mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
基于可再生能源汇集母线电压角速度轨迹的级联断面解列策略

文章研究了两端电势幅值不等时可再生能源汇集母线电压角速度的变化规律,提出了利用可再生能源汇集母线电压角速度来定位振荡中心及失步中心的大规模可再生能源电网级联断面解列策略。首先分析了级联断面的耦合关系及异步振荡过程电压角速度特性,通过可再生能源输送线路两侧电压角速度变化速率相反来确定失步中心位置;然后采用短路阻抗法绘制振荡中心角速度轨迹,以此计算振荡中心分布;最后综合失步中心、振荡中心、孤岛不平衡度及潮流冲击,应用主成分分析法决策解列方案。文章所提出的方法综合考虑解列有效性及解列后系统稳定性指标,提高了解列策略的合理性,使解列过程更加快速、有效。基于西北实际电网的仿真算例,验证了本策略的有效性,显示了该策略判据简单,决策方法合理。
航空重磁在山东齐河厚覆盖区圈定隐伏岩体的方法及效果

山东齐河地区被大面积巨厚的新生代地层覆盖,但富铁矿资源潜力大,隐伏岩体的圈定对于提高厚覆盖区基础地质研究程度和矿产勘查具有重要意义。通过航空重磁数据处理提高解释的准确性,利用航磁△T化极垂向一阶导数、归一化总水平导数垂向导数、航空重力剩余异常等实现隐伏岩体范围圈定,在研究区共圈定6处中基性岩体,并利用航磁切线法、航空重磁剖面联合反演,结合地面电法、钻孔等资料,获取隐伏岩体的顶面埋深,编制了李屯、潘店、大张岩体的顶面深度三维立体图。在厚覆盖区利用航空重磁并结合地面物探和钻探进行综合研究、圈定隐伏岩体,为今后该地区继续开展地质研究、找矿、钻探等提供了重要信息。
晚更新世以来内蒙古哈素海钻孔地层记录及其年龄

“河套古大湖”对于研究区域环境及气候演化具有重要的意义,然而,其形成与消亡的时代仍存在争议。依托于哈素海西南岸边获取的HSH钻孔,采用AMS~(14)C、OSL测年方法确定了沉积物年代,结合岩心的岩性、沉积结构等特征,分析了哈素海的演化历史,并探讨了河套古大湖存亡的时期。结果表明,哈素海地区晚更新世以来的沉积环境主要经历了以下转变过程:150 ~ 70 ka为较稳定的湖泊,70 ~ 55 ka湖泊水位下降,为滨湖相沉积,55 ~ 27 ka为湖沼沉积,27 ~ 0 ka为滨湖相沉积。根据哈素海的沉积演化历史,结合河套盆地相关研究成果,认为河套古大湖早在150 ~ 110 ka就已形成,其后水位下降,直至55 ka之后,萎缩消亡,河套盆地局部地区形成湖沼沉积,但已不再是统一的大湖。研究结果对于深入探讨河套盆地演化历史乃至黄河的变迁具有重要意义。
XRF岩心扫描估算海洋沉积物有机碳含量的适用性

X射线荧光光谱仪(XRF)的沉积物岩芯扫描技术可以无损、快速获得高分辨率的溴(Br)计数信息,可用来估算海洋沉积物中有机碳含量,但是其准确性及各种校正方法的效果还需要深入研究。文章选择两根在有机质来源构成上有明显差异的阿拉伯海和南海的沉积柱,系统开展了沉积物有机碳(total organic carbon, TOC)含量与Br计数的相关性分析,深入剖析了沉积物含水量、Br计数校正方法等对利用Br计数估算沉积物TOC含量的影响及评估该方法的适用性。对于有机质含量较高的海洋沉积物而言, Br计数与TOC含量之间存在较好的相关性,且其相关性与是否校正Br计数没有显著关系。在陆源有机质输入量比较大的沉积物样品中,则需谨慎采用Br计数来估算沉积物的总有机碳含量。
基于神经网络的全球三维温盐场重构技术研究

文章利用果蝇优化广义回归神经网络算法FOAGRNN(fruit fly optimization algorithm, FOA;generalized regression neural network, GRNN)对SODA(simple ocean data assimilation)再分析数据进行训练,构建海表温度、盐度、海面高度与次表层温盐场之间的投影关系模型,并在全球范围使用SODA和卫星遥感数据评估了模型的应用性能。首先,利用独立的2016年SODA海表数据作为模型输入进行理想重构试验,结果显示全球重构温、盐平均均方根误差(MRMSE)分别为0.36℃和0.08‰,与世界海洋图集WOA13资料相比减小约50%和60%。然后,利用卫星观测的海表信息作为模型输入进行实际应用试验,并与Argo观测剖面进行比较评估。试验结果表明,重构模型能有效表征海水温、盐特征,其中重构温、盐MRMSE分别为0.79℃和0.16‰,相比WOA气候态减小27%和11%。误差的垂向分布显示,重构温度RMSE从海表向下迅速增大,至100m达到峰值1.35℃,而后又迅速回落,至250m处为0.81℃,跃层往下不断减小;重构盐度RMSE基本随深度增大而减小,误差峰值位于25m附近,约为0.25‰。此外, Argo浮标跟踪分析和区域水团统计结果也表明模型能够较好地刻画海洋三维温盐场的内部结构特征。
MiR-155对小儿急性淋巴细胞白血病的耐药机制研究

目的:探讨miR-155通过调节Wnt/β-Catenin信号通路促进小儿急性B淋巴细胞白血病(B-ALL)对阿糖胞苷(Ara-C)化疗耐药的机制。方法:采用PCR检测B-ALL患儿骨髓组织与细胞系中miR-155表达情况;用REH细胞系构建化疗抵抗株REH/Ara-C,使用miR-155抑制剂转染REH/Ara-C细胞,EdU检测细胞增殖能力,流式细胞术检测细胞的凋亡率,CCK-8法与克隆形成实验分析细胞耐药性,Western blot测定Wnt/β-Catenin信号通路相关蛋白的表达;用miR-155抑制剂与Wnt激活剂agonist转染REH/Ara-C细胞,测定其对细胞增殖、凋亡与耐药性的影响。结果:与正常组织及细胞相比,B-ALL骨髓组织/细胞系中miR-155表达水平升高(P <0.05);与药物敏感BALL组织/细胞系相比,耐药B-ALL组织与细胞系中miR-155表达水平升高(P <0.05);抑制miR-155表达降低了REH/Ara-C细胞增殖能力(P <0.05),促进了凋亡(P <0.05),增强了Ara-C的细胞毒性(P <0.05),同时抑制了Wnt/β-Catenin信号通路相关蛋白与耐药基因MDR1的表达(P <0.05),通过激活Wnt表达则可逆转上述现象(P<0.05) 。结论:B-ALL患儿骨髓组织中miR-155表达上调,可以通过激活Wnt/β-Catenin信号通路促进B-ALL细胞增殖、抑制细胞凋亡,从而导致化疗耐药。
急性T淋巴细胞白血病的miR-211、miR-155、C-myc表达水平及相关性研究

