mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
负载和输入电压自适应零电压软开关全桥变换器

该文提出一种在宽输入电压和宽负载范围内工作于零电压软开关(ZVS)的全桥DC-DC变换器。该变换器是在传统移相全桥变换器拓扑的基础上增加了一个简单的LC辅助电路,并通过窄频率调节方式控制辅助电流,在满足ZVS条件下能够最小化环流损耗。采用窄频率变化能够对辅助电流进行有效的调节而不会对主电路的设计和控制带来明显的影响。对变换器的稳态性能进行详细分析;建立变换器的数学模型,可直接用于变换器的优化设计和精确控制。实验结果与理论分析具有很好的一致性。
城轨牵引供电系统多尺度和多物理域建模仿真方法

城轨牵引供电系统实际运行涉及电、磁、热、力等多物理域耦合作用,以及多时间、空间尺度变化过程。然而,传统建模仿真方法尺度分离、机理单一,难以对系统的多尺度和多物理域状态进行统一描述及全面分析。因此,首先提出一种城轨牵引供电系统多尺度和多物理域建模仿真方法,采用Simscape平台和模块化、组件化、可视化建模思想,设计多尺度和多物理域的系统级建模框架;然后基于并行协同交互策略,提出一种模式自适应的多尺度仿真方法,实现多尺度模型之间的有机高效融合;接着基于分级多域反馈,提出系统级的多物理域仿真方法,保证多物理域模型的耦合交互仿真;最后基于仿真验证了所提出的多尺度和多物理域建模仿真方法的有效性,表明多尺度和多物理域模型能够统一描述系统在多个物理域下的宏观及微观特性,全面、充分地表征系统运行的实际物理过程。
考虑悬浮系统影响的高速磁悬浮列车牵引控制策略

常导电磁式高速磁悬浮列车采用长定子直线同步电机驱动,电机的励磁磁极同时也是悬浮电磁铁,车辆的牵引力和悬浮力存在严重的非线性耦合关系,运行过程中悬浮系统的调节会对牵引系统造成影响,引起牵引力波动。该文建立考虑悬浮系统影响的长定子直线同步电机数学模型,针对牵引力波动问题,提出一种基于磁链观测的控制策略,该策略基于扩展反电动势法来观测磁链,通过将磁链参数应用于速度环和电流环,在线调整定子q轴电流从而抑制由悬浮系统引起的低频牵引力波动。但该策略在低速时磁链观测存在误差、性能受限,在此基础上提出结合自抗扰和磁链观测的复合控制策略,通过扩张状态观测器补偿磁链观测误差以及其余扰动。硬件在环实验结果表明,该控制策略有效地抑制了悬浮系统影响造成的牵引力波动,提高了磁悬浮列车的抗负载扰动能力和系统动态性能。
电力系统黑启动恢复问题的研究评述

大停电后的恢复控制是电力系统安全防御体系的重要组成部分。在能源低碳转型背景下,我国电力系统逐渐进入新能源高占比、交直流混联和高度电力电子化的新型态,其运行控制的复杂性显著提高,因内外部因素导致系统大停电的风险依然存在,因此对黑启动恢复技术的研究仍然需要给予足够的重视。该文对黑启动恢复问题的研究工作进行综述,首先对黑启动恢复的基本概念和过程进行介绍;然后对系统恢复策略和建模思路从时间和空间角度进行分析,在此基础上,对电力系统恢复方案制定的研究工作进行回顾并对新型态电力系统恢复决策的新特征进行讨论,之后对电力系统恢复过程中保护与控制技术的研究进行分析总结;最后对新型态电力系统恢复问题的进一步研究工作提出建议。
小电容双PWM调速系统直流母线电压波动抑制策略

现代船舶电动吊机广泛采用双侧脉宽调制交直交调速系统,但因其直流母线使用大容量电解电容使得系统不宜集成化且维修困难。该文在对系统小信号建模的基础上,提出一种采用小容量电容的控制策略。首先分析直流母线采用小电容时系统失稳原因,而后设计直流母线电压前馈补偿、d轴电流前馈补偿环节提高系统稳定性和带载能力,并结合二者优点得到小电容双PWM调速系统控制策略。以永磁同步电机作为负载的仿真和实验表明,该策略能保证系统稳定运行,可抑制转矩突变及脉动时的直流母线电压波动,对电网谐波注入较少且参数设计方法具有普适性。
直流供电下的永磁同步电机驱动系统母线电压振荡抑制策略

