mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
Reducing V_(oc) loss in InGaAsP/InGaAs dual-junction solar cells

Smaller V_(oc) of 1.0 eV/0.75 eV InGaAsP/InGaAs double-junction solar cel(l DJSC)than the V_(oc) sum of individual subcells has been observed,and there is little information of the origin of such V_(oc) loss and how to minimize it.In this paper,it is disclosed that the dominant mechanism of minority-carrier transport at back-surfacefield(BSF)/base interface of the bottom subcell is thermionic emission,instead of defect-induced recombination,which is in contrast to previous reports.It also shows that both InP and InAlAs cannot prevent the zinc diffusion effectively.In addition,intermixing of major III-V element occurs as a result of increasing thermal treatment.To suppress the above negative effects,an initial novel InP/InAlAs superlattice(SL)BSF layer is then proposed and employed in bottom InGaAs subcell.The V_(oc) of fabricated cells reach 997.5 mV,and a reduction of 30 mV in V_(oc) loss without lost of Jsc,compared with the results of conventional InP BSF configuration,is achieved.It would benefit the overall V_(oc) for further four-junction solar cells.
低占空比红外增强吸收的量子阱微柱阵列

为了提高长波红外量子阱探测器的光耦合效率和信噪比,以8.7 μm为中心波长,设计和制备了量子阱亚波长微柱阵列结构。与已经报道的金属或介质微腔结构不同,本文的微柱结构有源区包含50周期的量子阱/垒层,结合低至0.18的占空比,可望在增强吸收的同时显著抑制暗电流。红外光谱测量验证了制备的微柱阵列在8~9 μm波段8%以内的低反射率特征,从而为高工作温度、高信噪比的长波红外探测提供了新方案。
北朝至隋唐时期织物翼马纹样来源及其成因

翼马纹样作为北朝晚期至隋唐时期典型的织物纹样,不仅反映了此时期社会的审美趣味与思想情趣,更是丝绸之路畅通时期中外文化交流的典型例证,具有较高研究价值。文章以中国北朝晚期至隋唐时期的纺织翼马纹样为研究对象,通过考古出土实物结合文献记录,对此时期出现的纺织翼马纹样的来源、发展过程及其盛行的原因进行分析。研究认为:北朝晚期至隋唐时期出现的纺织翼马纹样直接受到萨珊波斯文化的影响,但其间接根源于希腊的翼马形象。希腊的翼马纹样在传播至西亚和中亚的过程中受到双马神奈撒特耶和波斯袄教文化的影响,进行了不同程度的重塑,形成了具有萨珊波斯风格的团窠翼马纹样。之后随着丝绸技术的兴盛和粟特人的贸易活动带至中国本土,中国本土民众对翼马纹样的接受与当时特定的文化背景不无关系。
新疆冬小麦不同产量群体冠层光截获与干物质分布特性分析

研究不同产量水平冬小麦群体冠层不同层次光合有效辐射(Photosynthetically Active Radiation,PAR)截获、干物质分布及产量的影响,为缩小新疆冬小麦产量差距、提高光能资源利用和高产栽培提供理论依据。试验于2018-2019年在军户和奇台两个不同试验区进行,以当地主栽品种为试验材料,采用综合管理模式模拟了超高产(SH:≥9000 kg·hm~(-2))、高产(HH:7500~9000 kg·hm~(-2))、农户(FP:6000~7500 kg·hm~(-2))、基础(CK:≤4500 kg·hm~(-2))4个产量水平。研究4个产量水平下新疆冬小麦开花期上、中、下冠层的光截获特性及干物质积累与分配特性,分析其与产量构成的相关性,探究增产途径。结果表明:产量水平高的群体在灌浆期仍能保持较高的叶面积指数(Leaf Area Index,LAI);随着产量水平的提高,冠层上、中、下层的PAR截获率和PAR截获量均提高,且总体表现为上层>中层>下层,呈现"上强下弱"的垂直分布特征,PAR透射率变化趋势与之相反;中层干物质积累量要低于上、下层干物质积累量,且上层干物质随着产量水平的升高增幅要大于中层和下层,干物质上、中、下层均与PAR截获率呈极显著相关,与籽粒产量的相关系数分别为0.97、0.90、0.78。可见花后维持较高LAI,提高光合有效辐射截获量(IPAR),增加开花后干物质积累,是实现小麦增产,缩小产量差的途径。
巴丹吉林沙漠植被群落特征与土壤水分关系研究

通过对巴丹吉林沙漠周边及腹地进行野外调查采样,归纳出该区植被的生活型和群落类型,分析其植被多样性、优势度及均匀度指数,进而探讨该地区植被群落特征对土壤水分的响应。结果表明:(1)本次调查共记录到20科52属56种植物,分属于乔木、小乔木、灌木、小灌木、半灌木、草质藤本、多年生草本、一年生草本8类生活型,群落多以灌木和多年生草本植物为主,且多为沙漠旱生或超旱生多年生植物;(2)巴丹吉林沙漠群落整体生物多样性指数偏低,沙漠腹地湖泊周围物种丰富度和多样性指数相对较高,边缘地区较低,且灌木层在群落中占优势且分布均匀,草本层植被种类多样;(3)巴丹吉林沙漠土壤含水量普遍较低,超过61%的区域土壤含水量不足5%;土壤含水量与Simpson优势度指数(C)为极显著负相关,与Shannon-Winner多样性指数(H')、Simpson多样性指数(D)、Alatato均匀度指数(Ea)均为极显著正相关,且Simpson优势度指数(C)、Shannon-Winner多样性指数(H')、Simpson多样性指数(D)对土壤水分的响应关系中均为立方函数拟合效果最好。
基于定时截尾的变压器加速寿命试验方法

从变压器的工作原理出发,分析其主要失效机理,提出了变压器恒定应力加速寿命试验方法,并选择某款单相表电源用变压器进行验证。在500 h定时截尾试验后变压器未出现失效,利用χ~2函数,可以推出该款变压器在90 %的置信度水平下,正常工作寿命下限为3.6年。
不同土壤水分条件下沙生柽柳(Tamarix taklamakanensis)的生理生化特征及适应性

沙生柽柳(Tamarix taklamakanensis)是我国特有种,是塔里木盆地流动沙丘上最抗旱树种,对固沙造林和荒漠化防治起到非常重要的作用。通过测定沙生柽柳种群在3种不同生境(沙漠公路绿化带、河床砾质荒漠、流动沙丘)的叶片含水量、叶绿素含量、抗氧化酶活性及渗透调节物质含量,探讨了沙生柽柳在不同生境下的生理生化特征及对荒漠极端干旱环境的适应机制。结果表明:随着土壤干旱程度的加剧,沙生柽柳叶片相对含水量逐渐下降;超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、总抗氧化能力(T-AOC)逐渐升高;过氧化氢酶(CAT)与硝酸还原酶(NR)活性逐渐降低;种群叶片内可溶性蛋白呈上升趋势。在最为干旱的流动沙丘,种群叶片叶绿素a含量、可溶性糖含量最高。在干旱胁迫条件下,沙生柽柳种群主要通过增高SOD活性、POD活性、总抗氧化能力及降低过氧化氢酶(CAT)、硝酸还原酶(NR)含量以维持活性氧代谢平衡;同时,通过大量积累渗透调节物质可溶性糖、可溶性蛋白、丙二醛以维持高渗透调节能力抵御干旱环境胁迫。
放牧对荒漠灌丛草地土壤团聚体组成及其稳定性的影响

