mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
高温高盐油藏聚合物微球-CO_2复合驱的适应性

高温高盐非均质油藏调剖困难,高含水期无效水循环严重。本文以二乙烯苯、丙烯酰胺为单体,采用乳液聚合方法通过调整脱水山梨醇油酸脂的量制备了粒径为2.89数57.05 μm的聚(二乙烯苯-丙烯酰胺)耐温耐盐微球。考察了合成聚合物微球的表面形貌、热稳定性、在水中的分散性、膨胀性及长期热稳定性,并进行了注入封堵性实验和驱替实验。研究结果表明:聚(二乙烯苯-丙烯酰胺)微球的耐温可达370℃,在2.69×10~5 mg/L矿化度水中具有良好的分散性能,90℃下粒径为10.81 μm的聚合物微球24 h后膨胀率为12.85%,且具有长期热稳定性。在高温高盐环境下,粒径为10.81 μm的聚合物微球在渗透率1700×10~(-3) μm~2的岩心中有良好的注入性和封堵性;水驱后,微球调剖+CO_2驱的注入方式能更高效发挥微球的“调”和CO“2驱”的作用,驱油效果优于直接CO_2驱和微球调剖+水驱,可以在高含水期提高原油采收率22.65%,高温高盐非均质油藏高含水期有必要进行“聚合物微球调剖+CO_2驱”复合作业来提高采收率。
分散剂对沥青质稳定性与稠油稳定性的改善效果

为了更加客观、准确地评价分散剂对稠油稳定性的改善效果,研究了5种分散剂对孤岛稠油和馆陶稠油沥青质和稠油稳定性的改善效果,包括含磺酸基的阴离子型分散剂AA、斯盘系列分散剂NA1、油酸、月桂酸、棕榈酸。结果表明,分散剂对沥青质和稠油的稳定性均具有一定的改善效果,其中AA和NA1可明显降低沥青质的聚集程度,对沥青质的稳定分散作用最强;分散剂对沥青质稳定性的改善效果普遍优于对稠油整体稳定性的改善效果。分散剂对沥青质稳定性的改善效果随分散剂浓度增大而增大,沥青质完全裸露在体系中易与分散剂作用;分散剂对稠油整体稳定性的改善效果随分散剂加量增大先增大后降低,分散剂对稠油稳定性改善用量存在最佳值。沥青质稳定性的提高对于稠油整体稳定性的提高具有重要影响,但稠油稳定性的改善还受到胶质、芳香分和饱和分等的影响。
耐高温海水基压裂液稠化剂性能评价

为满足耐温180℃海水基压裂液的需求,以丙烯酰胺、丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠、N-乙烯基吡咯烷酮、顺丁烯二酸单十二烷基酯钠盐、N-十六烷基丙烯酰胺为原料,以亚硫酸氢钠-过硫酸铵为引发剂,制得缔合型聚合物稠化剂SWF-T180,评价了SWF-T180的增黏、抗盐、溶胀、耐温性能及其配制海水基压裂液的性能。研究结果表明,稠化剂SWF-T180增黏效果显著,加量超过0.6%时溶液黏度快速增加;SWF-T180具有良好的抗盐抗钙镁能力和速溶性能,在海水中溶胀8 min后的溶液黏度达到最终黏度的84.3%,耐温达180℃;由1% SWF-T180和0.6%交联剂配制的海水基压裂液在180℃下剪切90 min的黏度为60数70 mPa·s,具有良好的剪切恢复性能,满足海上180℃储层压裂施工的要求。
基于参数化的轧具孔型设计与分析

针对冷轧轧具设计复杂,尤其孔型设计难度大,导致研发过程耗时、耗力的问题,提出了参数化设计与孔型设计理论相结合的方法,以简化轧具孔型设计步骤,提高设计结果的精确度。在SMS MEER设计法的基础上进行修正,使孔型尺寸参数化,选择对应的孔型开口,创建参数模型;然后基于Python对Abaqus进行二次开发,创建轧辊三维模型;对轧具轧制过程进行有限元分析,研究了轧制力、直径、壁厚有关参数并分析其原因。研究表明,轧制力的走势符合理论依据,轧制出的钛管直径最大误差值为0.067 mm,壁厚的最大误差值为0.039 mm,符合轧制管的精度要求,验证了该种方法的实用性和可行性,缩短了研发周期,节约了研发成本。
大型薄壁筒形件对轮旋压成形数值模拟及成形精度分析

为了研究对轮旋压成形机理,突破对轮旋压成形精度控制技术,采用有限元方法分析了道次减薄率、进给比、旋轮成形角以及内旋轮圆角半径等工艺参数对旋压件圆度、直线度及壁厚差的影响。结果显示:当道次减薄率Ψ_t=20%~30%、进给比f=1.5~2.0 mm·r~(-1)、旋轮成形角α_ρ=25°、内旋轮圆角半径r_(ρ内)=10 mm时,旋压件成形精度最高。同时,分析了在总压下量为9 mm时,内、外旋轮在不同压下量下对成形精度的影响。结果表明:当外旋轮压下量为5 mm、内旋轮压下量为4 mm时,旋压件精度最高。最后,通过工艺实验验证了有限元仿真结果的准确性,结果显示两者偏差小于15%。
面向星球探测的高速撞击穿透器缓冲防护设计与仿真分析

高速撞击穿透器以碰撞的方式嵌入天体内部,由于其着陆速度大,碰撞产生的过载严重,为了保证科学载荷在碰撞后能正常工作并且足够灵敏,必须对其进行减振防护。该研究对穿透器的减振结构进行设计,采用非线性有限元技术对穿透器的侵彻过程进行仿真分析,确定了穿透器的着陆速度,并研究了主要减振结构,即泡沫填充铝薄壁管,在碰撞载荷作用下的动态响应和能量吸收问题。从分析结果看,泡沫铝填充薄壁管在隔冲效率和能量吸收方面有较好的效果。
亮化灯具对既有斜拉索风致振动影响的试验研究

为了装点城市夜景,对既有大跨度斜拉桥进行光彩亮化改造已成为一种趋势,但是安装照明灯具将显著改变斜拉索的气动形状,影响结构气动稳定性。为保证结构的安全及耐久性,通过风洞试验研究了安装灯具后斜拉索的抗风性能,评价亮化灯具对既有斜拉索产生的影响。以三种不同管径斜拉索为研究对象,制作了几何缩尺比为1: 1的节段模型,开展了测力和测振的风洞试验。研究结果表明:灯具的存在将显著改变斜拉索的气动外形,提高其背风侧漩涡脱落的频率,使斜拉索在更低的来流风速下就具备发生涡激共振的可能性。此外,灯具对斜拉索风雨激振的影响较为有限,对斜拉索干索驰振有一定的抑制作用。
考虑行波效应的无砟轨道铁路桥梁纵桥向地震响应

为研究考虑行波效应的无砟轨道铁路桥梁纵桥向地震响应,选用某高速铁路连续梁及32 m简支梁桥作为研究对象,分别建立考虑轨道约束模型和传统全桥模型,基于绝对位移输入法(ADM),开展行波效应对两种不同抗震体系(延性及减隔震)铁路桥梁地震响应的影响分析。研究结果表明:对于延性抗震体系,行波对墩底曲率的影响表现为行波对结构反应更有利;对减隔震体系,行波对墩底内力的影响不及延性抗震体系明显。两种抗震体系中,墩梁相对位移的变化应予以考虑,防止邻梁碰撞现象。行波效应对轨道系统的影响应重点关注,避免其轴力过大发生扭曲。不同视波速下,简支与连续梁上的剪力齿槽水平剪力分配呈现此消彼长的现象,简支梁上剪力齿槽抗力应加强设计。行波中的拟静力成分对轨道系统地震响应的贡献显著,动力成分主导桥墩地震响应,两者共同决定总地震响应。
基于舵机动态特性测试的阵风减缓控制系统设计

