mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
单芯交流海缆不同接地方式下的损耗计算及对载流量的影响研究

为保障单芯交流海缆的运行安全,海缆线路除在两端牢固接地外,有时还需将金属护套和铠装进行分段短接或采用半导电护层,3种接地方式对电缆传输容量的影响尚未有定量分析结论。文中针对大长度平行直线敷设的高压单芯非磁性铠装海底电缆线路展开讨论,建立了金属护套及铠装环流计算的等效模型,采用2种方式对半导电护层的损耗进行评估,在IEC标准基础上,提出了电缆允许载流量的修正计算公式。以交流500 kV充油海缆工程为对象进行了定量计算,结果表明,文中算法可以准确计算海缆线路的允许载流量;3种接地方式对电缆的允许载流量没有显著影响;为避免电流过大导致的加速老化,建议选择电阻率不小于106 Ω·m的半导电护层材料。
基于动态弹性力学模型的煤系致密砂岩储层裂缝预测方法

为了提高强非均质性煤系致密砂岩储层裂缝识别效果,根据测井资料,利用动态弹性力学模型对该类储层进行裂缝预测。首先利用寻优算法及阵列声波测井资料获取岩石各模量参数,然后利用微分等效介质(DEM)理论模型计算岩石孔隙纵横比(α),进而对裂缝进行定量表征。单井裂缝预测结果与岩心裂缝实际发育情况的符合率较高,约为90%,表明利用DEM模型预测煤系致密砂岩储层裂缝的可靠性较高。在此基础上,根据测井资料,利用DEM模型对沁水盆地南部地区山西组Ⅱ砂组的裂缝平面分布进行了预测,裂缝预测结果与断裂性质、构造部位及岩心裂缝观察结果均较为吻合。研究表明,动态弹性力学模型适用于煤系致密砂岩储层的裂缝定量表征。
顺南区块裂缝性储层置换式气侵影响因素研究

塔河油田顺南区块塔中北坡奥陶系鹰山组上段属于碳酸盐岩裂缝孔洞型储层,钻进该层段时气侵现象严重,现场常采用提高钻井液密度和循环排气的方式处理气侵。为解决裂缝性储层在高密度钻井液条件下易发生漏失、循环排气方式处理时间较长等问题,对裂缝性储层置换式气侵发生时间的影响因素进行了研究。通过建立漏失速率模型与置换式气侵模型,分析了裂缝宽度、高度、长度,地层压力、压差及钻井液的黏度、密度对气侵发生时间的影响。研究发现,裂缝宽度越小、高度和长度越大,钻井液黏度越大、密度越小,以及地层压力越低、压差越大时,气侵发生时间越长。研究结果表明,现场施工中合理控制钻井液密度和压差,可以控制和减小置换式气侵速度。
套管外防气窜装置的研制

为了预防页岩气井在大型压裂时套管变形对水泥环造成破坏,阻断气窜通道,防止井口环空带压,在分析页岩气井产生气窜通道原因的基础上,研制了一种套管外防气窜装置。通过数值模拟试验、承压变形试验及承压密封性试验,分析了套管及套管外防气窜装置的承压变形规律,验证了套管外防气窜装置的承压密封性能。套管外防气窜装置在70 MP内压条件下,其外部径向变形仅有0.007 mm,不会形成气窜通道,且其在压缩胀封情况下可承受35 MPa的压差,防气窜性能较强。套管外防气窜装置在焦页882HF井和焦页932HF井产层固井中进行了现场试验,压裂后均未出现井口环空带压现象。性能试验和现场试验表明,套管外防气窜装置能减轻套管变形对水泥环的破坏,防止水泥环因大型压裂出现微间隙,达到防气窜的目的,可为页岩气井防气窜提供一种新的技术手段。
刚性堵漏材料几何形态对其在裂缝中滞留行为的影响

为了更合理地选择堵漏材料、设计高性能堵漏浆配方,研究了不同几何形态堵漏材料在裂缝中的滞留行为。采用理论分析和室内试验相结合的方法,考虑堵漏材料粒级、几何形状和裂缝面粗糙度等因素,设计并进行了粗糙缝面裂缝内固相滞留试验,考察了堵漏材料的几何形态对其在裂缝中滞留行为的影响。试验发现:粒级对球状和片状堵漏材料在裂缝中的滞留行为均有影响,但对球状堵漏材料滞留行为的影响更显著;相同粒级条件下,片状堵漏材料在裂缝中的滞留概率高于球状堵漏材料。研究结果表明:球状堵漏材料的优点是封堵迅速、封堵效率高,但其封堵质量受粒级影响显著,对缝宽变化适应性较差;片状堵漏材料的优点是对缝宽变化适应性强、滞留概率高;将球状与片状堵漏材料复配,可有效提高其滞留概率,又好又快地封堵裂缝。
苜蓿+禾草混播方式对二龄混播草地牧草产量的影响

在科尔沁沙地以无芒雀麦(Bromus inermis)、垂穗披碱草(Elymus nutans)和虉草(Phalaris arundinacea)共3种禾本科牧草与紫花苜蓿(Medicago sativa)按豆禾行数比1∶1、1∶2、2∶1和2∶2建植混播草地,分析了禾草种类和混播比例对二龄混播禾草、苜蓿及禾豆总产量的影响。结果表明:禾草种类及混播比例对混播组分及群体产量影响显著(P<0.05)。除第1茬禾草产量以苜蓿+虉草混播组合最高外,其余茬次及全年禾草产量均以苜蓿+无芒雀麦混播组合最高,苜蓿+垂穗披碱草混播各茬次及全年禾草产量最低。苜蓿+无芒雀麦和苜蓿+虉草1∶1混播全年禾豆总产量分别比单播苜蓿产量高25.70%(P<0.01)和14.21%(P>0.05),但禾草产量占比仅为16.10%和16.63%。豆禾1∶2混播全年禾草产量占比达到27.20%~37.57%,但禾豆总产量显著(P<0.01)低于其他混播组合。在科尔沁沙地,苜蓿∶禾草1∶1混播短期内可获得最高的禾豆总产量,1∶2混播全年禾豆总产量最低,而禾草产量比最高。
整体柱固相萃取-液相色谱-串联质谱法在线分析大米中15种酰胺类除草剂残留量

以疏水的聚(甲基丙烯酸丁酯-乙二醇二甲基丙烯酸酯)整体柱作为固相萃取柱,建立了大米中15种酰胺类除草剂残留的在线固相萃取结合高效液相色谱-串联质谱测定的方法。本方法采用乙腈提取目标化合物,经在线整体柱净化,Hypersil GOLD色谱柱分离,流动相采用0.5%(v/v)甲酸水溶液-乙腈进行梯度洗脱,在电喷雾正离子模式下以多反应监测(MRM)方式测定。15种除草剂的线性关系良好,相关系数(r)大于0.998。方法检出限和定量限为0.20~2.0 μg/kg和0.50~5.0 μg/kg。待测物在2.0、5.0、10.0、50.0 μg/kg(敌稗为5.0、10.0、50.0、100 μg/kg)4个浓度水平下加标回收率为75.5%~121.3%,相对标准偏差为2.89%~12.38%。该方法快速简便,灵敏度高,可用于大米中酰胺类除草剂的快速定性定量分析。
顶空气相色谱-质谱联用技术的应用进展

顶空分析作为一种无有机溶剂萃取的样品处理技术,通常与气相色谱-质谱(GC-MS)技术结合用来分析复杂基质中的挥发性有机物。顶空气相色谱-质谱(HS-GC-MS)技术具有快速、高效、环保、灵敏度高等特点,在常规分析中发挥着重要作用。该文简要概述了静态顶空、动态顶空、顶空固相微萃取分析以及GC-MS联用技术,并介绍了整个顶空分析系统的影响因素和优化过程。根据基质类型的分类,综述了HS-GC-MS在食品和饮料、环境、生物等样品中的应用实例。HS-GC-MS的研究非常活跃,不断出现新应用,在分析挥发性有机物方面具有广阔前景。
武汉市生态网络空间结构及其空间管治研究