目的:分析并探讨急性T淋巴细胞白血病(T-ALL)的miR-211、miR-155、C-myc表达及相关性,旨在为早期诊断及预后监测提供依据。方法:选择2014年6月-2017年6月于郑州人民医院接受诊治的T-ALL患者96例,另选同期体检健康的志愿者69例为对照组,采用实时荧光定量PCR测定各组外周血单个核细胞中miR-211、 miR-155、C-myc表达水平,通过Kaplan-Meier分析T-ALL患者生存情况及miR-211、miR-155和C-myc与预后的关系,Pearson相关分析评价miR-211、miR-155和C-myc与疾病危险度的相关性。结果:T-ALL组miR-211 mRNA、 miR-155 mRNA、C-myc mRNA表达水平均明显高于对照组(P <0.01),未缓解组均明显高于缓解组(P <0.01),高危组亦明显高于低危组和中危组(P <0.01) 。miR-211低表达患者生存时间明显长于高表达患者(P <0.01),miR- 155低表达患者生存时间明显长于高表达患者(P <0.01),C-myc低表达患者生存时间亦明显长于高表达患者(P<0.01) 。miR-211、miR-155和C-myc高表达与疾病高危呈线性正相关(r = 0.749、0.781、0.804) 。结论:T-ALL患者miR-211、miR-155、C-myc表达上调,其表达水平与预后密切相关,且与疾病危险度呈线性正相关。
大麦穗长和株高QTL的鉴定

为挖掘大麦穗长和株高的QTL位点,以1个大麦重组自交系(recombinant inbred line,RIL)群体(以J36528和BMJ89为亲本,包含125个F_(10)代)为材料,基于本课题组前期利用DArT标记构建的连锁图谱,结合4年2点共6个不同生态环境测得的穗长和株高表型数据,鉴定大麦穗长和株高QTL。结果表明,共鉴定到3个穗长QTL和2个株高QTL,分别分布在2H、3H、6H和7H染色体上,其中,穗长位点Qsl.sicau-JB-2H在2个环境中被检测到,能够解释11.38%~14.66%的表型变异;Qsl.sicau-JB-7H在6个环境中均被检测到,能够解释35.10%~46.34%的表型变异;而Qph.sicau-JB-6H仅在1个环境中被检测到,可解释17.99%的表型变异。株高位点Qph.sicau-JB-6H在5个环境中均被检测到,能够解释16.36%~21.18%的表型变异;而Qph.sicau-JB-3H仅在1个环境中被检测到,可解释15.40%的表型变异。本研究为解析大麦植株形态和产量性状遗传机制以及分子辅助育种奠定了基础。
97份安徽省种植小麦品种HMW-GS组成及品质分析

为探究安徽小麦品种高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)组成及品质性状,对97份安徽省主要种植的小麦品种进行了HMW-GS组成及品质性状分析。结果表明,供试材料中共检测出10种HMW-GS亚基类型和19种亚基组合,在Glu-A1位点检测出3种亚基类型,以1亚基(57.73%)和Null亚基(40.21%)为主;在Glu-B1位点共检测出3种亚基类型,以7+8亚基(52.58%)为主;在Glu-D1位点共鉴定出4种亚基类型,优质亚基5+10占比最大,为45.36%;供试品种亚基组合品质得分在4~10分之间,10分的亚基组合1/7+8/5+10和1/17+18/5+10共19份材料(19.59%),8分以下的共44份材料(45.36%)。对供试材料HMW-GS与品质性状进行相关分析发现, Glu-1的三个位点与硬度指数、溶剂保持力和吸水率相关达显著或极显著水平,对溶剂保持力影响表现为Glu-A1>Glu-B1>Glu-D1;不同亚基组合对品质性状的影响存在差异,亚基组合为1/17+18/5+10的品种具有最高的硬度指数、4种溶剂保持力、吸水率、稳定时间和粉质质量指数,具有最低的L~*和W,该类品种有烟农19、泰农19、山农17和糯小麦1012;亚基组合为Null/7+9/4+12的品种具有最低的硬度指数、4种溶剂保持力、吸水率、稳定时间和粉质质量指数,具有最高的弱化度、L~*和W,该类品种有荃麦725、皖麦52和未来0818。
麦类作物落粒控制的分子机制研究进展

作物驯化在人类从狩猎和采摘的原始生活状态到农耕文明的演化过程中起着至关重要的作用,落粒性的丧失是作物驯化的首要性状。麦类作物是最早被驯化的作物之一,近年来随着大麦、小麦及其近缘物种基因组测序工作的完成,对麦类作物落粒控制系统驯化分子机制的研究取得了长足进展,本文就麦类作物脆轴性与作物驯化、大麦脆穗基因与驯化模式、小麦脆穗基因的同源性和多态性、脆穗基因在禾本科作物基因组中的排列方式以及影响麦类作物脆穗形成的其他机制等方面的研究进展进行综述,并对麦类作物脆穗基因的研究方向进行展望,以期对相关研究者提供参考。
乐山市土地利用与生态系统服务价值时空动态变化分析

乐山市地处四川山地丘陵区,是典型的绿心城市,具有重要的生态保护价值。以岷江流域乐山段为研究区域,基于乐山市2010、2017遥感影像,探析乐山市土地利用变化对生态系统服务价值(ESV)空间分布差异的影响。结果表明:(1)2010-2017年乐山市ESV显著提升,耕地、草地转林地面积较大,建设用地增值相对明显;(2)ESV低值区域包括市区绿心周围,并沿着岷江河道延伸至峨眉山市、五通桥城区和犍为县城区,所遭受的生态扰动较大,生态环境的协调性遭受一定影响;(3)乐山市ESV变化在空间上呈现极化效应,表明乐山市生态环境质量差距明显,需要进一步加强区域生态管控。将土地利用变化和聚类和异常值分析结合,可以探析土地利用变化与ESV时空动态变化特征,清晰展现土地利用变化的空间分布差异,为乐山市的区域生态保护规划和城市生态建设提供依据和参考。
左心室辅助装置治疗心力衰竭的现状及进展

虽然心脏移植是治疗心力衰竭的最佳方案,但是有限的供体器官限制了心脏移植的应用。在过去的20多年里,左心室辅助装置在尺寸、耐用性和血液相容性方面取得了实质性进展,除了作为心脏移植的过渡治疗外,由于疗效显著,对于无法进行心脏移植的患者,左心室辅助装置也成为了他们的最终选择。虽然近年来左心室辅助装置的性能得到较大的改善,但在并发症的管理以及如何提高患者在装置植入后的生活质量方面依然存在着巨大挑战。本文将从以下几方面的现状及进展进行论述:(1)左心室辅助装置种类;(2)左心室辅助装置的手术指征;(3)左心室辅助装置的并发症;(4)左心室辅助装置植入后的管理。
基于联合分量灰度化算法和深度学习的玻璃绝缘子目标识别算法

针对相近色干扰、不同光照条件下玻璃绝缘子颜色特征不明显而无法准确识别的问题,提出一种基于联合分量灰度化算法和深度学习的玻璃绝缘子目标识别算法。首先,提出一种联合分量灰度化算法,通过补偿玻璃绝缘子目标区域的颜色特征实现目标增强;然后,在均匀分块的基础上,采用动态分块阈值进行玻璃绝缘子图像粗分割,并结合玻璃绝缘子的颜色和空间信息等多尺度高维特征,提出一种双尺度分类卷积神经网络算法实现玻璃绝缘子图像细分割;最后,将细分割得到的所有子图像进行合并,实现复杂背景下玻璃绝缘子目标的准确识别。实验结果表明,所提算法能对图像中存在相近色干扰、光照变化影响的玻璃绝缘子目标进行精准识别,且其在Dice参数、杰卡德系数2项识别指标上均达到90%以上,平均识别准确率高达92%。
含MMC的交直流输电系统短路电流统一求解方法

针对含模块化多电平换流器(MMC)的交直流输电系统短路电流水平校核问题,在考虑MMC的运行方式和控制系统的基础上,建立了MMC交流侧故障模型。在对比分析了同步机电源和MMC输出短路电流的机理后,通过近似求解并网点(PCC)处电压将MMC交流侧故障模型简化为电流源模型以实现PCC处电压和MMC输出电流之间的解耦。对支路进行合理编号并筛选出电源支路和待求短路电流所在无源支路,基于电网络理论将联络节点构成的无源网络用混合参数表征,经推导得到了含MMC的电网短路电流计算的统一求解方法。不同工况下的仿真结果表明,通过建立各控制策略下的MMC交流侧故障模型,所提算法能准确统一求解不同MMC交流侧故障下的短路电流,可用于含MMC的交直流输电系统的设备选型和保护系统设计。
基于电能路由器的配电网稳定运行与故障恢复分层能量优化