以内蒙古阿拉善盟荒漠草地为研究对象,分析了不同放牧强度对土壤理化性质、团聚体组成、养分含量及其稳定性的影响。结果表明:与轻度放牧相比,重度放牧使0~5 cm、5~10 cm和10~20 cm土层土壤有机C和全N含量显著降低,土壤容重显著增加;各土层中土壤团聚体以0.053~0.25 mm粒径为主,放牧强度的增加造成土壤团聚体平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)值降低,分形维数(D)值升高,土壤团聚体结构遭受破坏,稳定性降低,导致土壤团聚体由大粒径团聚体(0.25~2 mm)向小粒径团聚体(0.053~0.25 mm、<0.053 mm)转变;重度放牧使土壤团聚体的C/N值升高,造成有效养分难以释放,植物所需养分亏缺。说明重度放牧是造成阿拉善盟荒漠草地退化的重要因素。
电机中金属软磁复合材料损耗研究进展

金属软磁复合材料(Soft Magnetic Composite, SMC)由于具有较高的饱和磁感应强度、高磁导率、低矫顽力及各向同性的磁性能,因此在航空航天、电动汽车和电力电子等领域有广阔的应用前景。铁损是影响材料性能优劣的主要因素,其随磁性基体材料和制备工艺的不同而不同,建立SMC材料的损耗模型并对损耗来源进行预测和分离是十分重要的课题。主要总结了前人在软磁复合材料损耗方面的研究进展,阐释了金属软磁复合材料的损耗机理,综述了磁滞损耗、涡流损耗和剩余损耗的研究模型,并预测了今后的损耗模型研究趋势,这对低功耗金属软磁材料的发展具有重要意义。
退火温度对FeCoTiO纳米颗粒膜软磁性能的影响

采用射频磁控溅射法制备FeCoTiO纳米颗粒膜,在不同温度下进行退火处理,研究退火温度对其磁性能的影响。结果表明,随着退火温度的升高,在低于200 ℃时薄膜受应力变化机制影响较大,体现为矫顽力H_c、各向异性场H_k、截止频率f_r降低,磁导率实部μ'增大;在高于200 ℃时以晶粒长大机制为主,体现为H_c、H_k、f_r增高, μ'减小。综合考虑FeCoTiO纳米颗粒膜磁性能在各退火温度下的表现,在制备集成磁膜微电感的过程中,确定250 ℃是聚酰亚胺的最佳高温胶联化温度。
耐热型聚苯硫醚(PPS)钕铁硼注射成型粘结磁体制备及性能

简要介绍了聚苯硫醚(PPS)钕铁硼注射粒料及粘结磁体的特点、技术难点。分别研究了挤出机的料筒温度、给料速度和注射机的料筒温度、注射压力等工艺参数对粘结磁体的密度、表面磁通密度及材料磁性能的影响。在此基础上,制备了磁粉含量92.5 wt%的聚苯硫醚(PPS)钕铁硼注射粒料及粘结磁体,磁体密度可达5.27 g/cm~3,最大磁能积可达5.25 MGOe(42.0 kJ/m~3),可用于一些耐温性要求较高的领域。
含Ag硬质涂层的结构及其摩擦腐蚀与抗菌特性的研究进展

从含Ag元素的硬质涂层入手,综述了二元含Ag的Ag-DLC涂层到三元含Ag的CrN/Ag、TiN/Ag、 ZrN/Ag涂层,再到多元含Ag的CrSiN/Ag、TiCN/Ag、ZrCN/Ag等涂层的研究进展,分析了不同制备技术和参数、不同元素添加等手段对涂层结构、摩擦腐蚀及抗菌特性的影响。在含Ag硬质涂层从二元到多元的研究过程中,发现元素的含量和制备参数会对涂层的微观组织结构产生重要的影响,并且Ag元素的含量极大地影响着硬质涂层的摩擦学特性、耐腐蚀性能和抗菌性。已有研究表明:低剪切强度的软质Ag相的添加往往能提高涂层的耐磨特性,故将具有高热化学稳定性的Ag固体润滑剂与高耐磨性的硬质涂层相结合,可以改善硬质涂层的摩擦学特性;少量的Ag元素添加可以保持或略微改善涂层的耐腐蚀性能,但是掺杂较高含量的Ag会使硬质涂层的耐腐蚀性能降低;同时,Ag元素对能够引起金属腐蚀的细菌有很好的抗菌效果,且是对环境和人体安全性好的金属元素。若能在金属部件表面沉积含Ag的纳米复合涂层,可以满足水润滑部件耐磨和防污的使用要求。研究在水环境中具有耐磨、抗生物腐蚀的含Ag纳米复合涂层,有利于对机械工程设备中关键零部件的保护,对于海洋开发和社会发展具有重大意义。
矿用机械正铲式挖掘机研究进展

在广泛查阅国内外公开资料及长期产品研究基础上介绍了电铲结构特点、技术现状和常用设计方法,综述了离散元法、疲劳及可靠性分析、多领域统一建模分析等新设计方法应用情况;结合市场主流制造商产品动态对电铲产品的挖掘条件研究、新型机构、混合动力等新技术应用情况作简要介绍,探讨了目前面临的关键问题,并提出了产品设计中的智能化、数字化、混合动力源等新技术发展趋势,为电铲产品设计研究提供有益参考。
基于小波包能量与峭度谱的滚动轴承故障诊断

针对故障轴承的振动信号中包含冲击成分,导致信号的能量集中的问题,提出了一种基于小波包能量与峭度谱相结合的方法用以提取轴承故障信号特征。首先应用小波包对测量信号进行分解、能量归一化处理和信号重构,然后将重构信号采用峭度谱确定带通滤波器的最佳中心频率和带宽,最后将滤波信号进行包络解调并提取故障特征频率。分别对仿真信号和试验数据进行研究,能够清晰地得到故障特征频率及其高次谐波,从而验证了所提方法在滚动轴承的故障诊断中的有效性和可行性。
基于DFSS设计方法的车身结构开发

六西格玛设计是一种统计衡量法,包括识别、需求定义、概念开发、优化设计、确认和实施几大部分,在工程产品的开发设计中应用广泛。文中利用六西格玛设计,对共平台的三厢车和两厢车的关键结构进行设计。首先,识别车身关键结构区域,确定设计对象;其次,通过QFD分析把客户要求转换成工程指标,通过普氏概念选择优化方案;最后,利用试验设计方法确定设计空间,并获取满足车身强度、刚度、轻量化等性能需求的结构设计方案。研究结果表明,文中提出的基于六西格玛的车身结构设计方法能够满足工程结构设计需求,在结构性能优化方面提升效果明显。
某新型便携式挖树机设计与数值仿真研究

针对传统挖树机体积较大、成本较高等不足,设计出一款便携式的新型挖树机,能够较方便地完成树木的移动工作。同时采用非线性动力学方法,对该新型挖树机的挖土工作过程进行建模分析,并利用有限元法对其中的一些关键零部件进行分析。研究结果表明该新型便携式的挖树机具有结构简单、体积小、质量轻、使用方便等优点,同时在工作过程中,一些关键零部件能够满足材料自身的强度要求,因此该新型挖树机具有较为广泛的应用前景。
大功率盘式磁力离合器结构参数敏感度分析

为了解决500 kW级磁力离合器安装体积大、挂重大的问题,结合等效磁路法和有限元方法,对影响其电磁特性的主要结构参数进行敏感度分析.基于等效磁路方法,建立磁力离合器理论模型,分析结构参数对其电磁特性的影响.根据扇形和矩形永磁体的结构特征及电磁特性,确定永磁体形状的一般选取原则.针对永磁体极对数和占空比、导体盘温升、材料以及导体转子尺寸等主要参数对磁力离合器转矩特性的影响也进行了详细分析.结果表明:结构参数和磁导率主要影响磁路中各元素的磁阻和气隙磁场;导体盘电导率降低1.0×10~7 S /m,临界转差率增大约0.02;改变单一参数不能大幅提高磁力离合器的最大输出转矩,各参数之间互相影响,共同决定磁力离合器的输出特性.
93W杆式弹超高速撞击多层Q345钢靶毁伤及微观分析