针对直流推进系统中具有LC滤波器的永磁同步电机驱动系统的母线电压振荡问题,基于逆变器电压设计一种振荡抑制策略。该方法首先利用小信号分析法对电机和LC滤波器进行建模,从系统的阻抗匹配角度分析系统的稳定性。并将阻尼信号注入到脉宽调制的逆变器参考电压信号中,增加了电机的输入阻抗,避免了输入输出阻抗的相互影响,保证了系统的稳定性。同时,为了避免传统滤波器提取信号的相位偏差问题,将锁相环和低通滤波器相结合设计了一种信号提取结构。该结构提高了阻尼信号的提取精度,从而提升了逆变器电压补偿的阻尼补偿效果。最后通过仿真和硬件在环实验平台验证了该方法的有效性。
辐射型直流配电网母线电压跌落峰值的定量计算方法

区别于交流配电网,直流配电网中电源具有低惯性特性,当配电网负载突变时,直流母线电压波动较大,母线电压质量面临巨大挑战。在解决直流配电网惯性低的问题上,可采用超级电容增加物理惯性或者采用虚拟电容(需要变流器配置冗余容量提供)增加虚拟惯性,配置的电容越大,供电质量越高,但成本也会越高。然而,目前关于电容对电压跌落幅度抑制作用的研究以定性分析为主,缺乏定量计算。为此,该文对辐射型直流配电网中直流母线电压在负载突增下的暂态响应进行分析,求得母线电压跌落峰值与联络变流器直流侧电容值之间的数学关系,为系统惯性参数设计提供理论支持。由于获得的数学关系式比较复杂,为方便工程应用,设计简化方法,得到近似的代数关系。最后,利用仿真和实验对电压跌落峰值计算方法进行了验证,仿真与实验结果验证该文所提计算方法的正确性。
碳中和目标下电解水制氢关键技术及价格平准化分析

随着低碳清洁氢发展成为全球共识,各国制氢技术路线均立足本地氢源潜力和未来氢能产业需求,呈现低碳氢、清洁氢到可再生氢的梯次发展趋势。电解水制氢技术的发展是低碳清洁氢气供给的突破口。该文首先对电解水制氢技术进行综述,介绍包括美国、日本、欧洲等国家电解水制氢技术路线图和技术指标目标;然后深入分析国内电解水技术发展现状,并与国外技术水平进行了差距量化对标,在此基础上提出我国电解水制氢潜在的技术路线;最后分析目前中国平准化低碳清洁氢成本,并且对中国2020~2050年平准化低碳清洁氢成本进行了预测。降低低碳清洁氢气平准化价格,需要从技术、商业模式创新等多方面协同发力,从而发挥其在能源转型及深度脱碳方面的作用。
基于三有源桥串并联直流潮流控制器的环形双极直流配电网不平衡潮流抑制

环形双极直流配电网的潮流控制自由度不足,部分线路潮流不可控,且存在极间耦合问题。对此,提出一种基于三有源桥串并联直流潮流控制器(TAB-PFC)的不平衡潮流抑制策略,同时研究了TAB-PFC的解耦控制。首先分析了受端电压、新能源出力不平衡对正负极潮流及线路损耗的影响,推导了恒功率控制下TAB-PFC输出电压和线路电流的表达式,据此建立了含TABPFC的环形双极直流配电网的小信号模型。在此基础上,引入参数解耦矩阵实现正负极控制环路间的近似解耦,提高了控制系统的动态性能。在Matlab/Simulink中建立了含TAB-PFC的环形双极直流配电网的仿真模型,并搭建了实验平台。仿真和实验结果验证了TAB-PFC抑制不平衡潮流及参数解耦矩阵方法的有效性。
绝缘子室温硫化硅橡胶涂层热波模型及其涂覆质量无损检测方法