为了解决目前基于电能路由器(EER)的配电网能量优化普遍缺乏对故障恢复的研究及能量路由损耗过大的问题,同时考虑稳定运行与故障恢复2种工况,提出了一种基于EER的配电网分层能量优化策略,其包括下层局域电网(E-LAN)内的能量优化以及上层广域电网(E-WAN)内的能量路由优化。对于稳定运行工况,提出了以最小化运行总成本为目标的E-LAN能量优化策略,以及以最小损耗就地消纳的E-WAN路由优化策略,路由优化策略在保障可再生能源就地消纳的同时,实现电能损耗最小化。对于故障恢复工况,提出了以最大化累计上网电量为目标的E-LAN能量优化策略,以及最小损耗多源协同的E-WAN路由优化策略,路由优化策略可在向关键负荷优先供电的同时,实现电能损耗最小化,并提升故障后负荷存活率。最后基于配电网分层网络模型进行仿真分析与对比,验证了所提能量优化策略的可行性、有效性和优越性。
配电网单相接地故障柔性自适应消弧新方法

针对已有消弧柜和柔性电压消弧技术未考虑故障线路阻抗压降问题,提出基于故障点处电压抑制的配电网单相接地故障柔性电压消弧新方法。通过2次注入补偿电流计算中性点至故障点压降,再调控零序电压至该压降,将故障点处电压抑制为0。为防止2次注入任意电流导致接地故障电流增大的问题,提出将柔性电流消弧法作为柔性电压消弧新方法投入前的过渡。考虑故障相误选的影响,提出故障选相新方法,推导了单相接地故障后的零序电压与故障相电源电压的相位关系,通过相位比对选出故障相。最后,结合柔性电压消弧法自适应线路参数变化的优点,提出以柔性电压消弧新方法为主,柔性电流消弧法为短时先导的柔性自适应消弧方法。仿真结果验证了所提方法的有效性。
新跨接双极三电平子模块拓扑及其控制策略

基于半桥型子模块拓扑的模块化多电平换流器不具备直流短路故障电流阻断能力,影响了低成本架空线的应用。为抑制直流故障时的短路电流,研究了一种新跨接单极三电平子模块拓扑,解决了混合拓扑中电容不均衡充电问题。然后为应对子模块闭锁对换流站和电网可能产生的不利影响,设计了一种新跨接正、负极三电平子模块拓扑,并分析了其过调制运行、降直流电压运行和桥臂电流方向变化工况时所提拓扑的正、负电平输出要求,进一步减少了子模块中功率器件数量并研究了其控制策略。最后在PSCAD/EMTDC中搭建仿真模型,对所提新跨接双极三电平子模块拓扑过调制运行、自均压特性及闭锁抑制特性进行了仿真验证。仿真结果表明,所设计的拓扑及控制策略能够有效抑制直流故障时的短路电流。
基于Ostrowski圆盘定理的并网逆变器系统稳定性分析

并网逆变器与电网之间的相互作用是影响并网系统稳定运行的因素之一,针对并网逆变器系统的稳定性问题,提出了一种并网逆变器系统稳定性的快速判定方法。首先基于阻抗分析方法得到并网逆变器系统的回率矩阵。其次基于Ostrowski圆盘定理得到回率矩阵的特征值轨迹Ostrowski带,并根据Ostrowski稳定判据判断系统稳定性。最后在MATLAB/Simulink中搭建仿真模型,并构建实验平台。仿真和实验结果表明该稳定判据能够有效判定系统是否处于稳定状态,并且可以快速估计并网逆变器系统的参数稳定域,为系统参数的选取提供判断依据。
基于模型预测控制的主动配电网多场景变时间尺度优化调度

针对源荷预测误差对主动配电网调度影响较大的问题,充分考虑源荷数据相关性,提出基于模型预测控制(MPC)的主动配电网多场景变时间尺度优化调度策略。在日前、日内优化阶段,采用藤Copula模型描述源荷相关性,结合场景生成与削减技术形成源荷出力场景,以多场景下配电网期望运行成本最小为目标建立优化模型,求解配电网中机组、储能、无功补偿装置等可调资源运行状态及出力情况;在实时优化阶段,采用MPC思想,以可调资源调整量最小为目标,提出场景相似度的概念以及自适应追踪最优轨迹的方法,得到基于滚动优化和反馈以及最优参考轨迹的实时调度。采用修改后的IEEE 33节点系统验证了所提优化策略的可行性。
考虑交换功率费用的多区互联电热联合系统协调消纳弃风分析

随着风电并网容量及弃风量的增加,远距离、大容量异地消纳风电已成为降低弃风率的有效策略。针对区域间以特高压直流为主要输送通道的发展格局,建立了区域间直流联络线模型;在考虑各区域电热联合系统信息保密及调度独立性的前提下,基于目标级联分析法,将调度问题分为上级优化主问题和下级优化子问题,并以联络线功率为协调变量,建立了考虑联络线交换功率费用的多区互联电热联合系统分散协调消纳弃风调度模型;通过算例仿真,详细分析了联络线电价、互联区域系统特性和消纳弃风措施对多区互联电热联合系统风电消纳率的影响。研究表明,计及联络线交换功率费用且合理选择联络线电价,优先选择与电负荷较高、热负荷和热电机组比重较低、风电渗透率较低的区域互联以及在互联区域内采取弃风消纳措施都有利于风电富裕区域电热联合系统的风电消纳。
动态路-电耦合网络下电动出租车快速充电引导及其定价策略

电动出租车作为快速充电及路-电耦合网络的主要参与者,其连续行驶-充电行为严重影响了路-电耦合网络的运行状态,为此提出了基于路-电耦合网络的电动出租车快速充电引导及其定价策略。首先,提出了电动出租车在路-电耦合网络下交通流-能量流-信息流的交互框架;然后,提出了交通网的信息动态更新策略,建立了单辆电动出租车模型用于模拟电动出租车的连续行驶-充电状态切换行为;在此基础上,提出了路径规划与交通网信息更新同周期的动态导航及考虑下一寻客点的选站决策方法;最后,根据站内负荷和选站负荷进行虚拟负荷预测,提出了基于虚拟负荷和利用率均衡的充电站定价策略。算例仿真结果表明,所提方法能够均衡充电站负荷,缓解交通网的拥堵状况,提高电动出租车的运营收入。
计及安全边界和智能软开关协同配置的配电网分布式光伏准入容量优化

智能软开关(SOP)为促进配电网高渗透率光伏消纳提供了新的思路,为此将农网安全边界纳入配电网规划模型进行分布式光伏(DPV)准入容量优化研究。推导并分析考虑农网网损的改进安全边界模型,并提出其线性表达式;阐述SOP原理并建立应用于配电网规划的SOP数学模型;以DPV准入容量最大为目标,提出考虑改进安全边界和主动管理策略的DPV与SOP有功-无功协同优化配置模型;引入线性化近似将SOP模型等进行线性化,将原模型转化为混合整数线性规划模型,并采用GAMS进行优化求解。最后,基于某农网51节点算例验证所提模型和方法的有效性和正确性,并分析安全边界、主动管理措施、SOP容量对DPV最大准入容量的影响。
含逆变型分布式电源花瓣式配电网单相接地故障特性分析