以武汉市为案例,依据“源地-廊道-节点”的空间结构模式审视城市生态空间、构建城市生态网络:基于连通性识别和保护区提取相结合选择生态源地,采用阻力因子分析及其累积耗费距离模型提取生态廊道,通过阻力面诊断确定生态节点;武汉市生态网络包含生态源地51个、生态廊道592.82 km、生态节点7处,其相互作用形成圈层并联、枝状辐射的生态网络空间结构。在此基础上,引入“形式-内涵-意义”相统一的空间观解析城市生态空间、实施生态空间管治:以“核心区+缓冲区”划分空间边界,以法律法规与管治协议相结合管控生态空间边界;构建经常性与周期性相结合的空间利益诉求通道,重点实施纵-横一体化的生态补偿制度,以利益平衡协调生态空间关系;以政策激励有序引导适度生产经营活动,免费开放城市绿色空间,以生态网络服务拓展实现生态空间功能。
闽南沿海景观生态安全网络空间重构策略--以厦门市集美区为例

景观生态安全网络研究是“五位一体”布局中生态文明建设的重要依据。文章选取厦门市集美区作为闽南沿海典型案例区,运用位序-规模法和自然断点法,筛选并划分生态源地等级体系;借助构建的生态阻力测度模型,运用ArcGIS空间探查和距离测度模块,剖析景观生态安全格局,提出景观生态安全网络空间重构策略。结果表明,研究区生态源地呈随机分布,具有较好的生态安全基础,揭示出NW-SE为主控方向的生态源地空间格局,生态廊道的生成显示陆域生态格局与水域生态格局关联度亟待加强;景观生态安全网络空间分布不均衡,中心城区高强度开发制约形成网络状的城市生态空间体系,南北、水陆生态系统联系阻断风险较高。研究区景观生态安全网络空间重构策略:优化提升生态源地质量,加强关键生态战略节点建设,通过规划水陆、陆域、水域三种类型13处生态廊道,构建景观生态安全网络骨架,以期形成人与自然和谐共生的山水城市生态安全格局。
典型喀斯特城市水资源利用与经济发展关系分析--以铜仁市为例

选取典型喀斯特城市铜仁市为研究区,基于经济数据和水资源数据,运用匹配度、水资源生态足迹、“P-ER”区域匹配模型和LMDI指数分解模型,分析揭示水资源利用和经济发展的主要因素之间的定量关系。结果发现:铜仁市人均用水量总体逐年在下降,而人均GDP逐年在提高,其匹配度2011年达最大后逐步下降。水资源生态足迹总体波动上升但程度不明显,而水资源生态承载力和水资源生态盈余较高且受降水影响波动明显,历年万元GDP水资源生态足迹明显下降。农业用水、居民生活用水、工业用水和生态环境补水的用水比重由高到低,水资源生态压力指数较小且趋势与水资源生态盈余一致。水资源经济承载力富裕而水资源经济人口承载力不足,对水资源生态足迹变化贡献度技术效应最大且为负效应、经济效应次之且为正效应、人口效应和结构效应起到了一定的作用。
术后化疗对术后淋巴结阳性胸段食管鳞癌患者预后的影响

目的分析术后化疗对术后淋巴结阳性胸段食管鳞癌患者预后的影响。方法回顾性分析419例胸段食管癌患者预后的影响因素。结果单纯手术患者1、3、5年OS显著低于术后化疗组(χ~2=12.802, P=0.000);而两组患者1、3、5年DFS差异未见统计学意义(χ~2=1.159, P=0.282)。多因素分析结果显示,性别、年龄、病变部位、TNM分期、术后化疗和化疗周期数为OS的独立性预后影响因素(P<0.05);而性别和N分期为DFS的独立性预后影响因素(P<0.05)。分层分析结果显示,相对于单纯手术,术后化疗可以提高男性、年龄≤60岁、胸中下段病变、病变长度≤5.0 cm和ⅢB期患者的OS(P<0.05),而且可以提高男性和年龄≤60岁患者的DFS(P<0.05)。结论术后淋巴结阳性胸段食管鳞癌患者预后较差,术后化疗可以提高部分患者的预后。
中国城市空气质量指数(AQI)的动态变化特征

针对日益严重的空气污染问题,采用2015-2016年全国334个城市空气质量监测数据,利用全域空间自相关、自然正交函数和空间描述性统计的方法来探索城市空气质量指数的时空动态变化特征。结果发现:①2016年较2015年全国AQI均值下降5.4%,其中夏季AQI值降幅最大,同比下降了9.44%,而春季AQI值降幅最小,同比下降了1.55%。分月来看,AQI呈现出U型分布,且6~8月为U型谷底。逐日来看,秋季和冬季的日均AQI波动幅度最大, 2016年全国日均AQI达优良率较2015年上升4.14%。②2016年空气污染的区域范围相比2015年有缩小趋势。其中,京津冀城市群、山东半岛城市群和河南省以北地区围成的重污染区域呈现明显的收缩态势。京津冀城市群、山东半岛城市群和长三角城市群等空气质量优良率增长较快,而咸阳、渭南和阳泉等城市空气质量优良率呈下降态势。自然正交函数结果显示:新疆西部和冀鲁豫为高污染聚集的中心区域,而AQI低值区域则集中在云南、四川、贵州和海南的大部分地区。③2016年空气污染集聚程度高于2015年,京津冀地区和新疆西部地区仍然是空气污染的主要聚集区。
光纤光栅传感技术在GFRP抗浮锚杆现场拉拔试验中的应用

光纤测试技术是将光纤布拉格光栅(FBG)传感器用光纤连成一串,通过构建多点光栅测试系统实现传感,它具有精度高、抗干扰能力强、空间分辨率高和连续数据采集等特点。将光纤光栅传感技术应用到原型玻璃纤维增强复合材料(GFRP)抗浮锚杆受力测试中,同步测试了锚杆杆体-锚固体界面、锚固体-周围岩土体界面以及锚固体内的应变,实现GFRP抗浮锚杆多界面全长受力测试。测试结果表明,光纤光栅传感技术能准确记录拉拔过程中GFRP抗浮锚杆各界面的应变变化,揭示锚杆杆体-锚固体界面、锚固体内、锚固体-周围岩土体界面的轴向应力和剪应力分别随荷载水平和锚固深度变化的分布规律,但不同界面处荷载的传递深度和剪应力沿深度的影响范围有所差异。该测试技术和传感器埋设工艺有众多优势,在岩土工程科学研究与工程应用领域具有广阔的前景。
改革开放40年来中国城镇化与城市群取得的重要进展与展望

改革开放40年是我国城镇化发展创造世界奇迹与城市群建设取得非常显著成就的40年。40年来,我国城镇化水平翻了1.5番,超过了世界平均城镇化水平3.7个百分点,顺利完成了城镇化初期和中期的快速成长阶段,即将迈入后期成熟阶段;在数度调整与改革创新的实践中走出了一条中国特色的新型城镇化发展道路;召开了首次中央城镇化工作会议,完成了城市规模划分标准的历史性重大调整;抵御住了来自“伪城镇化”的冲击,通过“去伪存真”提高了城镇化发展质量。40年来,我国城市群的研究与发展顺利完成了从激烈的理论纷争到实践应用的历史性跨越,进入到引领全球城市群发展的21世纪新时代,城市群连续15年被纳入国家新型城镇化的空间主体,国家及国际战略地位得到快速提升,对国家城镇化和经济发展做出了不可替代的巨大贡献。展望未来,我国城镇化与城市群的发展将以改革开放40年来取得的辉煌成就为基础,继续坚定不移地实施新型城镇化战略,推进新型城镇化向高质量、高效率和高水平方向发展;继续将城市群作为国家新型城镇化的空间主体,推进城市群向高度一体化、绿色化、智慧化和国际化方向发展;继续实施乡村振兴战略,从城乡融合发展高度,合并召开中央城乡工作会议,合并编制《城乡融合发展规划》,合并实施城乡融合发展战略,推进新型城镇化与乡村振兴向同步化、融合化、共荣化方向发展,同步提升城市与乡村发展质量,让城市与乡村共同成为人人向往的美好家园。
边坡稳定性分析条分法的细胞自动机求解和应用

