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开关磁阻电机再生制动控制方法

针对开关磁阻电机再生制动控制中存在制动电流波动大的问题,提出一种基于电流预测的开关磁阻电机再生制动控制方法。分析了电机制动过程中其对应功率开关的工作模式及相应状态向量的确定方法,研究了基于电流预测的开关磁阻电机再生制动控制的具体设计方法,并对其效果进行了仿真验证,同时与传统变制动相电压占空比控制法进行了对比仿真分析,结果表明,该控制方法相对于传统变制动相电压占空比控制方法显著减小了电机制动电流和制动转矩的波动程度,从而有效提高了其制动运行的稳定性,具有较好的应用价值。
水下回路通信电信号传输特性仿真研究

利用缆道与水体组成回路进行信号传输是实现水下至水上跨介质通信的有效方法,但此通信方式通信质量差且易受环境因素影响。为提升通信质量,对电信号在钢缆与水体形成的回路中的传输特性与影响因素进行研究。根据水体特性提出通信信道等效电路,通过有限元仿真分析电信号传输路径及电场分布,并且仿真计算通信距离、极板入水深度、水体宽度、极板大小、水体电导率和介电常数等实际因素对等效电路参数的影响。结果表明,通信距离、极板大小和水体电导率是信号衰减的主要影响因素,且随着通信距离和极板大小增加,信号幅值比稳定为92.2%和95.8%,通过控制极板大小与信号频率可实现快速有效的水下至水上远距离通信,为水下回路通信系统设计与优化提供理论参考。
基于构造导向滤波与梯度结构张量相干属性的储层裂缝预测方法及应用

梯度结构张量(GST)相干技术和构造导向滤波技术在断层解释方面各具优势,但将二者结合的应用实例并不多见。为此,提出基于构造导向滤波与GST相干属性的储层裂缝预测方法。首先,利用构造导向滤波方法对地震数据进行各向异性补偿处理,在提高信噪比的同时突出断层和裂缝特征;然后,利用优化处理后的地震数据提取地层倾角、方位角等属性,获得计算断层和裂缝的基础数据;最后,基于倾角、方位角、振幅等数据构建方向导数矢量和GST,通过计算GST的特征值和特征向量,提取突出地震数据结构特征的GST相干属性,实现储层裂缝精细识别。基于构造导向滤波与GST相干属性的储层裂缝预测方法精细预测了川西雷四段上亚段碳酸盐岩储层裂缝,结果表明:断层和裂缝主要分布在T6层以下,T6层反射连续,地层稳定,形成了良好盖层;雷四段上亚段断层、中小尺度断层和裂缝较发育,以构造缝为主,可作为天然气储集空间和运移通道。
用于生物电阻抗谱测量的程控宽频恒流源设计

恒流源作为生物电阻抗谱测量系统中的激励信号,需要输出频带宽、电流稳定。为此,提出了一种程控宽频恒流源设计方案,以STM32单片机为控制核心,通过DDS数字信号发生器产生频率可调的正弦电压信号,经Tietze电流泵进行电压电流转换,转换频带宽,畸变小的电流信号,利用以MCP41010数字电位器为调节单元的程控增益放大,解决恒流源的高频衰减问题。在仿真实验证明恒流源随频率和负载改变输出特性优良的基础上,研制了恒流源装置。实验表明,恒流源可控输出频率为0~ 1 MHz,负载能力为0~5.4 kΩ,电流有效值随频率、负载改变平均误差分别为0.137%、0.251%,具有输出频带宽、带负载能力强、电流输出稳定特点,能够满足生物电阻抗谱测量需求。
Tm~(3 +)/Ho~(3 +)共掺含BaF_2纳米晶氟硅酸盐玻璃陶瓷2 μm发光性能

由于在人眼安全、光电探测、中红外超连续谱产生等方面的应用,2.0 μm波段中红外激光器引起了人们越来越广泛的关注。本文采用熔融-淬冷法制备了含BaF_2纳米晶、Tm~(3 +)离子单掺及Ho~(3 +)/Tm~(3 +)共掺的85SiO_2-7.5KF-7.5BaF_2 (SKB)玻璃陶瓷,表征了样品的拉曼光谱、吸收光谱、808 nm泵浦下在2.0 μm处的发光性能,得到了实验过程中Ho~(3 +)/Tm~(3 +)的最佳掺杂浓度。结果发现,Ho_2O_3、Tm_2O_3掺杂浓度均为1.0%时, 2.0 μm处Ho~(3 +):~5I_7→~5I_8发射峰强度达到最大,并对Ho~(3 +)和Tm~(3 +)之间的能量转移机制进行了详细分析和讨论。研究表明,Tm~(3 +)/Ho~(3 +)共掺的BaF_2纳米晶SiO_2-KF-BaF_2玻璃陶瓷有望成为2.0 μm波段中红外固体激光器的增益基质。
基于一致性模型的梯次利用锂离子电池组能量利用率估计方法

锂离子电池的不一致性导致电池组的容量和寿命等指标显著小于电池单体,且该问题在梯次利用的应用场景下更为严重。电池组老化后,电池组内电池不一致性参数之间并非相互独立,而是相互耦合,因此造成电池组一致性建模困难,降低了电池组的能量利用率的估计精度。针对梯次利用电池筛选成组和成组后的状态评估,该文提出一种基于Copula理论的电池组一致性建模方法,同时实现了电池参数分布特性和参数间相关性的准确刻画。基于电池组一致性模型,提出一种电池组能量利用率估计方法,并进行实验验证,估计误差在1%以内。最后分析电池组能量利用率的影响因素,以指导电池组的优化成组和使用。
基于全复数型滤波器的三相锁相环技术

近年来,前置复数滤波器(CCF)的锁相环(PLL)技术成为电网同步研究中的热点。然而,现有的CCF-PLL已被证实其数学模型和控制性能与传统的实数滤波器型PLL基本一致。为提高系统的控制性能,该文提出一种CCF结构完全复数化的三相PLL技术。首先,给出前级滤波结构关于电压的传递函数,验证该结构可以准确分离出电网的基波正负序分量。其次,进行前级结构关于基波正序相位的数学建模,结合后级的同步旋转坐标系PLL,构建整个PLL系统关于相位的数学模型,并利用三阶最佳校正法对系统进行设计,确定相关控制参数。研究发现,若采用与CCF-PLL相同的开环截止频率,所提PLL的中频段宽度更宽、相位裕度更大。另外,还设计了多重全复数滤波结构级联的三相PLL,以便更彻底地抑制电网谐波。最后,通过仿真和实验进行验证,结果表明,相比CCF-PLL,所提PLL的控制性能更佳。
融合频域介电谱及支持向量机的变压器油浸纸绝缘老化状态评估

变压器油纸绝缘老化-受潮协同效应能够显著影响其频域介电谱(FDS)数据,因此,在绝缘严重受潮情况下难以利用FDS技术实现纸绝缘老化状态的准确评估。鉴于此,该文融合FDS以及支持向量机(SVM)提出了一种考虑水分-老化协同效应的变压器油浸纸绝缘老化状态评估方法。在当前的研究中,首先,制备具有不同老化及受潮状态的油浸纸绝缘样本,并基于FDS测试提取用于表征绝缘劣化状态的特征参量。其次,基于多元回归分析构建用于训练老化状态分类模型的拟合介电特征参量数据库。最后,利用拟合介电特征参量数据库和SVM构建用于老化状态评估的分类模型。研究结果证明,构建的分类模型可以准确评估不同受潮状态的变压器油浸纸绝缘样本的老化状态。
预处理+两级A/O +UF +Fenton +BAF处理餐厨沼液