花瓣式配电网具有高供电可靠性,但闭环运行模式和逆变型分布式电源接入使其故障特性变得更加复杂。针对含逆变型分布式电源花瓣式配电网的单相接地故障,利用对称分量法推导了故障点接地电流、故障相电流及线路各序电流的公式,并揭示了各电流的变化规律,然后通过仿真对分析结果的正确性进行了验证。结果表明,随故障点按顺时针方向沿花瓣式环网移动,故障点上游侧线路的各序电流及故障相电流幅值呈减小趋势,故障点下游侧线路的各序电流及故障相电流幅值呈增大趋势;逆变型分布式电源并网点与变电站母线之间非故障线路上的负序电流幅值单调递增、相位基本不变,而该线路上的正序电流、零序电流及故障点所在相的相电流则由于相位发生约180°的改变导致其幅值呈现先减小后增大的趋势。在此基础上,对基于幅值或相位的电流差动保护和零序方向过电流保护在花瓣式配电网中的适用性进行探讨,并给出了相应改进建议。
计及V2G价格激励的电动汽车削峰协同调度策略

为了改善城市电力负荷峰谷差增大给配电系统稳定经济运行带来的影响,提出了电动汽车(EV)削峰协同调度策略,通过价格信号引导EV这类新型灵活资源参与辅助服务,从而平滑系统负荷曲线并减少EV用户的用电成本。首先,结合系统的削峰需求,提出了车网互动(V2G)激励价格机制;然后,构建基于出行链的EV出行需求模型和基于出行需求的耗电量模型;在此基础上,考虑EV用户的实际出行需求约束,建立以系统负荷曲线均方差最小以及EV用户用电成本最少为目标的多目标协同调度模型;最后,基于算例进行仿真分析,结果表明所提EV削峰协同调度策略能够平滑系统负荷曲线并减少EV用户的用电成本,进而提升配电网运营的经济性。
基于主从博弈的微电网群多阶段鲁棒优化规划

针对微电网群作为市场主体接入配电网引起的利益冲突问题,提出一种微电网群多阶段鲁棒优化规划方法。基于主从博弈理论建立配电网与微电网群的双层规划数学模型:上层为配电网优化运行模型,以降低运行成本并提升电压水平为目标;下层为微电网群优化规划模型,解决微电网群内电源的容量配置问题。考虑到负荷增长的不确定性,在模型中增加鲁棒优化,以提升规划方案的鲁棒性。采用卡罗需-库恩-塔克(KKT)条件将原始问题转换成单层均衡约束数学规划问题,并利用列和约束生成(C&CG)算法进行求解。 IEEE 33节点系统算例结果表明,所提方法提升了配电网对可再生能源的消纳能力且改善了配电网的运行指标,同时又保证了微电网投资商的经济利益,有效实现了配电网与微电网的协调发展。
基于Attention-BiLSTM神经网络和气象数据修正的短期负荷预测模型

基于循环神经网络的负荷预测模型大多将历史负荷数据和影响负荷的其他因素如气象数据等共同作为预测模型的输入特征,但气象数据内部规律性不强,不适合作为循环神经网络的输入。针对该问题,提出一种基于Attention-BiLSTM神经网络和气象数据修正的短期负荷预测模型。采用最大信息系数分析影响负荷的主要因素;考虑到负荷序列较长且存在双向信息流,利用BiLSTM神经网络进行预测;引入注意力机制,通过注意力权重突出关键因素的影响,挖掘负荷数据的内部规律;利用核极限学习机结合气象数据进行误差预测和修正,完成负荷预测。以我国东部某地区真实数据作为实际算例,实验结果表明,所提模型与其他模型相比有更好的预测效果。
考虑用户侧参与的调峰辅助服务费用分摊机制

现行调峰辅助服务费用的分摊机制仅在电厂侧收支平衡,而电网的峰谷差在一定程度上是由负荷的峰谷特性造成的,不考虑用户分摊的调峰费用分摊机制并不合理,为此,建立考虑用户侧参与的调峰费用分摊机制。在电厂侧,根据负荷率大小对常规机组的分摊电量进行修正,利用波形相似性理论对风电机组的分摊电量进行修正,保证分摊的合理性;在用户侧,通过分析用户负荷曲线并结合电网负荷曲线提取出调峰影响指标,通过调峰影响指标评价用户调峰效果,从而分摊用户侧调峰费用。算例结果表明,所提分摊机制能有效划分电力用户、发电企业调峰责任,促使电力用户合理用电,保证电力市场公平化运行。
考虑光伏选相投切的低压配电网三相平衡优化

单相光伏电源的接入通常会引起低压配电网(LVDN)的三相不平衡度增大。针对当前负荷换相困难以及光伏协调控制在三相四线制LVDN中的适用性问题,提出了LVDN三相平衡优化模型。基于三相四线制系统的节点导纳矩阵,以注入电流不平衡量建立LVDN的潮流方程,以三相不平衡度最小为目标,建立考虑光伏选相投切、光伏逆变器无功调节和储能有功调节的三相平衡协调优化控制模型;采用区间约束描述光伏出力的不确定性,连续化逻辑变量以降低三相四线制LVDN模型的求解难度。采用通用代数建模系统进行建模仿真并求解,仿真结果表明所提优化方法能有效降低LVDN的三相不平衡度以及网损。
基于四维CT血管成像的急性缺血性卒中患者血管内治疗后出血转化的列线图模型建立及效能预测

目的探讨四维CT血管成像(4D CTA)对急性缺血性卒中(AIS)患者血管内治疗(EVT)后出血转化的预测因素及基于预测因素建立的列线图模型预测出血转化的效能。方法回顾性分析2016年3月至2020年11月在北京医院急诊绿色通道进行"一站式"CTA-CT灌注成像及EVT的101例颈内动脉和(或)大脑中动脉闭塞的AIS患者的影像学资料。根据是否发生出血转化分为出血转化组(45例)及未出血转化组(56例)。采用logistic回归方法筛选相关临床、影像学变量,如年龄、初诊美国国立卫生研究院卒中量表(NIHSS)评分、4D CTA侧支循环评分、Alberta卒中项目早期CT评分(ASPECTS)、血栓负荷评分等,并建立列线图预测模型。采用受试者操作特征曲线(ROC)及曲线下面积(AUC)评估模型对AIS是否发生出血转化诊断的效能。结果单因素分析发现,出血转化组与未出血转化组患者的年龄[分别为79.00(68.00,85.00)岁、73.00(62.75,80.00)岁,Z=-2.20、P=0.028]、NIHSS评分[分别为16.00(12.00,21.00)分、9.50(6.00,14.00)分,Z=-4.44、P<0.001]、ASPECTS评分[分别为5.00(3.00,8.00)分、8.00(7.00,9.00)分,Z=-4.23、P<0.001]、4D CTA侧支循环评分[分别为2.00(0,3.00)分、3.00(3.00,4.00)分,Z=-5.39、P<0.001]、血栓负荷评分[分别为4.00(1.00,7.00)分、7.50(6.00,9.00)分,Z=-3.42、P=0.001]、闭塞位置(颈内动脉/大脑中动脉分别为23/22例、11/45例,χ~2= 9.70、P=0.002)及心房颤动(分别为27、19例,χ~2=5.83、P=0.016)差异均有统计学意义;纳入多因素logistics回归分析显示,ASPECTS评分(OR=0.64,95%CI 0.47~0.87)、NIHSS评分(OR=1.13,95%CI 1.01~1.26)、4D CTA侧支循环评分(OR=0.40,95%CI 0.22~0.76)是AIS患者术后发生出血转化的独立预测因素(P<0.05)。以ASPECTS评分、NIHSS评分、4D CTA侧支循环评分构建列线图模型预测AIS是否发生出血转化的AUC为0.876,95%CI 0.807~0.945,灵敏度为77.8%,特异度为87.5%。结论低ASPECTS评分、高NIHSS评分及低4D CTA侧支评分的AIS患者术后更易发生出血转化,结合三者建立的列线图模型可以较好地预测AIS患者发生出血转化的概率,为临床决策提供有效的帮助。
CT肺功能成像在新型冠状病毒肺炎恢复期患者中的应用研究