边坡稳定性分析的条分法如瑞典条分法、毕肖普条分法等,现仍是边坡分析和评估的主要方法。由于刚体条分的假定,如何简化和计算条间力,是各种方法里最为关键的问题。合理的简化成为不同方法的求解途径,也是影响其计算结果差别的主要和直接的原因。然而,带着这一简化的遗憾,各种条分法仍是我们目前分析边坡稳定性的主要手段。针对研究现状,尝试更合理求解条分法条间力的求解方法,对条块刚性接触的条间力,不做简化,而引入细胞自动机求解方法,通过迭代得到条间力的解,从而使超静定的边坡条分力学模型,得到了唯一收敛的静定解。编制了相应的程序软件CASlope。结果表明,这一求解途径是可行的,所求解的结果是合理的。
基于摩尔-库仑准则的断续节理岩体复合损伤本构模型

针对工程实际中断续节理裂隙岩体的损伤本构模型,假设岩石微元强度服从Weibull随机分布,以摩尔-库仑破坏准则作为描述微元强度的表示方法,推导出细观损伤变量。利用能量和断裂力学理论,综合考虑节理几何特征及力学特性,推导宏观损伤变量计算公式。基于Lemaitre应变等效假设,考虑宏细观缺陷耦合作用,推导出复合损伤变量,建立了基于摩尔-库仑准则的宏细观缺陷耦合作用的断续裂隙岩体损伤本构模型。研究结果表明:(1)采用摩尔-库仑准则作为描述微元强度的统计分布变量建立的损伤模型能够较好地反映岩石内部缺陷分布和变形特征,该模型真实地反映岩石微元强度受应力状态的影响。(2)该模型建立的理论曲线与断续节理岩体的试验曲线吻合较好。(3)节理裂隙岩体宏观损伤变量及峰值强度随节理倾角的变化规律与综合考虑宏细观耦合作用下的损伤变量及裂隙岩体峰值强度随节理倾角的变化规律基本一致。(4)宏细观耦合作用下的等效弹性模量与节理贯通率呈非线性负相关;在节理倾角一定的情况下,损伤变量与节理长度呈非线性正相关;在贯通率较小时,岩体的宏观损伤变量与内摩擦角的关系呈线性负相关变化,贯通率达到一定程度,线性关系变成非线性关系。
MaHW6004井泵送桥塞射孔联作复杂情况处理

MaHW6004井是中石油在玛18井区部署的一口重点评价井,采用泵送桥塞多簇射孔联作分段压裂完井工艺,其压裂后的产量决定着该区块后续施工井的部署及开发。利用井下微地震检测仪、压裂施工数据及曲线图,分析判断井内出现的桥塞未丢手、桥塞坐封失效及下桥塞遇阻、压裂砂堵等复杂情况,制定了大修穿心打捞、连续油管冲砂、压裂后大排量清洗井筒的解决方案,并提出了一系列有针对性的防范措施。研究表明,下入的桥塞应与套管钢级相适应,采用井下微地震监测可以有效监测到桥塞点火坐封、裂缝起裂位置及走向等信息,为压裂施工提供了基础数据资料,为同类井施工提供了参考借鉴。
SAGD井挤液预处理储层扩容效果预测

新疆风城陆相超稠油油藏黏度高、非均质性强,SAGD开发普遍预热周期长。在注蒸汽预热前对储层挤液扩容可有效缩短预热周期,降低经济和环保成本。为了优化设计挤液方案,首先需要预测储层的挤液扩容效果。基于前期岩石力学实验结果,采用Drucker-Prager本构模型,针对风城油田重1区某SAGD井的挤液过程进行了流固耦合有限元分析,获取挤液后的地层孔隙压力、孔隙度、垂向应变、米泽斯应力和等效塑性应变的分布。研究发现,压差导致注入液向储层纵深渗流,储层产生垂向抬升,地层孔隙压力和孔隙度均呈以注采井为长轴的半椭圆状分布。储层以孔隙弹性的张性扩容为主,导致塑性体应变的剪胀仅发生在紧贴筛管处。研究成果不仅能为优化挤液方案提供理论指导,还能为预热和生产阶段的油藏数值模拟提供扩容后的地质力学参数。
表面活性剂修饰SiO_2纳米颗粒增强油/水界面活性分子动力学模拟

中高渗透率老油田进入高含水开采期后,剩余油分布零散,提高采收率难度大。纳米颗粒在老油田提高采收率方面优势明显:它在水中形成纳米尺度的小颗粒,大幅降低油水界面张力,使孔隙中的原油易于被驱替出来;同时,纳米颗粒对小孔道有暂时堵塞作用,通过扩大波及提高采收率。采用分子动力学模拟方法,研究了SiO_2纳米颗粒接枝各类表面活性剂的溶液分散性和界面活性。首先筛选得到羧酸链修饰的SiO_2体系,考察了降低油水界面张力的能力(从50.880 mN/m降低至37.956 mN/m)。引入Janus结构(双子结构),设计了烷烃和羧酸表面活性剂混合修饰的SiO_2纳米颗粒。研究结果表明,该结构能够进一步降低油/水界面张力(从37.956 mN/m降低至32.028 mN/m),表明了纳米颗粒表面修饰表面活性剂体系与界面活性之间的构效关系,为高效纳米驱油剂的设计与实验合成提供了一定的理论依据。
海安凹陷阜二段致密油藏体积压裂技术

苏北盆地海安凹陷阜二段属于典型的低孔低渗致密油藏,为了评价该探区的储层物性、含油性以及为水平井井位部署提供设计依据,对该地区一口直井预探井进行了体积压裂。研究了储层的岩性、脆性、物性,在此基础上,为了满足在体积压裂时尽可能提高铺砂浓度的要求,优选了滑溜水和线性胶压裂液体系。为达到认清各小层的目的,采用了桥塞分层压裂、分层试油、打捞桥塞合层求产的技术措施。在施工前进行小型压裂测试来保证主压裂的顺利进行,并在施工时采用地面微地震技术来监测缝网体积。现场施工排量达到4.5~5.0 m~3/min,累计加砂140 m~3,最高砂比12%。裂缝监测表明各层的造缝效果较好,裂缝形态较为复杂。试油效果达到地质设计预期。
致密储层CO_2压裂裂缝扩展规律数值模拟

CO_2压裂具有节约水资源、降低储层伤害等优点,并已在矿场实践中取得良好效果。为认清CO_2压裂裂缝扩展规律,基于流体流动、热传导和固体力学方程,建立CO_2压裂裂缝扩展热流固耦合模型。采用有限元法求解该模型,并与解析解对比验证模型可靠性。根据数值模型对CO_2压裂裂缝扩展进行参数敏感性分析,结果表明:CO_2在渗透率高于0.01 mD的地层中滤失量较大,地层破裂前增压速率较低,缝长和缝宽较小;CO_2黏度显著影响压力扩散和裂缝几何尺寸;注入排量对起裂压力影响较小,但会改变地层破裂前增压速率和延伸压力;热应力造缝是CO_2压裂造缝机理之一,地层与注入液的温度差越大,热应力越大,地层起裂压力越小,裂缝延伸越容易。研究结果可为CO_2干法压裂设计提供参考。
上海市湖泊沉积物重金属的空间分布

上海快速城市化发展导致公园湖泊表层沉积物中重金属Cd、Hg、Cu、Pb和Zn含量出现富集,其最大值已超出各自土壤背景值3.8~5.8倍.这5种重金属的污染热点主要出现在核心城区的人口和交通密集区、浦西沿江老工业区以及郊区新兴工业区附近.基于土地利用类型、交通变量、人口密度和工业点源等预测变量构建了高精度的土地利用回归模型,推测沉积物中Cd和Pb浓度分别主要受路网密度和商业用地影响,Hg和Cu主要受商业用地和工业点源数影响,Zn主要受居住用地和工业点源数影响.
CO_2升高对三角梅吸收Cd和佳乐麝香及根际的影响