绝缘子室温硫化硅橡胶(RTV)涂层的涂覆质量是评价其应用效果的重要指标,涂覆施工过程中引入破损、杂质、脱粘、厚度不均匀或不达标等,各种形式缺陷,将严重影响绝缘子外绝缘性能,给设备安全可靠运行带来隐患。该文提出一种基于光热辐射热波检测的RTV涂层涂覆质量无损检测技术,该方法通过分析试件在可控光热激励下的表面瞬态温度场得到其内部结构信息。首先建立绝缘子RTV涂层热波模型并进行求解;对RTV涂层典型缺陷进行了检测,并利用主成分分析和独立成分分析增强缺陷信号;最后从热波响应相位谱中提取最小相频二次方根倒数特征用于定量表征RTV涂层厚度。研究表明,该方法可以实现绝缘子RTV涂层涂覆质量的快速、准确、非接触检测,具有广阔的应用前景。
碱性电解槽运行特性数字孪生模型构建及仿真

基于传感技术、物联网技术、仿真建模技术的数字孪生技术通过物理模型与数据驱动模型的融合,已成为一种实现物理实体的真实状态仿真比对与推演评估的先进且可行的新技术。碱性电解水制氢槽是电解水制氢系统中的关键设备,基于数字孪生技术构建碱性电解槽运行特性模型,实现其特性仿真与状态评估中的应用,对电解槽的信息化、数字化及对可再生能源发电制氢系统的整体优化具有重要意义。该文首先基于碱性电解槽相关试验及制氢机理,建立了碱性电解槽阻抗特性数字孪生模型;然后选择电解槽总电压、总电流及槽体温度等特性表征参数作为观测变量,融合数学驱动模型和电化学机理模型,构建碱性电解槽运行特性数字孪生体系统;最后基于Matlab/Simulink实现碱性电解槽数字孪生模型的仿真,主要包括温升特性仿真模型、功率调节仿真模型、产氢效率仿真模型和分离罐特性仿真模型。
基于知识图谱的国内外电力市场研究综述

我国的电力市场深化改革正处于关键阶段。目前国内外积累了大量研究成果但缺乏系统性梳理,同时新兴研究主题不断涌现,使得动态追踪热点成为难题。知识图谱能从海量文献数据中提取出结构化的知识谱系,其可视化图形又可呈现该领域演进历程与网络结构,因此能为电力市场研究的演进轨迹及热点追踪提供新的途径。该文基于知识图谱分析近十年国内1 495篇、国外5 106篇电力市场相关文献,通过构建市场领域代表性的研究数据集,快速提炼国内外研究轨迹与学术热点,合成时间线、关键词网络并将其可视化,探索近十年国内外电力市场研究的演进路径;对近五年电力市场领域的核心前沿进行分析研究,以突现性和中介中心性衡量图谱的关键点,全方面、多维度地追踪电力市场的研究热点。该文的研究成果能够深刻把握电力市场的热点与动向,为学者提供一种高效、快速应用的文献分析方法,具有广泛的应用前景。
基于线性自抗扰控制的静止无功补偿器抑制弱交流风电系统次同步振荡策略

2019年8月9日的英国大停电事故造成该国部分重要城市出现停电现象,损失负荷约3.2%,影响约100万电力用户。结合英国国家电网公司提供的事故调查报告,该文详细地分析了事故中霍恩风电机组大规模脱网事件的发展过程,对霍恩风电场发生次同步振荡的具体原因进行了分析,并采用Matlab仿真软件构建霍恩风电系统模型进行事故复现。为了解决霍恩风电场发生的次同步振荡问题,利用线性自抗扰控制抗干扰能力强、对不同工况适应性强的优点,提出使用线性自抗扰控制器替换静止无功补偿装置(SVC)的电压PI控制模块,对霍恩风电系统中的总扰动进行估计并补偿,克服系统响应速度与超调之间的矛盾,提高系统的稳定性与鲁棒性,有效地抑制了霍恩风电系统次同步振荡现象。仿真结果验证了所提控制策略应用于静止无功补偿器后抑制弱交流风电系统次同步振荡的有效性,可为研究我国海上风电并网类似问题提供参考。
面向电力系统灵活性的电动汽车控制策略

随着碳中和目标的不断推进,我国可再生能源消纳面临的形势会更加严峻,亟须挖掘更多的电力系统灵活性调节资源。电动汽车作为一种新型可变负荷,能够通过与电网的互动增强电力系统的灵活性,保障系统的经济安全运行。该文针对现阶段缺乏面向电力系统灵活性的电动汽车充放电控制研究的现状,对面向电力系统灵活性的电动汽车控制策略进行研究。给出电力系统和电动汽车的灵活性定义,设计了“最大可提供灵活性计算—电力系统灵活性需求计算—电动汽车灵活性控制”的灵活性调度方案,以充分挖掘电动汽车的灵活性调节潜力,促进可再生能源消纳。算例分析表明,该文提出的电动汽车灵活性控制策略能够极大地改善电力系统的灵活性,同时该文模型的求解时间为秒级,完全可以满足电力系统地实时灵活性调度需求。
考虑空调负荷需求响应的负荷恢复量削减方法

