mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
四分之三基波周期最小二乘相量估计算法

同步相量估计算法对同步相量测量单元(phasor measurement unit,PMU)的性能有重要影响,如何获得准确、实时性好、具有良好动态性能的相量估计算法值得研究。为此,提出四分之三基波周期最小二乘(three-quarter fundamental period least squares,TQLS)相量估计算法。TQLS法的估计周期为四分之三基波周期,即对该时间窗内的信号进行采样,根据公式推导的结论,可以得到采样结果与基波相量之间的关系。利用最小二乘法,可以由采样结果估计出相量。在整个估计过程中没有泰勒级数展开。理论分析表明,所提TQLS算法可以准确估计基波相量,同时,该算法在基频附近频率响应的幅值平坦,可以准确估计动态相量。仿真结果分别从频域和时域角度验证了TQLS算法的有效性,并且仿真结果显示TQLS算法的计算量与傅里叶变换法相当。
分布式电源系统继电保护装置检测技术的研究

分析了用于分布式电源系统继电保护装置检测技术的必要性,在动模实验室建光伏电源、永磁直驱式风机及双馈异步式风机的的物理模型,并分别对不同分布式电源模型系统故障特征进行分析。在分布式电源物理模型的基础上,建设了分布式电源接入配网保护检测动模检测系统,提出了分布式电源系统继电保护装置检测方法,可实现对各厂家继电保护装置的闭环测试工作。该试验平台可开展风光电源不同接入位置、接入容量对继电保护以及对自动重合闸影响的研究,同时可开展孤岛检测技术以及其他功能的检测工作,该检测方法提高了故障分析的准确性,为分布式电源接入配网的继电保护适应性研究提供了科学的依据。
直流电压不平衡下的单相级联PWM整流器无锁相环均压控制

在单相级联脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)整流器中,直流电压不平衡情况下的均压控制要求较高,控制性能受锁相环影响较大。为此,提出了一种应用于单相级联PWM整流器中的无锁相环控制策略。利用在两相静止坐标系下瞬时功率与电压、电流的关系计算出指令电流信号,以实现电网电流对电压的跟踪控制;此外,叠加无锁相环均压指令,实现各级均压控制;同时采用准比例谐振控制器实现电流内环无静差控制。仿真结果验证了该无锁相环控制策略的有效性。
考虑检修策略的智能变电站保护系统可用性分析

对智能变电站可靠性的分析应该从检修策略和组网方式2个维度进行。首先分析了智能变电站的5种基本维修任务,并根据延迟时间模型,建立了智能变电站的2种检修策略模型;然后将可靠性框图方法与蒙特卡洛仿真方法相结合,实现了对不同检修策略的可靠性仿真,克服了因状态空间爆炸而导致的求解难题;最后,以直采直跳、直采网跳和网采网跳等组网方式的智能变电站保护系统为研究对象,以常规变电站为比较基准,对智能变电站保护系统的可用性进行了详细的分析与讨论。研究结果对今后智能变电站的设计、施工和运维具有一定的参考价值。
中压配电网可靠性评估技术规范研究

基于我国中压配电网供电可靠性现状及供电可靠性管理实际,分析了评估模型、参数和方法中影响可靠性计算的主要问题,并给出了合理的处置办法。其中,提出的配电网模型构建思路和方法可将可靠性评估与可靠性统计评价建立起有机联系。此外,就评估指标、模型、参数、方法、流程、软件设计要求、测试算例和报告内容等系统地提出了规范性建议。其中,测试算例能考虑负荷开关、负荷变化、设施容量约束和负荷削减对可靠性指标的影响;对评估流程、评估软件和评估报告提出了明确要求;通过对可靠性指标和薄弱环节分析、改善措施及其效果等报告核心内容进行规定,确保评估报告的完整性、技术深度和实用价值。算例结果表明了所提规范建议的实用性和可操作性,可对中压配电网可靠性评估技术规范的制定起到借鉴作用。
牵引网低频振荡及其抑制方法的仿真分析

针对我国电气化铁路交直交机车引发的牵引网低频振荡现象,结合CRH5型动车组低频振荡的现场测试数据,设定合理的CRH5型动车组网侧整流器控制参数,使用Matlab/Simulink建立了车网系统时域仿真模型,并成功再现牵引网低频振荡现象。通过对车网模型的仿真研究,探讨了CRH5型动车组网侧整流器控制参数对车网系统振荡行为的影响。最后提出通过适当调整网侧整流器控制参数与增设功率振荡抑制环节2种抑制低频振荡的方法。
基于并联电抗器差模电流波形特征的三相自适应重合闸永久性故障识别

针对带并联电抗器的超高压输电线路,详细分析了发生两相或三相瞬时性及永久性故障时,故障相并联电抗器差模电流的特征:在线路两端三相跳闸以后,对于瞬时性故障,故障点熄弧以后,差模电流中只存在衰减周期分量,对于永久性故障,差模电流中只存在衰减直流分量。利用差模电流的这一特性可以提出适用于三相自适应重合闸中相间故障性质识别的新判据,该判据只需利用单端并联电抗器电流即可实现,并且可以判定熄弧时刻。大量ATP/EMTP电磁暂态仿真表明,该方法能够快速准确地识别故障性质,且基本不受故障位置、过渡电阻、采样频率、负荷电流、故障时刻、跳闸时刻、故障点熄弧时刻等因素的影响,且同时适用于单端和双端带并联电抗器的输电线路。
基于数据挖掘的区域暂态电压稳定评估

针对区域暂态电压稳定评估相关理论还不完善、工程判据可靠性不足等问题,提出了基于数据挖掘的区域暂态电压稳定评估方法,构建了综合考虑单点负荷稳定与多点电压相互影响的2层评价框架。利用节点稳定度量指标及基于辨识的电压无功灵敏度矩阵提取网络原始特征。面对区域暂态电压失稳尚无可靠界定标准的难题,采用基于约束的半监督学习方式对数据集进行可靠分类。基于决策树算法建立逐步更新的分类模型,生成区域暂态电压稳定判据,通过模型挖掘出有关电压分区、代表节点的内在规律。EPRI 36节点系统上的仿真结果证明了评估方案的有效性,以及分类评估模型的适应性和准确性。
考虑断面安全约束的大规模风电有功控制

随着风电装机容量的快速增长和大规模风电的并网接入,大规模风电的波动性和风电断面的分层特征给电力系统实时调度带来困难,可能出现风能资源的浪费,为此提出一种大规模风电分层断面的有功控制方法。风电场的发电受制于各级输电断面的约束,通过对各风电场广域分配调节功率,深度优先搜索越限断面和发电能力转移的方法,实现了保证断面安全前提下的风电场功率的充分利用和公平利用。实际算例和电力系统的运行结果验证了该方法的合理性和可行性,为大规模风电分层断面的有功控制提供了一种有效方法。
基于有限同步量测数据的电力系统故障检测、辨识与定位

提出了基于有限同步量测数据的电力系统故障检测、辨识及定位方法。首先提出了电网PMU优化配置方法,以实现同步量测数据在空间上的最优分布。然后利用基于高斯原子库的匹配追踪分解算法对PMU采集的同步频率信号和电压信号进行特征提取,并利用k-means分类算法对特征量进行分类。根据频率信号时频特性训练不同的隐马尔科夫模型用于故障检测和辨识;根据电压信号时频特性及电网拓扑信息生成故障定位图、确定故障地点。在IEEE 39节点系统和实际系统上的仿真分析验证了所提方法的高效性、有效性和鲁棒性。
考虑负荷优化控制的区域配电网储能配置