利用所设计的舵机测试系统对飞翼布局阵风减缓试验模型所采用的伺服舵机(Hitec-7954SH)带载情况下的动态特性进行测试,并根据试验数据辨识出舵机的传递函数。设计舵机补偿控制系统补偿舵机的幅值衰减和相位滞后,并在此基础上设计阵风减缓控制系统。仿真计算表明:在von Karman连续阵风激励的情况下,所设计的控制系统能有效减缓模型的阵风响应。然而,舵机动态特性会对阵风减缓控制系统产生影响:幅值衰减会降低阵风减缓控制系统的减缓效果而相位滞后会使得所设计的阵风减缓控制系统在某些频率范围内加剧飞机的阵风响应。比较舵机补偿控制系统开/闭状态下模型的阵风响应,在断开舵机补偿控制系统的情况下,所设计的阵风减缓控制系统的减缓效果降低,甚至加剧某些响应,说明舵机补偿控制系统的必要性,并为之后的风洞试验和飞行试验提供参考。
基于卷积神经网络图像分类的轴承故障模式识别

针对传统的基于数据驱动的机械故障模式识别方法中需要人工构造算法提取特征以及人工构造特征提取算法繁琐的问题,结合卷积神经网络(CNN)在图像特征自动提取与图像分类识别中的广泛应用,提出了一种基于CNN图像分类的轴承故障模式识别方法。首先,利用集合经验模态分解(EEMD)方法对轴承振动信号进行自适应分解并用相关系数对得到的本征模函数分量进行筛选。其次,对筛选得到的本征模函数分量进行伪魏格纳-威利时频分析(PWVD)计算得到信号的时频分布图,并对时频图进行预处理。最后,将轴承15种不同工况预处理后的时频图利用CNN进行特征提取与分类识别。将该方法与同类方法进行了对比,分类正确率提高了4.26%。
基于卷积胶囊网络的滚动轴承故障诊断研究

针对目前许多基于深度学习的滚动轴承故障诊断方法在检测含有噪声的信号以及载荷变化时,其诊断性能会有所下降的问题。提出一种基于卷积胶囊网络的故障诊断方法;该模型使用两个卷积层的卷积网络直接对原始的一维时域信号进行特征提取,并将其送入胶囊网络,输出每种故障类型的诊断结果;为了验证该模型的诊断性能,选用凯斯西储大学轴承数据库来进行验证,并与常见的卷积神经网络和深度神经网络进行对比。试验结果表明,相比于其它深度学习方法,该方法在载荷变化以及信号受到严重噪声污染时,依然拥有良好的诊断性能。
浸没式参数激励摆波能转换装置能量俘获特性研究

引入参数激励摆的非线性机制,应用于波浪能发电装置,并根据实际波浪低频、低幅值激励特性,提出浸没式单摆波能转换装置,研究其在规则波中的能量俘获情况。基于势流理论,针对垂荡运动,建立非线性运动方程,进行数值求解,分析摆球质量比、激励频率、幅值和系统阻尼对能量俘获效率的影响,并与空气中单摆的能量俘获效率进行对比。结果表明:合理选取质量比,可降低浸没式参数激励摆固有频率;与空气中单摆相比,浸没式参数激励摆在低频、小振幅的波浪激励环境下,俘获能量频谱带宽更宽,发电功率更高。
波阻抗对岩石动力学特性影响的模拟试验研究

利用分离式霍普金森压杆(SHPB)试验系统,对系列波阻抗的模型材料进行不同应变率下的冲击压缩试验。试验结果表明:岩石在冲击荷载下的应力波传播特征、动态应力应变关系以及破碎块度分形特征同时受波阻抗、应变率和冲击速度的影响。波阻抗相同时,反射波和透射波信号幅值均随冲击速度增大呈线性增大,同时应变率效应明显,随着应变率的增大:峰值应力呈线性增大,动态弹性模量增大,应变软化阶段延长;破碎程度增大,破碎块度分形维数呈线性增大。应变率相同时,随着波阻抗的减小:反射波幅值增大、透射波幅值减小;峰值应力减小,应变软化阶段延长,塑性段趋于明显,且有塑性流动现象出现;破碎程度增大,破碎块度分形维数增大。同时随着波阻抗减小,应变率增大对动态抗压强度的增大以及对破碎程度的加剧效果减弱,应变率效应减弱,逐渐趋于不明显。
边箱钢-混叠合梁颤振性能及气动措施研究

为了研究边箱钢-混叠合梁悬索桥的颤振性能,以某大跨度悬索桥为背景,通过一系列节段模型风洞试验,研究了边箱钢-混叠合梁悬索桥的颤振形态及特性,并详细分析了上、下中央稳定板、水平导流板、裙板、锐化风嘴等气动措施对其颤振性能的影响。结果表明:边箱钢-混叠合梁颤振呈现以扭转为主、单一频率振动的弯扭耦合振动特征,即出现软颤振现象,且振动频率与系统扭转频率相近;通过气动优化研究发现,对于边箱钢-混叠合梁,中央稳定板对于提高其颤振临界风速的作用有限,而水平导流板与裙板组合气动措施的作用效果明显,可显著提高其颤振临界风速。此外,锐化风嘴亦可改善边箱钢-混叠合梁颤振性能。
风雨激振时水线与拉索双向耦合的三维数值模拟

基于滑移理论推导出三维节段斜拉索气动升力的计算公式;考虑水线运动、气流变化和拉索振动之间的相互影响,将三维水膜运动方程与单自由度振动理论相结合建立双向耦合的三维风雨激振数学模型,研究三维刚性节段斜拉索表面水膜形态变化规律、拉索升力及其振动规律。结果表明:应用三维滑移理论模型数值模拟得到的拉索表面上下水线的位置、形态、厚度及环向振荡范围均与实验结果相近;上水线的环向周期性运动导致拉索升力周期性变化,二者步调一致且频率相同,均接近拉索自振频率,引发拉索大幅度自激振动。
±400kV青藏直流线路鸟粪闪络故障分析及治理

青藏±400 kV柴拉直流输电线路自2011年11月投运后,截至2017年9月,共发生了115次对地短路故障。首先分析上述故障原因和特点并在西藏高海拔试验基地开展了模拟鸟粪闪络试验研究,在此基础上提出了相应的治理措施。研究结果表明:青藏线大部分短路故障是由鸟粪闪络所引起,涉鸟故障的主要鸟种有大鵟、高山兀鹫、秃鹫、金雕等猛禽类鸟类。故障多发生在海拔4500~5000m地区,春季和冬季的鸟粪闪络故障相对高发,故障时段主要集中在21:00—次日凌晨8:00之间,耐张杆塔的故障数高于直线杆塔,正极性的故障数略高于负极性。结合前期治理经验和模拟鸟粪试验,提出了综合性的治理措施:在横担3.5m防护半径内规范布置防鸟刺和针板,适当增加垂直方向上间隙距离。青藏线经上述措施治理后,大幅降低了线路鸟粪闪络故障率。
混合型相控开关在地面自动过分相中的应用

现有地面自动过分相方案受传统开关及分相区的限制,在供电臂切换的过程中存在暂态过电压和励磁涌流的现象,供电死区时间长,导致辅助供电系统频繁启停。混合式高压复合开关具有很强的通流能力和较高的分断、过载可靠性,其中由全控型电力电子器件构成的相控单元能够实现在某一选定相位确地开断,克服了传统开关的缺点。结合混合式高压断路器特性和分相区结构,设计新型地面自动过分相系统,针对机车不同的运行方向制定不同的相控分合闸方案,从而抑制过电压和主变压器的励磁涌流,实现机车辅助供电系统不断电过分相。利用变压器饱和特性分析关合时间窗的大小,通过对机械开关关合特性的讨论,修正预击穿影响下的关合时间窗。基于MATLAB/Simulink建立牵引电网和CRH5型机车模型,对所提相控方案进行仿真,对比分析投切方案的不同暂态过程,最后建立选相控制试验平台,验证方案的有效性。
基于零序电流投影系数的小电阻接地系统高阻接地故障保护