餐厨垃圾经过厌氧发酵后脱水产生的沼液,成分复杂,水质波动大,有机物和氨氮浓度高,含杂含油量大,处理难度大。以国内某餐厨垃圾综合处理厂餐厨沼液处理为例,详细分析餐厨沼液水质特性,对多种污染物去除遵循“分步解决,先易后难”的原则,采用预处理(隔油沉淀+气浮+膜细格栅) +两级A/O +超滤(UF) +芬顿(Fenton)高级氧化+曝气生物滤池(BAF)组合工艺处理餐厨沼液,确保出水COD、BOD_5、氨氮、TN、TP、SS和动植物油等指标满足当地污水处理厂接管标准。该组合工艺具有出水水质稳定、投资少、占地省等优点,并且没有传统膜法产生的浓缩液问题,可为同类项目的建设提供参考。
基于方向梯度直方图属性空间的局部放电模式识别改进算法

该文提出一种基于方向梯度直方图(HOG)属性空间的局部放电模式识别改进算法,旨在提高特征对样本信息的概括能力,并克服分类器对高维特征的识别局限。首先,构造局部放电脉冲序列分布(PRPS)模式作为识别依据,利用局部细分叠加窗口滑移的迭代算法自动化构建PRPS图像的HOG属性空间;然后,通过线性变换协方差矩阵的方式重构HOG属性空间,使其满足相互独立性;接着,根据属性重要性重新排列空间后,依次增加输入朴素贝叶斯分类器的属性个数,基于分类精度搜索最佳属性子集;最后,按照归约属性的相对重要性进行加权,最终设计出HOG属性选择加权朴素贝叶斯分类器。大量样本测试结果证明,此算法能够达到很高的识别精度,对传统识别算法的优化效果明显,有较好的应用价值。
感应电机电流环非线性积分滑模控制策略

滑模控制器能有效提升感应电机电流环鲁棒性,然而传统滑模控制存在严重的抖振问题,虽然通过引入趋近律能有效降低系统抖振,但仍无法实现系统在有限时间内收敛。为此,该文提出一种感应电机非线性积分滑模电流控制器,在削弱系统抖振的同时,实现了定子电流误差在有限时间内收敛。首先,设计非线性积分滑模面,有效避免了传统积分滑模面中初始误差大而导致的积分饱和问题。其次,通过将滑模面的信息引入幂次趋近律,实现控制器对系统状态的自适应收敛,有效地削弱了系统抖振。最后,对比实验结果验证了所提出算法的有效性。
建筑给水排水新标准中有关室外管线条文的分析与探讨

对比《建筑给水排水设计规范》(GB 50015—2003,2009年版)和《建筑给水排水设计标准》(GB 50015—2019)中的相关章节,对涉及室外给水排水系统的部分条文进行了简要解读分析。并结合自身的理解,提出了《建筑给水排水设计标准》(GB 50015—2019)中的小区室外给水、小区生活排水、小区雨水三个章节存在的一些不足之处。同时,针对新旧标准中涉及室外给水排水管线系统的同一相关条文内容修编前后的合理性进行了适当剖析。
考虑渗流参数时变效应的高渗透油藏数值模拟技术

水驱开发油田进入中高含水期后储层物性时变效应愈发显著,传统数值模拟软件无法精确表征储层物性的动态变化过程。考虑高渗透油藏的渗流参数时变效应,在传统的黑油数值模拟软件中增加了统一的物性时变模拟框架,即以面积加权的达西流速计算瞬时面通量、用曲面插值算法计算任意面通量和饱和度下对应的各相相渗,以模拟任意的物性随冲刷时长的变化过程。将时变数值模拟技术应用于自研模拟器中,对某海上高渗疏松砂岩油藏进行了分析。结果表明,时变数值模拟比常规数模模拟对水驱效率和最终采收率预测更为精确。时变数值模拟技术为油田剩余油研究和挖潜提供了依据,对水驱油藏后期开发预测具有重要意义。
海拉尔盆地赫尔洪德凹陷塔木兰沟组和铜钵庙组油源分析

海拉尔盆地赫尔洪德凹陷H井侏罗系塔木兰沟组发现的高产油流展示了该凹陷侏罗系的勘探潜力。目前对原油的来源尚没有统一的认识,为了有效预测油气藏和明确勘探方向,运用族组成、生物标志化合物、油-源对比等分析指标,对塔木兰沟组原油、铜钵庙组油砂进行了油源对比研究。对H井铜钵庙组油砂、塔木兰沟组原油及南屯组一段、铜钵庙组、塔木兰沟组泥岩开展的族组分含量、生物标志化合物等研究表明,塔木兰沟组原油与塔木兰沟组烃源岩各方面地化特征最为接近,正构烷烃呈单峰分布,主峰碳为nC_(21);生物标志化合物中具有较高三环萜烷;规则甾烷构型均呈不对称"V"字形分布特征,具有较高的成熟度,反映出二者具有良好的亲缘关系,而与铜钵庙组暗色泥岩及南屯组一段暗色泥岩对比性较差,亲缘关系不明显,因此,认为H井塔木兰沟组原油主要来自塔木兰沟组烃源岩。铜钵庙组油砂与铜钵庙组烃源岩各方面地化特征最为接近,正构烷烃呈单峰分布,低碳数占优,主峰碳为nC_(21);生物标志化合物中C_(30)藿烷优势明显;规则甾烷构型均略呈反"L"字形分布特征,以C_(29)为主;油砂与烃源岩成熟度相近,反映出两者具有良好的亲缘关系,而与下部的塔木兰沟组烃源岩及南屯组一段暗色泥岩对比性较差,亲缘关系不明显,因此,认为H井铜钵庙组油砂中的原油主要来自铜钵庙组烃源岩。
淄博地区上二叠统奎山段砂岩沉积环境及其演化特征

为解决华北地区上二叠统上石盒子组奎山段砂岩沉积环境由来已久的争议问题,通过淄博地区奎山段砂岩野外露头剖面测量,以粒度分析为依据,结合野外沉积现象及砂岩薄片进行综合分析,探讨奎山段砂岩沉积环境变化。结果表明:奎山段砂岩发育曲流河、三角洲、滨岸3种沉积环境;曲流河环境粒度概率累计曲线发育2种类型,即3段式和滚动、跳跃组分构成的2段式,2段式以跳跃组分为主,滚动组分次之,粒度分选中等-较好,峰度中等-尖锐;三角洲环境粒度概率累计曲线发育由滚动、跳跃组分构成的2段式和多个跳跃组分构成的多段式,粒度分选中等-较好,峰度中等;滨岸环境粒度概率累计曲线发育跳跃与滚动组分组成的多段式,跳跃组分受到水流反复冲洗,分选较好,峰度中等-平坦;垂向上,上石盒子组奎山段砂岩发育河流-三角洲-滨海-三角洲和三角洲-滨海-三角洲-河流2个海侵-海退沉积旋回。
抛载试验和数值差分在发电机参数辨识中的应用

为解决抛载法用于自并励发电机参数辨识时因励磁电压变化导致的辨识不准确问题,提出了基于抛载试验和数值差分的发电机参数辨识方法。该方法采用抛载试验和时域辨识法相结合的方式开展参数辨识;同时,为形成参数迭代过程中的雅克比矩阵,利用数值差分的方法计算机端电压对各参数的轨迹灵敏度,较好地解决了抛载时刻轨迹灵敏度的初值问题。由于抛载试验电气量可观测性强,该方法能较好地克服环境噪声的干扰;同时,时域辨识法理论严密,能充分计及自并励机组抛载后励磁电压变化对辨识结果的影响。辨识实例表明该方法简单易行,具有较强的工程实用价值。
地闪长连续电流对500 kV直流输电线路故障重启动特性的影响