针对分布式电源接入区域配电网对负荷特性的负面影响,综合考虑储能充放电功率约束、运行约束以及配电网潮流平衡约束,建立了储能系统优化配置模型。以"削峰填谷"和"平滑负荷"分别作为负荷控制目标。针对"削峰填谷"提出控制负荷峰谷差、控制负荷方差以及控制负荷率3种优化策略,针对"平滑负荷"提出控制负荷变化量、控制负荷变化平方量以及控制负荷变化率3种优化策略,并结合储能系统的成本优化,利用两阶段粒子群算法进行模型求解。最后得出,控制负荷方差对于"削峰填谷"最有效,控制负荷变化平方量对于"平滑负荷"最有效。此外,得出不同储能充放电功率约束下负荷特性的优化趋势和储能容量最优配置变化趋势,为储能系统配置提供了有效参考。
考虑电力系统跳变特性的时滞稳定控制策略

电力系统运行状态及参数发生跳变时,系统可能由于仍采用跳变前的时滞控制策略而失稳。针对该问题,提出了基于离散Markov理论的时滞稳定控制策略。首先将基于自由权矩阵的牛顿-莱布尼兹公式与考虑Markov跳变的时滞系统模型引入至Lyapunov-Krasovskii泛函的微分方程中,构造考虑电力系统跳变特性的非线性最小化时滞控制器,在此基础上,利用Schur补对控制算法中的非线性项进行解耦,并将含有非线性项的矩阵不等式转化为标准线性矩阵不等式,从而避免因迭代产生的求解效率低等问题。IEEE 16机68节点系统的时域仿真结果验证了该控制器在电力系统发生跳变前后,均能有效阻尼区间振荡,并可保证跳变后的系统不受跳变前时滞控制策略的影响而失稳;与未考虑跳变的时滞控制方法相比,该方法具有更好的控制效果。
一种大电网潮流转移路径快速搜索方法

在大电网中实现潮流转移路径的在线搜索,对于实时掌握系统薄弱环节和预防大电网连锁故障跳闸具有重要意义。提出了基于波纹扩散机理的潮流转移路径快速搜索方法,该方法首先将网络预处理为以附加代价为边权的形式,然后依据波纹从中心源以恒定速度向外扩散并最先到达与中心源距离最短点的最优化原则,通过模拟波纹扩散过程搜索出受潮流转移影响较大的前K条最短路径集。IEEE 118节点和IEEE 300节点系统的仿真结果表明,该方法搜索结果准确无误,计算时间明显小于传统算法,且K值越大,该算法时间优越性越好,能够快速扫描复杂大电网中的多个潮流转移区域,在线监测大电网潮流转移状态。
基于负荷电流场的电网分区方法

电网分区可简化安全分析、运行监视和调度控制,具有十分广泛的工程应用。基于场论,提出了一种可自动确定分区个数的电网分区方法。从电力网络节点间的相互影响及影响的分布特性出发,借鉴物理学中场与势的概念定义了用于描述节点影响力和节点所受影响的负荷电流虚拟场与负荷电流虚拟势,以势值的大小来衡量节点间联系的紧密程度,将分区看作为势值由中心向边界辐射衰减的连通区域,通过搜索被势值低洼区所分割的高势值连通区来实现对电网的分区。IEEE 39节点标准算例和某省网实际算例的结果验证了所提方法的有效性和实用性,所提方法能够克服已有方法无法自动确定出分区数目的不足。
VSC-HVDC中直流换流器的比例积分-准谐振-重复控制策略

为解决交流电网不平衡和畸变导致电压源换流器高压直流输电(voltage source converter based high voltage DC transmission,VSC-HVDC)的交直流侧电能质量恶化问题,提出单正序同步旋转坐标系下的d、q轴电流分量的比例积分-谐振控制-重复控制的混合控制策略。通过使有功功率的瞬时波动为零获得了网侧电流正负序分量参考值的表达式,进而利用比例积分控制器控制正序电流分量、谐振控制器控制负序电流分量,而利用重复控制用于抑制交流电网谐波的影响。进一步分析了采样频率与被控信号频率的比值为非整数时对重复控制的影响,进而提出基于线性插值的实际采样点对应的反馈信号的估计方法,以改善重复控制的性能。详细的仿真结果证明了所提出的混合控制策略的正确性和有效性。
直流系统保护对交流故障的响应机理与交流故障引发的直流系统保护误动分析

针对交直流混联系统中直流保护在交流系统故障时误动的问题,基于某特高压直流系统的数字实时仿真系统(RTDS),研究交流故障下直流系统的暂态响应特征。从交流故障与直流故障的相似性、直流保护原理和整定方法的不完善性两方面揭示了直流保护对交流故障的响应机理。基于直流保护对交流故障的响应机理,全面梳理出在原理上能反映交流故障的直流保护类型。结合某特高压直流系统的RTDS实验数据,详细分析了两侧交流系统故障时的低电压特征以及电流失衡特征所引发的直流保护误动情况。深入分析了交流故障下直流低电压保护、阀组差动保护以及桥差保护的误动机理,并提出相应的改进建议,为直流工程的更合理运行提供指导。
Research on Application of Superconducting Fault Current Limiter in VSC-MTDC Power System

With the extensive application of VSC-MTDC (voltage source converter-based multi-terminal direct current) power systems, large DC fault current becomes an important issue due to the bottleneck of DC breaker’s capacity. This paper presents an application of SFCL(superconducting fault current limiter) in VSC-MTDC system. A numerical model of SFCL is built in PSCAD and the accuracy of model is verified by a series of experiments. SFCLs are applied in a typical three-terminal HVDC system to study the current limiting effect with different kinds of fault types and fault positions. The simulation results show that the fault current can be limited effectively without affecting the normal operation of the system.
光伏防孤岛保护检测标准及试验影响因素分析

随着光伏发电的快速发展,完善光伏并网技术要求保障并网光伏安全稳定运行越显重要。光伏防孤岛保护是光伏发电系统必备的保护功能,国内外光伏标准在孤岛保护方面有差别,国内的防孤岛检测标准尚不完善。在光伏孤岛理论基础上推导了2种孤岛检测算法的盲区,通过分析不同的光伏孤岛检测标准和检测盲区关系,得出了频率和电压的保护阈值。负载品质因数以及孤岛检测算法的参数设置会影响光伏防孤岛保护试验,并采用仿真算例验证了以上因素对孤岛试验结果的影响。最后用一个实测的孤岛试验案例说明了标准差异的结果和孤岛检测的必要性,从而为光伏防孤岛保护试验和标准完善提供参考。
适于分布式发电装置接入测试的功率硬件在环接口装置及其控制策略

基于功率硬件在环仿真方法(或称数字物理混合仿真方法),为分布式发电装置接入配电网及微电网的运行工况,设计了一种硬件在环测试接口装置。根据配电网及微电网常见的电能质量问题(如频率偏差、供电三相不对称及谐波等),提出了一种三相四线制的接口装置硬件结构设计,并开发了基于准比例谐振控制的接口策略,以消除接口放大过程中引入的放大幅值误差。以配电网及微电网中可能出现的频率波动、电压三相不对称以及电压含谐波为研究算例,对所提出的接口装置和控制策略进行了仿真验证,证明了该装置和控制策略的有效性及准确性。
利用多分辨奇异谱熵和支持向量机的特高压直流输电线路区内外故障识别方法