小电阻接地系统可以有效抑制过电压,快速切除故障。随着电缆网规模的日益扩大,越来越多的大中城市开始使用该种接地方式。但现阶段采用的零序过电流保护启动门槛值较高,高阻接地故障时将拒动。分析了接地故障时中性点零序电流与各出线零序电流的关系,发现故障出线零序电流略大于中性点零序电流且二者近似反向,而健全出线零序电流远小于中性点零序电流且相位差约为90°,提出一种利用出线零序电流在中性点零序电流上投影系数大小的小电阻接地系统接地故障保护方法,可显著提高高阻接地时的保护灵敏度。仿真结果验证了方法的正确性及有效性。
基于深度迁移学习的小样本智能变电站电力设备部件检测

随着人工智能的不断普及,智能变电站电力设备图像自动化检测系统的建立迫在眉睫。由于智能变电站电力设备图像数据集样本较少、场景复杂且电力设备部件相似度较高,传统图像检测算法无法对电力设备部件做到实时定位和准确识别。针对小样本目标检测识别难题,基于网络的深度迁移学习可以在不同数据集之间建立特征上的关联,能够较好地学习现有小样本智能变电站电力设备数据集的特征。该文采用迁移学习的方法,提出一种利用单阶段多框检测器(single shot multibox detector,SSD)的智能变电站电力设备图像目标检测算法,并根据智能变电站电力设备数据集相关特点添加特征提取层,重新设计特征预测框数量及比例,采用软性惩罚非极大值抑制(soft punish non-maximum suppression,Soft-PNMS)等改进方法进行优化,能够自适应于小样本电力设备数据集的检测。此方法通过200张智能变电站电力设备训练集、50张智能变电站电力设备测试集,实现了在小样本复杂背景下对电力设备部件的分类和定位,验证了所提算法的有效性。研究结果表明,对于绝缘子、套管、电流互感器、油枕、螺帽5类电力设备,该方法的平均精准度达到了91.1%,比常规SSD卷积神经网络分类器平均精准度提高13%,平均漏检率下降3%,平均误识别率下降4‰,该方法为小样本电力设备智能化检测奠定了理论基础。
电力架空线路巡检可见光图像智能处理研究综述

当前电力巡检工作中,有大量缺陷需要人工观测可见光图像进行检测,工作量大、效率低下且容易受工作人员技能水平影响使检测效果参差不齐。为了应对这一问题,人们进行了大量研究以求实现视觉检查的自动化,但远不能满足工程应用需要。首先介绍电力巡检可见光图像的来源,总结可见光巡检的内容及缺陷特点,将可见光图像视觉检查问题分解为2类问题:图像目标检测和图像测距;然后分别对2类问题的研究与应用现状进行综述,结合实验数据分析可见光巡检图像智能处理技术的发展趋势,探讨深度学习技术在该领域的应用前景;在此基础上,阐述进一步推进巡检图像智能处理所面临的挑战及可能的解决方案,并给出若干点建议。
不同功率水平下压水堆核电机组甩负荷保护研究

甩负荷特性是衡量核电机组安全稳定运行能力的重要标准,因而甩负荷试验是压水堆(pressurized water reactor, PWR)核电厂调试阶段必不可少的试验项目,在不同功率水平下运行的核电机组表现出不同的甩负荷特性。根据核电机组的实际运行特性,建立压水堆核电机组模型,仿真模拟多种功率水平下核电机组的甩负荷工况。在此基础上加入旁路蒸汽排放系统和汽门快关系统,对压水堆核电机组的甩负荷保护进行研究。仿真结果表明,功率水平越高,机组甩负荷引起的扰动越大,必须装设保护系统;旁路蒸汽排放系统和汽门快关系统都能够对核电机组产生有效的保护作用,前者对核电机组反应堆、热力系统参数保护作用较显著,后者对汽轮机转速飞升抑制作用较显著。
电力系统超低频振荡的阻尼与同步转矩分析

近年来水电机组占比较大的电网发生了多起频率低于0.1Hz的超低频振荡案例。现有的研究分析假定发电机输出电磁功率由负荷频率特性决定,而忽略了实际系统中发电机和与之相连系统的电磁联系,电磁功率的阻尼性质也不够明确。针对此问题,分别基于单机和等值双机系统分析机械功率和电磁功率的阻尼特性。通过对云南超低频振荡的实际同步相量测量装置(phasor measurement unit,PMU)波形进行分析,推导出超低频振荡过程中水力发电机功角波动与频率波动相位基本相同,电磁功率振荡由功角波动产生。理论分析与仿真结果表明,该超低频振荡案例中水电机组具有足够的同步转矩,并不存在非振荡失稳的风险。
超低频振荡机理分析及水轮机调速系统参数优化

近年来国内外电网发生了多起超低频振荡事件,相关研究发现,超低频振荡发生的主要原因是由于水轮机调速系统在超低频段呈现明显的负阻尼。为此,在建立单机系统模型的基础上,对单机系统闭环传递函数特征方程的分析表明在比例参数与积分参数比值过小时,会发生超低频振荡;进而,对水轮机调速器阻尼特性分析进一步说明比例参数与积分参数的比值过小会引起阻尼转矩系数过小,造成调速系统向系统提供负阻尼,而引发超低频振荡。从而从机理上解释了引发超低频振荡的内在原因。接着,针对单机系统,提出一种基于水轮机调速系统控制参数的最优PID参数整定方法,此方法在抑制超低频振荡的同时,兼备调速系统的调节性能,并且,通过与粒子群算法的对比,表明此优化方法的有效性和优越性。最后,在四机两区系统中验证了优化调速系统PID参数增加系统正阻尼以抑制超低频振荡的有效性。
基于分布式需求侧资源备调池的低频减载优化策略研究

随着互联网信息技术和需求响应技术的发展,具备灵活调节特性的可控负荷可作为削减资源参与到电网低频故障下的紧急调控中。以温控负荷、电动汽车和储能设备为典型,将需求侧多类可控负荷纳入可削减资源范畴,提出了需求侧资源备调池(以下简称:资源池)的概念,建立了需求侧资源聚合可调容量模型;然后基于资源池分布式部署特点,提出了资源池内多类可控负荷协同控制方案及流程;最后基于所提控制方案,将资源池用于改进低频减载策略,完成了紧急调控场景下的负荷减载优化。算例仿真表明,通过资源池内多类负荷协同控制,能够在较小影响用户用电体验的基础上,提供较长时域的功率削减,为电力系统低频故障恢复争取时间。
区域互联电网电能量与备用辅助服务联合优化模型研究

电能量市场与备用辅助服务市场联合优化能够在满足系统安全运行约束的前提下实现经济效益最优,是国外典型电力现货市场运行的最佳实践。在我国现行的“分层分区”电力调度管理体制下,电网安全与备用容量管理在区域、省级调度中心之间各有权责,存在全系统及各分区的备用需求容量配置、分区间备用的有效调度等问题,不能直接照搬国外的电能量与备用联合出清机制与模型。分析了我国区域互联电网条件下的电能量与备用辅助服务联合优化市场模式,提出了计及多因素的系统及各分区的备用需求容量设置方法,分别构建了单区域、多区域互联两种情形下的联合优化出清数学模型。最后,基于三区域IEEE-RTS96系统进行算例分析,验证了所提分区备用需求容量配置方法及区域电网联合优化出清数学模型可充分考虑区域间运行约束对预留备用容量有效性的影响,从而极大提升系统运行的可靠性。
考虑大气污染物时空分布的多区域电力系统调度及其多目标分布式优化