目的探讨CT肺功能成像在新型冠状病毒肺炎(COVID-19)恢复期患者肺部评估中的应用价值。方法前瞻性收集2020年1月至4月华中科技大学同济医学院附属协和医院临床治愈出院的COVID-19患者。出院后3个月对患者进行临床肺功能检查及CT肺功能成像检查。使用Philips IntelliSpace Portal图像后处理工作站获取全肺、左肺、右肺及5个分肺叶的双气相CT定量值。根据出院后深吸气相肺部CT图像的评估结果将患者分为无残留病灶组、有残留病灶组。采用χ~2检验比较2组恢复期临床肺功能的差异;采用Mann-Whitney U检验比较2组间各临床肺功能指标的差异[第1秒用力呼气容积占预计值百分比(FEV_1%)、第1秒用力呼气容积/用力肺活量(FEV_1/FVC)、肺总容量占预计值百分比(TLC%)、用力肺活量占预计值百分比(FVC%)等]及各CT肺功能指标[肺容积(LV)、平均肺密度(MLD)、吸气相与呼气相肺容积改变量(ΔLV)]的差异;采用多重线性回归方法分析COVID-19恢复期患者CT肺功能成像与临床肺功能指标的关系。结果纳入90例COVID-19患者中,男35例、女55例;无残留病灶组45例、有残留病灶组45例。53例患者在出院后3个月存在临床肺功能异常,其中无残留病灶组22例,有残留病灶组31例。有残留病灶组患者中,吸气相、呼气相左肺下叶和右肺下叶LV,左肺下叶和右肺下叶ΔLV小于无残留病灶组,吸气相全肺、左肺、右肺、左肺上叶、左肺下叶、右肺下叶MLD,呼气相左肺下叶、右肺下叶MLD大于无残留病灶组(P<0.05)。由于无残留病灶组与有残留病灶组患者FEV_1/FVC、FVC%差异无统计学意义(P>0.05),因此两组FEV_1/FVC、FVC%合并,多重线性回归分析显示FEV_1/FVC=91.765-0.016×LV_(吸气相右肺中叶)+0.014×MLD_(呼气相左肺下叶)(R~2= 0.200,P<0.001),FVC%=-184.122-0.358×MLD_(吸气相右肺)-0.024×ΔLV_(左肺上叶)(R~2=0.261,P<0.001) 。 TLC% 在无残留病灶组与有残留病灶组中组间差异具有统计学意义(P<0.05),因此分组进行多重线性回归分析。在无残留病灶组中,TLC%=80.645+0.031×LV_(呼气相右肺下叶)(R~2=0.132,P<0.001);有残留病灶组中,TLC% =-110.237-0.163×MLD_(吸气相右肺上叶)-0.098×MLD_(呼气相左肺上叶)-0.025×LV_(呼气相右肺下叶)(R~2=0.473,P< 0.001)。结论CT肺功能成像可对全肺、单侧肺及分肺叶进行定量分析从而反映局部肺功能情况,为COVID-19恢复期患者肺功能的评估提供了更多有价值的诊断信息。
Buck变换器的全扰动观测补偿策略

无人驾驶船舶的服务器供电变换器在重载下容易引起输入滤波器谐振。分析了Buck变换器动态能量回馈引起谐振的作用机理,提出了一种基于全扰动观测补偿的电压振荡抑制策略。根据Buck变换器的输出电压、电感电流和占空比计算输入电压和负载电流的扰动量,并通过带通滤波器前馈到电流环中,改变Buck变换器在谐振频率附近的输入输出阻抗。利用Bode图和Nyquist图分析了观测扰动前馈补偿的稳定性。StarSim硬件在环实验表明,观测电压补偿产生了阻尼电流,提高了系统阻尼,减小了能量回馈作用,抑制了LC滤波器的电压振荡;观测电流补偿提高负载波动时的系统动态响应速度;全扰动补偿方法还减少了传感器数量。
原边绕组分组连接的IPOP型LLC谐振变换器均流方式

输入并联输出并联IPOP(input parallel output parallel)型LLC谐振变换器由于谐振元件的参数偏差,导致各相所分配到的等效负载不均匀,进而造成不均流现象。对此提出一种将变压器的原边绕组分组连接的方式,实现了各相负载电流的平均分配。采用基波近似法对该方式的均流原理进行分析,给出谐振参数的偏差与负载电流不平衡度之间的关系。采用四组数据进行仿真计算对比,在谐振电感和谐振电容偏差10%的情况下,传统两相并联LLC谐振变换器不均流度高达99.1%,而新结构实现了负载电流平衡。搭建了输出功率为960 W的两相并联LLC谐振变换器实验样机,验证了原边绕组分组连接方式的有效性。
能量与备用市场主体自调度的电热综合能源系统优化

为更好地管理电热综合能源系统中能源交易以提高系统运行的经济效益,同时考虑新能源入网带来系统运行的不确定性,本文提出能量与备用市场主体自调度的电热综合能源系统两阶段优化方法。第一阶段基于博弈模型分析主从(双层)交易的市场主体之间多种能源的交互方式,以系统经济性运行为优化目标来求解市场主体之间的均衡交互策略。第二阶段是鲁棒可行性检验,采用改进列和约束生成算法求解第一阶段解的鲁棒可行解。算例表明所提模型通过市场主体能量管理实现了系统的经济运行,同时还通过备用整定和鲁棒优化保证了系统在不确定环境下仍能可靠运行。
基于特征挖掘的ARIMA-GRU短期电力负荷预测

针对短期电力负荷随机性较强、预测精度较低的问题,提出了一种基于混沌理论、变分模态分解VMD (variational modal decomposition)、整合移动平均自回归ARIMA(autoregressive integrated moving average)模型和门控循环单元GRU(gated recurrent unit)神经网络的组合预测方法。首先,对电力负荷历史数据进行相空间重构来提取混沌特征。然后,应用变分模态分解将相空间中的各维负荷序列分别分解为一组平稳性好的本征模态函数IMF(intrinsic mode function)。接着,根据频率指标过零率将每组本征模态函数重构为一个低频序列和一个高频序列。最后,分别使用ARIMA模型和GRU神经网络模型对各个低频序列和高频序列进行模型训练和迭代预测,综合各序列的预测值得到预测结果。实例分析表明,与所提其他智能算法相比,该方法具有更高的预测精度。
基于能观性分析的继电保护系统状态评估与智能运维

基于智能变电站全景信息共享,提出了适用于继电保护系统状态评估的能观性描述模型,分析了全景信息监测水平、状态评估水平与能观性水平之间的关系,以及满足能观性要求的最小输出变量集。从能观性提升目标出发,提出了包括设备健康状态、拓扑状态和功能状态的继电保护系统状态评估方法,为继电保护系统的智能运维提供决策依据。最后,实现了主子站架构继电保护状态监测与评估系统,并在某110 kV智能变电站试点应用,有效地提升了继电保护系统的运维效率和智能化水平。
改进VMD-LSTM法在刀具磨损状态识别中的应用

针对车刀在实际加工时工况复杂导致磨损状态识别精度不高的问题,提出了一种基于最大包络峰度法的变分模态分解(Variational mode decomposition,VMD)结合长短时记忆网络(Long short-term memory,LSTM)的组合分类算法。采用最大包络峰度法确定VMD最佳分解模态数,计算信噪比对高频信号进行降噪重构,然后对原始信号以及分解后的信号进行特征提取和清洗,针对数据样本不均衡的问题,引入SMOTE算法合成少数类样本,结合特征变化以及刀具加工过程中的磨损划分数据集,使用LSTM模型实现多工况下车刀磨损状态的分类。最后通过实验验证所提出的模型和方法的有效性,实验结果表明,此模型与其他分类模型相比具有更高的分类精度以及更好的泛化性。
超声弹性成像诊断腕管综合征进展