以花卉三角梅修复Cd和佳乐麝香污染土壤为研究对象,探讨大气CO_2浓度升高对该植物吸收Cd和佳乐麝香的影响,并通过检测植物根际各相关指标综合分析三角梅修复生态系统的整体功能.结果表明, CO_2浓度升高、Cd和佳乐麝香的联合胁迫对三角梅生长没有显著抑制,对其吸收Cd和佳乐麝香具有促进作用,尤其是750μL/L CO_2、50mg/kg Cd和佳乐麝香处理促进作用最显著,并且,此时三角梅根际细菌的数量最多.脲酶活性随不同处理组浓度变化存在显著性差异.佳乐麝香的添加和CO_2浓度升高促进了土壤有机碳的增加.综上,三角梅具有应用于大气CO_2浓度升高条件下修复Cd和佳乐麝香复合污染土壤的潜力.
重复再生混凝土性能和环境影响研究

基于生命周期评价方法,考虑混凝土重复再生利用的环境影响分配,对重复再生混凝土的性能和环境影响进行研究,并基于功效系数法优化出混凝土最佳重复再生次数.研究结果表明,再生混凝土的坍落度,强度和电通量随着重复再生循环次数的增加而下降,经3次重复再生后,混凝土28d立方体抗压强度为33.3MPa,满足设计要求,而坍落度和电通量与普通混凝土相比,分别减小和增大了38.9%和85.7%;混凝土材料的生态效率随着混凝土重复再生次数的增加而提高,混凝土材料的GWP、CED和CMR的值均随着混凝土重复再生次数的增加而降低,降低幅度从高到低依次为:CMR>GWP>CED;综合考虑混凝土的坍落度,混凝土抗压强度、电通量、GWP、CED和CMR等6个指标,4种混凝土配合比情景中,混凝土总功效系数从高到低依次为:一次再生混凝土>二次再生混凝土>三次再生混凝土>普通混凝土.
互花米草入侵对长江河口湿地CH_4排放的影响

为了探讨互花米草入侵对长江河口湿地CH_4排放的影响以及入侵至不同潮位对CH_4排放影响程度的差异及其可能机制,采用邻近互花米草与土著植物群落相配对的试验设计,在长江口东滩湿地的高潮滩和低潮滩各设置1条样线.结果表明,与土著植物相比,互花米草入侵显著增加了长江河口湿地的植物生物量,显著增加了土壤含水量、土壤有机碳含量、总氮含量、微生物碳和氮含量.高潮滩互花米草群落年均CH_4排放强度为(0.68±0.08)mg/(m~2·h),显著高于芦苇群落(0.21±0.01)mg/(m~2·h),低潮滩互花米草和海三棱藨草群落年均CH_4排放速率分别为(8.31±0.50)和(3.93±0.18)mg/(m~2·h),前者显著高于后者.此外,高潮滩互花米草与芦苇群落之间年均CH_4排放强度的差异为(0.47±0.08)mg/(m~2·h),显著低于低潮滩互花米草与海三棱藨草群落之间年均CH_4排放强度的差异(4.37±0.48)mg/(m~2·h).上述结果表明,互花米草入侵通过改善CH_4产生所需底物的质和量,增加土壤含水量和微生物的量,从而显著增加了长江河口湿地CH_4排放量.互花米草入侵至低潮滩增加的CH_4排放量是互花米草入侵至高潮滩的10倍左右,表明互花米草入侵至长江河口湿地对CH_4排放的影响程度可能会有很强的空间异质性,互花米草入侵至更厌氧的土壤环境可能会对CH_4排放的影响程度更大.本研究可为准确估算互花米草入侵对中国海岸带湿地CH_4排放的影响程度,科学管理和合理利用海岸带湿地资源以及应对全球气候变化提供理论依据和科技支撑.
2005~2016年中国大气边界层SO_2的时空变化趋势

利用臭氧观测仪(OMI)卫星遥感反演的大气边界层(PBL)SO_2柱含量(PBL SO_2)数据分析了自2005年以来中国PBL SO_2柱含量数据的空间分布特征、变化趋势及其影响的原因.从长时间尺度上,PBL SO_2柱含量呈现明显的下降趋势.2005年中国区域年平均PBL SO_2柱含量为0.317DU,2016年为0.276DU,减少了0.041DU,大约为13.2%.SO_2柱含量呈现明显的周期变化特征.冬季浓度较高,夏季较低,最小值和最大值分别出现在7和12月,分别为0.246和0.404DU.小波分析显示SO_2的变化在10个月的尺度水平上存在明显的主振荡周期,在40个月的尺度水平上存在明显的次周期变化.中国区域SO_2污染严重的高值区主要出现在京津冀鲁环渤海地区、关中平原(山西省和陕西省)、河南省大部分地区、四川盆地、长江三角洲地区和珠江三角洲.最大的SO_2柱含量值可达1.1DU以上.京津冀鲁环渤海地区的高值区已经延伸到长江三角洲地区,有向南延伸和珠江三角洲连在一起的趋势.由于地形和天气特征的影响,四川盆地地区SO_2出现次高值区.在青藏高原和西北地区,SO_2浓度较低,呈现背景值特征,多年平均的SO_2约在0.05DU的水平.中国区域SO_2变化趋势在空间分布上存在明显的区域差异,变化的范围在-0.70~0.15DU之间.SO_2出现逐渐减少的地区主要是在高值区,如京津冀鲁环勃海地区、关中平原、四川盆地,长江中下游和珠江三角洲.减幅最大的是四川盆地和珠江三角洲,大约减少了61%.四川盆地2005~2016年约减少了0.55DU;珠江三角洲约减少了0.45DU.出现增长的地区主要是西部和北部地区,以及东南沿海除珠三角外的大部分区域,最大增长大约为0.15DU.
不同时间尺度气象要素与空气污染关系的KZ滤波研究

空气污染状况受气象要素和污染源排放的共同影响,为了评估大气污染控制措施的效果,需将由污染源排放的浓度数据分离出来.本文利用KZ滤波方法将天津市6个监测站点2015~2017年逐日的O_3、PM_(2.5)和PM_(10)浓度资料和6个同期气象数据分解为长期分量、短期分量和季节分量,计算各分量对原始时间序列方差的贡献.采用逐步回归法建立O_3及颗粒物3种分量与相应尺度气象要素的线性模型.结果表明,上述3种污染物浓度数据经分解后,季节分量对总方差贡献最大,其次为短期分量;气温和相对湿度是影响O_3季节和短期分量的主要气象因素,其中温度占主导地位,且呈现正相关,与相对湿度呈负相关;风速、气压、降水与颗粒物的短期及季节浓度变化呈负相关,相对湿度与之呈正相关,温度与短期分量呈正相关、与季节分量的变化呈负相关;经逐步回归消除气象影响的PM_(10)的长期分量有波动下降的趋势,PM_(2.5)浓度在2017年年初有所上升,其余部分有下降趋势,O_3长期分量浓度有所上升;这几年间颗粒物污染控制措施的效果较为显著,O_3污染有所加重.
频发微小地震作用下顺层岩质边坡的振动台模型试验与数值分析

采用振动台物理模型试验与UDEC离散元方法,针对不同倾角的顺层岩质边坡,研究了其在频发微小地震作用下的动力响应、边坡变形与稳定性系数变化特征及破坏模式。结果表明:在频发微震作用下,边坡自振频率减小,阻尼比增大,坡体结构损伤不断发展并累积,具体表现为层面与次级节理的起裂、扩展、贯通,坡体永久变形逐渐增大,稳定性系数减小;两类边坡的加速度响应均表现出“高程效应”和“趋表效应”,且两类边坡的动力响应随地震作用次数的增加而减弱;对缓倾顺层坡,其在振动台试验后期加载强震作用后,边坡破坏表现为岩层从上至下的逐层开裂滑移脱落,但在UDEC模拟的频发微震下的破坏主要集中在边坡表层;而对层面与坡面平行不出露的陡倾坡,边坡在微震下的稳定性基本良好,其强震破坏面主要有后缘陡倾层面段、中部台阶起伏段及前缘平缓剪出段3段构成。研究成果对库区滑坡形成机制的认识和减灾防灾具有重要的参考价值。
定期保障模式下舰船编队携行备件配置优化

