别故障类型和故障相,然后针对发生率最高的单相接地故障,提出基于回路直流电阻测量的离线故障定位方法。定位前先对线路直流电阻和大地回路电阻进行测量,随后考虑接地电阻影响,分别利用故障相构建两回独立电压方程组,通过求解方程组计算故障距离。基于PSCAD/EMTDC搭建仿真模型进行验证,证明了方法正确性,同时将该方法在现场进行了应用,证明了方法的有效性,对于及时清除新建和大修线路的故障并保证线路的及时投运有重要作用。
基于改进MOBCC算法的热电联合系统经济环境调度

热电联产因其节能减排作用成为综合能源系统的重要组成部分,对于热电联合系统经济环境调度问题,采用基于帕累托支配的改进MOBCC算法求解,改进MOBCC算法在收敛性、解集的多样性和时间效率上具有优越的性能。采用基于约束违反指数的约束处理方法处理约束条件,并采用基于目标满意度与目标权重之间关系的多目标决策方法选择最优折衷解。算例分析表明,热电联合系统经济环境调度能够通过设置目标权重兼顾热电联合系统运行的经济目标和环境目标,实现热电联合系统的优化运行,同时验证了改进MOBCC算法的有效性。
两部制电价引导下储能系统优化运行方法

随着两部制电价带来的机遇和储能本身技术经济性的不断提升,用户配置储能系统可获得巨大的经济效益。为挖掘储能系统收益潜力,在用户负荷最大需量下界分析计算的基础上,提出了一种考虑最优收益的储能系统优化运行模型。该模型以储能配置后的负荷最大需量和充放电功率为变量,综合考虑储能系统运行和寿命约束、变量自身约束等,并通过所提出的辅助变量,将非线性优化运行模型转化为线性模型,降低了求解难度。最后应用该模型方法,对北京和上海2个典型地区的储能系统收益进行了分析。
计及储能与分布式电源协同的配电网分层分区优化控制

当前配网面临着大规模分布式电源及多类型储能分散接入的情形,为配网系统的优化管控带来了极大的复杂性。基于分层优化、分区协同的思想,提出了一种区域内自治、区域间协调的配网分层优化体系,以达到大规模分布式电源并网后系统优化运行的目的。在优化调度层中,以各区域与主网交换功率的可调度性为目标建立动态数学模型,通过区域间协同优化实现大规模分布式电源友好并网,得到区域的整点功率交换指令。在区域内控制层中,考虑到不同分布式电源调节能力的差异性,结合储能系统基于模糊策略响应并修正上一级的整点指令,并给出各区域5 min超短期调度指令。在设备级控制中,基于PWM变流器对各储能系统进行实时控制以响应上一级的指令。最后基于算例仿真计算对所提方案进行了验证。
基于振动信号区间特征快速提取的断路器储能状态辨识方法

针对断路器伴随振动信号分析故障的特征提取费时、实时性差无法用于在线监测问题,提出一种基于快速提取区间特征的断路器储能状态辨识方法。首先由峭度-小波模极大值检测断路器储能状态起始点,将振动信号通过KS检验标记包络幅值差异明显区间,然后提取信号包络和作为特征向量,采用ReliefF-SFS方法对特征进行筛选降维得到最优特征子集。最后通过模糊C均值聚类(KFCM)对特征进行预分类获得风险最小的最优超平面,由支持向量机(SVM)建立训练模型进行状态辨识。实验结果表明:所提出振动信号区间特征快速提取的储能状态辨识方法,在保证准确率的前提下,提取特征仅需0.2 s,在断路器状态监测领域具有重要的应用价值。
基于特高频无线智能传感阵列的敞开式变电站放电定位方法

为了实现对电力设备绝缘劣化的全面监测和敞开式变电站的故障预警,提出了一种基于接收信号强度和高斯过程分类的变电站空间局部放电源定位方法。相较于现有的特高频时差法,提出的方法只需要特高频信号幅值强度的测量值,而不是对特高频信号进行高速同步采样,极大地降低了装置成本及改善了使用便捷性。同时,为了减轻特高频信号传输建模受到多路径效应和阴影效应的影响,提出了采用高斯过程分类算法用来学习不同传输路径下特高频信号特征,以生成决策区域来识别正确的接收信号强度数值,从而提高定位精度。现场试验结果表明,提出的空间局部放电源定位方法的平均误差为2.51 m,满足识别变电站内可能存在绝缘劣化的电力设备以达到故障预警的目的。
计入负荷时空转移特性的风-光-水-蓄互补系统容量配置方法

利用梯级水电的快速调节能力和抽蓄机组发电/抽水工况灵活转换的特性,在补偿风/光出力的波动性和不可控性的基础上,建立源端风-光-水-蓄系统互补模型,以增强发电系统的调节能力。同时,在计入现货电价、考虑负荷时间和空间可转移特性的基础上,建立负荷侧模型并在考虑源端风/光出力随机性、系统网络约束基础上,提出基于系统经济性、系统状态均匀度和负荷跟踪等多项系统指标的源-网-荷互动策略。在上述研究基础上,进一步建立互补发电系统多目标容量配置模型。最后通过算例仿真,并利用专业优化软件LINGO进行求解,得到不同规划年和场景下的源端互补系统配置容量,验证了所提方法对系统指标提升的有效性。
中国综合能源服务发展趋势与关键问题

随着中国经济高质量发展、能源转型加速,特别是在中国提出的2030年前碳达峰目标和2060年前碳中和愿景下,中国综合能源服务发展面临新形势、新要求。首先从能源客户需求、能源技术、能源服务模式、能源服务业态、能源政策等维度,研判中国综合能源服务未来发展趋势;其次,对中国当前综合能源服务发展存在的关键问题进行分析,并从政府、行业、企业等不同层面提出相应措施建议,为中国综合能源服务高质量发展提供决策参考。
MDCK宿主细胞残留蛋白多克隆抗体的制备、纯化及初步应用

目的制备MDCK宿主细胞残留蛋白多克隆抗体,并进行纯化及初步应用,为进一步研制宿主细胞残留蛋白检测试剂盒奠定基础。方法无血清悬浮培养MDCK细胞,采用不同方法(反复冻融、裂解液、超声)裂解细胞获得全细胞蛋白抗原。将抗原与弗氏佐剂乳化后经背部多点皮下免疫家兔,间接ELISA法检测血清抗体效价,当抗体效价≥ 1 × 10~6时,经家兔颈动脉采血,获得含多克隆抗体的血清。血清先经硫酸铵盐析粗提,再经DEAE-Sepharose Fast Flow和Protein A精纯,获得多克隆抗体,分析抗体蛋白回收率、纯度及抗原覆盖率。应用制备的多克隆抗体,Western blot法检测MDCK细胞培养流感病毒纯化工艺各阶段样品的宿主细胞残留蛋白。结果采用不同方法裂解细胞与不同离心力制备的抗原无区别,免疫家兔后,血清抗体效价最高可达320 000;纯化后的多克隆抗体纯度>94%,DEAE-sepharose Fast Flow柱纯化效果优于Protein A柱;MDCK细胞培养流感病毒纯化初期存在较多的宿主细胞蛋白,经多步骤纯化后,单价原液中未见残留蛋白,仅含流感病毒蛋白。结论成功制备了MDCK宿主细胞残留蛋白多克隆抗体,可定性分析纯化各阶段样品的残留蛋白。
基于语义分割的城区激光点云与光学影像配准