腕管综合征(CTS)是临床最常见的神经卡压性疾病。超声弹性成像可无创检测组织硬度,有助于诊断及评估CTS及其治疗效果。本文就超声弹性成像诊断CTS的进展进行综述。
左心室心肌做功参数评估原发性高血压患者左心室功能

目的观察左心室心肌做功(LVMW)参数评估原发性高血压(EHT)患者左心室功能的价值。方法选取102例EHT患者,按高血压分级分为EHT 1级组(n=39)、EHT 2级组(n=30)及EHT 3级组(n=33);以36名健康成年志愿者作为对照组。对比各组常规超声心动图参数、纵向峰值应变离散度(PSD)、整体纵向应变(GLS)及LVMW参数,包括整体做功效率(GWE)、整体做功指数(GWI)、整体有用功(GCW)及整体无用功(GWW);观察LVMW参数与常规超声心动图参数、PSD及GLS的相关性;分析LVMW参数评估左心室功能的价值。结果4组左心室舒张末期内径(LVEDD)、左心室收缩末期内径(LVESD)、室间隔舒张末期厚度(IVSD)、左心室后壁舒张末期厚度(LVPWD)、左心室舒张末期容积(EDV)、左心室收缩末期容积(ESV)、二尖瓣口舒张早期血流速度(E)、舒张晚期血流速度(A)、E/A、二尖瓣环舒张早期侧壁运动速度(e'_(侧壁))、室间隔运动速度(e'_(室间隔))、室间隔收缩期运动速度(s'_(室间隔)),E与e'_(侧壁)和e'_(室间隔)均值的比值(E/e')、收缩压及舒张压差异均有统计学意义(P均<0.05)。EHT 2、3级组与对照组之间GWE、GWI及GCW差异有统计学意义(P均<0.05);且EHT 1、2及3级组间两两比较,GWI和GCW差异均有统计学意义(P均<0.05)。EHT 1、2、3级组与对照组比较GWW、GLS及PSD差异均有统计学意义(P均<0.05),而EHT 1、2及3级组间两两比较差异均无统计学意义(P均>0.05)。GWE与PSD、GLS及EDV呈负相关(β均<0,P均<0.05),与E/A呈正相关(β>0,P<0.05);GWI与GLS呈负相关(β<0,P<0.05),与E/e'、收缩压及舒张压呈正相关(β均>0,P均<0.05);GCW与GLS呈负相关(β<0,P<0.05),与E/e'、收缩压及舒张压呈正相关(β均>0,P均<0.05);GWW与PSD及收缩压均呈正相关(β均>0,P均<0.05)。结论LVMW参数,尤其GWI及GCW,可定量评估不同分级EHT患者左心室功能。
岩爆倾向性的改进有限云评价模型与工程应用

为解决深部开采顶板岩爆评价问题,以挑水河磷矿为例,提出由3个岩爆倾向性评价指标e_0/e_c、e_1/e_c、e_c/e_t组成的综合性评价指标体系,采用消除云雾化的综合权重法,建立顶板多指标岩爆倾向性的改进有限云评价模型;通过FLAC~(3D)模拟计算采场的应力值,获得e_0/e_c、e_1/e_c、e_c/e_t的参数值;开展挑水河磷矿顶板岩爆倾向性评价,根据最大隶属度原则判定挑水河磷矿顶板的岩爆倾向性。结果表明:挑水河磷矿深部采场顶板为弱岩爆倾向性,与实际情况相符;对比其他方法结果,证明模型具备准确性;提出岩爆危险区域进行标示、支护和监测的控制措施。
青海诺木洪地区多源遥感及多特征组合地物分类

遥感技术是研究土地覆盖类型的重要手段,但大部分研究仅采用单一数据源、少特征,分类精度低,该研究基于GEE环境对多源遥感数据、多特征协同进行地物类型分类研究。采用哨兵一号(Sentinel-1)合成孔径雷达数据、哨兵二号(Sentinel-2)多光谱数据和国产高分二号(GF-2)多光谱数据,构建了青海省诺木洪地区地表8类地物的波段特征、植被指数特征、纹理特征和极化特征空间,利用特征优化算法和随机森林(Random Forest,RF)算法实现了研究区域地物的有监督分类,以此评估构建的多特征空间性能及多源数据协同分类的能力。结果表明,基于Sentinel-1与Sentinel-2数据源,使用多特征空间协同分类时的总体精度和Kappa系数可达到97.62%和0.971 6,精度均高于使用单一数据或部分特征的分类精度(总体精度为95.91%,Kappa系数为0.951 1)。而基于Sentinel-1、Sentinel-2与GF-2数据提取的波段、植被指数、纹理特征和极化特征进行的协同地物分类结果总体精度达到了96.67%,Kappa系数达到了0.960 2。总体上,基于多数据源、多特征协同分类结果精度要优于单一数据源或少特征分类结果,而不同空间分辨率图像提取的纹理特征对分类结果有着不同影响,在适宜的分辨率下提取纹理特征参与分类才能达到更好的效果。
WGDWS天气发生器在中国五大气候区的适用性

为了检验基于干湿期的天气发生器(Weather Generator based on Dry and Wet Spells,WGDWS)在中国不同气候区的应用效果,该研究利用中国五大主要气候区16个站点57 a的逐日天气数据,通过对比生成与实测气象要素统计值,及比较WGDWS与随机天气模拟器(Daily Weather Stochastic Simulator,DWSS)生成的气象要素统计值,测试WGDWS的可用性和准确性。显著性检验表明,WGDWS产生的每个气象要素的月值和干湿期长度与实测值相比没有显著差异。月最高、最低气温绝对误差≤0.5 ℃的站点比例分别达93.8%和96.4%,月降水日数绝对误差≤1 d的站点比例达95.8%,月降水量绝对误差有91.7%的站点在10 mm之内,月太阳总辐射绝对误差2 MJ/m~2以内的站点比例达90.1%;月最长干期、最长湿期、平均干期、平均湿期的平均绝对误差分别为4.16、0.76、1.00、0.15 d。WGDWS在温带季风和亚热带季风气候下的干湿期模拟效果优于温带大陆气候和热带季风气候。比较WGDWS和DWSS生成的逐日模拟序列的误差分布,月最高气温、月最低气温和月总太阳辐射的误差分布高度一致。WGDWS对月降水日数的模拟效果优于DWSS,即等概率条件下,WGDWS相对误差更小,而DWSS对月降水量的模拟效果优于WGDWS。因此,WGDWS能够准确反映长期干旱或长期阴雨天气的实际情况,可用于生成长序列逐日天气数据,以满足气候模型、水分模型和作物生理模型的需求。
SWAT模拟耕作方式与盐分对区域土壤氮运移及作物产量影响