随着电力系统的发展,互联电网对各自区域内信息的私密性愈发重视;同时,大气污染日趋严重,对发电提出了更高的要求。为此,提出了考虑发电成本、碳排放和大气污染的多区域电力系统多目标模型。不同于传统的总量控制,采用一种时空分布控制对大气污染物排放进行处理。该方法利用高斯烟团模型描述大气污染物的扩散运动,以此计算机组发电所排放的大气污染物对居民的影响,从而调整发电计划。为在保证区域私密性的前提下,协调多维相互冲突的目标,先用隶属度处理多维目标,然后解耦相关目标和约束,并用交替方向乘子法(alternating direction method of multipliers,ADMM)进行分布式求解。最后,通过仿真算例验证模型在降低大气污染物排放对居民影响的优越性以及多目标分布式优化的有效性。
一种面向分布式新能源网络的终端安全接入技术

在分布式新能源并网的应用背景下,安全防护方案存在中心化的风险。针对这一问题,该文提出一种面向分布式新能源网络的终端安全接入技术。首先对安全模型进行深入分析,提出基于区块链构建身份认证和访问控制服务的可行性和实施方法,进而结合实际应用场景设计了身份认证模型和访问控制模型,并提出了终端信任度的评估方法。然后在此基础之上提出基于区块链的终端安全接入方案,详细描述了应用模式和方案流程。实验结果表明,该方案能够有效对抗新能源电网安全方案的单点化风险,并具有良好的性能。
基于元模型优化算法的主从博弈多虚拟电厂动态定价和能量管理

随着各社会资本逐步涌入电力市场,未来不同虚拟电厂将属于不同的利益主体,形成多决策主体相互竞争的博弈格局。为兼顾配电网运营商和虚拟电厂的利益,建立运营商和多虚拟电厂的一主多从博弈模型,研究运营商动态定价行为和虚拟电厂能量管理模型,并提出一种基于Kriging元模型的主从博弈均衡算法。该方法用Kriging元模型拟合并代替虚拟电厂能量内部管理模型,在迭代寻优过程中,结合粒子群优化算法生成新的优异采样点,有针对性地修正元模型,从而快速准确地得到虚拟电厂的交易电价和出力计划。该算法无需虚拟电厂的所有参数,不仅达到保护虚拟电厂隐私的目的,而且能够避免对下层优化模型的大量调用,有效减小计算量,提高求解效率。
省级电力现货市场中衔接日前出清环节的多日机组组合策略

在我国新一轮电力市场改革背景下,为了进一步提升电力现货市场的资源配置能力,提出了市场环境下衔接日前出清环节的多日机组组合优化策略。提出的多日机组组合方法作为日前市场出清的辅助手段,在充分考虑了未来几日电网负荷特性变化情况的前提下,采用市场化的方式,提前多日对系统发电资源的运行方式进行了统筹预安排。进一步,将多日机组组合的优化结果设置为日前市场出清模型的边界条件,实现了多日机组组合与日前出清环节的有效衔接,使得日前市场的出清计算结果更加合理,同时解决了燃煤机组由于开机准备时间长而无法在日前市场中新增启动的问题。最后,采用我国某省的实际电网数据进行算例研究,验证了所提出的多日机组组合优化策略的有效性。
基于Noether定理的多机系统能量函数构造方法

将Noether定理应用于电力系统领域,根据作用量的每一种对称性均存在其对应的守恒定律,即对称性必然存在对应的守恒量这一特点,提出一种构造多机电力系统能量函数的新方法。该方法通过对多机系统模型进行微分方程力学化处理,进而由无限小变换得到系统的首次积分,即系统的能量函数。且在理论推导时考虑n维方程组,故可适用于各阶电力系统模型,具有良好的通用性。通过Matlab仿真,研究三阶电力系统模型下求得能量函数的变化曲线,验证了所提新方法的正确性。
城际高速路网中光储充电站的定容规划

针对大规模电动汽车在城际间出行时的充电问题,提出了城际光储充电站的定容规划方法。首先,通过构筑城际高速路网充电引导系统架构,从而实现对电动汽车和光储充电站信息的实时有效耦合。其次,基于城际高速路网车流量的统计分布数据,结合电动汽车利用充电引导系统后的充电决策,兼顾用户和光储充电站双方利益,优化了光储充电站内充电机的数量。然后,根据各站光照条件、负荷水平,优化配置光储设备容量,并且结合分时电价,提出光储充电站内能量交换策略,以提高光伏消纳水平,从而进一步节省光储充电站的设备投资、运行维护成本。最后,在含有30个光储充电站的高速路网中对所提方法进行仿真验证。结果表明,所提出的定容规划方法显著降低了光储充电站的日均寿命周期成本,且有效兼顾了用户出行体验。
基于阻抗模型闭环极点的双馈风电系统次同步振荡稳定性分析

近年来,电网的运行中发生了多起由风电并网引发的新型次同步振荡事故,其机理和振荡的影响因素错综复杂。基于频域阻抗模型的阻抗分析法是研究该问题的有效方法,基于考虑电力电子变换器和锁相环动态过程的双馈风电机组阻抗模型,提出了适用于系统次同步振荡稳定性分析的闭环极点稳定性判据,与目前广泛使用的等效电路阻尼稳定性判据进行对比。并将所提判据与灵敏度分析相结合,建立了闭环极点相对灵敏度,研究了关键参数对于系统次同步振荡特性的影响。最后通过时域仿真验证了所提判据与灵敏度在系统次同步振荡分析中的有效性与准确性。
配电网光伏消纳能力定界模拟与消纳方案综合择优

在分布光伏接入配电网的比例逐年递增的背景下,评估与优化配电网的光伏消纳能力具有重要意义。针对配电网高渗透率光伏的接入节点数量、接入位置和接入容量的三重不确定性规划难题,提出了基于随机场景模拟与定界划分评估的配电网光伏消纳能力评估方法。首先以电压质量、变压器与线路传输容量为约束边界,对随机模拟场景的近似最大光伏消纳能力进行评估;然后分析了随机模拟场景分布性质,提出基于镜像埃尔朗抽样和场景分布性质的模拟效率的优化方法;最后通过多目标满意度距离从光伏消纳方案中比选出消纳容量、年运行电压安全裕度、配电网年均投资效益的综合最大的方案,保证配电网光伏的最大、安全和经济消纳。通过IEEE33节点系统的仿真分析,验证了所述方法的有效性及可行性。
EMTR理论在电力系统线路故障测距中的应用基础II:仿真部分

根据基于电磁时间反转(electromagnetic time reversal, EMTR)的线路故障测距理论部分,可得到3种不同的故障测距方法,分别为时域电流法、频域前行电流法和频域前行电流补偿法。时域电流法仅利用线路两侧的故障电流分解量,在时域中求无损镜像线路中的假设故障电流有效值最大处;频域前行电流法利用单一参数线路两侧的频域暂态前行电流的共轭量,在有损镜像线路中求得假设故障电流有效值最小处;频域前行电流补偿法利用线路两侧频域暂态前行电流的共轭量,在无损镜像线路中求得假设故障电流有效值最大处,再利用故障距离偏差数据库对故障距离进行补偿。建立了双端交流输电系统(包括单一参数线路和混合参数线路),对3种方法进行了大量仿真验证。
高比例水电系统AGC稳定性分析及控制策略优化

云南电网是一个典型的高比例水电大规模直流送出系统,运行中多次发生自动发电控制(automatic generation control,AGC)过程不稳定导致的频率振荡现象。结合云南电网实际,建立包含AGC控制环节的频率稳定性分段线性化分析模型,通过特征值分析方法研究云南电网运行方式变化对系统小干扰稳定性的影响,揭示在水电机组一次调频死区以内AGC系统超调是引起云南电网分钟级频率振荡的原因。提出高比例水电系统AGC频率偏差系数的整定方法,通过设置次紧急区区域控制偏差(area control error,ACE)反向抑制策略和紧急区恒定频率控制(flat frequency control, FFC)切换策略,兼顾小干扰下的稳定性以及大扰动下的速动性。研究成果已在云南电网实际运行中验证,云南电网频率合格率显著提高。
EMTR理论在电力系统线路故障测距中的应用基础I:理论部分