基于点云数据与光学遥感影像的协同应用在遥感领域获得广泛关注,为了对两种数据进行精确的配准以更好地融合两者优势,提出了一种城市场景下点云与光学遥感影像的自动配准方法。首先,由点云数据生成深度影像,即3D数据转换为2D影像;然后,运用Unet模型对深度影像和光学遥感影像分别进行训练并分割得到建筑面;再基于建筑面轮廓点集构建建筑最小外接矩形,将矩形长宽比作为寻找同名点的约束条件;接着,利用相似三角形原理寻找矩形中心同名点;最后,同名点坐标代入变换模型计算模型参数,完成配准。实验结果表明该方法对于运用传统点特征方法匹配困难的情况可实现较好的配准效果,且对图像平移、旋转、缩放均具有可抗性。
基于MAX-DOAS淮北地区疫情前后HCHO观测研究

构建了具有操作简单、大范围以及高灵敏度等特点的地基多轴差分吸收系统(MAX-DOAS),对淮北地区2019年10月至2020年5月进行连续观测,得到HCHO的时间序列。为了减少其他气体的干扰,采用不同波段反演HCHO差分斜柱浓度,对比发现,选用324~342 nm波段时,反演误差波动最小,能够精确获取甲醛气体浓度。由HCHO月均值序列结果可知,疫情中期与疫情前后相比,浓度分别降低了35%和23%。日变化以及周变化结果表明淮北地区HCHO浓度具有早晚高、中午低的日变化特征,且没有明显的周末效应。结合Hysplit风场后向轨迹模型对高值天气的风场进行研究,发现在2020年1月12~14日与18~21日期间,淮北地区在西北风场的影响下,会受到来自砀山等地的污染输送影响,引起HCHO浓度的升高。MAX-DOAS测量HCHO柱浓度结果与OMI卫星数据进行对比发现两种测量方式具有良好的一致性(R~2=0.87)。
纳秒脉冲介质阻挡放电等离子体氮还原合成氨的研究

氨气(NH_3)可以合成富含氮的化肥,还是不含碳的能量载体。工业合成氨工艺通常在高温高压条件下进行,会消耗大量能源且伴随着温室气体的排放。低温、常压下的非热平衡等离子体为合成氨提供了一种有潜力、可持续的途径。为此以氮气和氢气为原料,在低温常压下用脉冲介质阻挡放电等离子体合成氨,主要探究了脉冲参数(脉冲峰值电压、脉冲重复频率、脉冲上升沿)对合成氨体积分数的影响。此外,还考察了气体体积比例、填充氩气和放电间隙对合成氨的影响,分析电学特性和发光图像。结果表明,在电压12 kV、重复频率3 kHz、气体体积比例N_2:H_2=2:1条件下,NH_3体积分数最高可达17 600×10~(–6),相应的能量效率为1.61 g/kWh。脉冲重复频率对氨气体积分数有显著影响,增大脉冲重复频率,单位时间内高能电子的数量增加并且运动加剧,更多的N_2、H_2分子被激发或解离从而NH_3体积分数增大。
钛酸铜钙-氮化硼掺杂EPDM复合介质的电学和力学性能研究

非线性电导材料的应用是解决高压直流电缆附件内部电场集中问题的一种有效方案。因此,通过掺杂钛酸铜钙(calcium copper titanate,CCTO)纳米填料对三元乙丙橡胶(ethylene-propylene-diene monomer,EPDM)进行改性,在较低的掺杂体积分数(2%CCTO)下,复合介质展现出较好的非线性电导率;当掺杂10%CCTO时,非线性系数可达到5.40。但同时发现,高掺杂含量复合介质的击穿场强劣化严重。基于此,选择具有良好绝缘及导热特性的六方氮化硼(boron nitride,BN)与CCTO共同掺杂至EPDM中,研究发现,共掺杂复合介质的击穿场强有明显改善,φ=10%CCTO/ω=9%BN/EPDM的特征击穿场强为90.1 kV/mm(φ为体积分数,ω为质量分数),相比10%CCTO/EPDM(66.3 kV/mm)提高了35.9%,此时,共掺杂复合介质仍然表现出明显的非线性电导特征。此外,探讨了温度对复合介质非线性电导和击穿特性的影响,并对掺杂复合介质的力学性能进行测试分析,研究发现,2种无机填料的掺杂对EPDM力学性能的改善效果较为显著,随着CCTO掺杂含量增加,复合介质的拉伸强度以及断裂伸长率逐渐增加。
微米氮化硼–纳米氧化铝复合环氧材料的导热与绝缘特性

环氧树脂(epoxy resin,EP)以其粘附力强、绝缘性能好等优点,在电气领域中得到广泛应用。但环氧树脂的低热导率限制其在器件中的使用,尤其在高频条件下。文中通过多巴胺改性微米氮化硼和纳米氧化铝,将制备的微纳米二元填料填充环氧树脂,研究环氧树脂复合材料的导热性能和电气绝缘性能。结果表明,质量分数22.5% BN和7.5% Al_2O_3环氧树脂复合材料的导热系数可以达到1.35 W/(m·K),相比于纯EP增加了812.5%,而介电损耗维持在较低水平。高频击穿实验结果展示出复合材料击穿时间明显提高,比纯环氧树脂提高了387%。该种方法制备所得的环氧树脂复合材料,具有热导率高、介电损耗低、高频击穿强度大等优点,为开发适用于高频电力电子器件的导热绝缘材料提供参考。
三电平移相全桥变换器整流二极管RC吸收参数多目标优化设计

传统的整流二极管RC吸收参数设计基于谐振等效电路,不能精确刻画二极管反向恢复过程,RC参数难以优化。为此,基于大功率PIN二极管集总电荷模型,采用多目标优化设计RC吸收电路参数。首先,根据三电平移相全桥变换器拓扑结构及调制方式,分析了RC参数对整流二极管反向电压尖峰的影响规律。其次,基于大功率PIN二极管的集总电荷模型对理论分析进行了仿真验证。然后,采用多目标优化设计RC吸收电路。最后,实验结果验证了最优RC参数抑制整流二极管反向电压尖峰的有效性。
基于定子电流微分前馈控制的双馈异步风力发电机低电压穿越复合控制策略