耕作方式与土壤盐渍化是影响河套灌区氮素流失及作物产量的重要因素。明确不同耕作方式与盐渍化水平下硝态氮运移量及作物产量的变化,可为制定合理的灌区耕作措施及盐渍化治理方案提供理论依据,对于揭示灌区氮素流失控制及不同作物增产潜力具有重要意义。该研究基于验证后的SWAT(Soil and Water Assessment Tool)模型,以河套灌区2种主要土壤类型为研究对象,设置不耕作(指不添加耕作管理,CK)、免耕(T1)、少耕(T2)、常规春耕(T3)和模板犁(T4)5种耕作处理,非盐化土(S1)、轻度(S2)、中度(S3)、重度(S4)4种盐分水平,研究耕作方式与土壤盐分对灌区产水量、作物吸氮量、硝态氮淋溶量及运移量、作物产量的影响。结果表明:耕作方式与土壤盐分对区域总产水量、作物吸氮量、硝态氮淋溶量、硝态氮运移及作物产量均有显著影响(P<0.05)。其中,区域产水量、硝态氮淋溶量、不同水文路径(地表、侧向和地下径流)硝态氮运移量及小麦产量均随耕作混合深度与混合效率的增加逐渐减少;作物吸氮量、玉米与葵花产量均随耕作混合深度与混合效率的增加逐渐增加。与CK相比,模板犁耕作作物吸氮量平均增加11.78%,硝态氮淋溶量平均减少16.5%,有效降低了土壤养分流失和地下水污染。增加土壤盐分通过降低土壤层有效持水量,显著增加了区域总产水量、硝态氮淋溶量(草甸盐土除外)及硝态氮地下运移量,减少了作物吸氮量和作物产量。与非盐化土相比,重度盐化土处理小麦、玉米、葵花产量平均显著减少19.15%、27.31%、26%(P<0.05)。增加土壤盐分相比转变耕作方式更能影响区域产水量、土壤养分和作物产量。因此,为更好解决灌区污染严重和作物产量下降等问题,仍需将区域土壤盐渍化防控与治理放在首要位置。
添加秸秆对水稻产量和土壤碳氮及微生物群落的影响

为探究添加秸秆对黄筋泥田水稻产量和土壤碳、氮含量和微生物学特性的影响,设计了5个处理,即不添加秸秆和生物炭(CK)、添加秸秆(ST)、添加秸秆和腐熟剂1号(SB1)、添加秸秆和腐熟剂2号(SB2)和添加秸秆生物炭(SC)的水稻盆栽试验,分析水稻产量和土壤全碳、全氮、腐殖质含量和磷脂脂肪酸含量。结果表明:与CK相比,ST、SB1、SB2和SC均能提高水稻产量(P<0.05),其中SB2增产55.73%;ST、SB1、SB2和SC也提高土壤全碳、全氮、腐殖质含量、细菌磷脂脂肪酸含量、真菌磷脂脂肪酸含量和总磷脂脂肪酸含量(P<0.05),其中SC土壤全碳提高31.36%,SB2土壤全氮提高40%,SB1腐殖质含量增加50.01%,而SB1和SB2的细菌磷脂脂肪酸含量、真菌磷脂脂肪酸含量和总磷脂脂肪酸含量增加86.49%~401.59%。因此,添加秸秆可以增加水稻产量,提高土壤全碳、全氮和腐殖质的含量,改善土壤微生物群落结构。
结合三维密集点云的无人机影像大豆覆盖度提取

针对仅依赖二维遥感影像提取大豆覆盖度难以剔除杂草等复杂背景干扰的问题,该研究提出一种结合三维密集点云的大豆覆盖度提取方法,利用改进的运动恢复结构(Structure from Motion,SfM)算法与半全局匹配(Semi-Global Matching,SGM)算法从无人机立体影像中生成高精度稠密的大豆叶面真彩色三维点云,通过伽马增强的可见光绿叶指数提取植被信息,采用最佳结构元的局部阈值分割算法消除低矮杂草等噪声干扰,以达到结合可见光谱与三维点云实现复杂背景下大豆覆盖度提取的目的。选取不同时期、不同杂草混杂程度、不同地形起伏背景的大豆种植区无人机可见光影像进行试验。结果表明,该方法适用于复杂背景下的花芽分化期大豆覆盖度提取,伽马增强的绿叶指数可提高植被提取精度,结合三维点云信息的覆盖度提取总体精度达到98%以上,相比支持向量机、结合Lab颜色空间变换与Kmeans分割法、双峰阈值法等常用方法效率提高至少68%,在精度和效率方面明显优于仅利用二维影像的覆盖度提取方法。研究成果对于农田精细化管理和产量估测等具有重要的参考价值。
集成"适宜性-集聚性-稳定性"的永久基本农田储备区划定

永久基本农田储备区是永久基本农田的直接补划来源,划定并建设永久基本农田储备区对于稳定永久基本农田保护区格局,保障国家粮食安全具有重要意义。该研究从适宜性、集聚性、稳定性三个维度构建永久基本农田储备区评价体系,在一般耕地区开展综合质量评价基础上划定永久基本农田储备区;进一步结合三维魔方空间分类方法,制定了永久基本农田储备区的整治分区方案,并以江苏省常州市金坛区开展了方法实证。结果表明:1)从约束准则和评价准则两方面构建永久基本农田储备区划定准则,有利于提高永久基本农田储备区筛选的科学性和合理性;2)基于耕地适宜性、集聚性、稳定性指标综合评价,在研究区划定了永久基本农田储备区7 465.58 hm~2;3)结合耕地综合质量和空间分类方法可将永久基本农田储备区划分为综合利用潜力区、生产改善潜力区、发展提升潜力区、生产改善-发展提升潜力区等4种类型,针对不同类型区实施相应的整治措施,可进一步提升永久基本农田储备区的质量,为后续永久基本农田补划提供坚实的基础。
用于水肥系统的养分离子快检装置研制与试验

针对农业生产中难以现场、精准、快速获取水肥系统中养分离子含量的问题,该研究设计了一套针对水肥溶液与浇灌尾水中K~+、NO_3~-、NH_4~+、PO_4~(3-)4种养分离子的快检装置。该装置结合了毛细管电泳(Capillary Electrophoresis,CE)技术和电容耦合非接触电导检测(Capacitively Coupled Contactless Conductivity Detection,C4D)技术,首先使用CE的方式实现养分离子快速分离,再利用C4D原理进行精准测量,在10 min内即可完成单个指标检测。装置由高压系统、C4D检测器、毛细管通道、数据采集卡和上位机组成,采用触摸屏控制,操作简便。为了提升检测效果,在C4D检测器的电路设计上引入了锁相放大技术,测试了其在不同幅值V_p和工作频率f下的输出特性曲线,确定了最优参数为f =490 kHz,V_p=75 V(阳离子),V_p=60 V(阴离子)。使用装置对K~+、NO_3~-、NH_4~+、PO_4~(3-)这4种离子的标准溶液进行检测分析,检测限均可达到1 μg/L。最后,为了验证装置的有效性和现场适应能力,在安装了水肥系统的草莓种植温室中对水肥溶液与浇灌尾水样品进行了现场测试,仅需少量样品和简单操作即可快速得出结果,4种养分离子的检测结果相对标准偏差均小于7%,表明该研究提出的装置可以有效地实现配比后的水肥溶液与浇灌尾水的现场快速检测。研究结果为水肥系统的养分离子检测提供了一种可靠的方法与装置,可为设施农业的高效肥料管理提供数据支持。
国土空间治理视角下苏南地区农用地生态修复分区

农用地既是重要的生产空间,也是乡村生态空间重要的生态要素,面向山水林田湖草全要素综合治理修复的要求,科学划分农用地生态修复区域对新时期农村全域土地综合整治具有重要意义。该研究立足于国土空间治理背景下农业空间生态修复目标与要求,构建涵盖"生态功能、投入、耗散"3个维度的农用地生态修复评估框架,选取苏南地区为研究区,以500 m×500 m空间格网为评价单元,综合运用经济社会数据空间化、地理空间分析、数理统计分析等方法在2010年和2018年两个时间断面下进行农用地生态修复潜力测算,并提出生态修复分区方案,探讨相应的修复对策。研究结果表明:1)同一时间断面下,苏南地区农用地生态修复指数及生态功能、投入、耗散的空间分异显著。2)2010-2018年苏南地区农用地生态修复指数明显提升,两者相差0.018,生态功能变化呈现出区域差异性,投入与耗散表现为降低态势。3)遵照潜力测算结果将苏南地区划分迫切修复区、优化提升区、重点管控区、协调发展区4个大区,每个大区包含综合因素型、功能约束型、耗散约束型、投入约束型4个小区,形成15个农用地生态修复分区,并提出针对性修复对策。研究结果可为长江中下游平原的农用地生态修复评估创新思路,并希冀对国土空间生态修复规划编制与差异化管理提供借鉴价值。
苜蓿振动压缩成型过程中的力链演变