为了解杆式弹超高速撞击多层薄钢靶的破坏过程及毁伤机理,开展了克级93W杆式弹正撞击多层Q345钢靶实验及数值模拟研究,通过扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)及金相显微镜,分析了超高速撞击实验后靶板材料的微观组织及成分。结果表明,超高速撞击作用下,靶板呈现出“翻唇”穿孔变形、花瓣状塑性变形、撕裂、撞击成坑及鼓包等破坏模式。靶板前3层毁伤以超高速穿孔为主,孔洞数目多但面积小,后几层靶板毁伤孔洞数目少且孔径呈先增大后减小趋势。微观分析表明靶材在强冲击压力下发生晶粒碎化、熔化及再结晶,撞击过程中会形成微孔聚集与微裂纹,可见靶板失效主要是熔融混合物冷却过程中产生的热应力与切应力下的剪切撕裂综合作用的结果。
妇科盆腔肿瘤引起的慢性盆腔疼痛的中西医诊疗现状

在以卵巢癌、宫颈癌、子宫内膜癌为主的妇科盆腔肿瘤的发生发展以及治疗过程中,常出现以骨盆疼痛为主要表现的慢性盆腔疼痛,严重影响了女性盆腔肿瘤患者的身心健康与生活质量。目前,针对妇科盆腔肿瘤引起的慢性盆腔疼痛的相关研究较少,而且缺乏中医证候研究,故尚无针对性的诊治方案。本文将探讨慢性盆腔疼痛的相关概念、不同盆腔肿瘤引起的慢性盆腔疼痛特点及其中西医诊治现状,为进一步研究妇科盆腔肿瘤引起的慢性盆腔疼痛的症候群研究与临床诊治提供借鉴。
中国文化和旅游融合发展空间分异及驱动因素

在探讨文化和旅游融合发展理论框架的基础上,以31个省市区2013—2017年文化产业和旅游产业发展的相关面板数据为基础,运用耦合协调度模型,分析中国文化和旅游融合发展的耦合协调度,并探讨其空间分异规律,基于地理探测器数据分析,结果显示:①2012—2017年我国文化与旅游耦合协调度呈现出“波动上升”的时序特征;②文化与旅游协调发展是公共资本、社会资本投入、科技手段使用、社会消费支撑等因素共同驱动的结果。
贵州省苗族传统村落空间结构识别及影响机制

苗族传统村落是地域文化、民族团结和利益关系的重要载体,系统研究其空间分布对保护传统村落、实现乡村振兴具有重要意义。运用核密度分析、网格维分析、空间相关分析和地理探测器等方法对苗族传统村落的空间结构进行科学识别,并探寻其影响机制。结果显示:①贵州省苗族传统村落空间分布上呈集聚特征,空间分异显著;核密度最大值为雷凯台区域,呈倾斜“T”字形坐落特征。②苗族传统村落为无标度区,具有明显的分形结构特征。自组织演化中围绕清水江和都柳江等地带展开,分形结构十分复杂。③苗族传统村落为显著的空间正相关性,呈以东南为热点区、东北—西南为冷点区的分布格局。④苗族传统村落集中分布在海拔500~1 000 m、地形起伏度30~70 m、坡度5°~15°、清水江与都柳江以及交通闭塞等地带;自然地理环境对苗族传统村落空间分布格局起着基础性作用,苗族文化和苗族人口分布起着决定性作用,落后的经济发展水平和闭塞的交通条件起着重要的保护作用。
基于夜间灯光遥感数据的环洞庭湖生态经济区城市群时空扩展

文章基于1993—2017年环洞庭湖生态经济区城市群DMSP/OLS和NPP-VIIRS夜间灯光遥感数据与ArcGIS,采用参考数据辅助对比法提取城市群建成区范围,利用Landsat 8遥感影像和Kappa系数进行精度检验,运用时空扩展规模、重心偏移及景观格局形态分析方法对城市群演变进行分析。主要结论如下:①动态阈值法提取夜光数据城市群建成区与实际符合,演变规律与规划、经济和政策贴合,经过中速调整过渡—高速边缘扩展—低速内部填充—快速飞地式扩展过程,呈现复杂周期性变化。②城市群重心由荆州市石首市南移至益阳市南县内,常德市与岳阳市主导城市群快速发展。③景观格局破碎度较高,空间连通性较弱,城镇相对独立,城市群呈“五核”空间扩展模式。
广义Rytov近似有限频初至层析

在传统的有限频层析理论中,采用Born或Rytov近似推导地震波旅行时对模型参数的一阶Frechet微商,隐含了弱散射近似假设。对于强速度扰动,有限频层析正问题的线性化近似不再成立。近年来发展的广义Rytov近似理论可以较为精确地预测散射波的相位扰动,因此更适用于有限频旅行时层析。为突破弱散射近似的限制,将广义Rytov近似应用于传统的有限频层析理论,导出了基于广义Rytov近似理论的有限频旅行时敏感度核函数。由数值试验可知,对于前向小角度散射,无论速度扰动强度如何,新的旅行时核函数均可较为准确地预测地震波的旅行时扰动。针对旅行时层析反问题,提出了一种基于隐式矩阵向量乘的高斯—牛顿反演算法,具有准二阶收敛速度且无需显式计算和存储Hessian矩阵。复杂模型数据测试结果表明,提出的广义Rytov近似旅行时层析可以建立高精度的近地表速度模型,且收敛速度较快。
大型LNG船玻璃钢压载水管道应力校核方法

玻璃钢管作为大型液化天然气(LNG)船压载水管道,在其应用过程中易出现部分管道破裂以及管道支架损坏的问题,针对该问题,以某大型LNG船为例,采用管道应力分析软件CAESAR II建立压载水系统玻璃钢管道有限元模型。根据实际建造营运方式,考虑船舶运动加速度、船体变形、温度和压力等载荷,确定能覆盖所有建造运营条件的载荷工况。采用ISO 14692标准作为大型LNG船玻璃钢压载水管应力校核设计的标准,分析压载水管道的应力水平以及作用在管道支架上的负荷,对应力超标处的管道进行优化布置,对承受大负荷的管道支架进行结构加强设计。实船应用结果表明,该方法的应用效果良好,可推广到其他类型船舶的玻璃钢压载水管道系统的设计中。
花鲈对七种蛋白质原料的表观消化率

为了解花鲈( Lateolabrax maculatus)对水解羽毛粉、喷雾干燥血球蛋白粉、鸡肉粉、黄粉虫粉、大豆分离蛋白、大豆浓缩蛋白和脱酚棉籽蛋白等七种蛋白质原料的干物质、钙、磷、粗蛋白和氨基酸的表观消化率,实验选取平均体重为( 54.3 ± 1.5) g的花鲈240尾,随机分成8组,每组3个平行,对照组投喂基础饲料,试验组分别投喂试验饲料,试验饲料由70%基础饲料和30%实验原料组成,以0.1%的三氧化二钇( Y_2O_3 )为外源指示剂。结果显示:花鲈对七种蛋白质原料的干物质和粗蛋白表观消化率以血球蛋白粉、鸡肉粉、大豆分离蛋白和大豆浓缩蛋白较高,脱酚棉籽蛋白和黄粉虫粉次之,水解羽毛粉最低。其中,花鲈对血球蛋白粉的粗蛋白消化率最高,为95.64%,显著高于其他六种原料;鸡肉粉次之,为90.61%,与大豆分离蛋白和大豆浓缩蛋白之间差异不显著;水解羽毛粉最低,为71.18%,与黄粉虫粉和脱酚棉籽蛋白之间差异不显著,与其他蛋白原料之间差异显著。花鲈对鸡肉粉和黄粉虫粉的总钙的表观消化率分别为30.39%和42.65%。花鲈对总磷的表观消化率从高到低依次为大豆分离蛋白( 76.04%) 、脱酚棉籽蛋白( 67.49%) 、大豆浓缩蛋白( 51.24%) 、鸡肉粉( 42.88%) 、黄粉虫粉( 38.40%) 。花鲈对各蛋白质原料中氨基酸的表观消化率与粗蛋白质的表观消化率变化趋势基本一致。结果表明,喷雾干燥血球蛋白粉、鸡肉粉、大豆分离蛋白和大豆浓缩蛋白可作为花鲈优质的蛋白源,脱酚棉籽蛋白、黄粉虫粉和水解羽毛粉在花鲈饲料中添加量不宜过高。
大渡河上游鱼类资源现状