提出一种基于多分辨奇异谱熵和支持向量机的特高压直流输电线路区内外故障识别方法,可准确将本侧区外故障、区内故障以及对侧区外故障区分开。进行小波多尺度分解,求得各层的奇异谱熵,将每层的奇异谱熵组成一个特征向量,特征向量分成训练集和测试集,将训练集进行训练得到支持向量机(support vector machines,SVM)分类器的参数,用测试集进行测试,预测结果就是对不同位置故障的分类。大量仿真验证表明:基于多分辨奇异谱熵和支持向量机的特高压直流输电线路区内外故障识别方法能可靠识别本侧区外故障、区内故障和对侧区外故障。
基于选择性定频积分逼近调制策略的MMC子模块不对称运行控制方法

针对模块化多电平变换器子模块不对称运行问题,提出了一种基于选择性定频积分逼近的PWM调制策略。变换器由于元件损坏或参数差异会出现子模块电容电压失衡的不对称运行状态,周期性地监测子模块电容电压和桥臂电流方向,改变PWM驱动信号与实际开关管驱动的映射关系,使系统由不平衡运行状态回到平衡运行状态。此外,该调制策略有效减少了开关管驱动的窄脉冲、降低了开关损耗。仿真和实验验证了所提方法的有效性。
微网逆变器并联运行的改进下垂控制策略

逆变器并联系统采用有功-电压频率(P-f)和无功-电压幅值(Q-U)下垂控制方法实现功率均分时,由于采用固定下垂参数,输出电压精度与功率均分效果之间存在矛盾;同时负荷发生剧烈突变时易造成输出电流振荡,从而影响系统的稳定运行。此外,为获得稳定准确的系统功率输出,功率计算环节须引入低通滤波器,低通滤波器的延迟特性将会对系统的动态性能产生影响。为此,提出了一种改进的逆变器自适应下垂控制方法,该方法在传统控制方法基础上分别引入功率与下垂系数的一次函数项和功率与时间的微分项,既实现了下垂系数随功率变化的自适应调节,又及时反映出功率的变化趋势,有效提高了系统的稳定运行性能和动态响应能力。实验结果验证了所提方法的有效性。
考虑风储参与的电力市场联动博弈分析

研究了考虑风电与储能参与的电力市场联动博弈问题。首先,在含有传统发电、供电、风电、储能商及用户的多方电力市场联动博弈模型中,针对风电与储能服务商的特点,设计了独立和联营2种运营模式,并分别建立了考虑投标风险的最佳风电投标量及储能充放电决策模型;然后,建立了基于多代理的电力市场联动博弈模型,对比和分析了2种模式下风电投标及储能充放电行为的差异,以及联营模式下考虑网络约束前后各方利润和线路负载等技术经济指标。仿真结果表明:风电商能够优化决策自身投标电量,获得合理的利润;风-储联营模式能够对风能进行合理转移,增加两者总利润;网络约束对市场中参与方的利润有重要影响。
基于主从博弈的智能小区代理商定价策略及电动汽车充电管理

智能电网的负荷包括传统负荷和主动负荷,我国配电网侧的主动负荷主要由电动汽车构成,功率需求随电价变化是其重要特点之一。随着电动汽车的普及,代理商将在小区电动汽车充电管理中扮演重要角色。如何制定代理商的定价与购电策略,实现代理商与电动汽车车主双赢,成为重要的研究课题。基于以上原因,提出了一种未来智能小区代理商的定价及购电策略,将代理商和车主各自追求利益最大化建模为主从博弈。该模型亦可为研究电动汽车参与的需求侧响应提供重要的借鉴。另外,还进一步通过Karush-KuhnTucker最优性条件和线性规划对偶定理将此博弈模型转化为混合整数线性规划问题进行求解,最终获得全局最优的定价策略。
磷酸铁锂电池容量衰退轨迹分析方法

以A123系统公司出品的2 200 m A·h磷酸铁锂电池为研究对象,以3C电流倍率25℃常温条件下满充满放进行了3 500次循环,同时每200个循环测试1C电流倍率条件下的充放电曲线、内阻衰退情况、容量衰退情况、OCV-SOC曲线以及1/20C电流倍率条件下的d Q/d V峰值曲线变化情况。为了验证上述容量衰退机制的分析方法,将3 500循环后的A123磷酸铁锂电池在手套箱中拆解并组装成扣式半电池,正极半电池与负极半电池的测试结果以及拆解前后的容量匹配分析验证了上述容量衰退分析方法的正确性和有效性。
含光伏源的微电网孤岛/联网平滑切换控制策略

以含光伏源的微电网为研究对象,针对微电网孤岛运行模式与联网运行模式的切换以及微电网在不同运行模式下不同控制策略之间的切换,提出了一种基于PQ控制器初始输出状态对V/f控制器输出状态同步跟随的平滑切换方法,改进了传统的预同步控制器,最后分析了在给定参数下电压电流双环控制系统的性能和输出阻抗。仿真结果验证了所提控制策略的有效性。
考虑风电消纳能力的高载能用户错峰峰谷电价研究

提出了一种通过需求侧管理激励负荷侧的高载能企业参与调峰,提高系统风电消纳能力的错峰峰谷分时电价机制。考虑了高载能企业转移负荷能力差的特点及其对峰谷分时电价时段连续划分的诉求,建立了相应的峰谷时段连续划分的错峰用电模型,并以提高系统谷时风电消纳能力为目标建立了错峰峰谷电价决策模型。通过解耦时段划分与电价优化,设计了2步优化方法求解峰谷时段与电价综合优化模型。错峰峰谷电价避免了传统多峰时段峰谷电价对用户的频繁扰动,更加适合高载能企业等大用户的生产特点。通过协调各用户的峰谷时段划分,减少峰时段时长,减轻了高载能企业电力成本压力,提高了参与调峰的积极性。
基于电压下垂法的直流微电网混合储能系统控制策略

以稳定直流母线电压和优化蓄电池工作过程为目的,提出了一种基于电压下垂法的直流微电网混合储能控制策略。该控制策略根据直流母线电压信息,利用超级电容快速补偿母线功率缺额的高频部分;通过蓄电池对超级电容进行能量补充,间接补偿母线功率缺额的低频部分;利用超级电容电压不能突变的特点,实现对蓄电池电流的平滑控制。控制系统以直流母线电压、超级电容电压及蓄电池荷电状态为判断条件,自动切换工作模式。实验表明,该控制策略可自动调节蓄电池和超级电容出力,维持直流母线电压在额定值附近小范围波动,有效地减小了蓄电池充放电次数,延长其使用寿命。
基于阻抗适配的独立光伏系统协调控制方法

以独立光伏发电协调控制系统为研究对象,为了减少系统工作模式转换带来的控制结构切换问题,在动态等效阻抗匹配法的基础上改进提出了阻抗适配法,实现了一种无需系统结构改变的双模式转换协调控制技术。特点是通过对光伏电池等效内、外阻抗的适配,能使光伏电池根据需要连续调节输出功率,完成最大功率跟踪与负载跟踪模式的平滑转换。系统中的双向变换器工作在稳压模式;协调控制系统不需切换判断逻辑,实现相对简单。最后通过实验验证了所提策略的有效性。
单相光伏并网逆变器的反步滑模控制策略