针对地闪长连续电流导致直流输电线路闭锁的问题,建立了考虑长连续电流和保护模块的雷击线路暂态计算模型,对长连续电流作用下500 kV直流线路保护动作特性及故障重启过程进行了分析,研究了长连续电流幅值、持续时间等对线路故障重启过程的影响,并采用实际控制保护策略对地闪长连续电流导致直流线路闭锁的全过程进行了模拟。结果表明:雷击扰动和雷击故障情况下,长连续电流对行波保护判据响应特性的影响较小;长连续电流幅值超过470 A时,故障处电弧可稳定燃烧,若长连续电流持续时间超过去游离时间,将导致线路重启失败;多次重启动过程中,长连续电流只有在线路去游离阶段(升压前)结束,线路才能重启成功;适当延长去游离时间,有助于提高地闪长连续电流作用下线路的重启成功率。
以杆塔直线距离为基准的双端输电线路非同步故障测距算法

针对目前传统双端非同步故障测距算法存在伪根、程序实现复杂、受线路长度变化影响等缺点,提出一种以杆塔直线距离为基准的双端非同步故障测距算法。该算法基于分布参数模型,利用测量点的电压、电流消去不同步角度,求解出线路长度放大倍数,推导出以杆塔直线距离为基准的故障距离。该算法仅利用解析表达式即可求出故障距离,不存在伪根,无需判别故障类型,且不受线路长度变化的影响,程序简单、容易实现,能有效克服传统方法存在的缺点。原理推导和ATP-EMTP仿真结果表明,算法基本不受线路长度变化、不同步角度、过渡电阻、负荷电流等因素的影响,且测距精度高。
基于二阶锥最优潮流的机会约束分布鲁棒优化研究

新能源及负荷的不确定性会影响电力系统的安全运行,目前很多基于直流潮流的经济调度研究考虑了不确定性,而考虑不确定性的交流最优潮流值得进一步研究。因此,该文工作包括二阶锥最优潮流模型(second-order cone alternating current optimal power flow model,SOC-ACOPF)、基于分布鲁棒的最优潮流模型(second-order cone alternating current optimal power flow model based on the distributional robust optimization,DR-SOC-ACOPF)的建立及求解方法。首先,通过引入的松弛变量对潮流非线性部分进行二阶锥松弛,提出了最优潮流的二阶锥求解方法,并额外添加松弛上限约束限制二阶锥松弛的误差。其次,将节点功率的不确定性与潮流表达、泰勒展开结合,推导了不确定量的关系方程,以此结合机会约束构造方法及方差区间估算,建立了可直接求解的二阶锥最优潮流的机会约束分布鲁棒优化模型,此方法具有较强的鲁棒性,且计算过程易处理。最后,通过多个IEEE算例验证了所提方法的有效性。
一种新型升压18脉波自耦变压整流器的研究

为使多脉波整流器满足某些特定升压场合对输出直流电压的需求,该文对星形自耦变压器进行优化设计,提出一种直流侧输出电压可变的低容量新型18脉波自耦变压整流器。基于18脉波整流器对新型自耦变压器结构的要求,确定新型自耦变压器的相量图及各绕组之间的匝比关系,设计自耦变压器升压拓扑,给出拓扑的升压范围,分析其工作原理,详细推导电压增益与输入电流总谐波含量、输出直流电压以及整流器所用2种磁性器件等效容量之间的基本关系与变化规律,比较几种不同结构升压整流器系统等效容量。理论分析、仿真结果表明,所提出的自耦变压整流器不仅能够实现18脉波整流,而且具有系统功率密度高,体积小等优点,适合运用于三相四线制升压整流场合。
预测油层无机积垢的BP神经网络方法

油田注水开采过程中注入水与地层水不配伍导致无机积垢阻塞储层和管道,预测油层无机积垢对稳定油井长期正常生产具有积极意义。以影响积垢因素作为输入变量,设计积垢等级概念作为输出变量,建立了预测油层无机积垢的BP神经网络模型,对实际结垢情况进行预测并控制变量分析环境因素对积垢结果的影响。结果表明:神经网络预测结果与实际实验浊度算得的积垢等级相符,配伍性良好的2种地层水混合时预测积垢等级均小于0.1,不配伍的2种地层水混合时预测积垢等级均大于10;神经网络对各影响因素的预测与积垢理论相符,积垢趋势与积垢离子浓度、温度、pH值正相关,积垢趋势与压力负相关。应用BP神经网络模型预测油层无机积垢具有预测精度高、计算速度快、需要资料少等特点,为油层无机积垢预测提供了一种高效快捷的方法。
低压配电线路谐波电阻损耗模型参数辨识及实验验证

严重的谐波污染导致低压配电线路存在不可忽视的谐波附加损耗。针对线路谐波电阻模型实用性不足以及谐波损耗计算精度不高的问题,考虑集肤效应影响建立低压配电线路谐波损耗分析模型,提出谐波电阻的参数辨识算法;然后采用线路不同含量谐波下的实测运行数据,完成谐波电阻参数辨识,得出线路谐波电阻模型;最后基于电阻负载和智能电子负载下配电线路各次谐波叠加运行工况的实验数据,验证了文中模型的有效性。实验结果表明,该模型相比传统简化模型和不考虑集肤效应模型计算配电线路谐波损耗的精度更高。
单相PWM整流器H_∞回路成形鲁棒直接电流控制

网侧等效电感参数摄动是单相脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)整流器系统模型不确定性的显著表征,这一特性易降低整流器系统的鲁棒性。为降低因测量误差、运行工况变化等导致的模型参数摄动对控制系统鲁棒性的影响,提出基于鲁棒控制理论的H_∞回路成形鲁棒直接电流(H_∞ loop shaping robust direct current,H_∞-LS RDC)控制策略。选取适当的补偿器串联在电流环前后,构造出期望的开环传递函数。在此基础上,对期望受控对象进行正规化互质因式分解,进一步将H_∞回路成形设计归结为针对互质因式摄动模型的H_∞鲁棒控制问题。提出根据电流高次谐波特性选取补偿器的依据,并利用Riccati方程求解H_∞回路成形控制器,所得鲁棒稳定裕度满足良好鲁棒性设计要求。通过半实物实验平台,开展所提控制策略与直轴交轴(direct-axis quadrature-axis,DQ)电流解耦控制策略的实验对比研究,研究结果表明:该H_∞-LS RDC控制策略能有效增强单相PWM整流器系统在网侧电感参数摄动情况下的鲁棒性。
一种用于LCC-HVDC系统小干扰稳定性分析的改进动态相量模型

随着基于线路换相换流器的高压直流输电(line commutated converter based high voltage direct current, LCC-HVDC)技术的广泛应用,交流和直流、送端和受端之间的耦合日益紧密,交直流混联电网的稳定性问题日益突出。基于线性化模型的小干扰稳定性分析是研究交直流混联电网稳定性的重要手段。作为交直流混联电网中连接交直流的关键设备,LCC换流器的线性化模型十分重要。已有文献大多基于准稳态假设推导LCC换流器的时域线性化模型,这会在模型中引入误差。为此,提出了一种LCC换流器的改进动态相量模型,其考虑了换相过程中阀电流的实际正弦变化规律。首先基于该模型建立了典型的单极12脉动LCC-HVDC系统的时域线性化模型,然后通过电磁暂态仿真验证了模型的正确性,最后分析了整流侧控制器参数、逆变侧控制器参数和锁相环(phase-locked loop,PLL)参数对系统小干扰稳定性的影响。仿真和分析表明文中所提的改进动态相量模型相对未改进模型有较好的改进效果。
考虑变换器功率约束和直流电压约束的交直流混合配电网最优潮流计算