2017-2019年,对大渡河上游鱼类种类组成、优势种和多样性指数等进行了调查。结果显示:大渡河上游采集到鱼类2目6科24种,其中包括了四川省级保护鱼类2种、长江上游特有鱼类8种以及外来物种3种。大渡河上游现有分布鱼类以齐口裂腹鱼( Schizothorax prenanti)和重口裂腹鱼( S. davidi)等为优势种群,生态类群以杂食性、底层、冷水性为主;鱼类种类数、Shannon-Weiner多样性指数、Margalef物种丰富度指数和Pielou均匀度指数均表现为泸定电站库区最高。结果表明大渡河上游鱼类区系组成简单,属典型的青藏高原类群,但受梯级电站的开发、肆意地人工放生活动等影响,鱼类资源呈现衰退趋势,外来鱼类入侵现象严重。
星表移动探测机器人研究现状综述

星表移动探测机器人是多学科、高新技术的结晶,用于非结构化环境中的星球表面探测,能有效减轻人类工作强度、保护人身安全以及代替人类完成恶劣环境下的科研探测工作,有着巨大的经济和社会效益。本文对已发射的探测器进行了统计,系统梳理了成功着陆月球、火星的探测机器人的技术参数、结构与机构组成等,综合对比了各国在星表移动探测机器人研制方面的技术状态。结合国内外的研究现状和成果,重点针对星表移动探测机器人移动系统的研究进行了梳理,将星表移动探测机器人从运动形式上划分为轮式、腿式、履带式及其他类型4种形式,对每类机器人的研究进展、技术参数、结构与机构形式、运动形态等进行了系统回顾和详细分析。结合星表移动探测机器人面临的探测任务及发展方向,对星表移动探测机器人未来发展趋势进行了展望。
带肋钢板加固腹板开大洞口RC梁的受剪承载力试验研究

设计并制作24根腹板开矩形大洞口钢筋混凝土梁,分别进行外贴钢板和带肋钢板加固,对比分析不同开洞尺寸、开洞位置、多洞口分布和锚栓构造等因素对钢板加固有效性的影响。结果表明:带肋钢板加固能有效改善洞口角部的受力性状,约束钢板不发生平面外屈曲失稳,使得钢板加固梁的洞口上肢整体压溃的脆性破坏模式转变为混凝土局部压碎的延性破坏模式,大幅提高了开洞梁的承载力、刚度及变形能力;开洞高度为0.4h(h为梁截面高度)、洞口宽高比为2的情况下,带肋钢板加固基本能使开洞梁的受力性能恢复至不开洞情况,随洞口尺寸的进一步增大,带肋钢板的相对加固效率更高,但加固梁的受剪承载力恢复水平会逐渐降低;高洞口、大弯矩以及开洞位置偏向受压区均会削弱洞口上肢,使上肢混凝土压碎成为梁承载失效的控制因素;多洞口相邻角部裂缝易贯通发展,使洞口区域受力复杂,可偏于安全地取多洞口外包络作为边界,将其近似为单一大洞口考虑;锚栓对约束带肋钢板剥离和提高加固系统整体性有一定作用,可作为构造措施但在受剪计算中不予考虑。根据试验结果与分析,建立带肋钢板加固梁的受剪承载力计算模型,其计算结果与试验结果吻合较好。
小型星表探测机器人发展现状与趋势

针对深空探测中(尤其是月球、火星和小行星探测)大型着陆探测器对小型移动机器人作为重要科学载荷的需求,综述了国内外小型星表探测机器人领域的发展现状,着重介绍了面向月球探测、火星探测和小行星探测的代表性小型机器人的任务需求、基本构型和样机测试情况。在系统总结小型星表探测机器人关键技术及发展趋势的基础上,提出了未来中国在该领域发展、完善的建议。分析表明:月球探测的高研究价值区域多位于崎岖地形中,体积小、运动性能强的轮式、足式机器人受到广泛关注,日本、英国、瑞士等国家已提出多种小型机器人概念,并研发原理样机进行测试试验;针对火星等存在稀薄大气层的星体探测,定位于配置组件的旋翼式无人机已成为国内外关注和研制的重点之一,同时面向特殊极端地形探测的小型轮式、翻滚式机器人也进入到原理样机测试阶段,美国在这些领域均保持突出优势;针对小行星等小质量、弱引力天体探测,小型翻滚式机器人成为其着陆探测的主流,美国开展了原理样机设计与试验,日本通过 "隼鸟2号"任务已成功实现在轨应用。
基于磁声电技术的肺部组织成像仿真研究

新冠肺炎可引起肺水肿和肺实变,对肺部造成严重的损害。CT检测存在辐射,超声成像对轻症患者难以发挥作用。磁声电成像是一种典型的电磁和超声相互耦合的电特性成像技术,具有高空间分辨率和高对比度的优点,可检测肺部病变早期变化。该文介绍磁声电技术的原理,利用有限元分析软件建立肺水肿或肺实变前期模型和完全肺水肿或肺实变模型,仿真分析所建模型的磁声电信号并实现了B扫成像。仿真结果表明,肺部组织内的气体对超声波有反射作用,随着肺部组织内气体含量逐渐减少,肺部组织左边界上由反射超声波形成的脉冲信号幅值减小,肺部组织右边界上由绕射过含气组织的超声波增加产生的脉冲信号幅值增大。当肺部完全水肿或肺实变后,肺部组织内不再含有气体,由反射超声波引起的脉冲信号消失,可显示内部肿块的脉冲信号。该文通过仿真论述了磁声电成像技术在新冠肺炎临床应用中的潜力。
V~2控制Cuk变换器建模与瞬态性能分析

将具有快速瞬态响应的V~2控制技术应用于Cuk变换器,分析了V~2控制Cuk变换器工作于电感电流连续导电模式(CCM)的原理。利用时间平均等效建模方法,推导包含输出电容等效串联电阻(ESR)的CCM Cuk变换器主电路传递函数。在此基础上,建立V~2控制和峰值电流控制CCM Cuk变换器的精确小信号模型,详细推导控制-输出传递函数及输出阻抗,并从频域角度对比分析V~2控制和峰值电流控制CCM Cuk变换器的瞬态特性。建立V~2控制和峰值电流控制CCM Cuk变换器的时域仿真模型和实验电路,通过仿真和实验对比分析两种变换器的稳态和瞬态性能。研究结果表明:V~2控制与峰值电流控制CCM Cuk变换器具有相同的稳态性能;相比于峰值电流控制,V~2控制CCM Cuk变换器具有更快的负载响应速度。
Ar等离子体射流处理乙醇水溶液的放电特性及灭菌效应

乙醇是一种医疗上常用的消毒剂,理论上在Ar等离子体射流处理的水溶液中掺杂乙醇可以增强灭菌效果。通过对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的灭活实验,发现在被处理的水溶液中掺杂20%乙醇可使Ar射流等离子体活化水的灭菌效果提高5个数量级以上。进一步地,发现当工作气体中掺杂0.2%N_2或在屏蔽罩中掺杂1%O_2时,只需在被处理的水溶液中掺杂2%乙醇,即可提高5个数量级以上的灭菌效果。同时发现,2%乙醇掺杂可使等离子体中多个放电通道交叠,原因可能是亚稳态Ar*和乙醇气体分子在气液界面的彭宁电离作用。最后,通过对液相活性粒子的检测分析,发现等离子体活化乙醇溶液中的过氧乙酸可能在灭菌过程中起主导作用,而过氧亚硝酸和过氧乙酸可能协同作用增强了灭菌效果。
高压大电流(4 500V/600A)IGBT芯片研制