为了克服光伏并网逆变系统受外界干扰和系统参数的不确定性等多种因素的干扰,以逆变器的输出滤波电容电压及其导数为状态变量,将反步法和滑模控制相结合,提出了基于反步滑模控制的光伏并网逆变器控制策略。推导了具有参数不确定和外界干扰情况下的逆变器的反馈控制律。为了获取光伏阵列的全局最大功率点(maximum power point,MPP),提出了一种基于改进粒子群优化算法(particle swarm optimization,PSO)的最大功率点跟踪(maximum power point tracking,MPPT)方法,将占空比分为两部分进行初始化,建立了光伏阵列运行功率与占空比之间的线性关系。仿真和试验结果验证了所提控制策略的有效性。
储能型功率补偿系统的控制及其储能元件参数设计

为优化柴油发电机组(diesel generator,DG)的动态输出电能质量,将包含超级电容(super capacitor,SC)的储能型功率补偿系统(storage energy-power compensation system, SE-PCS)与DG相并联共同为负载供电。提出用于SE-PCS的基于e指数函数的动态参考有功功率生成方案。在负载突变时,由SE-PCS按照e指数函数短时输出有功功率以提高DG的动态输出性能。给出了e指数函数的初值、时间常数以及SC容值的设计原则。进一步分析了SC内阻对SC输出电压范围的影响,进而给出了新的保持SC输出电压范围不变的SC容值设计原则,以保持系统的安全可靠运行。相应的仿真结果证明了所提出的方案、控制策略及参数设计原则的正确性和有效性。
基于多功能并网逆变器的电能质量控制策略

微网中负载与电源类型多样,电能质量指标可能会不完全满足要求,为此提出了一种微源并网逆变器参与微网电能质量控制的补偿策略。给出了一种基于熵Shapely赋权的电能质量综合评估模型,该方法以熵权计算为基础,利用Shapely理论对权重进行调整,针对不同的样本点赋予不同的权值,避免了所有样本点采用统一权重值而无法对具体样本点的突出问题进行重点补偿的问题;提出了以实现并网点电能质量综合指标最优为目标的补偿算法,并给出基于拉格朗日乘子法的求解结果;逆变器除传送有功功率以外,还可根据微网的电能质量情况对负载谐波、无功和不平衡电流进行跟踪补偿。PSCAD/EMTDC仿真结果验证了所提策略的有效性。
海岛光储直流微电网自治控制策略

针对海岛光储直流微电网系统,设计了一种基于电压幅值的控制策略。以直流母线电压幅值为判定基准,将控制策略设置成不同模式。利用直流母线电压变化量作为系统模式的切换基准,无需控制器间进行通信连接,提高了系统的自治性、可靠性与经济性。在不同模式中合理调节变流器的工作方式,维持直流母线电压恒定,实现能量最优利用和系统稳定工作。针对海岛淡水短缺问题,设计了可控海水淡化负荷的投切控制,在改善海岛内的淡水供应的同时,辅助系统功率调节。实验结果实现了工作模式的平滑切换,验证了提出方法的有效性和正确性。
一种发电机故障放电信号特征实时在线自动识别方法及其应用

对发电机故障放电信号特征进行自动识别时,实现方法要求具有较高的可靠性与快速性。为达到这些要求,首先提出一种高可靠的脉冲提取方法,能够更为准确完整地提取脉冲信号,通过仿真方式对该方法进行了研究,并使用现场实测信号验证了该方法的优越性。在该方法基础上,提出了脉冲分类参数的快速计算方法,在进行脉冲提取的同时完成脉冲分类参数的计算,使用实测信号验证该方法的有效性。在检测脉冲的存在并对脉冲进行高可靠提取的同时,获取脉冲信号的分类特征参数,而且计算速度快,将其称为脉冲特征快速自动识别技术。该技术已成功运用在多台水轮发电机上,在实际应用中取得了良好的效果。
新型可控变压器提高联络线潮流控制能力研究

提出了一种新型可控变压器,该设备由电力系统变压器与功率电力电子器件构成,实现了对变压器输出电压幅值和相角的双向动态调节,可以独立调节联络线有功和无功功率,提高联络线功率极限。将可控变压器分别应用于双机系统与3机9节点系统,通过Matlab/Simulink数字仿真实验分析了可控变压器在正常工作状况以及发电机出力突降和负荷突增2种突发情况下对于联络线潮流的动态控制能力,验证了可控变压器提高电力系统联络线潮流控制能力的正确性与可行性。
规模化储能技术典型示范应用的现状分析与启示

规模化储能技术作为能源结构调整与节能减排的支撑技术和关键推手,在发输配电、电力需求侧、辅助服务以及新能源接入等领域有着广阔的应用前景。国内外开展并建成了数百项MW级及以上的多种新型储能示范工程,应用领域涉及可再生能源、分布式发电与微网、输配电以及辅助服务等。文中通过对国内外已建规模化储能示范的基本概况分析,重点讨论实现规模化示范应用的储能技术类型以及学术界和工程界聚焦的应用领域;从示范功能、主要技术以及资助情况等角度,梳理不同应用模式对储能技术的性能需求与技术关注点;基于储能相关政策解析,分析其对储能技术实现规模化应用的促进与推动作用。同时,给出了上述分析结果对我国储能产业化发展的启示。
无磁链观测的电力动负荷物理模拟关键技术研究

电机性能及电源装置性能的测试试验,需要一套高效、实用的动负荷模拟系统。为此,提出了一种无需磁链观测的电力动负荷物理模拟方法,针对3种常见类型的电动机机械负载的模拟控制问题,给出了负荷模拟系统的总体结构,建立了控制系统的数学模型。采用保持励磁恒定,调节电枢电流来模拟不同类型动负荷的控制策略。借助PSCAD对模拟系统进行了仿真实验验证,结果表明模拟系统能够有效地对恒转矩、恒功率和风机类机械特性负载进行精确的动态模拟。
考虑改进潮流转移熵的电力系统融冰预防控制

从熵理论角度出发,对现有的潮流转移熵模型进行改进,综合考虑转移潮流的分布均衡性及各线路的负载率,提出了一种考虑改进潮流转移熵的电力系统融冰预防控制方法。该方法将改进的潮流转移熵作为约束条件引入到控制模型中,将发电机出力再调整作为重点控制措施,得到融冰预防控制模型。通过对IEEE-30系统进行仿真,结果证明该方法提出的控制策略能够有效减小因融冰断线对系统造成的冲击,降低了系统断线后的状态综合严重度,有效提高电力系统在冰灾情况下的安全水平。
基于发电机对暂态势能集的电力系统暂态稳定快速评估

基于传统暂态能量函数方法,以简单3机3节点系统推导出一种基于发电机对暂态势能的系统暂态势能函数表达式。该暂态势能计算函数不需要全系统的网络拓扑参数或故障位置信息,仅需实时采集系统中少量的发电机机端电气状态量,计算方法简单有效。基于该发电机对暂态势能定义了受扰严重机组判别指标集,利用该指标的聚集特性在故障清除后极短时间内辨识系统的主导失稳模式,根据临界机组分群结果采用EEAC法快速计算当前故障模式下的系统暂态稳定裕度。IEEE 3机9节点、新英格兰10机39节点系统、某省级实际电网算例结果验证了该方法的正确性和有效性。
基于长时间序列仿真的分布式新能源发电优化规划

分布式光伏发电和风力发电等新能源发电是波动性电源,其无序接入将给电网的潮流分布、无功/电压调节和电能质量等方面带来不利影响,影响程度与分布式新能源发电的接入位置和容量密切相关。为计及分布式新能源发电出力和负荷时序特性,考虑了全年的风电出力和负荷数据,构建了基于Matlab-DIgSILENT/PowerFactory联合仿真平台的优化规划软件。运用遗传算法,分别以网络年电能损耗和发电量为优化目标,分析了分布式新能源发电的最优接入位置和容量。最后通过实际算例仿真验证了方法的有效性。
基于改进加权Voronoi图和遗传算法的变电站规划