电力电子变换器是现代交直流混合配电网关键的电能变换设备,应通过可靠的设计、控制,尤其是优化运行,保证其长期运行的可靠性。基于变换器的灵活可控性,提出了考虑变换器功率约束和直流电压约束的交直流混合配电网最优潮流计算。首先,建立电力电子变换器及交直流混合配电网潮流计算模型。其次,提出分级功率均分的优化策略,并建立考虑可靠性约束的最优潮流目标函数。最后,基于JAYA算法计算得出决策变量的最优解。其中,提出一种雅可比矩阵的处理方法,以提升潮流计算速度、提高算法效率。算例结果表明:该方法能很好地解决含两端、多端、多馈入的交直流混合配电网考虑长期运行可靠性的最优潮流问题。
基于可见光航拍图像的电力线提取算法综述

为保障电力线路安全,电力企业每年花费大量人力和物力进行电力线路巡检。线路巡检主要包括对线路主要组件的故障诊断和周围潜在危险物体的风险评测。近年来,基于可见光航拍图像的巡检技术因具有低成本、高自动化等优点逐渐成为研究热点,而如何精确提取电力线是该技术体系下亟待解决的关键问题之一。文章主要从以下3个方面进行论述。首先,分别介绍了经典电力线提取模型和3种改进模型的建模方法和特点。然后,对国内外基于这些模型所提出的算法进行分类并概述其特点。最后,对3类具有发展潜力的电力线提取算法分析其当前存在的核心问题并对未来发展趋势进行了展望。
功角失稳与暂态过电压并存型锡盟交直流弱送端系统特性分析

目前我国电网呈现出大容量直流和高比例新能源集中接入的特点,直流和新能源扰动冲击给电网运行带来深刻影响,亟需开展深入研究。文中旨在研究功角失稳与暂态过电压并存型弱送端系统的特性,首先分析了不考虑风电接入的功角稳定特性,研究了交直流功率分配对功角稳定水平的影响;然后分析了考虑风电接入的功角稳定特性,研究了风火出力分配对功角稳定水平的影响;接着分析了考虑风电接入的暂态过电压特性,研究了风火出力分配对暂态电压峰值的影响;最后分析了功角稳定和暂态过电压的交互影响特性,以及两者对送端系统外送能力的综合影响。通过锡盟交直流弱送端系统实际算例进行了仿真验证,研究成果可为新形势下大电网安全稳定运行提供技术参考。
考虑移动储能有功时空支撑的不对称配电网负荷恢复策略

针对极端灾害导致配电网孤岛运行时供电能力不足的问题,提出一种考虑孤岛划分下移动储能和DG三相协调调度的不对称配电网负荷恢复策略。首先,构建了基于交通网络的移动储能时空转移和充放电模型。其次,在重构后的配电网孤岛基础上,采用移动储能和DG三相协同调度的模式,以最小化负荷切除成本、DG发电成本及移动储能相关成本为目标函数建立配电网负荷恢复模型。通过协调移动储能和DG三相功率输出,充分发挥移动储能有功时空支撑作用,有效提高配电网孤岛运行下的负荷恢复能力。最后,以33节点配电网为例进行分析,验证了所提策略的有效性。
人工智能技术支撑的集群电动汽车实时优化调度策略

电动汽车(electric vehicle,EV)在近年来得到了广泛的应用与部署,针对入网EV的充放电优化已成为研究热点。然而,传统的基于优化模型的EV优化调度方法在实际应用上面临模型参数难以准确获得和计算压力大的挑战。为了解决该问题,基于K-means聚类算法与长短期记忆神经网络(long short-term memory neural networks,LSTM)提出了一种集群电动汽车实时自动优化调度策略,直接从电动汽车的基础数据和电价生成满足约束的最优充放电计划。该策略基于分布式EV调度架构,由离线模型训练阶段和实时优化调度阶段2部分构成。在离线阶段,首先由K-means算法对海量EV数据聚类,之后用LSTM网络学习不同类型数据下的优化调度模式,建立从EV基础数据到优化决策之间的映射,并针对LSTM的输出设计了策略增强环节提高LSTM的决策性能。在实时阶段,在对EV类型识别的基础上, LSTM网络能够快速生成优化调度方案。仿真结果表明,与传统优化算法相比,所提策略能够在不依赖于用户提供准确的出行时间的情况下,毫秒级地输出近似最优解,适用于规模化EV的实时优化调度。
基于精细化备用需求评估和跨省区备用均衡的大电网优化调度模型

随着特高压直流输电和可再生能源基地的快速发展,亟需考虑新能源发电预测误差对备用需求的影响,并完善备用资源的跨省区共享机制。应用数学形态学算法对电网净负荷预测误差样本进行了多时间尺度分解,利用AP (affinity propagation)聚类算法对预测进行了场景分类和匹配,提出了考虑新能源发电预测误差的分级备用需求精细化评估方法。在此基础上,以电网发电成本和备用资源购买费用最小为目标函数,建立了计及调频和备用资源跨省区支援的有功调度优化模型,考虑了发电资源的多级备用能力、直流联络通道参与调频和备用支援等因素。最后通过算例分析验证了所提算法和模型的有效性。
小水电绿色智能化规划改造评价体系构建与应用

随着我国全面推进建设具有中国特色国际领先的能源互联网企业及开展绿色小水电创建工作,已建小水电自身缺陷逐渐显现,需要对其进行绿色智能化改造以促进我国能源互联网建设。为协助规划部门筛选出适宜改造的小水电,文章提出小水电绿色智能化规划改造评价体系。首先,从电站经济、生态环境、技术安全管理、社会效益4个维度构建了小水电绿色智能化规划改造评价指标体系。其次,引入直觉不确定语言数、Choquet积分、2-可加模糊测度等概念,运用直觉不确定语言的Choquet加权算术平均算子(intuitionistic uncertain linguistic choquet weighted averaging operator,IULCWA)计算各评价对象的综合期望值。最后,通过综合期望值确定小水电绿色智能化规划改造可行性及改造优先级顺序。仿真分析表明,所构建的评价体系能客观合理地反映评价对象实际现状,可作为今后小水电绿色智能化规划改造的决策依据。
基于数字孪生的光伏发电功率超短期预测

光伏发电功率超短期预测对减小光伏并网对电网冲击及维持电网安全运行具有重要意义。提出一种基于数字孪生的光伏发电功率超短期预测机制,通过构建数字孪生体进行实时、高精度的光伏功率预测。首先根据GA-BP神经网络(genetic algorithm-back propagation neural network)构建光伏发电功率预测虚拟模型,并通过多维度的传感器采集光伏电池以及周围环境的各项孪生数据,同时更新历史数据库。然后以采集到的孪生数据为基础进行功率预测并得到初步预测结果。最后通过相似气象搜索,得到相似情况下的实际功率值和当时的预测功率,进而修正初步预测结果,得到最终预测功率。仿真算例结果表明,所提方法能有效提高光伏发电输出功率超短期预测精度。
双馈风力发电机组全运行工况与快速启动电磁暂态建模

随着高比例新能源风电机组渗透率的不断提高,其接入电力系统对电网的安全稳定运行具有重要的影响,故建立精确的电磁暂态仿真模型对研究风电机组本身和并网系统的静暂态稳定特性尤为重要。基于现场低电压穿越实验实测数据,结合实际曲线确定双馈风电机组的动作特性及控制策略,采用改进的遗传算法对双馈风力发电机本体参数、风机功率控制参数以及低电压穿越保护装置Crowbar的电阻值进行参数辨识,并结合风机生产厂商提供的电气参数,建立了中国蒙西某风电场实际双馈风电机组的全运行工况下快速启动的精确电磁暂态仿真模型,可实现在全风速范围内,风电机组启动后1 s内快速进入稳定运行状态。最后通过数据比对验证了所提出的参数识别方法能够反映实际风电的关键特性,所建立的电磁暂态仿真模型准确无误,具有较好的实际应用价值。
考虑用户电能替代的商业园区运营商多能交易博弈优化决策