双馈异步风力发电机(doubly-fed induction generator,DFIG)对网侧电压扰动比较敏感,其低电压穿越(low voltage ride-through,LVRT)措施仍是目前研究的重要问题之一。针对故障期间转子电流过冲而转子侧变流器(rotor side converter,RSC)容量有限,且现有软件控制策略无法直接快速抑制故障过电流的问题,提出一种基于定子电流微分前馈控制的风机低电压穿越复合控制方法。在理论分析定子电流微分与转子暂态感应电动势关联关系的基础上,利用前馈控制跟踪精度及响应速度的优势,给出了基于定子电流微分前馈控制的抑制风机转子暂态分量的方案。将通过可观测的定子电流微分项获取到的造成转子电流冲击的干扰量,经前馈控制器直接引入到转子侧变流器的控制电压参考值端,从而达到快速抑制转子过电流的目的。仿真结果表明,所提出的穿越控制方法无需繁琐的观测技术,复合控制策略最大程度发挥了容量有限的变流器抵消暂态感应电动势、抑制转子过电流的作用,有效扩展了机组的可穿越故障范围。研究结果可为双馈异步风力发电机低电压穿越控制提供参考。
光伏中压直流汇集系统双极短路特性分析及连锁过电压抑制

为了解决光伏中压直流汇集系统直流变压器中压侧双极短路故障问题,根据系统拓扑划分为直流线路送端和受端2种情形展开详细讨论,通过不同的故障回路计算出双极短路时网侧和机侧对短路点的故障电流分量,给系统保护的参数整定提供依据,进一步分析了其直流低压母线连锁过电压产生机理,并提出过电压的有源抑制方法,避免了光伏阵列频繁解列。仿真结果表明,换流站和直流变压器出口处配置限流电抗器可大幅降低短路电流的上升速度,通过改变光伏模块的稳态工作点可迅速抑制低压直流母线电压上升。论文研究可为中低压直流配网示范工程建设新能源汇集提供理论及技术支撑。
基于瞬态电流角度的维也纳整流器单管开路故障的在线辨识

为提高维也纳整流器单管开路故障的辨识速度,通过分析单管开路故障后的电流故障特征,在不增加额外硬件电路的条件下,提出了一种基于瞬态电流角度的单管开路故障辨识方法。此方法利用输入电流的角度信息与非故障相电流瞬时值进行故障相定位和故障开关管定位,实现了维也纳整流器单管开路故障的在线辨识,具有良好的抗负载波动能力,并将故障开关管定位时间缩短至与故障相定位时间一致,能够在10%~70%工频周期内在线辨识维也纳整流器单管开路故障,对整流器的安全运行和后续维修提供了保障。
抑制多馈入直流换相失败的同步调相机优化配置方法

多馈入直流系统中交流侧短路故障发生后,导致交流系统电压持续降低进而引起多条甚至全部直流同时发生换相失败,使电网安全稳定性受到严重破坏。同步调相机具备过载能力,且其无功输出受系统电压影响小,在面对交流故障带来的电压跌落可以提供较强的无功支撑,从而抑制直流换相失败的发生。为了抑制直流换相失败,提出了一种抑制多馈入直流换相失败的同步调相机优化配置方法,对其安装地点及容量这两个方面同时进行了优化配置。首先从直流换相失败持续时间出发,且考虑各直流间相互作用,提出了一种抑制换相失败效果指标;然后根据电气距离确定了安装待选区域,由无功补偿响应指标筛选出同步调相机最佳补偿地点;随后建立了同步调相机配置优化模型,对最佳配置方案进行二阶段的求解,获得最终配置方案;最后在实际大电网仿真结果表明,所得最终解能够考虑经济性的同时有效抑制交流故障引起的多馈入直流换相失败。
提高关键负荷供电可靠性的交直流微网分布式能量优化管理策略

交直流混合微电网具有较高的灵活性和可控性,能够为多种类型的分布式电源提供并网接口。然而,交直流微网中可再生能源占比较高,容易出现出力波动或出力不足等现象,难以保障关键负荷可靠供电;此外,交直流微网中分布式电源可能从属于不同运营主体,相互之间缺乏有效的信息交换,集中式管控较为困难。为此,提出提高关键负荷供电可靠性的交直流微网分布式能量优化管理策略,构建了微网分布式能量优化管理架构,建立以考虑微网负荷优先级的供电可靠性为优化目标、考虑各设备运行约束的能量优化管理模型,提出基于分布式模型预测控制的能量优化管理策略,并通过分布式次梯度算法求解。多个场景下的仿真分析表明,所提方法不仅可平抑可再生能源波动对负荷供电的影响、保障关键负荷的供电可靠性,还能有效保护微网设备隐私信息、满足交直流微网多运营主体环境下的负荷供电可靠性需求。
热氧老化EPR电缆绝缘局部放电特性及劣化机理

为了探究热氧老化后乙丙橡胶电缆绝缘的局部放电特性及劣化机理,文中通过典型柱–板电极对不同老化程度的乙丙橡胶试样进行了局部放电试验,并对其放电发展特性和材料理化性质进行了分析。结果表明:放电起始电压和闪络电压均随绝缘老化程度的提高而降低;根据放电过程中放电特征量的变化规律,可将放电过程划分为4个阶段:起始阶段、发展阶段、持续阶段、预闪络阶段,且不同老化程度试样的PRPD谱图在各阶段呈现出特定形状;老化后的试样表面气化或气体解吸附、内部添加剂成分析出导致试样表面出现“沟壑区”、白色块状物和“微孔”,分子结构中的羰基等含氧基团、聚乙烯和聚丙烯等自由基数量的增加是乙丙橡胶绝缘在热氧老化后更易出现局部放电的关键原因。
考虑储能的工业园区综合能源系统日前优化调度

城市能源互联网系统通过互补和能量梯级利用,实现能源资源的有效整合,在能源生产和消费革命中起着重要作用。城市能源互联网建设的关键之一是建立城市工业园区综合能源系统。因此,围绕一个存在电、热、冷、天然气等多种能流并服务于生产生活负荷统筹的工业园区综合能源系统开展了建模,结合系统储能特性,提出了日前运行优化调度模型。该模型综合考虑了供能管网和储能水罐储能特性及其对经济效益的影响,针对涉及生产生活用能的工业园区进行优化,同时对供能管网储能能力进行量化。这一技术被应用于某实际工业园区,进行冬季供暖工况运行调度优化。储热水罐的出力优化增加了系统设备组合的灵活性,而热网热惯性的考虑稳定了机组出力。优化方案表现出更好的经济性和输出稳定性,单日节省运行成本1 445元。
多层油纸绝缘介质不同局放阶段的陷阱参数演变规律