针对城市电网规划中的变电站规划优化问题,提出一种基于改进加权Voronoi图和遗传算法的规划算法(improved weighted Voronoi diagram-genetic algorithm, IWVD-GA)。通过改进定权重和引入变权重对加权Voronoi图进行改进,并利用元胞自动机(cellular automata,CA)动态生成改进加权Voronoi图,在生成过程中,权重可根据变电站负载率和供电半径约束动态调整,使供电范围的划分过程可控且更为合理。通过交替定位算法(alternate location algorithm,ALA)对新建站的位置和供电范围进行局部深度寻优,通过遗传算法进行全局寻优,实现了变电站规划优化。为解决CA在元胞个数较多的情况下,在每个演化过程都需要对所有元胞进行判定而导致计算速度较慢的问题,根据元胞状态改变发生在扩张边界的特点,确定需要进行判定的元胞,有效减少了元胞判定次数。算例结果验证了所提算法用于变电站规划的有效性。
潮流介数理论在输电网断线风险评估中的应用

将潮流介数理论应用于输电网断线风险评估。首先,定义了象征线路关键性的线路潮流介数和象征节点重要性的节点潮流介数;其次,结合传统故障后果严重度指标,建立了基于潮流介数的线路过载严重度指标和节点电压越限严重度指标;最后,将输电网断线故障的概率与基于潮流介数的严重度指标结合,得到了基于潮流介数的断线风险评估指标。仿真结果表明,该方法能科学、合理地评估输电网断线风险,为运行人员防控连锁故障提供有益的辅助信息,避免重大事故的发生。
含分布式电源及电动汽车充电站的配电网多目标规划研究

电动汽车充电站的定容选址问题对配电网络和交通网络都会产生影响,所以在分布式电源规划时应同时考虑。文章建立了路径选择模型与交通满意度评价模型,并研究了分布式电源的时序特性与互补性。考虑分布式电源同时为配电网负荷和充电站供电,建立了总成本最小、网络损耗最小和交通满意度最高的电动汽车充电站与分布式电源定容选址模型。并采用新的多目标自由搜索算法对上述模型进行求解,得到Pareto解集。最后以IEEE33节点配电网为例进行仿真计算,并采用交互式模糊决策对结果进行分析。结果表明,上述方法能得到合理的分布式电源与电动汽车充电站接入位置及其容量配置方案,所提模型和算法是可行且有效的。
基于模型的风电机组变桨距系统故障检测

变桨距系统是风电机组的高频故障部件之一,对其进行早期故障检测,可以有效提高风电机组的运行可靠性,减少不必要的损失。采用基于风电机组物理特性的数学模型的方法对其进行故障检测。首先,建立了风电机组变桨距系统及其它部件的动态模型,描述出该模型的输入输出关系;然后,将该模型与实际系统并行运行,并将模型输出与实际系统输出比较产生残差,随后采用残差范数的均值作为故障判别函数进行故障检测;最后,通过对变桨距执行机构和桨距角传感器的故障进行仿真,验证了所用方法的正确性和有效性。
基于灰色关联度的风机MPPT控制影响因素分析

鉴于现有研究未明确指出诸多因素对风机最大功率点跟踪控制性能的影响程度及其主导因素,基于灰色关联度理论定量评估了多种相关因素对最大功率点跟踪控制性能的影响程度。以多种影响因素作为子序列,包括空气密度、风速湍流强度、平均风速、风力机转动惯量、半径和最佳叶尖速比,将评估最大功率点跟踪控制性能的平均风能利用率作为主序列,通过灰色关联度分析获取这些因素对平均风能利用率的影响程度。研究结果表明,湍流强度和转动惯量是影响风机最大功率点跟踪控制性能的主导因素,应在风力机结构设计和最大功率点跟踪控制系统优化时重点考虑。
多时空尺度下风电平滑效应的分析

平滑效应是大规模风电群聚所共有的特性之一,其显著程度直接影响总出力的波动性,掌握其基本规律可为大规模风电的预测及评估提供可靠依据。本文采用数理统计的分析方法,研究了多时空尺度下风机集群的平滑效应,建立了平滑效应、出力相关性、风机台数三者之间的函数关系,分析了同一风电场内风机集群的平滑效应极限值。基于风电场的实测数据,对比分析了不同时间尺度、风机间距、风速大小下的出力相关性,进而给出了平滑效应的时空变化特性。研究结果表明:在分钟级时间尺度下,风电集结的空间规模效应较显著,平滑系数随风机台数(N)的递增呈现近似N~(-1/2)的下降趋势;在给定的时空尺度下,平滑效应随风速的增大而增强。
基于超短期风电预测功率的储能系统跟踪风电计划出力控制方法

为最大程度地提高风电跟踪计划出力能力,基于超短期风电预测功率建立了包含5个控制系数的储能系统充放电控制策略,并提出了利用粒子群优化算法实时优化储能系统充放电控制系数的方法,以减少日前短期风电预测误差。以典型风电场出力为例进行仿真分析,对固定系数方法及滚动优化系数方法进行了比较,并分析了影响预测精度的因素,结果验证了所提方法的可行性。
考虑风速相关性的风电穿透功率极限的改进计算

为全面分析多风电场风速相关性对风电穿透功率极限的影响,提出了一种考虑风速相关性和电网多种约束条件的风电穿透功率极限的改进计算方法。该方法采用基于拉丁超立方采样的随机模拟技术对具有相关性的多个风电场风速进行模拟,并应用基于机会约束规划理论的最优概率潮流方法,在满足包含常规机组爬坡能力约束等系统多种约束的前提下,以系统接纳风电总装机容量最大化为目标,计算风电穿透功率极限。以IEEE-30节点系统为仿真算例,采用遗传算法对该模型进行求解,验证了上述方法的有效性。仿真结果表明,通过增加爬坡能力约束能更好地反映风速相关程度对风电接入能力的影响,从而得到更符合实际的风电穿透功率极限。
基于模糊多目标优化的电网日前风电接纳能力评估模型

随着风电渗透率的日益提高,我国部分电网出现了日益严重的“弃风”现象。从日前时间角度对电网风电接纳能力进行评估有利于优化系统的调度运行,提高风电利用率。构造了以最大化接纳风电和经济发电为目标的电网多目标日前风电接纳能力评估模型。为协调2个互相矛盾的优化目标,通过定义目标隶属度函数将确定性问题模糊化,采用最大化满意度指标法将所构建的多目标优化问题转化为单目标优化问题。以IEEE118节点54机测试系统为例,利用GAMS仿真平台对模型进行了求解。结果表明:上述模型能兼顾风电接纳能力的最大化及系统发电的经济性,计算结果可为调度人员制定日前计划提供参考,有利于提高风电利用率并降低发电成本。
VSC-MTDC控制系统的参数优化及柔性调整策略