该文系统地论证了电磁时间反转(electromagnetic time reversal,EMTR)在电力系统线路故障测距中的理论应用基础。递进式地论证了在不考虑反射波的线路中、考虑反射波的线路中、考虑混合参数线路中的故障测距理论。故障测距理论证明分为4步:1)计算出被测电气量的理论值,并将其时间反转(或在频域中取共轭);2)建立线路传输方程空间的镜像空间(或称镜像线路);3)基于时间反转后的电气量,在镜像线路中建立电磁场源;4)在镜像线路中假设故障点,并计算假设故障点处的故障电流有效值,遍历镜像线路每一点,证明假设故障电流有效值的极值处为实际故障点。线路分布式电容、过渡电阻、故障类型在理论研究证明中均被考虑。
考虑储能动态效率的风储微网三阶段协调优化

风储微电网的协调优化对于风电消纳、微网收益最大化以及配电网的安全稳定运行意义重大。采用基于希尔伯特-黄变换(Hilbert-Huang transform,HHT)的分频预测法预测风电功率,基于三阶段现货市场交易,以风储微网经济效益最大为目标,并考虑储能的动态工作效率特性,进行风储微网的协调优化。算例研究表明,储能系统能有效提高风电收益,而考虑储能的动态效率特性比储能静态效率模型更有利于微网的经济收益;且储能系统初始荷电状态的设定对微网的经济效益有较大影响;而包含日内市场的三阶段结算市场则能有效降低微网所需的平衡电费,并减少弃风量。
基于VMD-DESN-MSGP模型的超短期光伏功率预测

光伏功率时间序列受到多种因素影响,呈现出高度的随机性和波动性。针对光伏功率时间序列可预测性低的问题,提出了一种结合变分模态分解(variational modal decomposition,VMD)、深度回声状态网络(deep echo state network,DESN)和稀疏高斯混合过程专家模型(mixture of sparse gaussian process experts model,MSGP)的超短期光伏功率预测方法。首先采用VMD将光伏功率时间序列分解为不同的模态,降低数据的非平稳性;为提高模型在超短尺度时序的预测能力,对各模态分别建立DESN预测模型,将各模态预测结果进行求和重构;为进一步提高模型预测精度,对误差的特性进行分析,采用MSGP对预测误差进行补偿;最后将误差的预测值与原功率的预测值相叠加作为最终预测结果。仿真结果表明,该方法在光伏功率时序预测中的效果比传统预测模型更好,有效提高了超短期光伏功率时间序列预测的准确性。
双馈风机经串补并网引起的时变次同步谐振概率评估

风电的次同步谐振具有时变特性,但尚未有文献对其开展量化评估研究。为此,基于建立的考虑励磁的双馈风机的输入阻抗频域模型,引入风速的概率分布,结合Monte Carlo模拟和核心平滑密度估计技术,提出了双馈风电的频率时变次同步谐振的概率评估方法。应用所提方法,通过算例研究了风速和串补度对次同步谐振频率和系统总电阻的概率密度及累计概率分布的影响,较为全貌地刻画了双馈风电SSR的时变特性,揭示了其带宽变化特点。结果表明:双馈风机串补输电系统的发散型次同步谐振频率具有一定的带宽,且其概率密度呈现出频率区间边界小中间大的分布;串补度决定次同步谐振的频率和阻尼所处区间位置,而风速则影响区间内的频率和阻尼的概率分布。
考虑系统频率二次跌落的风电机组辅助调频参数确定方法

随着以变流器接口并网的新能源比例不断提高,电力系统一次调频能力降低,频率稳定受到威胁。风电机组通过在并网变流器附加综合惯性控制实现辅助调频。然而,风电机组提供频率响应后,转子转速恢复可能给电力系统带来频率二次跌落危害。现有辅助调频参数设置多从风力机组自身调节能力出发,缺少考虑与系统的耦合作用。首先研究风电机组调频控制参数对系统一次调频的影响机理,分析参数整定的制约因素,然后根据一次调频综合评价指标来确定参数的取值范围。最后,设置了不同风电出力占比的仿真场景,探究参数在不同风电出力占比下的取值规律。
基于虚拟额定电流的直流微电网分布式储能单元精确电流分配研究

为了孤岛直流微电网的稳定运行,通常需要配备储能系统。为了防止储能系统中部分分布式储能单元过充或过放,储能单元的荷电状态需要达到均衡状态。但不匹配线阻会不可避免地存在于实际直流微网中,并影响荷电状态均衡的效果。针对该问题,提出一种基于虚拟额定电流的策略,该策略基于常见的PI控制器就可消除线阻对荷电状态均衡的影响。基于上述策略,储能单元在充放电时可根据其荷电状态或放电深度自适应地调整虚拟阻抗,使荷电状态快速达到均衡。同时,采用电压恢复策略使直流母线电压恢复至电压参考值。此外,为了减轻对通信总线的压力,采用基于自律分散系统的分布式通信结构。此外,稳定性分析为所提控制策略提供了理论上的支撑。最后,基于RTDS平台的对比案例验证了所提控制策略的有效性。
基于稀疏电压幅值量测的配电网故障测距

目前的配网故障测距算法大多依靠短路迭代计算或模拟大量故障选取最匹配的故障点来实现测距功能,该类方法计算繁琐,且容易得到伪故障点,为此提出了一种基于稀疏电压幅值量测的配网故障测距方法:将故障点的正序注入电流等效为故障区域两端节点的虚拟注入电流;利用支路追加法推导了节点阻抗矩阵所含特性,证明了将节点电压方程元素取幅值的可行性,以及测点分布需要满足的条件;利用压缩感知理论求解欠定的节点电压方程,定位故障区域;求取故障区域两端节点电压和等效阻抗,实现故障测距。文中方法对测量数据无严格同步要求,所需采样频率为4 kHz,所需故障后数据时间窗长较短(故障后25 ms)。基于33节点的多电源配电系统的仿真数据表明,文中方法仅需7个测点,即可有效定位故障区域并实现故障测距,且受故障类型、过渡电阻、负荷变化影响较小,具有一定的抗噪声能力。
基于XGBoost的电力系统暂态稳定预测方法

目前,基于人工智能法对电力系统进行暂态稳定预测,是通过对电力系统中相量测量单元(phasor measurement unit,PMU)采集的大量样本离线训练,得到一个分类器,而预测模型往往是一个“黑箱”模型,使得模型解释型较差。根据电力系统故障中发电机的运行特征构建基于极限梯度提升(extreme gradient boosting,XGBoost)的暂态稳定预测模型,该模型采用串行集成多棵回归树,可计算得到暂态稳定特征重要度排序和决策图,从而可直观地挖掘特征与暂态稳定性之间的关系,并且在预测精度和运算速度的权衡上具有极大优势。在新英格兰10机39节点系统上测试,结果表明所构建的XGBoost暂态稳定预测模型相比随机森林、支持向量机和神经网络等方法在计算速度和预测精度方面具有明显优势,并且可以根据特征重要度进行特征选择来剔除冗余变量以加快训练速度。最后,提出一种针对某一具体故障而解释预测结果的算法,进一步提高了模型的解释性。
最小类内方差支持向量引导的字典学习