陷阱是影响绝缘介质中电荷输运特性的重要因素,研究不同局放阶段绝缘介质陷阱参数演变规律对深入研究放电机理具有重要意义。为此,考虑车载变压器的匝间绝缘结构特点,设计了3层油纸绝缘缺陷模型,进行局部放电试验,选取起始到击穿不同放电阶段的试样,采用等温表面电位衰减方法研究不同放电阶段3层绝缘纸试样的表面电荷衰减特性,据此计算相应阶段试样表面电荷的陷阱分布规律,探究陷阱分布对局部放电的影响。研究结果表明:Nomex纸以深陷阱为主,随着放电的发展,第1层绝缘纸陷阱能级增加,第2、3层绝缘纸陷阱能级下降;陷阱能级和陷阱密度降低导致绝缘纸中自由电荷变化率增加,自由电荷数量增多,放电的剧烈程度增加;电荷的传输特性是局部放电过程中不同层绝缘纸陷阱参数演变规律不同的重要原因。
配电网弧光接地故障建模仿真与实验研究综述

弧光接地故障是配电网中最常见的故障,不易被发现且危害巨大,产生机理复杂,特征具有随机性。针对上述问题,从配电网弧光接地故障产生的原因和危害、弧光接地故障数学模型、弧光接地故障抑制和保护策略、弧光接地故障识别和定位技术、以及弧光接地故障的物理模拟实验与仿真测试等方面进行了阐述,对国内外的研究现状进行了总结和分析。并对配电网弧光接地故障的研究方向进行了展望,提出了从故障模型研究和数字仿真软件的开发、抑制策略研究和装置的研发、故障识别定位和保护策略、物理模拟和数模混合仿真测试技术4个方面建立配电网弧光接地故障研究框架。
基于深度学习的综合能源配电系统负荷分析预测

为支撑综合能源配电系统的经济调度和优化运行,提出了一种基于深度学习的冷热电多元负荷综合预测方法。首先,使用皮尔逊系数定量计算多元负荷间的相关关系,分析负荷与影响因素间相关性;然后,构建基于卷积神经网络和支持向量回归的深度学习模型,其中卷积神经网络作为特征提取器从输入数据中提取隐含的更具代表性的特征信息,支持向量回归作为预测模型输出预测结果,同时开展缺失数据与离群数据的预处理;最后,应用某综合能源系统的实际数据对算法的有效性进行了验证,比较分析了考虑多元负荷相关性对预测结果的影响。结果表明:所提出的RCNN-SVR模型对冷、热、电负荷均有较好的预测精度。研究成果可为综合能源配电系统的综合负荷预测提供参考。
计及柔性负荷调节能力的有源配电网动态优化方法

为了解决复杂配电网的优化运行问题,提出了一种配电网综合运行优化方法。首先,通过量测数据获取配电网运行状态,当配电网出现电压异常或过载时,通过粒子群算法调整分布式电源出力值和柔性负荷值,优化配电网运行状态;检测配电网是否恢复正常,若配电网运行指标未恢复正常,进一步对配电网的网络拓扑进行重构优化,继而进一步调整分布式电源出力值和柔性负荷值,优化配电网运行状态。IEEE 33节点和实际85节点配电网两个算例结果表明,优化方法可降低配电网网损量39.9%,同时提高分布式电源出力29.4%,并使得配电网的柔性负荷补偿成本降低50%,激励负荷成本值降低14.8%。该方法充分利用了柔性负荷的调节能力,实现了供需互动。
基于多代理协调机制的能量路由器群组与配电网综合规划

以电为核心的能量路由器群组大量接入配电网是未来用户侧能源供给的发展方向。针对能量路由器群组结构复杂、与配电网规划目标互不协调等问题,提出了一种基于多代理协调机制的能量路由器群组与配电网综合规划方法。首先,构建能量路由器代理模型,以年规划费用最低为目标优化其内部设备配置及容量,进行能量路由器规划;然后,构建配电网代理模型,采用改进的prim算法并结合越限电压控制策略与越限功率控制策略,进行配电网规划;最后,通过多代理协调机制完成能量路由器群组与配电网的综合规划。算例结果验证了所提方法的有效性,在显著降低系统规划费用的同时,有利于消纳可再生能源、降低配电网峰谷差率并提高线路利用率。
基于多方利益博弈的园区级综合能源系统经济优化运行技术研究

针对传统运行优化方法难以充分满足综合能源系统中多方参与主体的利益诉求,以及多目标求解筛选技术在其中的应用亟待进一步完善等问题,提出了考虑多方利益诉求的集中式优化模型和相应的新型求解筛选方法。首先,综合考虑新能源供应商、综合能源服务商和用户三方的收益,并计及综合需求响应的影响,构建了园区级综合能源系统经济优化调度模型;然后以NSGA-III算法为基础,用NSGA-II算法优化先知种群并引入带全局存档策略,提出了改进型NSGA-III算法;最后,利用模糊隶属度函数和改进模糊C均值算法,提出了基于满意度和聚类分析的混合筛选策略。研究结果表明:提出的综合能源系统经济优化运行方法性能优异,运用该方法所得的新能源消纳和综合需求响应均达到了较高的水平,求出的调度方案利益分布更加均匀。论文研究可为综合能源系统经济优化运行提供参考。
基于自适应步长ADMM的配电网分布式鲁棒优化调度策略

以光伏、风电为代表的分布式电源具备较强的不确定性,其规模化、分散式地接入配电网,为系统资源的统一调控带来了严峻挑战。为实现配电网多类型分布式资源的协调调控,提出一种基于自适应步长交替方向乘子法的配电网分布式鲁棒优化调度策略。首先,构建配电网多层级代理系统,为配电网优化调度提供分布式运营架构。其次,建立基于可调鲁棒算法的配电网优化调度模型,提出鲁棒成本系数优化分配方法,实现调度策略保守性及经济性的合理平衡。在此基础上,基于自适应步长交替方向乘子法建立配电网分布式优化模型,并完成调度策略的高效求解。基于改进IEEE-33节点系统的仿真结果表明,所建立的分布式优化模型具备优越的收敛性能,所提鲁棒成本系数优化分配方法可有效提升调度策略的经济性。
考虑需求侧管理和碳交易的电–气互联网络分散式低碳经济调度

在能源互联网和低碳背景下,提出一种考虑需求侧管理(demand side management,DSM)和碳交易的电–气互联网络分散式低碳经济调度模型。首先,根据碳交易市场的实际情况建立阶梯型碳交易机制,并利用电转气(power to gas,P2G)的低碳特性,得到P2G参与碳交易市场的激励机制;其次,由现有DSM的机理与实现方式,在负荷侧考虑不同的DSM来最大化地协调网络的低碳性与经济性;然后,根据所建模型的非凸特性,对气网潮流进行二阶锥松弛且采用连续锥规划算法对松弛间隙进行检验,逐步缩小气潮流的仿真误差,保证松弛的严格性。为了满足不同决策主体的分散自治权与信息私密性,在上述基础上建立分散式优化模型并引入基于嵌套连续锥规划的同步交替方向乘子法(synchronous-alternating direction method of multipliers,S-ADMM)进行求解;最后,通过算例仿真对不同场景下网络的调度结果及不同的调度策略下的运行结果进行比较分析。结果表明,在阶梯型碳交易机制下,虽然总碳交易成本增加了0.02%,但碳排量、运行成本分别减少了4.53%和3.74%;DSM参与到所提模型中使碳排量、弃风量分别降低了9.87%和75.4%,进而有效地提升了电–气互联网络的低碳经济性。
室内外消防系统稳压措施综述