我国大力发展清洁能源,并鼓励用户用能电气化,提高电能占终端能源消费比重和清洁能源利用率。在此背景下,以用户综合用能多且用能较为集中的商业园区为对象,提出了考虑用户电能替代的商业园区运营商多能交易博弈优化决策模型。首先构建了考虑用户侧电能替代作用的多维综合需求响应(integrated demand response,IDR)模式,该模式下运营商可以仅通过改变电能价格同时引导用户电、气、热的用能行为,而用户在价格引导下可以将不同类型负荷的转移、增减与替代配合获得更大的需求响应潜力;然后构建运营商与用户的主从博弈决策模型,通过博弈制定售能价格,引导用户优化自身用能以促进风电就地消纳,提升双方利益。最后,以商业园区运营商与3个不同类型的商业用户博弈为例验证了所提模型对促进风电就地消纳与提升主从双方收益的有效性。
基于VAE-CGAN的光伏不确定性建模方法

随着可再生能源渗透率的提高,光伏出力的不确定性和波动性给电网的调度、规划、运行带来更大的挑战。针对光伏出力的不确定性问题,该文提出了一种基于变分自编码器(variationalautoencoder,VAE)和条件生成对抗网络(conditional generative adversarial networks,CGAN)联合结构的不确定性建模方法。该方法利用VAE提取天气信息的特征,并将其作为CGAN的条件,从而生成特定天气条件下的光伏不确定出力序列。通过与高斯混合模型方法对比验证,所提的VAE-CGAN模型缩小了特定天气条件下光伏不确定性出力的范围,更具合理性。
含绿色证书跨链交易的综合能源系统运行优化

综合能源系统内可再生能源发电消纳率低和财政补贴压力大仍是制约其发展的主要问题。鉴于此,结合区块链技术和绿色证书交易机制,提出了含绿色证书跨链交易的综合能源系统优化模型。首先,分析了基于配额制的绿证交易流通机制和在区块链上部署绿色证书交易的可行性;其次,将不同市场主体划分为多链域结构,设计了不同链域间绿色证书跨链交易框架及其交易流程,打破了传统绿证市场中价值与数据的壁垒;最后,通过算例分析及模拟交易流程,结果表明,通过在综合能源系统中引入绿色证书跨链交易,不仅可以减少系统运行成本及促进可再生能源消纳,也提高了交易的效率和公开透明度。
基于约束并行LSTM分位数回归的短期电力负荷概率预测方法

负荷概率预测能准确量化负荷的不确定性,为电力系统运行决策提供全面的预测信息。针对负荷的时序性特点以及现有分位数回归方法存在的分位数预测值交叉问题,提出了一种基于约束并行长短期记忆神经网络分位数回归的短期电力负荷概率预测方法。该方法结合长短期记忆神经网络与分位数回归,并行生成预测负荷的多个分位数结果,并加入考虑分位数预测值之间约束关系的组合层,以保证分位数预测值的合理性。实际算例结果表明,与常见负荷概率预测方法相比,所提方法不仅具有更高的预测效率,而且能获得更合理的分位数预测结果。
用于小信号稳定性分析的风电机群单机等值模型

针对风电并网系统小信号稳定性分析,基于线性化状态空间模型,推导了风电机群单机等值模型的表示形式,并进一步推广至多风电场并网系统、得到其动态等值表示形式。为此,首先对各风电机组采用详细模型,建立了风电机群全阶线性化状态空间模型。然后,在风电机群内风电机组型号相同、且运行状态相似的条件下,假设各风电机组线性化状态空间模型相同,进而引入变量变换,由全阶模型推导得到了风电机群单机等值模型的表示形式。在此基础上,进一步拓展至多风电场并网系统,得到了其动态等值模型的表示形式。对于一具体的风电机群或多风电场并网系统,可根据其具体形式和条件,代入建立其等值模型。最后通过仿真算例,验证了所提等值模型的有效性。
基于双层强化学习方法的多能园区实时经济调度

综合能源系统(integrated energy system,IES)中复杂的能量耦合关系、可再生能源出力和负荷等因素的不确定性,给IES的实时调度带来了诸多挑战。鉴于此,提出了一种双层强化学习(reinforcement learning,RL)模型以实现IES的实时经济调度。该模型上层是一个RL智能体,下层为优化求解器,将RL和传统优化方法进行了结合,可简化RL的动作和奖励设计,提高其训练速度和收敛性能,解决动作具有复杂约束的RL问题。该模型仅根据IES的即时信息进行决策,不依赖于对负荷、可再生能源出力的准确预测。多能园区经济调度中的成功应用表明双层模型可以得到接近于拥有完美预测信息的动态规划的性能,同时求解速度大幅提高,可以实现IES的实时调度。
电力现货市场环境下政府授权差价合同结算机制研究

电力现货市场(试)运行后,政府授权差价合同(contracts for differences,CFDs)的结算机制对市场主体的经济利益和市场行为影响很大。分析了电力现货市场环境下,政府授权差价合同电量和电价的内涵、对冲现货市场价格风险的机理以及结算面临的问题,论述了差价合同实现对冲现货市场价格风险功能的前提,并基于保证公平和实现差价合同避险功能的两大原则,研究提出了"区别化+事前确定"的结算机制。最后,重点梳理了目前广东省、福建省和浙江省政府授权差价合同的结算机制,对所提出的结算机制和各现货试点省份现行采用的结算机制进行了比较分析,并通过案例分析论证了所提结算机制的公平性和实用性。
考虑天然气动态特性的电-气综合能源系统经济优化调度

针对综合能源系统经济优化调度中,天然气模型大多采用理想假设条件,建模分析结果不够精确的问题,提出了一种考虑天然气流动特性的天然气动态模型。首先,采用特征线法对天然气数学模型进行线性化处理,得到天然气动态模型,依据该模型可计算得出天然气流量和压强。其次在电-气综合能源系统模型的基础上,建立以运行成本最低为目标函数的电-气综合能源系统经济优化调度模型,根据已计算得出的天然气流量和压强进行经济优化调度分析。通过仿真算例分析验证得出,所提出的天然气动态模型比天然气稳态模型更能真实反映天然气流动过程,依据该模型可得到更准确的电-气综合能源系统经济优化调度方案,有效提高了可再生能源的消纳率和能源利用效率。
时空视角下京津冀农业灰水足迹强度与效率分析

基于灰水足迹理论和Hoekstra的灰水足迹核算方法,构建农业灰水足迹强度与效率评价指数,利用京津冀2000-2016年农业生产数据,测算农业灰水足迹强度与效率,分析其时空格局变化的特征,在此基础上探讨区域农业生产结构的调整和农业面源污染的治理。结果表明:① 2004年以来,京津冀农业灰水足迹由2.50×10~(10) m~3降至2016年的1.89×10~(10) m~3,降幅达24.4%。②京津冀农业灰水足迹强度由2004年的3 744.71 m~3/hm~2下降至2016年的2 652.79 m~3/hm~2,下降了29.16%。2012年后,石家庄市、廊坊市、邢台市、衡水市和沧州市的农业面源污染程度下降更为明显。③京津冀农业灰水足迹效率由2000年的6.56元/m~3上升到2016年的10.27元/m~3,提高了56.55%。2012-2016年农业相对发达地区数量有所增加而相对不发达地区数量略有下降。为此,缩减畜禽养殖业规模、提高其排泄物的循环利用程度以及化肥施用的减量增效应成为政策关注的重点。
燕山南麓不同林龄板栗林碳储量及分配格局