支持向量引导的字典学习算法依据大间隔分类原则,仅考虑每类编码向量边界条件建立决策超平面,未利用数据的分布信息,在一定程度上限制了模型的泛化能力。为解决该问题,提出最小类内方差支持向量引导的字典学习算法。将融合Fisher线性鉴别分析和支持向量机大间隔分类准则的最小类内方差支持向量机作为鉴别条件,在模型分类器的交替优化过程中,充分考虑编码向量的分布信息,保障同类编码向量总体一致的同时降低向量间的耦合度并修正分类矢量,从而挖掘编码向量鉴别信息,使其更好地引导字典学习以提高算法分类性能。在人脸、物体和手写数字识别数据集上的实验结果表明,在大部分样本和原子数量条件下,该算法的识别率和原子鲁棒性均优于K奇异值分解、局部特征和类标嵌入约束等经典字典学习算法。
锂离子电池RUL预测方法综述

随着电子设备的增长和电动车辆的普及,保障锂离子电池的安全和稳定成为研究人员的重要课题,其中电池的剩余使用寿命(RUL)为监测电池的手段之一。锂离子电池在其充放电循环期间会经历不可逆过程,可使电池容量持续衰减,最终导致电池故障,为进行合理的充放电管理,满足实际应用中的高可靠性要求,对使用过程中的RUL预测进行研究,介绍对锂电池RUL预测的基于机理模型、基于数据驱动、基于机理模型与数据驱动融合和基于数据驱动的模型融合等4种方法,并讨论基于数据驱动的各RUL预测方法的优缺点,总结并展望未来研究方向和发展趋势。
岸基北斗IGSO卫星反射信号相位测高

针对全球导航卫星系统反射信号的特性和我国北斗导航卫星系统反射信号在海面测高应用上的特点,证明了利用北斗倾斜地球同步轨道(IGSO)卫星反射信号对湖面和海平面进行岸基载波相位测高的可行性。实验分湖面和海面2组进行研究,用相位测高结果与实际测量结果对比的均方根误差(RMSE)描述测高结果的精度。在湖面岸基实验中,接收天线到湖面的相对高度为5.2m,IGSO7和IGSO10卫星相位测高结果的RMSE值达到厘米级,分别为3.23cm和4.98 cm。在海面岸基实验中,海面的潮位高度差约2m,利用相位测高结果可以反演海面潮位。IGSO8卫星相位测高结果的RMSE为17.96 cm,IGSO9卫星相位测高结果的RMSE为15.27 cm,IGSO10卫星相位测高结果的RMSE为16.38 cm。通过分析IGSO卫星仰角的变化,发现较大的卫星仰角变化率可以提高相位测高的结果的精度。
考虑级配影响的粗粒料压缩破碎特性试验

采用分形维数和级配宽度作为级配的量化指标,通过粗粒料的侧限压缩试验,研究级配对密实粗粒料的堆积、变形以及破碎特性的影响规律。试验结果表明,粗粒料的最大干密度和低应力下的压缩模量均随着分形维数的增大先增大后减小,在分形维数为2.2附近存在极大值;同时,两者均随着级配宽度增大而增大。粗粒料的破碎强度可通过双对数坐标下的拐点表征,破碎强度随着分形维数与级配宽度的增大而增大;破碎强度越高,颗粒破碎率越小;不同级配的粗粒料充分破碎后的最终级配都收敛于唯一的分形分布。
ZS型老旧杆塔自动化建模及承载特性分析

为探求不利工况下ZS型老旧杆塔的力学响应,解释其在大风作用下倒塌的原因,以110 kV ZS型架空输电塔为例,通过编制自动化建模程序建立结构的有限元模型,分析不同风载荷工况下电塔的静力承载性能,并基于振型叠加理论分析电塔的动力承载特性。结果表明: ZS型输电塔抗扭性能差且塔身中部为薄弱部分,由于承载力不足,在不利荷载作用下容易发生破坏从而导致整体的倒塌。基于电塔的承载力分析,提出相应的加固方案,数值模拟表明加固后主材的承载力比显著降低,验证了加固方案的有效性。
江苏沿海地区围垦动态与土地利用变化驱动力研究

为研究沿海地区围垦动态以及土地利用变化的主要驱动力,以江苏沿海地区为研究区,基于ENVI 5.3与ArcGIS 10.0平台,以2000年Landsat-7 ETM和2017年Landsat-8 OLI的遥感影像为数据源,采用目视解译的方式提取海岸线,然后用监督分类方法得到江苏沿海地区2000年和2017年的土地利用数据,运用主成分分析法得出该地区土地利用变化的主要驱动因子。结果表明:(a) 2000-2017年间江苏沿海地区进行了大规模的围垦,江苏省围垦土地面积107 420.0 hm~2,年均围垦面积6 318.8 hm~2,全省平均岸线围垦强度为7.11 hm~2/(a·km)。(b)连云港市围垦强度最低,大部分耕地、林地与水体转化为城乡、工矿及居民用地;盐城市海岸线长度最长,围垦面积最大,整体利用格局向海岸方向迁移,耕地、未利用土地等面积略有下降;南通市围垦强度最大,林地面积大幅度减小,城镇面积增加。(c)人口增长与社会经济的发展是江苏沿海围垦与土地利用变化的主要驱动力。
高超声速飞行器的抗饱和切换控制

针对高超声速飞行器动力学模型强非线性及飞行过程中系统参数变化剧烈的问题,提出一种根据飞行包线分区并分别建立独立的子系统的切换系统建模方式和抗饱和切换控制方法。通过缩小子系统模型对应的飞行空域,降低系统线性化以及参数变化带来的影响,使得线性控制理论能够应用于高超声速飞行器的控制器设计当中。考虑到飞行过程中可能会遇到的执行器饱和问题,本文在切换系统模型的基础上,为高超声速飞行器设计了抗饱和切换控制器。仿真算例验证了提出的切换系统模型的优越性及抗饱和控制器的有效性。
基于MSPA-连接度-空间句法的生态保护空间及优先级识别---以苏锡常地区为例

随着城市化进程的加快,对生态保护空间(Ecological Protect Area,EPA)进行优先级识别已经成为保护生物多样性,缓解城市生态压力,提高土地利用效率的重要方法之一。以苏锡常地区为例,通过形态空间格局分析(Morphological Spatial Pattern Analysis,MSPA)确定EPA,进而采用景观连接度方法对其优先级进行识别,以优先级较高的林地和水域为“源地”,构建EPA网络;同时由于景观连接度方法在识别优先级时,未能体现EPA对物种决策的非等权重影响,因此本研究引入空间句法进一步对EPA进行优先级识别。结果显示:1)苏锡常地区EPA中编号1、2的林地以及太湖的优先级最高,是区域网络的3个中心,需要优先保护;2)引入空间句法的优先级识别结果与基于景观连接度的优先级识别结果存在明显差异,后者优先级较高的8个EPA,在引入空间句法后优先级降低1-2个等级;后者优先级较低的4个EPA的优先级则上升了2个等级。同时也表明:基于连接度-空间句法的EPA优先级识别方法能够反映不同景观要素对物种决策行为的非等权重影响,强化了生态要素的空间配置的生态效应,为明确关键性生态空间,提供了有效的方法补充,对保护生物多样性和维系区域生态安全具有重要意义。
哀牢山中山湿性常绿阔叶林木径向生长季节动态及其对气候因子的响应

研究采用树木生长环在哀牢山中山湿性常绿阔叶林持续9年(2009-2017年)监测了2个常绿树种(厚皮香,Ternstroemia gymnanthera;南亚枇杷,Eriobotrya bengalensis)和2个落叶树种(西桦,Betula alnoides;珍珠花,Lyonia ovalifolia)的树干月生长量,采用逻辑斯蒂生长模型(Logistic model)模拟树木径向生长量和物候参数,并分析了年、季尺度上径向生长与主要气候因子的关系。结果表明:1)4个树种年平均生长量为6.3 mm,落叶树种年平均生长量(10.6 mm/a)显著高于常绿树种(3.0 mm/a);2)雨季(5-10月)是哀牢山中山湿性常绿阔叶林树木生长的主要时期,4个树种雨季平均生长量为5.9 mm,占全年总生长量的93%,其中落叶树种雨季生长量占全年的96%,而常绿树种雨季生长量占全年的86%;3)常绿树种生长季长度为169天,长于落叶树种(137天),而落叶树种最大生长速率(0.14 mm/d)显著高于常绿树种(0.03 mm/d),最大径向生长速率能很好地预测树种年生长量;4)低温、雾日和光合有效辐射是影响哀牢山亚热带常绿阔叶林4个研究树种径向生长的重要环境因子,其中温度对常绿树种径向生长具有显著影响,而雨日、雾日与空气湿度等水分因子对落叶树种径向生长更为重要。常绿树种年生长量对旱季气候因子的响应相比落叶树种更为敏感,树木旱季生长量除了受低温限制外,也受到水分供给的影响。气候变化可能改变不同物候类型树种在哀牢山中山湿性常绿阔叶林中的生长状态与分布格局。
稳定氢氧同位素示踪水汽来源对哈尼梯田降水补给的影响