基于电压源换流器的多端直流输电(multi-terminal HVDC system based on voltage source converter,VSC-MTDC)系统具有有功功率、无功功率四象限独立控制、多电源供电、多落点受电,可连接无源网络等特点,近年来受到广泛关注。VSC-MTDC控制器的参数决定了其控制系统的控制能力,从而决定了系统的运行特性,而试凑法得到直流输电系统的控制参数不能保证系统良好的运行特性,提出了VSC-MTDC系统运行特性的评价指标,并以其作为单纯形法的目标函数对控制系统参数优化,从而保证VSC-MTDC系统具有良好的运行特性。同时,VSC-MTDC系统的调整策略决定了调整过程中系统的运行特性,较大的目标值调整会导致系统电气量的剧烈波动和较长的调整时间,不利于系统稳定和设备安全,据此提出了控制器参考值在一定的时间内按照某一曲线逐步逼近目标值的控制方法,即柔性调整方式。基于PSCAD/EMTDC的仿真结果表明,采用所提出的优化方法后,系统的响应特性有较明显改善;柔性调整策略更有利于系统的稳定和设备的安全。
分时电价环境下基于家居能量管理系统的家居负荷建模与优化运行

分时电价反映了电能商品的时间差价,可以更好地鼓励用户合理安排用电时间,削峰填谷,提高电力资源的利用效率;家居能量管理系统(home energy management system,HEMS)的研发与可变电价环境下家居负荷的优化方法成为影响分时电价应用效果的关键因素。为此,文章在HEMS的基础上研究了如何给出家居设备的优化运行方案以应对多变的分时电价。首先,给出了家居设备的负荷特性描述,通过各类特性的搭配对常见家居设备进行建模;然后,建立了分时电价环境下的家居设备优化运行决策模型,模型以最小化用户电能成本与最小化峰谷差为目标,综合考虑多类设备以及分布式新能源的协调;最后进行算例仿真,对比分析了多种场景下的优化决策结果,验证了优化运行决策模型在控制用户电能成本及减小峰谷差方面的作用。
天中特高压直流输电工程系统试验方案

天(山)—中(州)(原哈(密南)—郑(州))±800 kV特高压直流输电工程是世界上首个输送容量达8000 MW、输电距离长2191.5 km的直流输电工程。工程系统试验的特点是首次对目前工程输送容量最大一次设备性能进行检验,首次对全国产化特高压直流控制功能进行验证,首次在送端电网火电、风电和太阳能电力外送系统较弱的方式下进行系统试验。根据这些特点,对天中工程系统试验方案进行了研究,内容包括试验目的、交流和直流系统条件、内容及操作步骤、试验过程中需要测量的交直流信号、试验验收标准以及试验过程中采取的安全措施。借鉴向(家坝)—上(海)、锦(屏)—苏(南)直流输电工程系统试验和运行的经验,增加了一些与控制系统相关的试验和直流偏磁测试试验,对整流侧母线电压控制进行了分析研究,确定了系统试验项目,编制了系统试验方案。工程系统试验结果表明,系统试验方案满足验证工程技术规范要求,保证了工程按期顺利投入运行。
±1100 kV特高压直流换流站避雷器在内过电压下的保护特性

直流输电系统的内过电压主要通过金属氧化物避雷器(metal oxide arrester,MOA)加以限制,避雷器在内过电压下的保护特性对确定设备的操作冲击绝缘水平具有重要意义。根据±1100 kV主回路接线、避雷器配置、交直流系统参数等,建立了±1100 kV系统内过电压计算模型。对避雷器电压和电流波形进行仿真,对避雷器电流的波头时间进行统计。统计结果为:内过电压下通过避雷器电流的波头时间均不小于100μs,大于标准操作冲击电流的波头时间30μs,需要对较缓电流波头下避雷器的保护特性进行研究。为加以对比,对波形为316/814μs、30/60μs、8/20μs和1/4μs电流下的避雷器伏秒特性和伏安特性进行了试验研究。结果表明,同样电流下,1/4μs的伏安特性曲线高于8/20μs、30/60μs和316/814μs的曲线,而后三者的伏安特性曲线则区别不大;8/20μs、30/60μs和316/814μs的伏安特性相比,在0.1~1 kA电流范围内,30/60μs的伏安特性曲线比8/20μs和316/814μs的伏安特性曲线稍高。由于避雷器操作冲击电流的波头时间均不小于100μs,内过电压下避雷器取30/60μs电流波形下的伏安曲线是合适的,且是稍微偏严的。最后试验测试了避雷器电阻片在30/60μs操作冲击电流下的伏安特性。
优化模型预测控制与级联控制策略下MMC运行特性对比

对于模块化多电平换流器,模型预测控制具有预测状态多,计算量庞大,现有处理器无法实现的缺点。为此,结合子模块电容电压排序算法,提出一种优化的模型预测控制策略,大幅减小了模型预测控制算法的计算量,使得该算法应用于模块化多电平换流器成为现实。搭建了23电平模块化多电平换流器仿真与实验平台,并与目前常用的基于比例积分(proportion integration,PI)级联控制器的闭环矢量控制策略进行了对比,结果验证了所提策略的可行性与优越性。
特高压交直流输电系统技术经济分析

提出了1000 kV交流输电系统提高输电能力,降低成本的参数优化模型,分析了1000 kV与±800 kV输电系统技术经济性,以中国示范工程数据为基础估算了它们的建设成本,提出了改进的年运行成本法和稳定性成本法并用于1000 kV与±800 kV输电系统技术经济评估。1000 kV和±800 kV输电系统,输电距离1500~2000 km,按静态(热)稳定输送功率,单位输电建设成本处于相同水平;1000 kV输电系统的年运行成本明显低于±800 kV输电系统。1000 kV输电系统暂态稳定输送功率的单位输电建设成本也明显低于±800 kV输电系统。1000 kV输电系统经济性优于±800 kV输电系统。
双馈风电机组有功-无功混合调制阻尼控制

目前风电机组系统级阻尼控制中均采用单一有功调制或无功调制,无法兼顾系统阻尼和轴系振荡阻尼。为解决上述问题,针对双馈风电机组提出了有功-无功混合调制阻尼控制器,并提出了序贯优化算法设计阻尼控制器参数,通过特征值分析和时域仿真验证了该控制器在风电机组不同运行模式下的有效性和鲁棒性。结果表明,相比于单一调制,混合调制更能充分利用双馈风电机组转子侧变换器的阻尼控制能力,同时最小化对风电机组本身轴系振荡阻尼的不利影响。
电动汽车非接触充电负载自适应控制方法

在电动汽车电磁感应式非接触充电系统中,电能接收端电路需要恒定的等效负载以保证系统运行在最大效率点。为此,针对电动汽车在恒流或恒压的充电模式中充电功率实时变化导致等效电阻无法保持恒定的问题,提出一种电磁感应式非接触充电负载自适应控制方法:该方法基于恒流恒压充电方式,通过制定参数初始匹配和负载自适应调节2个阶段的控制策略,将电池的充电电压、电流以及功率进行离散化分段控制;通过改变三相整流装置输出电压,间接改变非接触充电电能转换装置的输出电压,实现充电功率的实时变化;基于直流降压电路输入端电压和电流的比值,通过实时改变占空比信号,以保持电能接收端等效负载不变。该方法在兼顾电池充电时间和安全性的基础上,确保系统工作在最大效率点。通过算例验证了所提方法的正确性和可行性。
基于SVPWM调制的混合级联七电平逆变器优化控制策略

分析混合级联七电平逆变器带死区时的工作模式,不同工作模式下其逆变器电压的跳变情况不同。在此基础上,提出了基于空间矢量脉冲调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)策略的优化控制方法。以控制支撑电容电压为前提,通过对每个区间支撑电容充放电切换过程所对应的开关动作次数、输出电压电平跳变情况的分析,提出了一种减小输出电压跳变的优化控制策略;此外,分析了死区时间的存在所带来的输出电压损失,根据伏秒平衡原理进行计算,并对其调制波进行死区补偿。仿真及实验结果验证了该控制策略的有效性。
分布式光伏电源与负荷分布接近条件下的可接入容量分析