随着《消防给水及消火栓系统技术规范》(GB 50974-2014)、《消防给水及消火栓系统技术规范》图示(15S909)和《消防给水稳压设备选用与安装》(17S205)陆续实施,室内外消防给水形式出现了重要变化,这也对相应的稳压措施选择提出了新的要求。根据最新标准规范和工程实际综述了常规和新增的消防给水形式,并阐述了消防给水形式和稳压措施之间的相互影响。
亚胺COFs在电催化领域的应用研究进展

亚胺共价有机框架材料(COFs)作为一种新兴的多孔晶体聚合物,具有规整的孔结构、高的比表面积、可调的抗衡离子、丰富的活性位点等。在燃料电池中,亚胺COFs对于制备高效电催化剂和促进能量转换至关重要。首先介绍了亚胺COFs基电催化剂的优势;然后综述了其作为电催化剂在还原CO_2、析氧反应、析氢反应、氧还原反应等领域的应用;最后讨论了亚胺COFs高性能电催化剂当前的挑战和未来前景。
微生物燃料电池技术及其影响因素研究进展

微生物燃料电池(Microbial fuel cell,MFC)作为一种绿色能源技术,通过微生物的氧化代谢作用将废水中的有机质降解的同时产生电能。然而,其相对较低的产电效率限制了MFC的工业化应用。该文介绍了影响MFC性能的诸多因素,如设备的构型限制、电极材料、阳极底物、阳极微生物和质子交换膜等,提出优化MFC的设计,提高MFC的产电性能,降低投入成本可解决MFC产业化应用的弊端,并对未来MFC的发展方向进行了展望。
变稳直升机设计与应用技术

变稳直升机在直升机研制过程中发挥着至关重要的作用。通过回顾美国、加拿大、德国等航空强国各个阶段典型变稳直升机研制历程,系统性梳理了变稳直升机研制中所涉及的几项关键技术,如变稳能力分析、变稳安全策略、变稳控制方法以及可变人感系统等。在此基础上,参照国外研制经验提出了上述技术的设计原则和相关要求。同时,对变稳直升机在飞行品质标准研究、新技术演示验证及飞行员培训等方面的应用进行了简要分析。
生态阈值确定方法综述

生态系统在环境条件变化时表现出的剧变或阈值现象是当前生态学研究的热点,但是生态阈值定量检测的困难阻碍了这一主题的研究与应用。本文从典型案例入手,通过分析潜在生态阈值的S型曲线式、补给-压力式和跃迁式驱动-响应机理,归纳了局部加权回归散点平滑法、分段回归、高斯模型、拐点分析软件、稳态转换检测软件、指示种阈值分析和系统动力学仿真模型7种生态阈值确定方法,并评述了其优缺点和适用性,以期为生态阈值的定量分析研究提供方法借鉴。
降雨量和降雨时间共同调控黄河三角洲典型盐沼湿地土壤碳矿化

研究降雨格局(如降雨量和降雨时间)对滨海盐沼湿地土壤碳矿化的影响,对于深入理解土壤碳的稳定性和积累机制具有重要意义。本研究选取远离海岸且不受潮汐影响的黄河三角洲原生盐地碱蓬盐沼湿地为对象,通过野外原状土柱的控制试验,分析土壤碳矿化(CO_2和CH_4通量)在不同时期(干旱期和湿润期)对降雨事件的响应。结果表明:降雨时间和降雨量对土壤CO_2通量的影响存在交互作用。在干旱期,大降雨事件显著降低了土壤CO_2通量;而湿润期的降雨事件对土壤CO_2通量没有显著影响,这可能与盐沼湿地的水盐运移有关。降雨量、降雨时间及其交互作用均对土壤CH_4通量没有显著影响。降雨时间和降雨量对CH_4 /CO_2比率均没有显著影响,但是相关分析表明随着土壤含水量和盐分的升高,CH_4 /CO_2比率呈升高趋势。随着降雨量的增加,土壤含水量和土壤盐分都显著增加,且两因素呈现显著的正相关关系。因此,未来该地区降雨体系改变将可能通过调控土壤水盐运移等条件对该滨海湿地土壤碳矿化和碳汇功能产生深远影响。
呼伦贝尔草原植物叶片大小与数量的权衡关系及其内在机制

叶片大小与数量的权衡关系是植物生长策略的基础,研究叶片大小与数量权衡关系的内在机制对于深刻理解植物生长策略具有重要意义。本研究以单个叶片干重表示叶大小,以单位茎上的叶片数量表示出叶强度,采用标准主轴回归分析方法研究呼伦贝尔草原植物叶片大小与数量的权衡关系以及内在机制。结果表明:陈旗嵯岗(典型草原)和陈旗八一(草甸草原)叶片大小与出叶强度存在显著的负的等速生长关系,谢尔塔拉(草甸草原)的叶片大小与出叶强度存在显著的负的异速生长权衡关系。叶片大小和数量权衡关系的内在机制取决于叶片与茎生物量的分配机制以及茎组织密度的变化。
不同类型泥炭沼泽湿地无机离子、溶解有机质的变化特征及生态学意义

泥炭沼泽湿地仅占地球陆地面积的3%,而碳储量却占全球的30%,是陆地生态系统重要的碳库。溶解性有机质(DOM)是泥炭地碳循环重要组成部分,也是泥炭地生物地球化学过程的重要参与者。本研究利用新型电化学方法、稳定同位素技术对2个泥炭样地(矿养型泥炭沼泽,LB;雨养型泥炭沼泽,OS)地表水、地下水、土壤孔隙水中DOM及无机离子的氧化还原能力变化特征进行分析。结果表明: LB样地的无机元素丰富且浓度较高,无机主导的厌氧呼吸过程起主要作用;不同来源(地表水、地下水和孔隙水)水样中的氧化还原能力差异主要受实际氧化还原电位影响,孔隙水剖面铁和硫酸盐大多以还原价态赋存,无机电子受体会影响DOM的氧化还原活性基团发生氧化还原反应的水平和深度。OS样地的有机质极其丰富,有机电子受体参与氧化还原过程贡献显著,不同来源(地表水、地下水和孔隙水)水样中氧化还原能力差异同样受实际氧化还原电位影响,孔隙水剖面的氧化还原能力还受不同深度泥炭基质化学组成差异的影响。利用电子接受能力(EAC)和氧化指数(OI)值可表示沿梯度变化的氧化还原条件,进而可有效指示水生系统中有机质氧化还原状态。
不同树高处树轮密度变化特征及其对气候的响应