提高绝缘栅双极晶体管(IGBT)单芯片电流容量,对减小封装器件芯片并联数、简化封装结构、改善芯片均流至关重要。该文基于高压、大电流、高可靠性IGBT应用需求,通过高压IGBT芯片坚强元胞设计及其协同控制技术实现了元胞之间的开关同步,通过光刻拼版技术解决大尺寸芯片的工艺制造,通过单芯片压接封装验证了大尺寸芯片设计及其性能,探索出一条大尺寸IGBT芯片设计、制造与验证的技术路径。研究开发了全球第一片42mm×42mm大尺寸高压IGBT芯片,攻克了高压IGBT芯片内部大规模元胞集成及其均流控制的技术难题,首次实现了4 500V/600A单芯片功率容量,具备优良的动静态特性和更宽的安全工作区,并可以显著提高IGBT封装功率密度与可靠性。
高频脉振信号注入永磁同步电机无滤波器初始位置辨识方法

针对传统高频信号注入永磁同步电机转子初始位置辨识方法中滤波环节产生的相移影响最终辨识精度的问题,提出一种无滤波器高频脉振信号转子初始位置辨识方法。该方法较传统利用低通滤波器分离高频信号分量方法,改进为利用估计直轴和估计交轴响应电流信号进行解调,去除高频分量,对解调后的信号进行锁相,辨识出转子初始位置。提出利用磁路饱和效应对转子磁极极性进行辨识的方法,提高磁极极性辨识准确性。最后在永磁同步电机矢量控制平台验证了该方法的可行性。
虚拟惯性控制的负荷变换器接入弱电网的序阻抗建模与稳定性分析

负荷虚拟同步机(LVSM)与基于直流侧电容虚拟惯性控制的负荷变换器(DLCVIC-LC)都能增强系统惯性,但也可能在弱电网下发生谐波振荡等交互稳定性问题。该文考虑直流电压控制以及频率耦合的影响,推导三相负荷变换器的序阻抗计算通式,并据此建立LVSM以及DLCVIC-LC的精确序阻抗模型,进而对比分析两者的序阻抗特性。分析发现LVSM的正序阻抗基本呈感性,与电网的阻抗特性基本一致,不易发生谐波振荡问题;而DLCVIC-LC的正序阻抗在中频段呈负阻容性(相位在–90°~–180°),容易在弱电网中引发谐波振荡问题。此外,该文基于所建序阻抗模型和Nyquist稳定判据分析电网阻抗及控制参数对两种负荷变换器并网系统稳定性的影响。最后,通过实验验证了该文分析的正确性。
磁场促进生物体内氧气利用的机制及其医学应用

磁场在地球生命的产生、演化与繁衍中起着至关重要的作用。生命的存活离不开氧气(O_2),O_2是大部分生物体生理活动的必需物质。磁场作为非侵入式物理条件,在一定条件下可以促进生物体内O_2的利用。该文从磁场和O_2的基本概念入手,基于现有的文献总结磁场促进生物体内O_2利用的生物学机制,展现磁场在呼吸-循环系统障碍性疾病/症状相关医学领域上的一些应用。以缓解氧代谢障碍疾病的缺氧症状和改善当下新冠患者的呼吸窘迫为理念,利用电工医学交叉学科的优势,拟解决该领域中促进O_2利用的待突破关键技术和发展需求,并对此发展前景予以展望。
二次通用旋转组合设计下磁絮凝工艺处理河道水效果

在实验室运用二次通用旋转组合设计研究苏州河道水处理工艺,系统分析了磁絮凝工艺处理苏州河道水的四个影响因素(PAC投加量、PAM投加量、磁粉投加量、沉淀时间)对磁絮凝效果的影响效应。并运用方差分析、回归模型方程分析、单因子效应分析以及双因素交互效应分析,得出最佳工况为PAC投加量15 mg/L、PAM投加量0.58 mg/L、磁粉投加量2.7 mg/L、沉淀时间2.1 min,此时理论上浊度可达到0.73 NTU,浊度去除率为97.2%,用此参数进行试验,得到实际浊度为0.82 NTU,实际浊度去除率可达96.9%。
城镇污水处理厂尾水中氮磷形态及光谱特征分析

为了进一步探究污水厂尾水排放对受纳水体的潜在影响,选取巢湖流域采用3种典型处理工艺(氧化沟、SBR、A~2/O工艺)的7座污水厂为研究对象,分析了尾水中氮、磷的形态及水体中溶解性有机质(DOM)的光谱特征。结果表明,不同工艺对TN、TP、COD等指标均具有很好的去除效果且无明显差异。尾水中颗粒态总氮(PN)占比在13.4%以下,主要以溶解态总氮(DTN)形式存在,其中溶解态无机氮(DIN)占比高于溶解态有机氮(DON) 。尾水中颗粒态总磷(PP)占比在10.1% ~ 66.7%,磷主要以溶解态总磷(DTP)形式存在,其中溶解态无机磷(DIP)占比在60%以上。DOM的三维荧光光谱显示,不同工艺尾水中的DOM均具有4类荧光特征峰,其中腐殖酸类物质C峰与紫外区类富里酸物质A峰较为明显。根据DOM的荧光特性参数(HIX值< 4、FI值> 1.9、BIX值> 1.0),各污水厂出水中的DOM主要为自生来源。由此表明,污水处理厂削减了大量的入河碳、氮、磷等负荷,其尾水可用于城市河道生态补水水源,实现城市污水资源再生利用。
大功率夹心式压电换能器结构参数计算分析及设计

基于一维纵振理论和机电等效原理,得到了单匹配层夹心式压电换能器辐射声压级的计算公式,通过该公式对换能器结构参数对其谐振频率和辐射声压级(sound pressure level,SPL)的影响进行了计算分析。计算结果表明:换能器径向尺寸对谐振频率的影响不大,但前盖板径向尺寸的增大会提高辐射声压级;纵向尺寸的增大会使换能器系统谐振频率降低,但增加前盖板厚度,或增大前后盖板厚度比,有利于辐射声压级的提高;增加压电晶片的片数、厚度和面积都可使换能器辐射声压级提高;换能器发射端增加匹配层能有效提高辐射声压级,匹配层的厚度和密度对声压级幅值和带宽有影响。依据计算结果,进行了给定指标要求的换能器的设计计算。
计及运动副间隙的双曲柄六杆压力机机构动力学仿真向量键合图法

针对计及运动副间隙的双曲柄六杆压力机机构动力学仿真问题,提出了相应的向量键合图法。基于修正非线性连续接触碰撞力的混合模型,推导出间隙运动副的相对碰撞速度向量方程。在此基础上,建立了可以更精确描述间隙运动副的向量键合图模型,具有通用性强、模块化的特点,便于嵌入到系统的向量键合图模型中。由机构运动副的约束关系,将各构件的向量键合图模型相互键接,建立了计及驱动电机、运动副间隙的双曲柄六杆压力机机构向量键合图模型。应用相应的方法,使机构向量键合图模型的贮能元件皆具有积分因果关系,实现了计及驱动电机、运动副间隙的双曲柄六杆压力机机构计算机建模及动力学仿真。在此基础上,分析了运动副间隙对压力机机构运动学及动力学性能的影响,验证了所述方法的可靠性及有效性。通过与无质量弹簧阻尼运动副间隙模型的计算对比,进一步表明该方法可以提高系统动力学仿真的精度及实用性。
基于可视图图谱幅值熵的滚动轴承故障诊断方法