稳定氢氧同位素可有效示踪区域降水水汽来源,旱季降水补给对大规模哈尼梯田的持续存在具有重大影响。以哈尼梯田世界遗产核心区的全福庄河流域为研究对象,在2015年11月-2016年4月间的旱季期间逐月采集处于不同海拔的7个样点的降水样品42个,分析其稳定氢氧同位素组成的变化及其影响因子,并利用后向轨迹模型(HYSPLIT)追踪其水汽来源。结果表明:1)该区局地大气降水线方程为δD= 7.31δ~(18)O+19.8(R~2 = 0.94,P<0.01,n = 42),斜率较全球降水线小而截距偏大,说明研究区有多个水汽来源地。2)旱季降水δ~(18)O和d-excess在前期快速富集,后期δ~(18)O富集的速度减缓,d-excess则快速降低,体现出水汽来源具有时间差异,但两者在空间变化上不明显。3)旱季降水δ~(18)O与降水量、温度和相对湿度的多元线性回归方程为:δ18 O= -0.002P- 0.86T- 0.39H+ 38.22(R~2 = 0.96,P = 0.05),表明其变化是多因素综合影响的结果。4)结合δ18 O、d-excess和HYSPLIT模型分析,该区旱季主要有3条水汽来源路径,其中西风南支和局地水汽补给较少,占优势的西南季风除2月份外其余各月占70%左右。5)研究区旱季降水量总体较少,但西南季风在11月带来的降水为“灌水养田”提供了水源,在4月的降水为“冲水肥田”和“栽插准备”活动提供了必要水源,从而保障了梯田旱季的用水需求。
黄土高寒区典型植被类型土壤入渗特征及其影响因素

为了研究黄土高寒区典型植被在不同坡位下土壤入渗性能差异及其影响因素,采用恒定水头法测定了不同植被类型的土壤入渗过程,并分析了土壤孔隙状况、机械组成、水稳性团聚体等与渗透速率的相关性。结果表明:(1)初渗速率和稳渗速率均表现为青海云杉>祁连圆柏>华北落叶松>荒草地,且差异性显著;同一植被类型的土壤入渗速率沿坡面向下逐渐增大,但差异性不显著;(2)对不同植被类型的土壤入渗过程模拟发现Horton模型拟合效果最好,决定系数均在0.8以上,通用经验模型拟合精度较差,决定系数在0.614-0.982之间;(3)土壤入渗性能与孔隙状况、水稳性团聚体质量分数、有机质含量均有极显著相关性;>0.25 mm团聚体质量分数是影响稳渗速率的主要决策因素;总孔隙度是影响初渗速率的最主要的决策因素,而毛管孔隙度是主要的限制因子。为高寒地区土壤入渗模拟以及植被配置等提供了科学依据。
围封对天山高寒草原4种植物叶片和土壤化学计量学特征的影响

以中国科学院巴音布鲁克草原生态系统研究站长期围栏内外的羊茅(Festuca ovina)、天山赖草(Leymus tiansecalinus)、二裂委陵菜(Potentilla bifurca)和鹅绒委陵菜(Potentilla anserine)4种植物叶片和土壤为研究对象,分析了放牧与围封对植物叶片和土壤C、N、P的化学计量特征的影响。结果表明,围封样地土壤养分浓度整体高于放牧样地(P < 0.05),全氮(TN)浓度除外。围封显著增加羊茅叶片C、N浓度(P<0.05),对P浓度影响不显著;围封显著增加鹅绒委陵菜叶片的C浓度,但是显著降低叶片的N和P浓度(P<0.05),围封对天山赖草和二裂委陵菜养分含量影响不显著。围封显著增加鹅绒委陵菜C ∶N和C ∶ P(P< 0.05);围封显著降低羊茅C ∶N、C ∶P和增加N ∶P(P<0.05);围封显著降低二裂委陵菜C ∶N(P<0.05),对天山赖草的化学计量特征影响不显著。不同植物对围封的响应不同,意味着长期围封可能会改变天山高寒草原生态系统的结构。围封降低优势种(羊茅)的固碳能力,增加退化期出现的代表性植物(鹅绒委陵菜)的固碳能力,表明在长期围封下植物凋落物中的杂类草(鹅绒委陵菜)可能更多的为土壤提供碳来源,也能促进优势禾本科物种的氮含量和碳含量的增加。
生物质炭对水稻土团聚体微生物多样性的影响

生物质炭施用对土壤微生物群落结构的影响已有报道,但土壤团聚体粒组中微生物群落对生物质炭施用的响应的研究还相对不足。以施用玉米秸秆生物质炭两年后的水稻土为对象,采用团聚体湿筛法,通过高通量测序对土壤团聚体的微生物群落结构与多样性进行分析,结果表明:(1)与对照相比,生物质炭施用显著促进了大团聚体(2000-250 μm)的形成,并提高了团聚体的稳定性。(2)不同粒径团聚体间微生物相对丰度存在显著差异。在未施生物质炭的处理(C0)中,随着团聚体粒径增大,变形菌门、子囊菌门、β-变形杆菌目、格孢腔菌目的相对丰度逐渐降低,而酸杆菌门、担子菌门、粘球菌目、类球囊霉目的相对丰度逐渐升高。(3)生物质炭施用显著改变了团聚体间的微生物群落结构。与C0处理相比,生物质炭施用处理的大团聚体中变形菌门、鞭毛菌门和β-变形杆菌目的相对丰度分别显著提高了14.37%、33.28%和33.82%;微团聚体(250-53 μm)中酸杆菌门、子囊菌门和粘球菌目的相对丰度分别显著降低了20.15%、19.93%和17.66%;粉、黏粒组分(<53 μm)中担子菌门的相对丰度升高90.25%,而子囊菌门和鞭毛菌门的相对丰度分别降低12.15%和12.58%。由此可见,生物质炭不仅改变土壤团聚体组成和分布,同时伴随着土壤微生物群落结构的改变。
干旱胁迫对群众杨光合特性与器官干物质分配的影响

土壤干旱是北方地区杨树人工林生长和生态效益的重要限制因子。以群众杨(Populus×popularis‘35-44')扦插苗为研究材料,采用盆栽称重法控制土壤水分,设置正常供水、中度干旱、重度干旱3种水分梯度。分别于2016年9月与2017年9月测定叶片气体交换参数、各器官干重、根冠比、叶经济性状等指标,研究了持续2年干旱胁迫下群众杨扦插苗光合特性与器官干物质分配的变化规律,分析了土壤干旱程度、树龄在“小老树”形成中的作用过程。2016年与2017年中度、重度干旱胁迫下功能叶净光合速率(P_n)受到非气孔限制,与正常供水相比分别降低了36.08%、56.42%;18.47%、5.13%。第一年干旱胁迫下群众杨气孔导度(G_s)和蒸腾速率(T_r)显著降低;第二年干旱胁迫下G_s与正常供水无显著差异,而T_r显著提高,有利于叶片C、N元素的运输分配进而维持较高的P_n。第一年随干旱胁迫程度加剧,群众杨叶片C/N显著提高,光合产物分配趋向于叶器官。第二年中度干旱胁迫下叶片C/N与正常供水相比无显著差异,各器官干重下降幅度均低于2016年,而根冠比显著增加,表明其光合产物主要用于地下部构建以适应中度干旱环境;持续重度干旱则光合产物向茎中的分配比例提高。干旱胁迫导致群众杨功能叶水分利用效率(WUE,Water use efficiency)与光合氮利用效率(PNUE,Photosynthetic nitrogen use efficiency)显著降低,整株氮利用效率(NUE,Whole plant nitrogen use efficiency)显著提高。严重土壤干旱下叶片耗水增强、PNUE下降以及茎木质部碳投资增加可能是群众杨小老树形成的重要原因。
模拟降雨对黄土高原典型草原土壤化学计量及微生物多样性的影响