以伊犁南部山区雪岭云杉风倒木为对象,研究了1.3、5、10、15、20 m树高处树轮圆盘样品的最大密度、最小密度、早材平均密度、晚材平均密度4种树轮密度年表,结合当地气象观测资料进行相关分析,研究树干不同高度树轮密度对气候要素的响应特征。结果表明:同一树高下4种密度参数在整体上表现出较高的相关性,其中10、15、20 m树高相对显著;不同树高处晚材平均密度的一致性相对较好;不同树高处树轮密度对气候要素的响应存在差异, 15 m树高处最大密度、晚材平均密度对上年7-9月、当年5-9月平均气温具有较好的响应。因此,在1.3 m处采集雪岭云杉样本存在对气温响应估计偏低的可能。
桫椤的潜在适生区及其变化

桫椤是极为珍贵的孑遗木本蕨类植物。本研究利用Maxent生态位模型研究其全球潜在适生区及其变化,并运用受试者工作特征曲线(ROC)验证了精度,以为其资源的保护、搜寻和引种栽培提供参考。结果表明:桫椤的潜在适生区主要位于亚洲,少量分布于北美洲、中美洲和香草四岛、新西兰、新喀里多尼亚、斐济。当前气候条件下,桫椤的全球适生区总面积为357.1万km~2,其中,亚洲占88.4%,中国占49.5%。桫椤在中国的高适生区主要分布在云贵高原、四川盆地、岭南和台湾岛。影响桫椤适生区分布的主导因子为最暖季降水量、7月平均降水量、温度季节性和昼夜温差月均值。在SSP1_2.6气候情景下,2041-2060年,桫椤全球潜在适生区面积预计减少7.8%,2081-2100年预计增加3.2%;在SSP2_4.5气候情景下, 2041-2060和2081-2100年其面积预计分别增加2.9%和7.2%;在SSP5_8.5气候情景下, 2041-2060和2081-2100年其面积预计分别增加3.3%和5.3%。
基于数字土壤制图技术的土壤有机碳储量估算

精准的土壤属性空间分布信息有助于提升土壤有机碳储量估算的精度。本研究以河南省济源市南山林场为研究区,以地形因子为预测因子,利用模糊C均值(FCM)聚类方法对土壤有机碳含量、土壤容重、土壤厚度和土壤砾石含量进行数字土壤预测制图,基于数字制图结果实现土壤有机碳密度预测制图和土壤有机碳储量估算。结果表明:基于数字土壤制图方法得到的研究区土壤有机碳密度平均值为4.24 kg·m~(-2),其预测图的平均误差(ME)为0.08 kg·m~(-2),平均绝对误差(MAE)为2.80 kg·m~(-2),均方根误差(RMSE)为5.03 kg·m~(-2),与传统类型方法相比,预测结果的精度和稳定性更高,具有较高的可信度,最终估算得到研究区土壤有机碳储量为3.08×10~8 kg。基于数字土壤制图技术仅采用少量土壤样点即可实现较高精度的土壤有机碳密度制图和储量估算,且能表征土壤有机碳密度空间分布特征。本研究为土壤有机碳储量估算提供了新途径,有助于提升土壤有机碳储量估算的精度和效率。
大尺度陆地生态系统科学研究的理论基础及其技术体系之探讨

大尺度的陆地生态系统科学研究是在生物多样性保护、应对全球气候变化、区域生态环境治理及全球社会经济可持续发展的科技需求背景下应运而生的生态学及生态系统科学前沿领域,并在我国的生态文明建设社会实践中快速发展。本文在系统论述大尺度陆地生态系统科学研究的科技使命基础上,重点梳理和探讨了区域及大陆尺度的生态系统科学研究理论基础和方法学问题,进而基于宏生态系统生态学理论,新提出了宏观生态系统科学的基础理论、科学概念及其研究方法体系的逻辑框架。本文重点探讨了: 1)基于生态系统的系统学特性,发展多维视角的“生态系统科学概念网络体系”; 2)基于生态系统整体性和涌现性理论,发展“生态系统状态变化分析理论体系”; 3)基于生态系统属性及状态概念,发展生态系统结构-过程-功能-服务级联关系的“整合研究方法学理论体系”的学科内涵及应用问题,进而论述了发展区域及大陆尺度宏观生态系统科学研究的方法体系,提出构建新一代大陆尺度生态系统观测研究实验网络,完善“联网观测-联网实验-数值模拟-知识融合”四位一体的科学研究技术体系的必要性。
溴代阻燃剂在土壤中的迁移转化研究进展

BFRs(溴代阻燃剂)是一种重要的持久性有机污染物,各种传统和新型的BFRs(PBDEs、TBBPA、DBDPE、BTBPE等)在全球环境中被广泛检出,其持久性、生物蓄积性以及对环境和人类健康的潜在毒性引起了人们的极大关注.在归纳和总结国内外关于BFRs在土壤中的迁移转化行为规律研究动态的基础上,重点讨论了吸附/解吸、光降解的机理和影响因素以及厌氧、好氧微生物降解和植物代谢的特点和降解途径.结果表明:吸附/解吸是BFRs在土壤中迁移转化的关键过程,土壤有机质含量和pH是影响其在土壤中迁移的主要影响因素.光解、微生物降解是BFRs在土壤中的主要转化途径,光解是表层土壤中BFRs的主要转化过程,逐步脱溴产生低溴化产物,溴化程度、土壤有机质和矿物质会直接影响其光解速率;厌氧脱溴和好氧微生物降解是BFRs在深层土壤中的主要降解过程,溴化程度与微生物降解密切相关.土壤中BFRs被植物吸收的过程中可能被代谢为低溴化产物,在食物链中积累,危害人体健康.尽管多年来在BFRs方面的研究取得了进展,但对这类污染物的环境行为和归趋的全面了解仍然很难,随着越来越多的新型BFRs被作为传统BFRs的替代品推向市场,建议对这些新兴替代化学品在土壤介质中的迁移转化过程,特别是生物降解进行更多的调查.
环境DNA宏条形码技术在蓝藻群落监测中的应用