舰船编队海上任务期间,需要制定合理的携行备件方案以提高装备的战备完好性.针对海上定期保障模式下,将多层级复杂装备结构等效为单层级,提出一种备件需求分析与配置优化的近似方法,根据系统可靠性理论,建立了多阶段任务下的装备可用度评估模型,采用基于补给周期的分段求解方法.通过算例,采用边际优化算法得到携行备件优化方案,对模型结果进行了仿真验证,结果表明:模型计算结果与仿真结果吻合,两种取整方式下的方案费效比相当,采用定期保障模式能够提高备件供应效率,进一步增强备件方案的鲁棒性.
则岔石林地质公园喀斯特地貌类型及形成机制

则岔石林地质公园位于甘肃省碌曲县,该处地貌完整地保存了高寒喀斯特的特征,具有典型性与稀有性。为了揭示其自然科学价值,促进自然资源开发与景观保护,基于前人工作基础,通过野外地质调查,以碌曲县区域地学为背景,介绍了则岔石林地质公园的喀斯特地貌类型,即以高原石林为主,一线天为亮点,小型溶洞为辅。继而从地质构造、岩性、水文气候、生物因素四方面分析了园内喀斯特地貌的形成机制。对完善我国高海拔地区岩溶系列地质遗迹的科学研究具有一定意义。同时,高寒喀斯特的生态化对南方喀斯特沙漠化的治理具有良好的示范作用。
中国能源消费碳排放的时空差异及驱动因素研究

随着气候变化日益加剧,碳排放及其影响越来越受到人们的关注。针对我国30个省区2000-2015年终端能源消费产生的碳排放进行核算,分析中国能源消费碳排放的区域特征和时空差异,并通过STIRPAT模型和面板数据模型相结合的方法从碳排放量和碳排放强度两个视角对碳排放的驱动因素进行分析。研究发现,从全国层面来看,人口规模、人均GDP、能源强度以及城市化水平对碳排放量产生正向的驱动作用,即每提升1%,碳排放量将分别增加1.0469%、0.9386%、0.7226%、0.4116%,而产业结构对碳排放具有负向的驱动效应。对于碳排放强度而言,人均GDP和产业结构均产生负向的抑制作用。从区域层面来看,通过经济水平分组,东、中、西部三大区域由于经济发展水平的差异,各个因素对碳排放的影响也有所不同并表现出一定的规律性;城市化水平分组表现出随着城市化水平的提高,碳排放量也随之降低。通过研究,可为我国合理制定CO_2减排的区域差异化政策提供参考依据。
ARIMA和ANN模型的干旱预测适用性研究

开展干旱预测是有效应对干旱风险的前提基础,根据1960-2016年三江平原7个站点逐日降水和气温数据,利用ARIMA和ANN模型对不同时间尺度标准化降水蒸散指数(SPEI)序列进行分析建模预测。借助相关系数R、纳什效率系数NSE、Kendall秩相关系数τ、均方误差MSE和Kolmogorov-Smirnov (K-S)检验对模型的有效性进行了判定,然后分别用ARIMA和ANN模型进行12步预测,并将预测值与实际值进行比较。结果表明:(1) ARIMA模型和ANN模型对SPEI的预测能力都随时间尺度的增加而逐渐提高。(2)两种模型对3、6个月尺度SPEI的预测精度偏低,9、12、24个月的SPEI的预测精度在70%以上;(3) SPEI-9、SPEI-12、SPEI-24三个时间尺度ANN模型的预测精度优于ARIMA模型。
黔中喀斯特山地城市景观格局指数粒度效应---以安顺市为例

景观格局对生态过程的影响具有强烈的尺度依赖性,尺度的合理确定是决定景观格局与生态过程研究的关键。以黔中喀斯特典型山地城市安顺市为对象,在GIS与RS技术的支持下,从类型和景观两个层次分析景观格局的空间粒度效应,揭示不同景观格局指数随粒度变粗的变化特征,进而探明喀斯特山地城市景观生态研究的适宜空间粒度。结果表明:除SIDI、SIEI、TA外其余景观格局指数受空间粒度的影响显著,随粒度变粗,各指数随粒度变粗的响应可分为单调递减、单调递增、先上升后下降及基本稳定类型;大部分景观格局指数在20或100 m粒度下出现明显跃变,存在“临界阈”现象;对于安顺市中心规划区而言,进行景观格局分析的最佳尺度范围为5~ 20 m,适宜粒度为20 m;山体绿地在喀斯特山地城市绿地系统中占主导地位,其CA、TE、DE等7个景观格局指数的粒度响应曲线相似。综上,基于高分辨率影像的黔中喀斯特山地城市景观生态研究的适宜粒度为20 m。
广州流溪河氮磷浓度的季节变化和空间分布特征

广州市流溪河横跨北回归线,是典型的热带-亚热带过渡区河流。为了解该河流的营养盐分布特征,设置了20个采样点,于2015年2月至2017年2月进行季节性采样,共开展了8次水质监测,利用多元统计方法分析了主要营养盐(氮和磷)的季节动态和空间分布,并探讨影响营养盐时空分布的主要因素。结果表明: TN和TP的浓度范围分别为0.29 ~ 11.88 mg·L~(-1)与0.01~0.59 mg·L~(-1),TN浓度枯水期高于丰水期,总体上受降雨量的调节和河水稀释效应的影响; TP浓度丰水期高于枯水期,总体上受降雨量的调节及外源输入的影响; TN与TP在枯水期具有相似的季节变化特征,而在丰水期季节变化特征差异大; NO_3~--N和TN浓度的空间变化趋势相似,分为三个区段:流溪河水库上游的中值区河段,流溪河水库下游到街口大桥处的低值区河段和街口大桥下游的高值区河段,流溪河上游的两座大型水库对营养盐的滞留是导致其空间差异的主要因素之一; NH_4 +-N和TP浓度沿流域上游至下游总体上呈上升的趋势;三级河流氮和磷浓度显著高于一级河流和二级河流,河流氮、磷浓度与土地利用类型显著相关,建筑用地、裸露地和耕地所占比例的扩大会增加水体中TP、NH_4 +-N和NO_3~--N的浓度,而增加林地面积有助于水土保持和减少水体中氮、磷浓度。因此,上游水库的调节和下游城镇地区增加林地面积等方式对改善流溪河水质具有积极作用。
科尔沁沙地赤松和樟子松根系生物量分配与构型特征

沙地赤松(Pinus densiflora)在科尔沁沙地南缘区已有50年的引种历史,但其生长表现和根系生物量分配与构型特征还很少被报道。本研究以同龄(40 a)樟子松为对照,在生长指标测定基础上,采用分层分段全挖法采集根系,对沙地赤松不同径级根生物量分配规律进行研究,测定根长、连接数量、平均连接长度等指标,同时计算分形维数和分形丰度。结果表明:与樟子松相比,沙地赤松具有较大生长量和生物量,其根生物量显著高于樟子松,是其1.96倍,细根(直径≤0.2 cm)生物量更显著高于樟子松,是其4.76倍;沙地赤松根系生物量占总生物量的29.0%,细根生物量占总根系生物量的1.1%,细根长度占根总长度的44.3%;樟子松根系生物量占总生物量的25.6%,细根生物量占总根系生物量的0.4%,细根长度占根总长度的28.8%;从根系垂直分布看,沙地赤松地下0 ~ 180 cm均有细根分布,且40~180 cm范围内细根生物量占总细根生物量的65.2%;樟子松几乎全部细根分布于0~100 cm范围内,此范围细根生物量占总细根生物量的99.2%,且0 ~ 40 cm土层细根生物量占63.4%;虽然两树种根系平均连接长度没有显著差异,但沙地赤松细根及部分中根(0.2~2.0 cm)连接数量显著高于樟子松;沙地赤松根系分形维数为1.548±0.251,是樟子松(1.293±0.190)的1.2倍,并且分形丰度是樟子松的1.3倍;与樟子松相比,沙地赤松根系具有较强的吸收能力,能够利用较大范围的深层水分和养分,根系分支多,拓扑结构更加复杂。
人为干扰对碧峰峡山矾次生林群落物种多样性和土壤理化性质的影响