以宁夏固原云雾山自然保护区封育19年天然草地为研究对象,利用遮雨棚和滴灌技术对研究区的降水量进行人为调控,系统分析了草原土壤生态化学计量及其微生物多样性在50% 、100%和150%不同降雨处理下的响应。结果表明:经过一年的水分控制处理(1)不同降雨梯度对土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)、碳氮比(C/N)、碳磷比(C/P)、氮磷比(N/P)无显著性影响,但100%降水处理下SOC、TN、TP、N/P均高于50%和150%降水处理。(2)在3种不同降水梯度处理下,各处理不同土层深度SOC、TN、TP、C/N、C/P、N/P有显著性差异(P<0.05),且随土层深度加深,土壤化学计量及其比值逐渐降低。(3)降雨对土壤微生物多样性影响不大,但増雨和减雨均能增加真菌多样性,引起细菌菌群结构发生相应的变化,且真菌优势种相对丰度随降雨增加呈下降趋势。(4)土壤SOC、TP、C/N与微生物多样性无显著相关,C/P、N/P与细菌多样性呈显著负相关关系(P <0.05),与真菌多样性呈极显著正相关关系(P<0.01)。短期(一年)降雨变化对土壤养分及微生物多样性影响较弱,但微生物多样性与土壤养分二者之间关系密切,研究结果为探讨长期降雨处理对草地生态系统影响提供参考。
喷油策略对汽油压燃燃烧及碳烟生成过程影响的数值模拟研究

基于三维计算流体动力学(CFD)软件CONVERGE,耦合甲苯掺比燃料(toluene reference fuel,TRF)简化动力学机理及多步现象学碳烟模型,建立汽油压燃(GCI)的数值模拟模型。通过改变气道喷射比例、主喷时刻和预主喷间隔研究了高负荷条件下气道喷射结合缸内直喷的喷油策略对GCI燃烧及碳烟生成过程的影响。研究结果表明,增加气道喷射比例、提前主喷时刻和增大预主喷间隔都能够缩短燃烧持续期,使放热更为集中,从而降低碳烟排放;改变气道喷射比例对碳烟成核及表面生长有较大的影响,主喷时刻提前能够提高氧化速率。当气道喷射比例为40%,主喷时刻为-8°,预主喷间隔为15°时,碳烟排放为0.015 1g/(kW·h),相比试验基准工况降低了33.8%,而最大压升率也控制在可接受的范围内。
低氧对甲壳动物的影响及其分子调控研究进展

氧是众多生物赖以生存的首要条件,动物处于低氧环境时,机体的生化反应和生理功能也会相应发生改变,严重时可引起一系列机体损伤甚至死亡。低氧胁迫下的应激机制是涉及多基因参与的复杂的生理调控过程,与哺乳动物相比,甲壳动物的低氧应激与分子适应机制尚不明晰。本文分析了低氧胁迫产生原因,并从生理层面阐述了甲壳动物对低氧胁迫的应激反应和生理适应策略、以及低氧对甲壳动物的行为、存活、抗氧化能力和代谢的影响,又从HIF-1信号通路、AMPK信号通路以及细胞凋亡通路阐述了甲壳动物对低氧环境胁迫的分子响应机制。本文在总结低氧信号传导及其调控通路研究进展的基础上,提出了低氧胁迫对甲壳动物影响的预防和调控手段,包括选育耐低氧新品种和营养调控手段,以期为人们更深入地理解甲壳动物低氧应激和分子适应机制提供理论参考。
乐清湾甲壳类群落结构特征及其影响因素

根据2016年5月份、8月份、11月份和2017年2月份在乐清湾海域的渔业资源调查数据,利用聚类分析、多元统计分析和冗余分析等方法,对该海域甲壳类的种类组成、生物多样性、群落结构特征及其与环境因子的关系进行了分析。结果显示,该海域共鉴定出甲壳类43种,隶属于2个目、18个科、28个属,全年优势种为三疣梭子蟹、日本蟳和哈氏仿对虾。甲壳类群落结构季节间变化差异显著,夏季甲壳类种类数最多,冬季最少,优势种种类季节变化较小。对不同水深带的甲壳类群落结构分析发现,5~10 m种类数最多,小于5 m和大于10 m种类数较少。单因素方差分析显示,不同水深甲壳类群落的丰富度指数(D)存在显著差异,均匀度指数(J')和多样性指数(H')均无显著差异。冗余分析结果显示,温度、水深和浑浊度是影响乐清湾甲壳类群落结构季节变化的重要环境因子,其中水深对甲壳类分布的影响较大。
西北太平洋北方拟黵乌贼耳石外部形态特性分析

根据2018年9-11月我国鱿钓船在西北太平洋采集的339尾北方拟黵乌贼样本,对其耳石外形生长特征进行了研究。结果发现,北方拟黵乌贼具有长窄的吻区和宽大的翼区。主成分分析表明,耳石总长(TSL)、吻侧区长(RLL)、侧区长(LDL)、翼区长(WL)和最大宽度(MW)可以作为北方拟黵乌贼耳石外形变化的特征因子。协方差分析表明,MW、LDL和WL与胴长的关系存在性别间显著性差异,TSL和RLL则不存在显著性差异;MW、RLL、TSL、LDL和WL与体质量的关系均存在性别间显著性差异。AIC(Akaike's information criterion)分析表明,TSL、RLL与胴长的生长关系最适合用线性函数表示,雄性个体的MW、LDL和雌雄个体的WL与胴长的关系最适合用幂函数表示,而雌性个体的LDL则最适合用指数函数表示。雄性个体的LDL和MW与体质量的关系最适合用指数函数表示,雌性个体的LDL、MW和TSL最适合用线性函数表示,而其余特征参数则均最适合用幂函数表示。随着胴长增加,耳石绝对尺寸都逐渐增大,但耳石的形态结构比例基本不变:背区、侧区、吻侧区、翼区的长度与耳石总长之比基本保持一致,分别为35.66%、55.84%、75.23%和85.82%左右。
基于自适应广义解调变换的滚动轴承时变非平稳故障特征提取

变转速运行工况下滚动轴承故障冲击幅值与故障冲击间隔表现为时变性。现有的研究主要集中于解决时变冲击间隔带来的频谱模糊问题,鲜有对时变冲击幅值问题的探究。低转速下,故障冲击幅值较小,容易淹没在噪声中,给轴承故障诊断带来困难。据此,提出了基于自适应广义解调变换(Generalized demodulation transform, GDT)的滚动轴承时变非平稳故障特征提取方法。定义了重置准则优化GDT,使其转换因子可调、重置因子最优,时变的故障相关的频率曲线自适应的聚集于最高点,而非起始点。从故障轴承振动信号的高频共振成分的包络时频谱中提取时频脊线,结合假设思想构建了广义特征指标(Generalized characteristic index, GCI)模型。基于自适应GDT实现故障相关时频脊线的平稳化重置,进而通过频谱量化表征与GCI模型无需转速测量完成轴承故障诊断。仿真和实测信号分析结果表明所提方法的有效性。