全球气候变化下的蓝藻水华大规模暴发成为重要的环境问题,对蓝藻准确、高效和实时的监测是蓝藻水华防控的关键.近年来,环境DNA (environmental DNA,eDNA)宏条形码技术开始应用于蓝藻群落监测,弥补了显微镜镜检法物种鉴定难和受主观经验影响大的缺点. eDNA宏条形码为快速和大规模蓝藻群落监测提供了可能,其应用尚处于初步探索阶段,数据处理方法尚不成熟,因此有必要从引物选择、序列聚类、注释方法和绝对定量4个层面系统综述eDNA宏条形码技术在蓝藻群落监测中的研究进展,以推进eDNA宏条形码在蓝藻群落监测中的应用.引物选择应针对目标蓝藻类群,16S rRNA基因数据库涵盖蓝藻物种范围广,是最常用的eDNA宏条形码,但16S-23S rRNA基因间隔区域(internal transcribed spacer,ITS)和功能基因在属内物种间具有较好的区分效果,为eDNA宏条形码在蓝藻物种水平注释提供可能.序列聚类一般通过设定物种间分类阈值进行OTUs聚类,但可能丢失序列相似度高于分类阈值的不同物种;序列差异低至单核苷酸变异方法的应用进一步区分了隐蔽的物种和生态型,产生的序列具有生物学意义,可以实现跨数据集间的比较分析.在注释方法上,基于数据库参考序列距离相似度的注释方法,注释结果的分辨率和准确度不高;基于系统进化位置的注释方法,提升了注释结果的准确度,反映了物种间的进化关系.加入外源DNA的内标法,以及基于细胞体积和基因拷贝数目关系的细胞体积校正系数法为eDNA宏条形码物种丰度的绝对定量提供了可能.
沙颍河流域(河南段)非点源氨氮污染模拟与时空特征分析

沙颍河流域是我国淮河流域污染最严重的区域之一.为揭示流域非点源的时空分布特征并评估其对水污染的贡献,以沙颍河流域(河南段)为研究区,采用流域水循环系统模型(HEQM模型)模拟了重点断面2012—2015年月径流和氨氮浓度过程,辨识了污染源类型及其贡献,揭示了非点源负荷的年内和年际变化.结果表明: ①径流和氨氮浓度的模拟效果较好,HEQM模型在沙颍河流域(河南段)具有较好的适用性. ②非点源氨氮污染负荷占多年平均总负荷量的37.40%,在污染时期占比为29.32%.沙河和颍河上游污染时期的非点源负荷比例较高,分别为91.49%和90.45%. ③非点源氨氮负荷对丰水期(6—9月)和平水期(3—5月、10—11月)污染的贡献较大,占总负荷的48.83%和51.92%;从年际变化来看,2012—2015年各年份的空间分布特征基本相似,但2014—2015年单位面积非点源污染负荷较2012—2013年明显下降.研究显示,沙颍河流域(河南段)非点源对氨氮污染的贡献已不可忽视,丰水期和平水期是非点源污染治理的关键时期.
水热炭化对吸附处理染料废水产生的废活性炭的再生效果

为实现废粉末活性炭的循环利用,采用水热炭化对吸附处理染料废水产生的废粉末活性炭进行再生,考察了水热炭化再生温度、再生时间、初始pH和再生次数等因素对废粉末活性炭再生效果的影响.结果表明:将320 ℃的水热条件下反应8 h得到的再生粉末活性炭用于吸附处理染料废水,色度去除率在95%左右,废粉末活性炭再生率可超过60%,且酸性条件下更有利于活性炭再生.经过5次吸附再生循环,废粉末活性炭再生率为55.54%,再生率仅下降6.06%.红外光谱分析结果表明,新粉末活性炭、废粉末活性炭和再生粉末活性炭的官能团种类基本一致;表面官能团Boehm滴定测定结果显示,再生粉末活性炭表面碱性基团含量降低、酸性基团含量增加.由于升温改变了废粉末活性炭的吸附平衡,有机物从其表面脱附,部分有机物在再生液中降解;此外,废粉末活性炭表面不易挥发和脱附的有机物在高温高压下炭化所得的产物能进一步吸附有机物,因此导致了废粉末活性炭的再生.研究显示,水热炭化对废粉末活性炭有较好的再生效果,具有实际应用价值.
二连盆地阿南凹陷白垩系腾格尔组致密油储层特征及主控因素

二连盆地阿南凹陷白垩系腾格尔组一段下亚段广泛发育一套与火山活动相关的"特殊岩性"致密储层,是致密油勘探的主要目的层。基于岩石薄片观察和储层物性系统分析,结合扫描电镜、压汞、CT扫描和核磁共振等分析,对该层段不同岩性致密储层特征和"甜点"发育主控因素进行综合研究。结果表明:腾一下亚段主要发育凝灰质岩、砂岩、白云岩和泥岩四大岩类,凝灰质岩和砂岩是致密油储层发育的有利岩性。储层中主要发育溶蚀孔、晶间微孔、残余粒间孔、泄水孔和微裂缝等5类储集空间,其中凝灰岩中以脱玻化晶间孔和溶蚀孔占主导,砂岩中以残余粒间孔和溶蚀孔最有利。储层孔隙结构可划分为3类4亚类,薄层凝灰岩和溶孔发育的细砂岩储层孔隙结构较好,沉凝灰岩与白云岩孔隙结构较差。不同类型储层含油非均质性强,含油量受储层岩性、孔渗条件和孔隙结构控制。凝灰质岩致密储层"甜点"发育主要受火山碎屑沉积方式、脱玻化作用和溶蚀作用控制,砂岩类储层"甜点"发育主要受沉积微相、岩石结构和溶蚀作用共同控制。
致密砂岩储层微观孔喉分布特征及对可动流体的控制作用

为分析致密砂岩储层多尺度微观孔喉分布对可动流体的控制作用,以鄂尔多斯盆地伊陕斜坡东南部三叠系延长组长6、长7和长8油层组为例,将高压压汞与核磁共振技术结合,研究致密砂岩储层多尺度微观孔喉分布特征,将离心实验与核磁共振T_2谱分析技术相结合,探讨致密砂岩储层可动流体的分布特征,两者结合研究致密砂岩储层孔喉分布对可动流体的控制作用。研究区延长组致密砂岩储层微观孔喉半径分布范围宽,分布在0.6~3 050.8 nm,主体分布在10~500 nm,表明该致密砂岩储层主要发育微、纳米级孔喉,主体为纳米级孔喉;致密砂岩储层中可动流体饱和度为9.83%~25.64%,平均值为17.53%,普遍较低。储层孔隙度和储层渗透率与可动流体孔隙度具有较好的正相关性,表明储层物性条件对致密砂岩储层可动流体分布具有较好的控制作用;大于50 nm孔喉占全部孔喉比率、大于100 nm孔喉占全部孔喉比率、最大孔喉半径、峰值孔喉半径等参数与储层可动流体孔隙度均具有较好的正相关性,表明储层中相对较大孔喉,尤其大于100 nm孔喉的分布对致密砂岩储层可动流体含量具有重要的控制作用;孔喉的分选系数与可动流体含量表现为正相关,这主要与致密砂岩储层中孔喉半径分布较宽且分选好的致密砂岩主要以细小孔喉为主有关。
塔里木盆地顺北地区超深碳酸盐岩断溶体发育特征与形成机制