人为干扰是影响退化系统系统恢复的决定性因素。本研究以碧峰峡山矾3种不同强度干扰下(轻度、中度、重度)的次生林为对象,分析各干扰群落物种组成、植物多样性水平(丰富度指数、Simpson指数、Shannon指数、Pielou均匀度指数)和土壤生态因子差异及其相关关系。结果表明:在调查区共记录到维管植物132种,隶属56科99属,不同强度干扰群落物种数及物种组成存在差异,随干扰强度增加,乔木和草本层物种数减少,灌木层物种数先增加后减少;各干扰群落乔木层多样性水平差异极显著(P<0.01),随干扰强度增加乔木层多样性水平持续下降;灌木和草本层多样性水平均无显著差异,且多样性水平均为中度干扰下最高,表明乔木层受干扰影响大,中度人为干扰能增加林下群落物种多样性,但不利于乔木多样性水平的提升;方差分析显示,土壤含水量、有机质和速效钾含量受人为干扰影响显著(P<0.05),除土壤全磷、pH、容重外,其余土壤理化指标(全氮、全钾、有效磷、速效钾、有机质和含水量)均为中度干扰下最大,说明中度干扰在一定程度上能改善土壤理化性质;土壤环境因子与植物多样性存在一定的相关性,土壤速效钾、有机质、有效磷与群落多样性关系最显著;中度人为干扰能增加林下群落物种多样性水平,改善土壤理化性质,对山矾次生林群落构建与森林群落生态恢复而言属于增益性干扰。
指数施肥对美国山核桃幼苗生物量及氮积累的影响

为探究施肥对美国山核桃(Carya illinoensis)幼苗生长和氮素积累的影响,以一年生美国山核桃实生苗为试验材料,共设置0(CK) 、100、200、400、600和800 mg·株~(-1) 6个供氮水平,运用指数施肥法研究了6个供氮水平处理下美国山核桃生物量和氮积累的变化。结果表明:美国山核桃幼苗茎生物量、叶生物量和总生物量均随施氮量的增加而呈现先增后减的趋势,均在600 mg·株~(-1)达到最大值,分别为2.30、4.39和9.33 g,是CK组的2.30、 4.99和2.17倍,而根生物量随着施氮量的增加呈现递减的趋势;与CK组相比,各指数施肥处理的美国山核桃幼苗根、茎、叶氮质量分数分别提高了0.79 ~ 6.40、1.01 ~ 3.52和0.43 ~ 1.03倍,而根、茎、叶氮积累量分别提高了1.84~ 6.66、2.40 ~ 9.35和4.02 ~ 8.23倍;当施氮量为≤600 mg·株~(-1)时,美国山核桃幼苗的总生物量和总氮累积量均随施氮量的增加而增加,而当施氮量达到800 mg·株~(-1)时,其幼苗的总生物量和总氮累积量出现明显下降,总氮质量分数始终保持上升趋势。因此,施氮量600 mg·株~(-1)左右为美国山核桃幼苗温室培育的最适施氮量。
陇东旱作果园生草对土壤细菌群落组成的影响

以陇东旱塬13年生秦冠苹果园为对象,采用高通量测序技术分析鸭茅(Dactylis glomerata) 、白三叶(Trifolium repens)和紫花苜蓿(Medicago sativa)生草模式下0 ~ 10 cm土壤细菌群落及特异菌属组成特征,明晰生草覆盖后土壤细菌群落多样性变化规律,为陇东旱作果园建立最优生草管理方式提供依据。结果表明: 3种生草模式下,土壤细菌群落中相对丰度前3位的菌门为变形菌门(Proteobacteria) (48% ~ 52%) 、拟杆菌门(Bacteroidetes) (14%~19%)和酸杆菌门(Acidobacteria) (10%~17%);与对照相比,鸭茅、白三叶和紫花苜蓿处理土壤细菌β-变形菌纲(Betaproteobacteria)相对丰度分别增加19% ~ 38%,黄杆菌纲(Flavobacteriia)相对丰度分别增加31%~ 65%,土壤溶杆菌属(Lysobacter)相对丰度分别增加37%~93%,苯基杆菌属(Phenylobacterium)相对丰度分别增加45%~ 52%;不同生草模式下土壤均发现特异菌属,梭菌属(Clostridium)出现在鸭茅模式中,该菌属促进土壤氮素积累;侏囊菌属(Nannocystis)存在于白三叶模式中,该菌属分布在有机质丰富环境中;芽孢杆菌属(Bacillus)主要出现在种植白三叶和紫花苜蓿的土壤中,该菌属与植物固氮有较强关联性;果园生草后土壤细菌多样性有增加趋势,可以促进土壤有益特异菌属产生,从而起到调节土壤微环境的作用。
同心环空层流顶替混浆物理模型

水泥浆水化产物中的钙离子与钻井液发生掺混将形成黏稠团块状絮凝物质,隔离液能防止水泥浆与钻井液发生掺混从而避免固井事故发生,因此预测隔离液用量尤为重要。该文以Taylor分散理论为基础,考虑因密度差导致的径向流速而产生的径向上溶解质的输运,建立了适用于环空居中轴向分散模型,并引入无量纲数ξ来衡量密度差导致的物质输移能力。研究发现幂律流体流性指数n越大,轴向分散系数越大;环空平均流速和环空间隙越大,轴向分散系数越大;无量纲数 ξ越大,轴向分散系数越小。通过Fluent模拟流动测试出径向速度大小,并计算出不同密度差下假定井混浆长度。结果显示,随密度差增大,径向速度增大,混浆长度变短。
配电网的剩余供电能力实用模型

配电系统剩余供电能力(RSC)给出了在节点负荷不需要减少的前提下,配电网可利用的供电潜力,由于该指标不需要切减已有负荷,因此更能指导实际运行。已有的RSC模型没有考虑网络重构,对已有模型进行改进,得到了合理考虑网络重构,能够优化分段开关和联络开关位置的实用剩余供电能力模型,并证明了该模型能进一步优化配电网开关分布,并充分发挥配电网的供电潜力。首先,介绍了RSC的定义、已有的模型和应用场景;其次,改进已有的RSC模型,得到更完善的实用剩余供电能力模型(RSCp),阐述其应用场景,并给出了求解方法;再次,推理说明了该模型比已有RSC模型更能深入挖掘配电网的供电潜力;最后,结合算例说明文中模型的实用性和正确性。文中论证了较为完善的配电系统剩余供电能力模型,能够优化分段开关和联络开关的选取策略,更适合指导电网运行,有利于高效利用配电网的供电潜力、提高资产利用率。
变压器油纸绝缘沿面放电缺陷发展特征及阶段识别方法

沿面放电是变压器油纸绝缘最常见的一种局部放电形式。采用恒压法对油纸绝缘沿面放电缺陷进行长期加压试验,通过分析沿面放电过程中的放电特征量、放电图谱以及扫描电镜(scanning electron microscopy,SEM)微观特征,提出沿面放电阶段可划分为3个典型阶段:放电起始阶段(S1)、放电发展阶段(S2)以及放电预击穿阶段(S3)。S1阶段放电相位主要分布于30°~90°和210°~270°,放电量不超过100 pC;S2阶段相位主要分布于0°~160°和180°~330°,放电量达到3000 pC;S3阶段放电相位几乎覆盖满第二、四象限,放电分布在0°~360°区间,放电量略微增大至3500 pC。微观形貌结果表明,随着放电程度加深,绝缘纸板纤维逐渐被打断、聚合,纤维排列杂乱化加剧,纸板表面碳化带向电极外侧延伸,同时宽度变大。在沿面放电的发展过程中,H_n(φ)图谱的偏斜度s_k~+ (s_k~-)以及陡峭度k_u~+ (k_u~-)的变化呈不规则的“U”型结构,峰值数n_(peaks)~+ (n_(peaks)~-)随着放电程度加深逐渐增大。通过采用带特征选择的遗传优化支持向量机算法,对不同放电发展阶段的27维PRPD统计特征量进行了识别,结果表明该算法可以对沿面放电阶段进行准确识别,并且较模糊k近邻分类器和人工神经网络具有更高的识别率。
中压架空线开关配置三阶段优化算法