为了准确有效地提取滚动轴承振动信号的非平稳、非线性故障特征,将复杂网络与图信号处理技术(graph signal processing,GSP)引入机械故障诊断领域,提出了基于可视图图谱幅值熵(graph spectrum amplitude entropy of visibility graph,GSAEVG)的滚动轴承故障诊断方法。该方法先将滚动轴承振动信号转换为可视图,获得可视图信号;再通过图傅里叶变换(graph Fourier transform,GFT)将可视图信号从顶点域变换到图谱域,并将计算得到的图谱幅值熵(graph spectrum amplitude entropy,GSAE)作为故障特征参数;利用马氏距离(Mahalanobis distance,MD)判别函数作为分类器对不同类型故障进行模式识别。实际滚动轴承振动信号的分析结果表明,基于可视图图谱幅值熵的故障诊断方法能对滚动轴承故障进行准确有效地识别。
基于弹- 塑- 断裂理论的镐型截齿截割机理研究与实验验证

为研究镐型截齿在截割煤岩过程中的截割机理,建立镐型截齿外轮廓的数学模型,基于弹性力学、塑性力学和断裂力学等理论,提出了煤岩截齿截割力作用下发生弹-塑-断裂失稳理论模型,以此来描述截齿截割煤岩机理,并依据理论模型分别推导出煤岩在弹性变形、塑性变形和断裂失稳状态下截齿截割力以及煤岩应力表达式。最后采用自主搭建实验设备进行不同截割倾角的镐型截齿截割煤岩实验,实验结果表明:煤岩在截齿截割力作用过程中,随着截齿截割深度的增加,截齿与煤岩的接触面积逐步增大,煤岩存在弹性变形阶段、塑性变形阶段以及断裂失稳阶段并与理论模型相符;截割倾角为90°、75°、60°时,截齿截割阻力理论值与实验值的均方根误差分别为0.082 kN、0.199 kN、0.204 kN,理论值与实验值相差较小,验证理论模型的正确性。
混凝-BAF处理黑臭水体中试实验研究

以实际黑臭水体为样本,经混凝预处理后进行曝气生物滤池(BAF)的中试实验。结果表明,BAF系统挂膜启动时间为21 d,反冲洗周期为12 d;当停留时间1 h,气水体积比4:1时,系统运行状态最佳,COD、NH_4~+-N、TP去除率分别达到82%、90%、42%,出水满足GB 18918-2002一级A标准。探究污染物降解历程发现,COD降解主要发生在填料层0~60 cm高度,而氨氮降解主要发生在60~120 cm区间;三维荧光图谱显示原水有4个特征荧光峰,BAF系统显著降低了荧光特征峰强度,出水仅存微弱的类腐殖酸物质特征荧光峰。
新能源经柔直孤岛送出场景下换流站安全稳定运行区域研究

新能源经柔直孤岛送出系统相较于送端交流联网的柔直系统而言,抵御故障及扰动的能力较弱。为保证新能源经柔直孤岛送出场景下换流站的安全稳定运行,研究了换流站稳定运行的约束条件以及新能源经柔直孤岛送出系统的附加运行约束条件对换流站安全稳定运行区域的影响,比较了2类约束条件下的换流站运行的功率极限,最终给出了换流站安全稳定运行区域的计算方法。提出了在保证系统安全有效地输送功率的前提下,以降低经济成本为目标,通过优化配置交流耗能电阻容量来增大换流站安全稳定运行区域的方法。在PSCAD仿真软件中搭建新能源经柔直孤岛送出系统仿真模型,验证了所提方法的正确性。
基于数值逼近与值集分析的多直流间换相失败预测模块参数优化研究

直流换相失败预测等附加控制策略具有开关特性,所以关键的电气输出量可作为系统稳定指标。提出了一种能够优化多个换相失败预测模块中参数配置的分析方法。首先采用非侵入式多项式或有理分式数值逼近法快速确定稳定指标与多参数之间的输入输出关系式。然后采用一种值集分析方法,将稳定指标含参表达式与临界值结合,构造一个二维值集函数。在复平面上的值集图提供了多参数问题的可视化分析结果,揭示了多直流换相失败预测模块参数对系统暂态响应的不同影响,有助于优化多参数协调整定,改善暂态响应,从而提高混联电网稳定性。
多负载磁耦合谐振式无线电能传输系统特性分析

为解决单一电能发送端为多个负载同时提供电能的问题,文章基于磁耦合谐振工作原理,对多负载磁耦合谐振式无线电能传输系统进行建模,对线圈方位特性、线圈品质因数特性和系统功效特性进行分析和研究。首先推导得出在存在径向偏移的情况下,适度角度偏移会使互感增大,其次通过公式推导和仿真验证,实现了多负载MCR-WPT系统功效最大同步。然后在保证系统传输距离和负载输出功率前提下,运用自适应度粒子群寻优算法获取多负载磁耦合系统对应传输效率最大值;最后通过有限元仿真与实物系统搭建的方法,验证了该算法的正确性。
基于主动探测式的混合MMC直流输电系统单端量故障定位

为了进一步提高传统故障定位方法定位性能,保证直流线路故障恢复的可靠性,提出基于主动式探测的直流线路单端量故障定位方法。文中考虑过渡电阻、线路频变参数效应、微分项计算误差及长线分布电容因素影响,利用混合式MMC换流器的高可控性,提出主动式探测信号注入策略。结合故障限流策略,运用参数识别思想,引入分布参数模型的补偿策略,构建含故障距离、过渡电阻参数的参数识别故障定位方程,实现故障定位。仿真结果表明,所提出的故障定位方案均能够准确的识别出故障区域,适用于较长的直流线路,受过渡电阻和采样率影响较小。
中性点不接地配电网电弧接地故障建模与分析

电弧接地故障是中性点不接地中压配电网最常见的故障类型之一,有必要合理建模并分析其非线性特征。传统方法多依赖于电弧黑盒模型的仿真分析,电弧非线性对故障暂稳态特征的影响难以定量计算。针对该问题,遵循突出电弧中、低频主要特征以简化电弧模型的思路,提出适用于故障暂稳态过程分析的复奇频电压源串联电弧等效模型,结合不接地系统故障复合网络,定量给出不同过渡电阻下电弧接地的暂态电流解析表达式,并分析故障稳态电流的谐波特征。通过仿真计算与现场试验数据验证所提算法的有效性,为后续中性点不同接地方式下电弧接地故障保护的研究提供了理论依据。
计及生产指标的海上油田群电力系统可靠性评估

海上油田群电力系统作为深远海油田唯一的动力来源,其安全可靠运行是海洋石油安全生产的前提。针对海上油田群电力系统,提出了计及生产指标的海上油田群电力系统可靠性评估方法。由于海上油田群生产目标明确,且原油减产量和电量不足期望并无明确的函数关系,因此提出了生产可靠性指标,以更好地评估故障造成的损失。此外海上油田群负荷数目少,负荷相关性强,切负荷操作不同于陆上电力系统,因此建立了负荷联动切负荷模型,并完善了优先脱扣切负荷模型。采用上述方法对JA油田群电力系统进行了可靠性评估,发现海上油田群电力系统最为薄弱的部分为输电系统。通过增建线路形成环网等措施可在一定程度上提高电力系统可靠性。
非理想通信条件下微电网分布式有功功率控制

一致性控制是目前微电网控制领域主流的分布式控制方法之一。一致性控制系统的正常运行依赖于可靠的分布式控制器和通信网络。然而,通信网络中不可避免存在各种非理想因素,其中的通信干扰将导致电网中分布式电源出力以及电网频率出现偏差,甚至危及电网的安全运行。针对微电网一致性控制中的通信干扰,分析了干扰对系统控制性能的影响。进一步,提出了一种含状态观测器的分布式有功功率控制策略,给出了含事件触发机制的可变增益系数设计方法,分析了所提分布式控制策略在非理想通信条件下的动态性能,理论证明了该策略对典型形式的通信干扰具有良好的抑制能力,可显著提升微电网运行的可靠性。仿真和实验结果验证了所提策略的正确性和有效性。
基于深度学习的智能变电站二次设备故障定位研究