为了给分布式光伏电源接入规划提供科学决策依据,建立了负荷和分布式光伏电源在各种分布下所引起的电压偏差和电压波动数学模型。在此基础上,以分布式光伏电源引起的最大电压上偏差和最大电压波动以及无分布式光伏电源时单纯由负载引起的最大电压下偏差为约束条件,推导出了6种负荷和分布式光伏电源容量沿馈线相同分布条件下能够满足电压质量要求的分布式光伏电源允许接入容量范围。以城市配电网和农村配电网的典型参数为例对所提出方法进行了分析和说明,结果表明所建议方法是可行的,并且能够有效得出允许接入的分布式光伏电源的容量范围。
基于机器学习的自适应光伏超短期出力预测模型

由于当前国内对太阳辐射强度和云量信息的预报能力较低,气象数据的引入对光伏直接预测法的预测精度提高有限。为解决此问题,基于历史出力数据自身特征的挖掘来提高预测精度,提出一种具有自适应能力的光伏超短期出力预测模型。该模型首先利用已有历史出力数据的小波分析和特征分析结果训练支持向量机(support vector machine,SVM)分类器,通过已建立的SVM分类器利用前30 min的光伏出力数据预测之后15 min的出力曲线类型,最后结合曲线类型从自回归与滑动平均模型(auto-regressive and moving average model,ARMA)和神经网络模型(artificial neural network mode,ANN)中选取出合适的方法对光伏出力进行预测。对ARMA、ANN和自适应模型进行了对比实验,结果表明:所提的自适应预测模型在均方根误差(root mean square error,RMSE)、平均绝对百分比误差(mean absolute percentage error,MAPE)和希尔不等系数(Theil inequality coefficient,TIC)上性能最好。
并网逆变器电网阻抗检测技术综述

分布式发电系统中,并网逆变器的性能同电网阻抗密切相关,而电网阻抗随着时间和电网运行状态的变化而变化,因此精确的电网阻抗测量是实现并网逆变器在弱电网场合下高性能自适应控制的关键技术。已有文献研究了电网阻抗测量技术并提出了一些可行的方法,但已有研究未明晰各方法的优缺点。为此,分类整理了已有的电网阻抗测量方法,将其分为主动测量方式,被动测量方式和准被动测量方式3大类,并且评述了各方法的特性、优缺点和适用场合。最后指出了目前还待解决的一些问题。
氮沉降对土壤微生物影响的研究进展

土壤中氮沉降增加作为全球环境变化的重要现象之一,给人类带来了巨大挑战。笔者综述了近年来氮沉降对土壤微生物的影响研究,从土壤微生物生物量、群落结构和多样性、微生物活性、功能基因与底物利用等方面进行总结分析。综合来看,氮沉降对土壤微生物的影响主要表现为:①土壤微生物生物量、真菌生物量以及真菌与细菌生物量比值下降;②外生菌根真菌子实体生产力和外生菌根丰度下降,外生菌根真菌群落结构组成改变;③丛枝菌根真菌群落结构组成改变,但氮沉降对丛枝菌根真菌的多样性和对腐生真菌的影响结果存在较大争议;④细菌群落结构组成改变,贫营养细菌丰度下降,富营养细菌丰度上升;⑤土壤微生物活性下降,某些功能基因丰度下降,对复杂有机碳、氮的代谢能力下降。同时,相关研究报道表明:氮沉降可以直接或通过降低土壤pH,增加微生物的碳限制,改变底物的数量和质量等途径间接对微生物生物量和群落结构产生影响。
水曲柳胚后熟时期MSAP分析

为研究水曲柳合子胚发育后熟时期的基因组表观调控模式,以7月上旬到9月中旬8个取材时期多年生水曲柳合子胚子叶为研究对象,通过基因组甲基化敏感扩增多态性分析,检测了各时期基因组甲基化变化。结果表明:水曲柳合子胚在不同发育时期可检测到933~939条清晰的电泳条带,说明不同发育时期水曲柳合子胚甲基化差异不明显。进一步统计胞嘧啶甲基化模式及其变异模式发现,7月初基因组在CNG、CG/CNG位点下降的变异位点多于其他时期,表明在水曲柳合子胚发育过程中发生了较大规模的去甲基化事件。
基于SSR标记的美洲黑杨杂交子代的鉴定

杂交子代的纯度直接影响到遗传图谱的质量,因而在遗传图谱构建前要对杂交子代进行鉴定与选择。笔者从300对SSR标记中,筛选出11对能明确显示亲本来源的标记,利用这11对标记对380株美洲黑杨杂交子代进行了鉴定。结果表明:有372个个体因同时具有亲本各1条等位基因而被认定为亲子代可用于图谱构建,其余8个个体因产生了非亲本来源或额外的等位基因,这些个体可能源于花粉污染或染色体异常,在作图过程中宜从作图群体中排除。
基于遥感影像分割单元的土地利用变化快速检测方法

针对土地利用变化动态监测的实际业务需求,提出一种土地利用变化快速检测方法,即基于同一区域土地利用现状图与高分辨率遥感影像进行叠加分析,通过土地利用现状图图斑边界对高分辨率遥感影像进行分割,并对分割单元的像素灰度值进行统计分析,以此判断图斑内对应的土地利用是否发生变化,从而提取影像发生变化区域范围。以某城市局部区域土地利用变化监测为例,通过对该区域2013年高精度遥感影像与2012年土地利用现状图叠加分析,对938个图斑进行土地利用变化检测,发现变化图斑12个。其中,8个为实际发生变化图斑,4个为错判,无漏判。实验结果表明:该方法能快速、有效地实现土地利用变化信息的检测和提取,并适用于识别提取新增建设用地占用农林用地的情况。
柳杉优良无性系离体培养再生体系研究

以柳杉当年生茎段为外植体,采用正交试验设计,用离体培养的方法,对6个柳杉不同无性系进行芽增殖及3个无性系进行生根诱导,建立了柳杉组培快繁体系。结果表明:①在DCR添加6-BA、NAA不同组合的培养基上,6个柳杉无性系均能诱导出不定芽,但不同无性系芽增殖的能力有差异,其中精1#无性系芽增殖系数最高,达到了5.00。②在柳杉无性系离体生根的诱导过程中,1/2DCR培养基是适宜的基本培养基,并且所试验的3个无性系均在添加0.10 mg/L IBA和0.20 mg/L NAA时生根率最高,可达93.3%。
晋西黄土区退耕还林20年后典型林地的持水能力

为探究晋西黄土区退耕20年后典型林地间持水能力的差异,选取山西省吉县蔡家川流域退耕20年的次生林和油松人工林、刺槐人工林、油松×刺槐人工混交林4种典型林分为研究对象,同时以耕地作为对照,通过外业调查和室内测定,比较分析了该地区退耕林分间林地(枯落物层和土壤层)的最大持水量和有效持水量。结果表明:1)次生林枯落物层的最大持水量和有效持水量为201.20和154.32 t/hm~2,分别是人工林的1.35~2.14倍和1.33~2.06倍,人工林之间表现为油松×刺槐人工混交林>刺槐人工林>油松人工林;2)退耕林地土壤层的最大和有效持水量分别介于5102~5563 t/hm~2和1007~1251 t/hm~2之间,均显著高于耕地的4695和812 t/hm~2;典型退耕林地间土壤有效持水量表现为次生林>油松×刺槐人工混交林>油松人工林>刺槐人工林,最大持水量为次生林>油松×刺槐人工混交林>刺槐人工林>油松人工林;3)与退耕引起土壤非毛管孔隙度增加相一致,林地的最大持水量和有效持水量较耕地分别增加了10.7%~22.8%和32.9%~73.1%,表明退耕对林地持水能力的影响在有效持水量方面更突出;4)退耕林分间林地持水能力表现为次生林>油松×刺槐人工混交林>刺槐人工林>油松人工林。林地最大持水量和有效持水量显著高于耕地,这主要源于土壤性质改善引起的土壤层持水能力增强,同时枯落物层的持水功能也发挥了一定作用。总之,退耕20年后林地持水能力显著增强,不同林分间次生林持水能力较好,表明次生林宜作为该地区退耕后植被恢复的主要参考。
基于自适应预测控制的PEMFC动态特性研究