走滑断裂带作为一个空间地质体,具备物理-化学机制下的增容作用,可以在断裂带内部形成独特的缝洞系统及伴生孔洞、孔隙空间,塔里木盆地顺北地区发育超深碳酸盐岩断溶体相关的缝洞系统,其储集体与断裂带活动关系密切。以顺北地区走滑断裂带为研究对象,综合近年来对走滑断裂带解析及勘探实践认识,分析走滑断裂带内部结构,探讨断溶体(储集体)发育特征及成因。其断溶体空间展布明显受到走滑断裂带边界的约束,储集体的外在轮廓主要受断裂带控制,宽度相对窄,纵向发育深度大。其储集空间主要由多期走滑构造破裂作用与断裂带内物质体积调整形成的"空腔"型洞穴和缝网系统组成,并经历了多类型流体的溶蚀-胶结作用叠加改造,形成了在断裂带内沿着断层发育的裂缝-洞穴系统,并伴生发育溶蚀孔洞与各类孔隙空间,导致断溶体内部储集体结构复杂化。根据断裂带内部流体参与程度和流体类型不同,可以细分出3种成因机制的端元模型:断容型、岩溶型和热溶型。断溶体的形成机制可以是其中的一种,也可以是2种或3种类型的组合。断溶体与岩溶缝洞储层最本质的差异在于,前者缝洞系统的构成和储集规模的形成与断裂活动关系密切,后者则主要取决于水-岩作用的方式和所能带走的物质体积总和。
微牛级射频离子推力器结构优化研究

为了满足中国科学院空间引力波探测--“空间太极计划”对航天器推进系统提出的微牛量级推力高精度控制需求,基于感性耦合等离子体自持放电,设计了一套微牛级射频离子推力器(μRIT-1)。通过理论分析与实验验证,完成了μRIT-1关键结构组件优化工作,包括射频天线、放电室及离子光学系统。根据实验结果,μRIT-1采用7匝线直径为1.6mm的紫铜管作为射频天线,匝间距为2.0mm;放电室材料为氧化铝陶瓷,内径为1.0cm,长径比为1.5;离子光学系统采用双栅极结构,材料为金属钼,栅极透明度为18.05%。经过结构优化,μRIT-1可以实现5~100μN可调推力输出,比冲可达1275s。
燃料电池用高温质子交换膜的研究进展

燃料电池是一种高效的清洁能源技术,可缓解当今社会面临的能源和环境问题。质子交换膜燃料电池是一种重要的燃料电池类型,质子交换膜是其关键组件,起到传导质子、隔绝电子和阴阳两极的反应物的作用。质子交换膜燃料电池在低温下存在许多难以解决的问题,升高工作温度可以解决这些问题。因此需要开发高温低湿度下工作的膜材料。本文综述了高温质子交换膜的主要类型、制备与改性方法和质子传导机制,指出质子导体掺杂的聚苯并咪唑(PBI)类膜材料在高温低湿度下作为质子交换膜适用的巨大潜力,并探讨了复合PBI高温质子交换膜的制备、掺杂的质子导体类型和性能提升方法。最后本文归纳了高温质子交换膜面临的挑战,并指出了该类材料未来的研究方向,如设计合成新型质子导体、改善PBI抗氧化稳定性、调控膜微观结构来提升性能和开发新型聚合物电解质。
二硫化钼-硫化镍复合物修饰电极测定河水及饮用水中亚硝酸盐

使用一步水热合成法制备了二硫化钼-硫化镍(MoS_2-NiS)复合物,然后将此复合物滴涂在玻碳电极(GCE)上制备了MoS_2-NiS复合物修饰电极,记为MoS_2-NiS/GCE,用于饮用水和河水中亚硝酸盐含量的电化学测定。选择的电化学工作参数如下:①以MoS_2-NiS/GCE为工作电极,电解液为0.1 mol·L~(-1)磷酸盐缓冲溶液(pH 6);②采用循环伏安法,扫描速率为50 mV·s~(-1),电位范围为0.4~1.4 V。透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)表征结果表明:在复合材料中,棒状NiS附着在了片层状MoS_2表面,且复合物的XRD图谱中同时出现了NiS和MoS_2的衍射峰,说明已成功制备了MoS_2-NiS复合物。电化学试验结果表明:MoS_2-NiS/GCE的电催化性能明显优于单体制备的MoS_2/GCE和NiS/GCE的,且n_(Mo)/n_(Ni) = 1:7的MoS_2-NiS/GCE的电催化效果较好;亚硝酸盐在MoS_2-NiS/GCE上的氧化受扩散过程控制。安培法检测结果表明,亚硝酸盐的浓度与其对应的氧化峰电流在0.9~1 210.0 µmol·L~(-1)内呈线性关系,检出限为0.25 µmol·L~(-1)。将该修饰电极在4 ℃下保存30 d后,氧化峰电流仅比初始值下降了7.4%。将该电极连续循环扫描20次,氧化峰电流的相对标准偏差为4.3%。用此修饰电极对饮用水和河水进行加标回收试验,所得回收率为97.4%~101%,测定值的相对标准偏差(n= 5)为3.2%~4.5%,且所得测定值比国家标准GB/T 7493-1987的测定值更优异。
合成射流激励器流场PIV实验及模态分析

为了获得合成射流激励器流场细节特性,优化合成射流流动控制系统,对于静止流场中的合成射流激励器,通过位移传感器、热线风速仪和时间分辨粒子图像测速(TR-PIV)系统,对激励器时间响应和特定工况下的流场特性进行研究,并针对TR-PIV得到的流场快照运用本征正交分解(POD)和动力学模态分解(DMD)进行模态分析。通过自定义POD和DMD的初值贡献模态和时间系数将两种分析模型标准化并对比,选取前七阶POD模态和前四阶DMD模态进行流场还原,成功表征了原流场的主要信息,表明运用POD和DMD方法进行的降阶过程在合成射流研究中的适用性,降阶模型可以有效指导和简化合成射流流动控制流场的分析过程。
安氏Ⅱ类错(牙合)畸形患者前牙冠根比的CBCT研究

目的:研究安氏Ⅱ类错(牙合)畸形患者前牙冠根比的特点。方法:纳入个别正常(牙合)人群90例(A组),安氏Ⅱ类1分类(B组)和安氏Ⅱ类2分类(C组)患者各25例。拍摄CBCT测量上下前牙的冠长、根长并计算冠根比,进行统计学分析。结果:C组患者上前牙和下尖牙的冠根比高于A组(P<0.05),C组患者上切牙和下尖牙的冠根比高于B组(P<0.05)。结论:安氏Ⅱ类2分类患者上前牙和下尖牙的前牙冠根比相对较高,设计前牙移动与风险评估时应予关注。