为提高智能变电站二次设备故障定位的准确率和运维效率,提出一种基于深度学习的智能变电站二次设备故障定位方法。依据二次设备不同模块故障时的特征信息,梳理故障定位的推理知识库;结合二次设备的自检信息、报文的订阅关系以及采样值提出了故障断面的特征信息表征方式;利用深度学习的训练规则,建立基于循环神经网络的二次设备故障定位模型并给出了故障定位步骤。以典型的智能变电站线路间隔为例,仿真验证了所提故障定位方法的有效性与精确性,且在信息可靠性不足的情况下仍能取得良好的判别结果,容错性能良好。
含分布式电源和电动汽车的城市电网半不变量故障分析方法

故障分析是城市电网保护配置的基础,现有方法大多基于某一运行点,并未计及分布式电源出力与电动汽车放电的随机性。基于此,提出一种含分布式电源和电动汽车的城市电网半不变量故障分析方法。该方法在建立分布式电源与电动汽车随机出力模型的基础上,将已知出力的概率分布转化为半不变量,通过线性化后的PQ控制策略下故障计算模型,得到功率与电压电流之间的关系,进而计算得到故障电压、短路电流的半不变量,然后利用Gram-Charlier级数展开得到故障电压、短路电流的概率分布。最后,基于改进的IEEE 33节点算例模型对所提方法进行验证,证明该方法的准确性与有效性。该方法适用于考虑分布式电源出力与电动汽车放电随机性的城市电网故障分析,可为保护装置整定值的选择提供依据。
计及阻塞管理的交直流柔性配电网协调优化调度方法

针对包含柔性变电站的交直流柔性配电网,提出一种计及阻塞管理的交直流柔性配电网协调优化调度方法,以市场手段引导交流配电网和直流配电网的友好互动。结合交直流柔性配电网的特点,以直流配电系统运行成本最小为目标,建立基于Distflow和二阶锥松弛的直流网络优化决策模型,同时考虑直流配电系统的储能系统约束及需求响应负荷约束。当交流线路发生阻塞时,交流配电系统运营商产生阻塞电价,调整直流配电系统内储能和需求响应负荷的调度计划,优化内部直流网络的潮流分布,引导直流配电系统改变购售电计划,从而解决交流线路的阻塞问题。算例采用改进的IEEE-33节点系统,考虑线路的双向阻塞,通过对阻塞管理前后结果的分析,验证了所提方法的有效性。
虚拟同步发电机的输入阻抗建模及稳定性分析

虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)和前级接口变换器的交互稳定对其可靠实现调频、调压等辅助服务功能至关重要。采用阻抗分析方法是解决该类问题的有效途径,但需要获知前后级子系统准确的阻抗模型。为此,建立了计及滤波器寄生参数的三相并网逆变器小信号电路模型,推导出VSG的闭环输入阻抗模型,深入探讨了功率环参数、功率指令和电网运行条件等因素对闭环输入阻抗的影响,并分析了VSG与前级接口变换器的交互稳定性。最后,通过10kVA的MATLAB/simulink仿真模型对理论分析的正确性进行了仿真验证。
高海拔地区±500 kV直流线路电磁环境试验研究及导线选型

直流输电线路电磁环境与环境保护和工程投资密切相关,尤其在高海拔地区,电磁环境已成为决定导线型式和线路结构参数的关键技术问题。文章利用位于海拔4300 m的西藏羊八井高海拔试验线段,对±500 kV直流输电线路采用6×300和4×500 mm~2导线时的地面合成电场、可听噪声与无线电干扰开展了长期试验研究。通过统计分析,获得高海拔地区±500 kV直流线路电磁环境水平及分布规律。通过与低海拔计算结果的对比分析,获得±500 kV直流线路电磁环境的海拔修正量,并讨论了美国EPRI推荐的电磁环境海拔修正方法的适用性。试验结果表明,±500 kV直流线路在海拔4300 m地区采用6×300和4×500 mm~2导线,电磁环境均可满足标准限值要求,其中4×500 mm~2导线水平荷载更小,有利于降低杆塔重量;从海拔0到4300 m,±500 kV直流线路可听噪声和无线电干扰增加量约为3.4 dB和10~13 dB,分别为按美国EPRI推荐方法得到的修正量的24%和70%~90%。
相邻变压器空载合闸对光伏输出电流二次谐波分量影响的研究

随着光伏渗透率的提高,含有大量电力电子元件的光伏并网系统改变了电网的谐波特性。当相邻变压器空载合闸于光伏并网点母线时,励磁涌流引起的母线电压波动会导致光伏输出电流中含有二次谐波分量。文章以相邻变压器空载合闸为场景,介绍光伏并网系统结构及其控制策略,揭示光伏输出电流二次谐波分量的产生机理,分析光伏输出电流二次谐波对变压器差动保护的影响并提出抑制措施。最后通过仿真验证理论分析的正确性和抑制措施的有效性。
含大规模面板级直流优化器的分布式光伏并网系统动态建模

近年来,越来越多基于光伏(photovoltaic,PV)面板级直流优化器(DC optimizer,DCO)的分布式最大功率点跟踪(distributed maximum power point tracking,DMPPT)技术被提出用于解决局部阴影或不匹配问题。DMPPT的研究依赖于高精度、高效率的分布式光伏并网系统动态仿真模型。而通常此类光伏电站模型包含上千的DCO,将导致仿真过程中计算量过大的问题。针对此类建模问题,提出了一种基于矩阵变量的含大规模DCO的分布式光伏并网系统建模方法。该方法可结合Matlab/Simulink矢量仿真的功能实现,所建模型是一个系统规模可任意配置的平均值模型,其优点是采用模块化设计方法,具有良好的可扩展性。此外,该模型还可以利用Simulink的线性化工具箱直接得到其线性化结果,避免了大规模系统稳定性分析中人工线性化计算的复杂性。通过小规模DMPPT光伏系统电磁暂态模型与平均值模型的仿真结果对比,以及大规模系统线性化计算结果与时域仿真的对比,验证了所提建模方法的正确性和有效性。
基于偏依赖量的风功率影响因素相关性分析方法

分析各类影响因素与风电功率之间的相关性对于提升风电功率预测的准确度和评估风电机组的性能具有重要意义。针对原有相关性分析没有考虑风电功率时变特性和不能反映影响因素与风电功率之间复杂非线性关系的问题,提出基于影响因素重要性和偏依赖量的相关性分析方法。首先,基于历史数据,利用梯度提升树和人工神经网络训练风电功率模型。其次,基于功率模型提出影响因素重要性指标,识别影响功率的重要因素。然后,利用风电功率对各类影响因素的偏依赖量衡量影响因素的变化对风电功率趋势的非线性影响。最后,采用实际风电功率数据进行验证,实验结果表明所提方法能够识别影响风电功率的重要因素,并可衡量各类因素的变化与风电功率之间的非线性相关关系。
基于卷积循环神经网络的风电场内多点位风速预测方法

传统的超短期风速预测方法往往采用风电场内单一位置处风速信号进行预测,忽略了风电机组间的风速相关性,导致预测模型难以考虑地形和尾流影响下的风速空间分布特征,限制了超短期风速预测精度的提高。因此,提出了一种基于深度卷积循环神经网络的风电场多点位风速超短期预测方法,考虑风速时空相关性进行风速空间分布的超短期预测。提出的方法结合了卷积神经网络和长短期记忆网络,采用卷积神经网络获取长期风速空间分布特征,利用长短期记忆模型获取短期时间序列特征,可以同时获得多个点位处的风速超短期预测结果。通过山东某风电场数据的验证:与传统方法相比,所提模型的精度均有所提升;将测试集按季度分开,在各模型预测结果均最好的第四季度,对于多点位的平均误差水平来说,所提模型的平均绝对误差和均方根误差为0.367m/s和0.506m/s,比持续法分别降低了15.0%和15.2%,比支持向量机模型分别降低了31.5%和43.1%。
综合考虑充电需求和配电网接纳能力的电动汽车充电站规划