分段开关优化问题属于非线性、不可微的组合优化问题,为此提出了一种新的启发式算法以解决中压架空线开关优化配置问题。文中模型构造了包含两个供电可靠性指标的多目标函数,即将系统平均停电持续时间(system average interruption duration index,SAIDI)和缺供电量(expected energy not supplied,EENS)归一化后相加,并设置了可靠性指标最小提升效果和最大开关费用等约束。阐述了开关位置灵敏度最大的单开关定位通用指标,并据此提出了中压架空线开关配置三阶段优化算法。第一阶段根据馈线段有/无联络,快速直观定位合理或优化的开关候选安装位置;第二阶段逐一确定各分段开关的初始安装位置;第三阶段采用迭代方法进一步优化调整新增开关的安装位置。算例验证了三阶段优化算法的合理性。
多变量风电机组功率曲线建模与监测研究

功率曲线能够反映风电机组的发电效率和运行状态,采用运行数据对其进行建模和监测能够及时发现机组运行异常和性能劣化。国际标准IEC61400-12-1中的比恩斯方法,仅将风速作为功率的影响因素且采用风速分区求风速功率平均值,建模精度较低。详细分析了影响风电机组风能捕获的因素,并将其作为功率曲线模型的输入变量。采用适合随机数据建模的Cholesky分解改进高斯过程方法建立多变量功率曲线模型,并进行了验证。引入序贯概率比检验方法,在监测阶段分析和捕捉模型预测功率残差的异常变化,并及时发出机组运行异常报警,然后通过机组自身数据纵向比对和不同机组之间数据横向比对,分析排查确定风电机组运行异常原因。以安徽某风电场1.5 MW实验机组为例,采用所提方法及时准确发现了由于风速计故障导致的机组发电性能异常,验证了所提方法的有效性。
光伏集群逆变器的谐振机理及抑制技术研究

光伏集群式发电能够提高光伏电站的发电效率,但是光伏集群逆变器并网后会产生谐振,影响电力系统安全稳定运行。为了保证电网供电可靠性,研究了光伏集群系统的谐振产生机理,并对谐振特性进行分析,提出了电容电流前馈与逆变器侧电流反馈控制和RC型全局谐振抑制相结合的控制策略,对光伏集群系统进行谐振抑制。通过仿真和实验验证控制方法的有效性,实验结果表明谐振可以被有效抑制,光伏集群系统可以安全稳定地接入电网,保证供电可靠性。
基于无监督极限学习机的用电负荷模式提取

能源互联网的建设及发展使得用能端数据不断积累,充分利用用电信息,挖掘典型的用电负荷模式,是协调规划能源互联网并为其用户提供个性化服务的基础。用电负荷模式的提取通常以对负荷曲线进行聚类分析为基础,作为聚类算法输入的负荷曲线特征对聚类效果影响较大,高维输入容易使传统聚类算法表现不佳,对负荷曲线特征进行优化选取成为了一个重要问题。提出一种基于降维的负荷曲线聚类方法,首先用无监督极限学习机对原始负荷序列数据集进行低维嵌入,然后采用k-means算法对提取的低维特征进行聚类。给出了采用无监督极限学习机结合k-means方法进行负荷模式提取的具体流程。通过算例对比了传统k-means、其它降维算法加k-means与所提方法,实验结果证明所提方法聚类效果更好且效率较高,区分出的负荷曲线类别更能反映实际规律,得到的不同典型负荷曲线之间差异性更大。基于无监督极限学习机的聚类方法因其有效性可应用到用电负荷模式提取过程中。
抑制恒压恒频逆变器输出电压谐波的改进前馈策略

前馈控制能够预测输出随扰动变化的规律,使输出偏差产生之前即被纠正,将其应用于恒压恒频逆变器可以抑制负载电流对输出电压的影响。比例微分前馈能够完全补偿基于模拟电路控制的逆变器负载电流扰动,使之获得良好的输出电压波形,然而,在基于数字电路控制的恒压恒频逆变器中,比例微分前馈不能纠正负载电流谐波通过控制延时环节产生的输出电压谐波,甚至放大该谐波,恶化输出电能质量。以单相LC滤波的恒压恒频逆变器为研究对象,建立了数字电路控制的逆变器s域模型,揭示了逆变器带非线性负载输出电压总谐波畸变率升高的机理,从阻抗模型的角度分析了比例微分前馈控制造成谐波放大的原因,据此提出了基于多谐振控制器的前馈策略,并给出前馈环节参数设计方法。实验结果验证了所提改进前馈策略的可行性,以及在抑制输出电压谐波方面的优越性。
藏中电网系统级动态协调控制方案研究

藏中电网因其特殊的地理环境约束,具备典型的“大机小网”和“大直流、小系统、弱送受端”特性。此外,随着光伏等高随机性新能源比重的增加,频率稳定问题已成为系统主要运行风险。基于藏中电网模型,分别分析藏中电网在典型故障下的频率稳定特性,以及藏中电网内发电机组调速器参数对系统频率稳定性的影响。基于分析结果,针对藏中电网跳机故障,设计系统级协调控制系统方案,提出调速器在线PID参数优化调整、直流调制与切负荷相结合的藏中电网频率协调控制策略,对藏中电网的安全生产运行具有较好的实际指导价值。
面向含多种用户类型的负荷曲线聚类研究

传统聚类算法在进行负荷曲线聚类时,存在不易选取初始聚类中心、需人为确定最佳聚类数、收敛速度慢等问题,并且当负荷数据中含有较多的用户类型时,其聚类效果往往较差,针对以上问题,以密度峰值聚类为基础,提出一种面向多种用户类型的负荷曲线聚类优化算法。该算法通过类间优化与类内优化的方式,实现了数据集的全局扩散与局部收敛,增强了数据的可分性,且具备一定的自愈优化能力。实验选用轮廓系数(silhouette coefficient,SC)作为聚类有效性评价指标,在国内外不同负荷数据集中进行算法的性能测试与参数摄动下的稳定性测试。结果表明该算法在面向含有多种用户类型的负荷数据集时,能够显著提高聚类有效性与鲁棒性,可为电力咨询、精准购电、负荷管理等辅助服务提供决策性信息。
多机电力系统非线性自适应L_2增益分散励磁控制

为提高多机电力系统电压稳定恢复能力;克服外部干扰及模型不确定性对励磁控制的影响,提出了一种新的非线性自适应L_2增益分散励磁控制方法,解决了由非仿射模型结构、参数不确定及外部扰动所造成的多机励磁系统分散稳定控制困难的问题,且在反演设计过程中不需要多次考虑耗散不等式,给出的控制律不包含变量微分项,更便于工程实际应用。最后利用Matlab/Simulink进行了仿真验证,并与常规AVR+PSS控制进行了对比。仿真结果表明新的控制方法可以加快电力系统电压稳定速度,提高强励能力,降低不同区域间联络线功率波动,有效抑制参数不确定和外部干扰的影响。新方法更有利于提高电力系统暂态稳定控制能力。
高比例光伏电能产消群电力需求响应机制设计

为实现配电侧高比例光伏电能的高效消纳,设计了一种基于弹性电价的电力需求响应机制。从光伏电力产消群(简称产消群)经济效益角度出发,提出了二次型产消者响应电量条件。为了描述产消者响应的不平衡电量对不同时刻的电力需求影响,定义了自弹系数和互弹系数。根据分时电价响应模型,将供用电不平衡量与电价耦合,构建产消群弹性电价模型,同时考虑了环境效益补贴。给出了以各产消者为主体的多边电力互济交易流程。算例分析表明,所提机制能够为高比例光伏电能产消群带来经济效益,对降低产消群实时发、用电的不平衡电量具有一定作用。
充放电不确定性响应建模与电动汽车代理商日前调度策略