质子交换膜燃料电池(PEMFC)是具有多参数影响的复杂系统,针对其时变、非线性及不确定性导致其输出动态特性难以控制的问题,设计了自适应预测控制器。该控制器以PEMFC系统的神经网络模型作为预测模型,充分利用神经网络对非线性系统的拟合能力,并在控制过程中实时对神经网络连接权值、阈值进行优化,实现自适应预测的滚动优化,保证了控制器对PEMFC控制的实时性;在控制过程中将输出电压分别反馈至自适应模型及预测控制前端,以提高系统的响应速度和控制精度。验证结果表明:基于自适应预测的控制方法具有较强的鲁棒性,学习能力强,控制精度高,并具有自适应能力,对质子交换膜燃料电池输出动态特性的稳定性具有较好的控制效果。
基于生态保护格局的长白山北部森林景观特征分析

本研究旨在分析长白山林区北部景观格局特征,并以此作为未来生物多样性保护与构建长白山地区整体森林保护格局的依据。基于泉阳和露水河林业局森林资源二类调查资料和林相图,利用Arcgis和Fragstats等软件,从土地利用类型、优势树种和龄组的角度,分析了景观构成要素和森林保护现状,在景观水平和斑块水平上分析了该区景观格局指数特征。结果表明:有林地主导着土地利用类型,森林景观优势明显,研究区整体景观存在破碎化,优势景观类型破碎化程度比较严重;森林景观中各优势树种和龄组景观的优势度较弱,景观连通性较差,树种与林龄结构复杂,景观破碎化更为严重;幼龄林是破碎化最严重的龄组。人为活动对优势树种和林龄组成有着显著的影响,人为干扰是景观破碎化的最主要原因。根据分析结果,该区应科学规划城镇化建设,引导作物栽培合理开展,改善景观破碎化现状并建立有效的生态廊道,提高森林生态系统的生物多样性和稳定性。
6自由度微传动平台位姿误差分析与精度补偿

为了提高微传动平台的定位精度,对几何误差进行了分析。利用微分关系构造微传动平台输出位姿误差与各结构参数几何误差之间的映射关系,引入误差权重系数,分析了各结构参数对微传动平台定位精度的影响,建立了微传动平台的精度补偿模型。利用Matlab对微传动平台的定位精度进行计算仿真,搭建实验平台进行实验测试,仿真和实验结果表明,基于权重系数法建立的误差模型合理,并且通过建立的精度补偿模型,微动平台的定位误差从补偿前的20%~30%下降到了补偿后的10%~15%,使微传动平台的定位精度获得了较大提高。
基于双目相机的森林样地调查方法研究

为了提高样地调查时的野外工作效率,设计了一种相片样地建立方法,以双目相机为测量工具,在样地中心上下放置双目相机,依次进行12次30°的旋转拍摄,获取12组立体相对,配合少量的现场目视检查和遮挡木补测,以立体相对前方交会作为内业处理手段,提取并纠正相片中各目标木的胸径和树心坐标,利用左右旋转角度和将树心坐标转换至同一坐标系中,完成样地各目标木的胸径提取、样木坐标提取、蓄积量计算等工作。为了验证该方法,选择了9块固定样地进行相片样地建立,分别对比相片样地与固定样地调查中提取的胸径、树心坐标、蓄积量和工作时间,其中蓄积量的平均相对误差为5.5%,最大相对误差为8.2%。
基于TRMM遥感数据的旱涝时空特征分析

基于光学遥感数据反演的植被指数和地表温度进行旱涝灾害监测在时间上具有滞后性,降水数据可以更加及时直观地反映地表干湿状态的变化,目前旱涝灾害监测应用地面点上降水观测站点的数据较多,热带降雨测量卫星(TRMM)被动微波遥感为大面积进行旱涝灾害监测提供了可能。利用江苏省1998年1月-2014年3月的TRMM 3B43月降水资料,采用尺度为12的标准化降水指数(SPI12),分析江苏省旱涝时空特征变化规律。分析结果表明:江苏省16年来发生旱涝灾害的几率为34.08%,其中发生旱灾的几率(16.74%)与发生涝灾的几率(17.34%)相接近;江苏省一年四季都易受到旱涝灾害的影响且旱灾与涝灾具有交替出现的特点;1999-2014年间多次出现较严重的旱涝灾害,且江苏中部地区更易受到旱涝灾害的影响。
基于MK-SVR模型的小麦叶面积指数遥感反演

提出了运用多核支持向量回归(MK-SVR)算法构建小麦叶面积指数(LAI)遥感监测模型。以2010-2013年试验样点小麦拔节、孕穗、开花3期的实测LAI数据为基础,同步获取我国自主研发的环境减灾卫星HJ-CCD对该研究区域的影像数据,分析了各生育期小麦LAI与8种植被指数间的相关性。以显著相关的植被指数作为输入参数,使用MK-SVR算法构建了每个生育期的小麦LAI反演模型,即MK-SVR-LAI模型。为了评价模型,每期使用单一核支持向量回归(SK-SVR)、偏最小二乘(PLS)回归算法构建了SK-SVR-LAI、PLS-LAI模型。将模型估算LAI值和田间观测LAI值进行比对,以决定系数(R~2)和均方根误差(RMSE)为指标评价并比较了模型。结果表明:3个生育期MK-SVR-LAI模型的RMSE值均低于参比模型,拔节期为0.293 1,孕穗期为0.466 8,开花期为0.548 6,且该模型的R~2也都最高,拔节期为0.762 4,孕穗期为0.801 8,开花期为0.668 9。
蒸发法处理厌氧发酵沼液试验研究

采用蒸发法浓缩处理沼液,研究了低温蒸发、常压蒸发和减压蒸发过程对沼液浓缩的影响。结果表明:不同温度下(常温、25℃、35℃、45℃、55℃、65℃、75℃、85℃)低温蒸发对浓缩沼液的氨氮质量浓度有较大影响,氨氮在蒸发过程中几乎全部损失(98%),对浓缩液营养物质的回收不利。沼液在不同pH值(2、3、4、5、6、7)的常压蒸发研究表明,当初始pH值小于等于4时,冷凝水的氨氮质量浓度低于41.0 mg/L,水质可以满足GB 18596-2001《畜禽养殖业污染物排放标准》。减压蒸发试验结果表明,相对真空度-0.03~-0.08 MPa对沼液蒸发过程影响不大。沼液不同初始pH值的减压试验结果表明,与常压蒸发相比,减压蒸发可以降低冷凝水中的氨氮质量浓度和化学需氧量(COD),提高冷凝水水质。减压蒸发在沼液初始pH值小于等于5时,冷凝水氨氮质量浓度在61.8 mg/L以下,可满足排放标准。因此,真空蒸发对整个系统的运行最为有利。