综合考虑充电需求和配电网接纳能力的电动汽车充电站规划对电动汽车和配电网协同发展具有重要意义。对电动汽车出行大数据进行数理统计,获取出行和充电行为特征指标;以此为基础用马尔科夫原理和轮盘赌法模拟目标数量下电动汽车的出行链,预测充电需求时空分布,获得配电网各节点充电需求不可达率和不满足率;进而筛选候选站址和接入方案,采用熵权修正的层次分析法评估配电网对候选接入方案的接纳能力;以建设运营总成本最小为目标建立充电设施规划模型,采用遗传算法求解,通过配电网潮流计算检验规划结果的合理性。IEEE33节点系统案例验证了所提方法的有效性。
面向工业园区的集中-分布式综合需求响应方法

目前通常采用集中式的统一调度实施综合需求响应(integrated demand response,IDR),这种方式在保护用户信息私密性和控制自主权方面存在不足。为此,研究了一种工业园区集中-分布式IDR方法。首先根据工厂综合能源系统的供能架构给出用户的可调控资源,然后设计了工业用户、园区能量管理系统和上级电网的集中-分布式交互机制,进而借鉴现行的两部制电价和统一价格机制,提出一种园区内部用户间的IDR市场机制。在此基础上建立了考虑多能协同的用户运行优化模型和工业园区集中-分布式IDR模型,并证明了该模型迭代收敛。算例分析结果表明所提IDR机制可减少用户对外提供的信息,并使用户与园区整体的运行成本最小。
风机低电压穿越控制对系统暂态过电压的影响及优化

特高压直流输电工程及近区大规模风电场的陆续投运使系统交直流故障扰动后的暂态过电压问题愈发凸显,严重威胁交直流设备安全,已成为严重制约特高压直流输电能力及风电场并网功率的关键因素,其中风电机组在系统交直流故障扰动后低电压穿越过程中的有功/无功功率动态特性是引起系统暂态电压进一步升高的重要因素。鉴于此,结合我国风电机组并网技术规范,首先阐明了风电场在电网故障穿越过程中的控制切换逻辑,并详细分析了风电机组在低电压穿越期间及恢复过程中的暂态有功及无功输出特性。其次,探讨了风电场低穿过程恶化系统暂态过电压的作用机制,在此基础上,对比分析了不同低穿控制方式对风电机组功率特性及对系统暂态电压的影响,并指出了敏感影响因素。最后,提出了风电机组低穿控制性能优化建议,可用于指导实际并网风电机组低穿控制策略优化,以有效抑制系统暂态过电压水平。
基于电力系统承载力指标的新能源装机规划方法

根据电力系统承载能力规划新能源装机,确保源网荷协调发展是实现新能源健康发展的根本途径。首先分析了新能源出力的概率分布和累积电量分布,根据电力系统经济调度理论分析新能源消纳机理,提出利用新能源消纳系数计算新能源利用率的消纳系数法,并与时序仿真法进行对比,分析了消纳系数法的计算误差和适用范围。在此基础上,提出2个能够真实反映电力系统新能源承载能力的普遍指标:新能源消纳系数和新能源承载系数。以消纳系数法为基础建立这2个指标与新能源装机、负荷、调峰率、上备用率之间的关系,提出基于新能源承载力指标的新能源装机规划方法,并分析了负荷、负荷率、常规机组调峰率、上备用率等因素对电网能接纳的新能源装机的影响,提出提升电力系统新能源承载能力的措施。
含风电的高维多目标安全约束机组组合问题求解方法

建立了最小化系统总运行费用、总网损、总购电费用和污染气体排放量4个目标的含风电场、储能电站和抽水蓄能电站的多目标安全约束机组组合模型。采用凸松弛法将安全约束机组组合的混合整数非线性规划模型转化为混合整数凸规划模型以降低模型求解的计算复杂度,并提出求解四目标优化问题Pareto前沿的方法。首先采用Spearman相关系数法选出一个次优目标,利用e-约束法将四目标优化问题转化为一系列三目标优化问题;再根据规格化法平面约束法求解每个三目标优化问题的完整Pareto前沿曲面,从而得到三维空间中四目标优化问题的Pareto前沿曲面簇。通过对修改IEEE9节点系统和某实际电网的计算结果表明,所提出的模型和算法能够快速有效地获得四目标优化问题的均匀分布Pareto最优解集。
基于虚拟同步控制的双馈风电并网系统暂态功角稳定研究综述与展望

随着新能源渗透率增加,电力系统惯量、阻尼逐渐降低,稳定性问题日益凸显。虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)技术作为一种提高新能源发电系统主动支撑电网能力的有效手段而获得广泛关注与应用, VSG并网系统暂态功角稳定问题也成为研究热点。首先介绍了电力系统暂态功角稳定分析方法,然后分析了常规双馈风电机组(doubly-fed induction generator,DFIG)接入对电力系统暂态功角稳定的影响,在此基础上,分析了采用不同技术路线的风电VSG并网系统暂态功角稳定分析的关键问题与研究现状,并对VSG并网系统暂态功角稳定的进一步研究进行了展望。
一种基于博弈论的多微网能源交易方法

参与电力市场交易是提高微电网可再生能源渗透率的有效手段之一,因此研究多微网之间的交易机制具有重要意义。针对多微网间能源交易竞争问题,提出一种基于非合作博弈的日前交易方法。首先,在构造收益相关效用函数的基础上,将能源交易竞争问题转化为非合作博弈问题进行求解,进而以纳什均衡解作为微网最佳交易策略,实现各微网效用最大化。此外,制定了一套市场定价机制,以刺激交易为目标导向,通过价格信号激励微网购售能。算例结果表明,所提出的交易方法在减少微网与主网间能源交换的同时有效降低了系统运行成本,可为完善电力交易模式及科学优化定价提供理论参考。
基于多时间尺度的电-气-热耦合网络动态状态估计

目前能源网络状态估计的研究一般仅对单一系统或双系统。针对多种能源网络联系日益紧密的情况,研究了电-气-热耦合网络中不同子网络间的耦合关系和交互作用,并根据不同网络之间动态特性的差别,提出了基于多时间尺度的电-气-热耦合网络顺序状态估计(state estimation,SE)方法。同时以无迹卡尔曼滤波算法为基础,考虑到不同子网络间的耦合约束,构建了适应多情景的状态估计全局一致算法,保证了耦合网络状态估计结果满足边界耦合约束。仿真算例验证了所提方法的正确性和有效性,其结果对构建面向综合能源系统的新一代能量管理系统提供了数据支撑。
考虑热环网时延的区域IES分层分布式优化方法

由于能源市场的逐渐开放,传统的分层集中式调度难以满足含多运营主体的区域综合能源系统的隐私保护和独立决策需求。因此,针对由多个不同运营主体构成的分层式区域综合能源系统,基于目标级联算法将区域综合能源系统的优化调度模型按子区域进行解耦,提出了一种上、下层协同的双层分布式调度模型。将区域运营商作为上层协调系统,其根据各子区域的能源需求,通过交互协调各子系统的能源供应方式实现整个区域内的能源优化调度。针对下层子系统,将热网的延时特性视为储热装置纳入优化模型,可有效发挥热网的储能作用。最后,以某区域系统为例进行仿真分析,结果表明所提的双层分布式优化调度模型能够有效实现分层式多主体区域综合能源系统之间的协调调度,确保了各子系统的独立性。同时,考虑热网延时特性的优化模型可有效提高调度计划的准确性。