选取燕山南麓不同林龄(4、8、12和16年)板栗林为研究对象,研究板栗林乔木层和土壤层碳储量及其分配格局随林龄的变化特征。结果表明,板栗林乔木层不同组分碳含量在429.6 ~ 465.4 g/kg之间;不同林龄树干碳含量之间有显著差异(P<0.05),且随林龄的增长呈降低趋势;不同林龄树根、树枝和树叶碳含量无明显差异;在人工经营措施下,土壤层(0 ~ 100 cm)碳含量随林龄增长呈先降后升的变化趋势,并且随土壤深度的增加而降低。4、8、12和16年板栗林乔木层碳储量分别是0.27、3.83、8.09和8.95 Mg/hm~2,随林龄的增长呈显著增加趋势(P<0.05);除4年板栗林外,其他林龄不同组分碳储量大小排序表现为树干>树根>树枝>树叶。4、8、12和16年板栗林生态系统碳储量分别为60.055、49.523、58.727和67.528 Mg/hm~2,其中土壤层占生态系统总碳储量的99.6%、92.3%、86.2%和86.7%。在板栗林经营过程中,生态系统碳储量随林龄增长呈先降低后增加的变化趋势,土壤层是板栗林生态系统的主要碳库。
基于EST-SSR标记的油松种子园遗传多样性分析

以河北省平泉七沟油松(Pinus tabulaeformis)良种基地育种群体为研究对象,利用EST-SSR引物对来自4处种源的153个油松无性系进行了遗传多样性分析。在12个位点上共检查到62对等位基因,平均等位基因数为5.17;各位点的平均期望和观测杂合度(H_e和H_o)分别为0.414和0.403,近交系数(F_(is))为0.018 6;4个种源群中大窝铺、东陵和七沟3个群体的平均有效等位基因数(Nea)、等位基因丰富度(AR)、观测杂合度(H_o)和期望杂合度(H_e)基本一致,都略高于宽城群体;平均群体差异系数(F_(st))偏低,仅为0.015 6;种源群体间的差异系数(Pairwise F_(st))极低,仅在0.009 9 ~ 0.071 7之间;NJ树图和主成分分析(PCA)的结果,显示各无性系的亲缘关系较为接近。综上,平泉油松种子园育种群体的遗传多样性水平较丰富,但是无性系之间的亲缘关系较近,群体结构不清晰。
分频叠前深度偏移技术在小尺度缝洞体成像中的应用

随着塔河油田勘探开发程度的进一步深入,对缝洞储集体空间位置成像的准确度和小尺度缝洞成像精度提出了更高的要求,常规叠前时间偏移成像技术已经很难满足需求。为此,建立了分频叠前深度偏移成像技术流程。首先,根据实际地震和地质资料特征,设置不同频宽的滤波器;其次,对叠前CMP道集进行分频处理,得到高、中、低不同频段的CMP道集数据体;最后利用克希霍夫叠前深度偏移技术,对不同频段的CMP道集分别进行偏移成像,从而得到与之相对应的不同频段叠前深度偏移数据体。塔河地区某工区实际三维地震资料应用结果表明,与叠前时间偏移后分频技术的应用结果相比,分频叠前深度偏移成像技术明显降低了叠后分频技术带来的“假频、‘串珠'纵向拉长”的假象,不但提高了缝洞体空间位置成像的准确度,同时提高了地震资料的分辨率,利用高频段叠前分频深度偏移数据体能够识别更小尺度缝洞体,且缝洞成像结果与实际钻井结果吻合。该技术在塔河地区具有较大的应用前景。
河北保定地区草莓根腐病病原鉴定及室内毒力测定

为了明确保定地区草莓种植地根腐病的致病菌种类以及有效的防治药剂,本试验从保定地区草莓主要种植地采集草莓根腐病病株,采用组织分离法分离纯化菌株,并进行形态学和分子生物学鉴定,最后进行室内毒力测定。结果表明,引起保定地区草莓根腐病的病原菌为新拟盘多毛孢(Neopestalotiopsis clavispora)。将分离的菌株回接到草莓植株上,又重新分离鉴定得到该致病菌。毒力测定结果显示,吡唑醚菌酯和苯醚甲环唑对新拟盘多毛孢的抑制效果最好,EC_(50)值分别为0.004 8和0.013 6 mg/mL,其次是福美双、克菌丹和异菌脲,多菌灵、甲霜·噁霉灵和霜霉威的抑制效果较差。由此可见,保定地区草莓根腐病的致病菌是新拟盘多毛孢(Neopestalotiopsis clavispora),有效防治药剂为吡唑醚菌酯和苯醚甲环唑。
辣椒不同品种对土壤连作障碍的响应效应研究

采用土壤培养试验,研究‘航椒8号’(HJ 8)和‘航椒5号’(HJ 5)在连作土壤(CC)以及非连作土壤(CK)中对土壤连作障碍的响应。结果表明:在连作土壤中‘航椒8号’和‘航椒5号’植株幼苗的健康指数分别比对照低45.81%和40.71%;在辣椒各生长时期中,连作障碍使‘航椒8号’在株高、茎粗、花蕾数、叶绿素水平、地上部干重、根干重显著降低了14.07% ~ 66.32%。在辣椒收获期,‘航椒8号’辣椒果实干重显著较对照降低了267.43%。在辣椒花期,连作障碍使‘航椒8号’植株叶片中POD、SOD酶活性以及土壤可培养放线菌数量显著降低了40.56%、32.21%、53.40%,土壤总微生物降幅达到39.75%。连作显著抑制了‘航椒8号’叶片中POD、SOD酶活性,减少了土壤放线菌的有效活菌数和土壤微生物总数,导致连作土壤微生物群落发生变化,从而抑制了辣椒健康生长而造成连作障碍,其中‘航椒5号’对连作障碍的抗性强于‘航椒8号’。
穿越上软下硬地层海底隧道衬砌横向地震响应分析

海底隧道主体通常埋置于海下基岩内,两端以一定的坡度上升连接至地面,其上岸段通常会穿越不同性质的地层。由于各地层力学性能存在较大的差异,容易引起应力集中,从而导致隧道结构发生破坏。文中以穿越上软下硬地层上岸段海底隧道为研究对象,采用ABAQUS有限元软件建立数值模型,分别使用动力时程分析方法和拟静力分析方法研究穿越不同性质地层的隧道结构地震响应。在动力时程分析中,分别建立了穿越上软下硬地层、均质岩石地层和均质硬土地层3种工况的隧道模型。分析表明,隧道穿越上软下硬地层时,内力最大,且变形不均匀,穿越均质岩石地层时内力最小。在拟静力分析中,通过对土体施加一维等效线性分析得到场地变形计算隧道的反应。分析表明,拟静力分析方法所得结果与动力分析方法所得结果基本吻合,但拟静力法效率更高,更便于复杂隧道结构的地震响应分析。
基于最大相关熵准则的多尺度高斯核极端学习机

针对传统的多尺度核极端学习机对噪声敏感且计算量大的问题,提出一种适用于高斯噪声环境的多尺度核极端学习机。首先,利用最大相关熵准则代替多尺度核极端学习机中传统的最小均方差准则构造目标函数;其次,将1种按训练样本数随机生成尺度因子的多尺度化方法应用于高斯核函数;最后引入拉格朗日乘子法对目标函数进行求解,推导出基于最大相关熵准则的多尺度高斯核极端学习机。实验表明,该算法具有更高的学习效率,与传统多尺度核极端学习机相比,在3个UCI基准数据集上预测精度平均提升30.30%,在对水泥熟料f-CaO含量进行预测的应用实验中预测精度提升23.8%。
基于混合迁移学习的运动想象分类算法研究及其在脑机接口中的应用

为提升迁移学习在运动想象脑机接口应用过程中的迁移高效性及普适性,综合实例迁移和特征迁移学习方法的优势进而构建了混合迁移学习模型。首先,依据样本权重极化原理改进TrAdaBoost算法以实现实例层面的迁移,优化源域训练样本;其次,基于大间隔投射迁移支持向量机进一步缩短源域与目标域间的分布距离以完成特征层面的迁移,实现迁移效率最大化。进一步,将该方法应用于脑机接口竞赛Dataset IIb数据集进行离线测试及分析,研究结果表明混合迁移学习模型的迁移效率明显高于单一迁移学习模型,并且对于不同迁移对象识别准确率相对提升均值在70%以上,验证了所述方法的有效性与普适性。此外,基于已搭建的运动想象识别系统进行在线测试,验证了模型的实用性。
基于多种小波变换的一维卷积循环神经网络的风电机组轴承故障诊断