为分析生物质在压缩过程中的力学行为,揭示振动压缩成型机理,基于离散元仿真分析方法对揉碎苜蓿振动压缩过程中应力传递,力链结构及演变过程进行研究。参照实际压缩成型试验,建立了揉碎苜蓿压缩系统的离散元仿真模型,利用物理试验对模型有效性进行了验证。基于建立的离散元仿真模型,进行了压缩过程中力链结构及演变的仿真分析,研究结果表明揉碎苜蓿无振动与振动压缩时力链分布及演变过程有所不同,无振动压缩轴向力链从上至下传递,强力链分布密度亦从上到下逐层递减;振动压缩在压缩初期轴向力链由下向上传递,后期则是上下同时向中间传递,压缩结束时成型块内强力链分布较为均匀。径向方向随着压缩行程的增加,强力链出现在心部周围,并且逐渐增强向外传递;在相同时刻,振动压缩时物料内产生强力链的分布密度及强度均小于无振动压缩时产生的强力链。对压缩行程末期的孔隙率研究发现,无振动压缩时上、下层物料孔隙率较小,中下层孔隙率较大,疏密两层孔隙率差值为3.65个百分点;振动压缩时模具内各层物料的孔隙率基本保持由上向下的递减趋势,疏密两层孔隙率差值为2.71个百分点,说明振动有利于均化物料的成型密度。该研究从细观尺度分析了生物质在振动压缩过程中的力学特性,可为探究振动压缩成型机理提供一种新途径。
聚乙烯储肥罐滚塑成型模具热辐射温度响应

现有天然气加热型滚塑成型成品聚乙烯储肥罐存在壁面加热不均的问题,难以满足储肥罐壁厚均匀性要求。针对以上问题,该研究对滚塑模具在加热室内热辐射作用下的温度响应进行研究,提出基于数值模拟的分析方法。利用FDS(Fire Dynamics Simulator)软件构建加热室(含10 m~3滚塑模具)加热模型,模拟得到模具侧壁温度场分布热力图,获得加热室稳态温度变化范围为174~186 ℃;运用ANSYS软件建立容积10 m~3滚塑模具热响应模型,结合模具结构、钢材和线型低密度聚乙烯(Linear Low Density Polyethylene)的热物理特性,获得加热阶段模具内壁面温度场分布情况,确定加热阶段模具内壁面温度变化范围为237~278 ℃。搭建试验平台并设置验证性试验,通过对4次试验数据的分析及处理,得到加热室温度变化曲线。对比分析仿真及试验结果,得到稳态温度误差小于4%,确定了FDS+ANSYS方法的可行性、仿真模型及结果的正确性和准确性。该研究可为聚乙烯储肥罐壁面厚度均匀性及加热室性能研究提供参考。
基于DEM-MBD耦合算法的振动深松土壤扰动过程分析

为深入分析振动深松过程中耕层土壤扰动过程,该研究采用离散元法(Discrete Element Method,DEM)与多体动力学(Multi-Body Dynamics,MBD)耦合算法对振动深松作业过程进行仿真分析。采用MBD构建拖拉机-振动深松机-土壤系统仿真模型,利用DEM建立耕作土壤的离散元模型,考虑土壤颗粒的黏性、弹性和塑性,采用非线性粘结弹性塑形(Edinburgh Elasto-Plastic Adhesion,EEPA)接触模型分析振动作用下全方位深松铲对土壤的扰动作用。仿真结果表明:作业过程中土壤扰动分界面与铲尖运动轨迹重合;在入土行程阶段铲尖对土壤扰动形成新月形扰动区域;在振动频率f为5 Hz且前进速度v为0.56 m/s条件下,振动作业阶段土壤颗粒速度呈现出低速0~0.1 m/s、中速0.1~0.3 m/s和高速0.3~0.5 m/s分布,依此将铲尖附近区域划分为过渡区、回填区和扰动区,各个区域随时间周期规律性变化和循环;深松铲在空间范围内对土壤的扰动主要聚集在铲体结构内部,扰动范围取决于全方位深松铲的最大横截面积,通过土槽试验验证了土壤扰动截面轮廓形状与仿真结果具有一致性。研究结果直观呈现了振动深松机对土壤的扰动过程及土壤颗粒的速度分布情况,可为定性解释全方位深松铲对土壤的扰动情况提供参考。
磁化微咸水及石膏改良对土壤水盐运移的影响

为了探究磁化水和石膏共同作用对水盐运移特征的影响,该研究通过室内一维垂直入渗试验,分析未磁化和磁化微咸水两种类型的灌溉水入渗下,5个石膏施量(0、0.1、0.2、0.4、0.6 kg/m~2)对土壤水分和盐分运移特征的影响。结果表明:磁化和未磁化微咸水入渗时,累积入渗量和湿润锋深度均随着石膏施量的增加而减小。不同石膏施量的磁化微咸水最终累积入渗量与湿润锋深度减小,土壤含水率比未磁化微咸水提高了11%~14%。相对于未磁化微咸水,磁化微咸水降低了土壤水的入渗速率,减缓了湿润锋运移速度。磁化微咸水入渗下,施加石膏降低了Philip入渗模型吸渗率,显著提高了脱盐率和脱盐效率。磁化微咸水入渗下,石膏施量为0.4 kg/m~2时,与未磁化相比,磁化微咸水的土壤储水量增加了14.9%。石膏施量为0.4 kg/m~2时淋洗效果最好,脱盐率提高了59%。可见,磁化微咸水入渗和石膏改良显著影响土壤的持水性和脱盐效果。研究可为灌溉水高效利用和盐碱地改良提供参考。
青贮玉米收获机平板式动刀自动磨削装置及控制系统设计与试验

针对目前国产青贮玉米收获机手动磨削动刀操作复杂,耗时耗力,磨削精度与质量不理想等问题,该研究设计了一种由"油缸双向移动+链轮链条"组合增程移动机构和"棘轮+磨石"微量进给机构(磨石机构)组成的自动磨刀装置,开发了基于多传感器信息融合的自动磨刀控制系统,实现磨石自动均匀往复磨削及微量进给。以人字形平板式动刀为研究对象,搭建了青贮玉米收获机的自动磨刀试验台,阐述了工作原理。以磨削周期用时、滚筒转速和周期磨削量为试验因素,以滚筒平均功耗和平均磨削力为试验指标,采用Ansys workbench开展响应面磨削仿真试验,并利用Design-Expert 10.0进行多目标寻优。仿真结果表明,对滚筒平均功耗和磨石平均磨削力影响由大到小的因素依次均为滚筒转速、周期磨削量和磨削周期用时;最优参数组合为磨削周期用时15.33 s,滚筒转速515.68 r/min,周期磨削进给量0.045 mm;各影响因素变化对磨石平均磨削力的影响较小。圆整磨削周期用时、滚筒转速、周期磨削进给量为15.5 s、516 r/min、0.044 mm进行台架试验,得到滚筒平均功耗为5.53 kW,与仿真优化结果的相对误差为7.86%,表明仿真模型可靠;磨石往复运动控制准确性试验表明,该装置最高磨削周期控制相对误差为4.25%。台架试验验证了自动磨刀装置的合理性、控制系统的精确性以及磨削仿真试验的准确性。该研究填补了国产青贮玉米收获机自动磨刀技术的空白,研究结果可为自动磨刀装置的优化设计提供参考。