合理调度电动汽车充放电参与电力系统辅助服务,建立了电动汽车用户充放电不确定性响应模型,用充放电潜力和响应波动程度描述电动汽车用户提供响应随经济激励水平变化的规律。日前调度中,电动汽车代理商根据电力公司发布的次日需求响应时段和用户申报意愿,结合用户侧不确定性响应行为,以净收益期望最大优化决策方案。电力公司对各时段代理商的投标容量和报价统一出清,代理商根据出清结果更新决策方案并与选择用户形成日前响应合同,基于此构建以电动汽车代理商为主体的决策模型。算例分析表明,对电动汽车用户的不确定性响应建模能为代理商参与需求侧竞价提供有效的决策信息,减小代理商投标和制定实际调度方案时的决策风险,提高充放电响应参与辅助服务的实施效果。
输配电价改革对省级电网投资的影响及动态评估方法

作为我国新一轮电力体制改革的重点内容,输配电价改革将深刻影响电网公司运营的投资和规划等诸多方面。首先根据输配电价改革的政策方案,建立了省级电网输配电价的核算模型。在此基础之上,提出一种基于系统动力学模型的输配电价改革对电网投资影响的动态评估方法。该方法综合考虑了电网投资评估、电网规划模式和政府监管政策3个方面的影响因素,建立了输配电价与电网投资容量随时间演变的模型,并建立了二者之间因果反馈的量化关系。基于案例仿真计算,量化分析了输配电价改革对省级电网投资的影响及其各种影响因素。
基于电力交易用户最优特征子集的售电套餐推荐方法

针对电力市场用户群庞大,交易过程中售电套餐选择困难的问题,提出一种基于电力交易用户最优特征子集的售电套餐推荐方法。首先,定义了电力交易用户最优特征子集,并设计基于加权递增项目覆盖率最优子集的发现算法,合理地从海量交易用户中筛选出最优用户特征子集。然后,提出一种基于属性相关的售电套餐相似性计算方法,通过聚类和确定套餐属性权重的方式计算套餐相似度,得到套餐项目的相似度矩阵。最后,基于最优特征子集和相似度矩阵实现了售电套餐的精准推荐。实验验证表明了电力交易用户最优特征子集的有效性和所提推荐算法的准确性。
考虑绝缘老化和油色谱监测数据的变压器动态故障率模型

为深入研究变压器内部潜伏性故障率与绝缘老化的定量关系,提出考虑绝缘老化和油色谱监测数据的变压器动态故障率模型。文中首先分析绕组热点温度和绝缘纸含水量对绝缘老化的综合加速作用,并根据变压器绝缘寿命和状态转移速率的负相关关系,求出能够综合反映变压器健康状况和运行工况的时变状态转移速率。然后考虑变压器修复的影响,并基于马尔科夫状态转移过程,求出变压器运行在各状态下故障率的时域公式。最后与传统马尔科夫模型作比较,结果表明该文模型不但能够反映内部潜伏性故障的发展过程,而且可以量化维修对变压器故障率的影响,以此给变压器维修策略的选择与制定奠定科学的理论基础。
柔性直流电网线路超高速行波保护原理与实现

柔性直流电网对于灵活消纳大规模可再生能源具有重要意义。柔性直流电网直流线路发生故障时,故障电流增长速度很快且完全不可控,再加上直流断路器难以开断大电流,因此要求直流线路保护必须具有极快的动作速度。文章分析了直流线路发生故障后的故障行波特征,在此基础上提出基于单端量初始行波的保护方案;分析了雷击干扰的行波特征,提出了雷击干扰的快速识别方法,在保证保护动作速度的同时极大地提升保护可靠性。根据所提的线路保护方案,设计并实现了保护装置样机。通过大量测试验证了保护样机的性能。
基于随机模型预测控制的分布式能源协调优化控制

配电网中的高渗透率分布式电源出力和负荷功率具有随机性及时变性,难以准确预测,且预测误差随时间延长而增大,进而导致优化控制策略与实际需求偏差较大,为此提出一种基于随机模型预测控制的配电网多源协调优化控制方法。将优化周期内的预测值离散为表征不同状态的场景集,然后以配电网能量损耗期望最小为目标对各场景进行动态滚动优化,精细化协调分布式电源、柔性负荷和无功补偿装置等可控资源,使优化控制过程能够及时、有效地降低配电网不确定性的影响,满足系统实际需求。通过仿真分析,验证所提方法的可行性和有效性。
面向高比例户用光伏消纳的储能系统与通信网络协同规划

当前大规模户用光伏接入低压配电网已成为必然趋势,然而高渗透率户用光伏并网将引起电压越限等严重的电压问题。在低压配电网中合理配置储能可以有效缓解上述问题,同时信息通信技术是储能消纳光伏的重要保证。针对目前信息系统和物理系统分开进行规划的现状,该文提出了一种基于二层优化模型的协同规划方法对含高比例光伏低压配电网的储能系统与通信网络进行优化配置。上层以年费用最小为目标优化配置储能和无线通信终端,其中储能采用分布式控制策略;下层根据上层的结果进一步对通信拓扑进行优化,提高控制性能的同时降低通信网络的复杂度。通过算例仿真验证了所提信息系统与物理系统协同规划方法的经济性和有效性。
柔性直流配电网系统操作过电压的研究

操作过电压严重影响着柔性直流配电设备的安全运行,对其产生机理进行研究具有重要意义。以±10 kV柔性直流典型配电网为例,详细分析了交流侧区域、换流器区域和直流线路区域可能发生的各类故障,包括交流单相接地、阀底接地、阀顶接地、阀顶极间短路、桥臂短路、直流断路器误动作、线路单极接地和线路双极短路等故障类型,深入研究了各类操作过电压的产生机理。在系统控制保护和配置避雷器的基础上,详细统计了系统关键位置及设备的最大过电压水平。研究结果可为柔性直流配电网后续绝缘配合的研究提供参考。
直流输电系统电子式电流互感器故障统计分析

随着特高压直流工程建设不断提速,电子式电流互感器在特高压直流输电系统中应用数量逐步增长,故障统计样本不断丰富,暴露出的一系列问题,严重威胁电网安全稳定运行。为掌握电子式电流互感器的运行现状,针对国家电网公司直流工程应用于直流保护系统的电子式电流互感器故障进行统计分析。统计数据表明,电子式电流互感器故障率远高于电磁式电流互感器,光学电流互感器故障率高于光电式电流互感器。根据各故障部件统计数据,结合典型故障分析,总结电子式电流互感器高故障率的原因和薄弱环节,给出薄弱环节提升建议,为后续电子式电流互感器技术的研究和应用提供参考依据。
基于PMU量测的智能配电网电压-功率灵敏度鲁棒估计方法

配电网中同步相量测量技术的应用对于提高系统电压-功率灵敏度的估计精度具有重要作用。提出了一种基于同步相量量测的智能配电网电压-功率灵敏度鲁棒估计方法。首先,基于同步相量量测的历史数据和实时数据,采用最小二乘方法实现了实时电压-功率灵敏度的精确估计;进一步,考虑功率量测和电压量测均含有不良数据的情况,采用帽子值加权和最小绝对值估计方法相结合的方式,避免了最小二乘方法中删除坏数据的残差判断和迭代过程,提高了计算效率和可靠性,实现了电压-功率灵敏度的鲁棒估计;最后,通过IEEE 33节点算例分析证明了所提出算法的正确性和有效性。
基于非侵入式负荷监测的居民用电行为分析

对基于非侵入式负荷监测的居民用电行为分析方法进行了研究。首先,设计了一种基于滑动窗的事件探测算法,并以负荷电流奇次谐波幅值为特征建立负荷特征库,提出基于Adaboost的BP神经网络负荷识别算法,集成多个BP神经网络以提高识别准确率。然后,利用负荷识别结果对用户总功率信号进行分解,得到各个电器具体的用电信息,并结合分时电价,得到居民用电行为的详细分析结果。最后通过实际居民用户数据验证所提方法的有效性,并从家庭节能和需求侧管理两个方面给出了优化用电建议。研究成果对实现居民用户与电网友好互动提供了决策支持。