为解决在复杂工况下风力发电机组轴承故障诊断虚警率高的问题,提出一种端到端的混合深度学习框架---基于多种小波变换的一维卷积循环神经网络。首先,通过多种小波变换得到多个时-频矩阵,以充分提取信号特征;再通过一种扩展的LSTM,对多通道时-频矩阵不同时间步信息进行提取,捕获时-频数据时空特征;最后,通过全局池化层和分类层对故障状态进行分类。实验结果表明:在复杂工况下,多种小波变换的一维卷积循环神经网络对风力发电机组轴承故障识别率能够达到95%以上。
鲸类低氧耐受的分子机制初探: 基于HIF1α和TSC1基因的生物信息学分析

鲸类(Cetacea)具有超强潜水能力,长时间潜水造成的体内低氧是其适应完全水生生活面临的挑战之一。为了克服体内低氧环境,鲸类产生了一系列低氧耐受相关的解剖和生理等方面的适应特征,然而这一适应的分子机制仍不清楚。本研究选择在细胞感知和适应内环境氧分压变化的过程中发挥重要作用的低氧诱导因子(Hypoxia- inducible factor 1α,HIF1α)和低氧环境下抑制能量代谢的结节性复合物1 (Tuberous sclerosis complex 1, TSC1)基因为候选基因,选择压力检测发现鲸类TSC1基因的6个正选择位点至少被两种最大似然法(Maximum Likelihood,ML)检测到,且通过与陆生哺乳动物同源序列比较分析,鲸类鉴定出7个特异的氨基酸突变。这些正选择和特异突变位点有30.77% (4 /13)发生了激进氨基酸性质改变,且正选择位点位于重要结构域附近。正选择信号主要集中在鲸类内部各支系中,提示鲸类为了适应低氧环境,这两个基因可能发生了功能改变,以保护细胞免受低氧损伤。我们在低氧耐受不同类群间共检测到66个平行/趋同进化位点,为低氧耐受不同类群的趋同的低氧适应提供了分子证据。
中国跳鼠总科物种的系统分类学研究进展

近年来,随着分子系统学的发展以及荒漠地区物种多样性和分类学研究的深入,新的隐存种不断被发现,一些类群的分类地位也发生了变动。中国是世界上跳鼠总科(Dipodoidea)物种多样性最高的国家,通过对中国跳鼠总科物种的分类系统进行重新梳理和研究,确认跳鼠总科在中国有3科6亚科12属22种。证实中国分布有第五种蹶鼠---灰蹶鼠(Sicista pseudonapaea) 。五趾跳鼠亚科原属Allactaga是一个并系群,应拆分为Allactaga、 Orientallactaga、Scarturus三个属;原五趾跳鼠、巨泡五趾跳鼠、巴里坤跳鼠归于Orientallactaga属,小五趾跳鼠移入Scarturus属,且是一个包含隐存种的种团。大五趾跳鼠在我国仅有文献记载,其分布存疑。跳鼠亚科原三趾跳鼠努日亚种提升为种---塔里木跳鼠(Dipus deasyi); 而准噶尔羽尾跳鼠(Stylodipus sungorus)在我国有分布。奇美跳鼠(Chimaerodipus auritus)是近年来在我国发现并命名的新属新种。
基于DTS的页岩气水平井人工裂缝识别与产出剖面解释方法

为了准确评价页岩气藏水平井的压裂改造效果,建立了水平井筒温度分布预测模型,基于MCMC算法建立了DTS数据反演模型,并且对产出剖面解释流程进行了优化;在此基础上,对页岩气藏压裂水平井温度剖面特征进行了分析,确定了影响温度剖面的主控因素;进而将所建立的反演模型应用于某页岩气藏实例井产出剖面解释。研究结果表明:①压裂水平井温度剖面呈不规则的“锯齿状”,任意一个“锯齿”都对应着一条有流体流入的有效人工裂缝;②裂缝越长,所对应裂缝位置处的井筒温度降低值越大,并且裂缝中气体流量与该温度降呈正相关关系;③影响页岩气藏压裂水平井温度剖面的因素,按影响程度由强到弱排列依次为裂缝半长、气体流动速度、改造区渗透率、井筒直径、裂缝导流能力、水平倾角、地层综合导热系数,其中前3个是主要的影响因素;④采用MCMC反演模型对实例水平井DTS温度数据进行了反演,模拟预测的温度剖面与实测DTS剖面拟合度较高,各级有效人工裂缝处的温度预测值绝对误差小于0.02 ℃,解释出的各压裂段气体流量与现场实测值比较接近,单段最大气体流量偏差仅180.35 m3/d,单井气产量与井口实测气产量的绝对误差小于3 m3/d,从而证实了该反演模型的可靠性。
四川盆地深层页岩沉积特征及储层主控因素--以威东地区龙马溪组为例

四川盆地3 500 m以浅的中浅层海相页岩气已经成功实现商业化开发,中石油、中石化分别建成了威远-长宁、昭通国家级页岩气示范区和重庆涪陵国家级页岩气示范区,3个国家级页岩气示范区2020年的页岩气产量已经突破200×10~8 m~3。四川盆地海相页岩气资源主要蕴藏在埋深大于3 500 m的深层,深层海相页岩气能否取得规模效益开发是海相页岩气资源能否实现有序接替、有效动用的关键。为了明确四川盆地深层海相页岩气的勘探开发潜力,以该盆地中南部威东地区下志留统龙马溪组深层页岩气为例,基于对实钻井样品古氧相、有机碳含量、矿物组分等的系统分析,对深层页岩气沉积特征和储层主控因素进行了研究。研究结果表明: ①最优沉积相带是富有机质泥棚和富有机质硅质泥棚,其中U/Th值多大于1.25,表现为强还原环境;②形成优质页岩气储层的沉积岩相带主要为中碳硅质页岩相或高碳硅质页岩相,有机碳含量多大于4%,孔隙度多大于5%,总含气量多大于5 m3/t,脆性指数大于55%; ③最优沉积相带和最优岩相带纵向上主要分布在研究区龙马溪组的底部,横向上由西北向东南逐渐增厚。结论认为,所建立的基于古氧相和岩相的威东地区龙马溪组深层页岩气沉积相划分标准,为该区深层页岩气下一步锁定规模建产区提供了技术支撑,同时也为类似地区深层页岩气的有利区优选提供了借鉴。
船用柴油机燃烧过程控制策略设计及仿真验证

为降低船用柴油机燃烧这一典型不确定离散时间系统的循环间燃烧过程参数波动以及在转速闭环基础上增加燃烧过程闭环的控制策略,以YC-6K船用高速柴油机为研究对象,以柴油机工作的燃烧过程-动力学模型为基础,建立YC-6K柴油机Simulink仿真模型.通过研究柴油机动力学原理,设计Taguchi正交试验,使用统计学分析方法对系统影响因素进行P值分析、Pearson相关系数分析,获得燃烧过程参数与影响因素之间的相关性排序.通过参照分析结果,选取最合适的控制变量、反馈变量及控制变量修正策略.通过分析燃烧过程参数相关性,提出适用于船舶柴油机负荷特性的基于转速闭环的燃烧过程参数控制策略.最后,通过ETAS-LABCAR与dSpace单板机进行模型实时运行仿真及控制策略有效性验证.验证结果表明:所提出的控制策略能够完成转速闭环与CA 50闭环双闭环控制,CA 50的变异系数最大值由5.5降为4.0,偏离率最大值由19%降为14%,并且上述策略能够有效补偿CA 50调节及负荷变化对转速波动的影响.
渤海湾盆地歧口凹陷陆相湖盆页岩气富集条件及勘探潜力

为了进一步评价渤海湾盆地歧口凹陷陆相湖盆页岩气富集条件与勘探潜力,利用地震、测井、录井和岩心分析资料,对该区古近系沙河街组三段(以下简称沙三段)泥页岩的沉积环境、岩性及其组合特征、生烃条件、储集空间、岩石脆性、含气性等开展了综合研究,建立了该区页岩气的成藏模式,评价了页岩气的勘探潜力。研究结果表明:①该区沙三段泥页岩累计厚度大、分布面积广,在歧口凹陷的中-低斜坡区已进入大量生气阶段,具备形成规模页岩气藏的生烃条件;②该区泥页岩中长英质矿物含量占优势,基质孔隙、微裂缝较发育,具有一定的储集空间,同时脆性矿物含量高,黏土矿物中伊利石和伊/蒙间层的合计含量占94%,低膨胀性脆性页岩易于被压裂改造;③持续生烃过程中产生的流体膨胀是沙三段超压形成的主要原因,压力系数大于1.2的泥页岩段随钻气测异常明显,具备页岩气成藏条件;④凹陷内沙三段埋深介于3 100 ~ 4 400 m,页岩气与页岩油伴生,主要以溶解气的形式存在;沙三段埋深介于4 400 ~ 4 850 m,以湿气为主;沙三段埋深超过4 850 m,以干气为主。结论认为,歧口凹陷中-低斜坡区是页岩气勘探的有利目标区,有利勘探面积约1 476 km2,页岩气资源量超过1×10~(12) m~3,具有较大的页岩气勘探潜力。
DPF再生时出口气体和颗粒排放特性的试验

基于再生性能测试台架,采用便携式固体颗粒物计数仪(Nanomet3)和气体分析仪,研究了不同再生温度与来流流量下柴油机颗粒捕集器(DPF)再生时出口气体和颗粒的排放特性.结果表明:DPF再生存在快速再生期,随着再生温度升高,快速再生期的时间缩短,使DPF出口的CO和CO_2体积分数增加、排放的积聚态颗粒物增加且再生效率和效能比提高.随着来流流量增加,快速再生期的时间延长,DPF出口的CO和CO_2体积分数减少.在来流流量为25.2 g/s时积聚态颗粒明显减少,但再生效率和效能比也最低.根据出口气体排放情况可以清晰反映DPF的再生情况,为再生策略制定提供重要的试验参考.
页岩油气最终采收量地质主控因素--以美国海湾盆地鹰滩页岩为例

基于白垩系鹰滩组下段1 317口生产井和72口系统取心井991组分析化验数据,分别按油和天然气,采用两种页岩油气最终采收量(EUR)经典模型预测单井最终采收量,以消除工程因素的预测均值作为最终结果,全面厘清控制页岩油气EUR的关键地质因素。研究表明:储集能力、资源量、流动能力和可压性是控制页岩油气EUR的4个关键地质因素。储集能力直接受控于总孔隙度和含烃孔隙度,间接受控于TOC和Ro;资源量受控于含烃孔隙度、有效页岩厚度等参数;流动能力受控于有效渗透率、原油密度、气油比、凝析油气比、地层压力梯度和Ro等参数;可压性直接受控于脆性指数,间接受控于黏土体积含量。页岩油气EUR主要受控于6个地质参数,EUR与有效页岩厚度、总有机碳含量、裂缝孔隙度呈正相关关系,与黏土体积含量呈负相关关系,与Ro、地层压力梯度呈先增大后减小关系。现有水平井压裂技术的单井有效压裂厚度上限约65 m;EUR下限值为3×10~4 m~3油当量条件下,当TOC<2.3%或Ro<0.85%或黏土体积含量大于25%,且裂缝或微裂缝不发育时,很难形成页岩油气的有利发育区。
裂缝性恶性井漏地层堵漏技术研究进展与展望

通过系统论述裂缝性地层钻井液漏失和堵漏机理,对不同类型堵漏材料及其在裂缝性恶性漏失地层中的适用性及作用机理进行了分类归纳,同时基于所用堵漏材料分析了不同类型堵漏工艺的优缺点及应用效果,明确了目前国内外恶性漏失地层堵漏技术存在的关键问题,进而提出未来恶性井漏堵漏技术发展方向。未来应综合地质、工程、材料等学科,实现恶性井漏堵漏技术的一体化、智能化与系统化,重点应开展5个方面的研究:①注重钻井液漏失和堵漏机理研究,为科学选择堵漏材料及配方、堵漏方法和工艺提供依据;②注重自适应堵漏材料研发,提高堵漏材料与裂缝漏失通道级配关系;③注重三维裂缝空间强驻留强充填堵漏材料研发,增强堵漏材料在漏失通道中的驻留和充填程度,改善封堵效果;④注重抗高温堵漏材料研发,保证深层高温漏失地层的长期封堵效果;⑤注重发展数据化和智能化堵漏技术,促进堵漏技术向数据化和智能化方向发展。。
不同相态二氧化碳前置酸压碳酸盐岩裂缝形成规律

选取延安气田下古生界马五1亚段碳酸盐岩露头,开展了清水、液态CO_2、超临界CO_2作用下的真三轴压裂实验,同时采用CT扫描技术,分析了碳酸盐岩中压裂裂缝的起裂和扩展规律。研究表明,超临界CO_2黏度低,扩散性强,压裂过程中滤失量大,有利于提高井筒周围岩石孔隙压力,明显降低碳酸盐岩的破裂压力,但压裂过程中井筒压力上升缓慢,致裂岩石所消耗的超临界CO_2体积远大于清水;天然裂缝不发育的碳酸盐岩,采用清水、液态CO_2压裂易发生张性破坏,压裂裂缝主要沿最大水平主应力方向扩展,采用超临界CO_2压裂易发生剪性破坏且水平应力差对压裂裂缝形态影响较小,近井筒处压裂裂缝扩展方向与最大水平主应力方向呈45°夹角,随扩展延伸距离的增加,在离井筒较远处逐渐转向最大水平主应力方向,裂缝迂曲度与前者相比有所增加;天然裂缝发育的碳酸盐岩,清水易沟通低逼近角天然裂缝,压裂后易形成“阶梯状”裂缝,裂缝形态相对简单,液态CO_2黏度低,易沟通高逼近角天然裂缝,压裂后易形成多方向缝,裂缝形态相对复杂,沟通高逼近角天然裂缝是碳酸盐岩压后形成复杂裂缝的关键。
中国中西部典型前陆盆地超压体系形成机制与大气田关系

基于实测地层压力、重点探井钻井液密度、测井计算压力等资料的研究,结合天然气地质条件分析,探讨不同前陆盆地地层流体超压体系特征与形成机制以及超压体系与大规模天然气聚集的关系。研究结果表明,①不同前陆盆地地层超压形成机制存在较大差异,库车前陆盆地主要是塑性盐膏层超压封闭与深层-超深层的生烃增压,准南前陆盆地主要是生烃增压与欠压实封闭,川西前陆盆地主要是生烃增压与古流体超压封存;②前陆盆地存在多类型超压与多层位超压叠置发育、封闭性前陆冲断构造带发育强超压-极强超压、前陆隆起区深层发育强超压-极强超压等3个方面的共性特征;③存在塑性盐膏层超压、生烃增压形成的超压、喜马拉雅期隆升剥蚀后的封存超压、欠压实超压等4种对大气田起重要控制作用的区域性超压封盖与封存机制;④区域性超压是大气田形成的重要保障,超压体系中充足的气源、大规模储集体与圈闭发育是大气田形成的基本条件,超压体系有利于深层-超深层大气田的形成。