温控负荷的冷负荷启动特性导致停电后负荷量增加,使其可能超过系统的最大可恢复负荷量。为保证负荷恢复的顺利进行,以空调负荷作为温控负荷的代表,提出一种考虑需求响应的负荷恢复量削减方法。首先,建立了计及停电时间的空调负荷聚合功率估计模型,快速计算停电后的空调负荷聚合功率;然后,综合考虑暂态安全约束以及系统可提供的恢复功率,确定变电站单次最大可恢复负荷量;最后,基于空调负荷群聚合功率估计模型和变电站单次可恢复负荷量限值,利用需求响应技术削减负荷恢复量,保证单次负荷恢复量在限值之内。仿真结果表明,所提方法在不同场景下能够通过需求响应技术实现空调负荷恢复量削减,保证系统的可靠恢复。
基于变权可拓云模型的区域综合能源系统综合评价

区域综合能源系统(RIES)在提升能源利用水平和促进可再生能源消纳方面具有显著作用,合理有效地对其进行评价是促进其发展的重要前提。该文计及系统运行状态不确定性对于评价结果的影响,提出一种基于变权可拓云模型的RIES综合评价模型。首先,综合考虑系统的技术层面、管理层面和外部资源支持,基于“驱动力-压力-状态-影响-响应”(DPSIR)模型建立RIES评价指标体系;其次,结合可拓云模型,以指标云关联度计算的随机性贴合评价中系统运行状态的不确定性,通过网络层次分析法(ANP)-熵值法-变异系数法求得各指标权重,并利用惩罚型变权改善了模型中掩盖“短板效应”的问题,确定了RIES的综合运行评价等级;最后,通过算例仿真验证了文中所提模型的评价综合性和处理状态不确定性问题的有效性,并对指标的优化顺序进行了灵敏度仿真分析研究。
基于分段线性化与改进二阶锥松弛的电-气互联系统多目标优化调度

该文以考虑电转气设备与燃气轮机的电-气互联系统为研究对象,建立以系统运行成本、污染气体排放量、系统削峰填谷指标及购电购气费用为优化对象的四目标优化调度模型。通过分段线性化及改进二阶锥松弛将混合整数非凸非线性模型转换为混合整数凸优化模型,并通过增强ε-约束实现目标降维,形成三目标优化问题,利用法线平面交叉法得到一系列均匀分布的Pareto前沿,根据熵权双基点法筛选出最优运行方案。最后,在改进的IEEE 30节点电力系统与比利时20节点天然气系统上进行仿真计算,结果表明通过该文建立的模型能得到有效的优化运行方案,为调度人员决策提供参考。
计及通信负载的5G基站储能调控策略

5G基站建设作为“新基建”的重要组成部分,正加快推进建设进程。随着5G基站建设数量剧增,基站备用储能将是一个容量可观的储能资源。由于5G基站仍处于建设初期,其作为新的储能配置主体参与配电网协同互动的策略仍亟待研究。文中设计了以盘活通信基站闲置储能资源为目的的5G基站云储能系统,提出计及通信负载的基站储能可调度潜力分析方法,并建立了5G基站储能参与电网协同调度模型。算例分析结果表明,文中所提5G基站储能调控策略可降低储能充放电对备电作用的影响,并利用基站通信负载的时间差异性与空间互补性,有效达到辅助电网削峰填谷、减少基站运营成本的效果,使电网与通信运营商互利共赢。
综合能源系统运行可靠性评估评述I:模型驱动法

综合能源系统运行可靠性更加关注系统在实时运行条件下的时变可靠性。对综合能源系统进行运行可靠性评估,不仅能实时反映系统运行状态,还能在考虑多重运行不确定性因素的前提下对未来短时段内的系统运行风险进行预测。综合能源系统涉及多个能源环节,存在不同供能子系统间的耦合问题,影响运行可靠性的因素极为复杂多样。为了规避短期运行风险,提升系统的安全性与可靠性,综合能源系统运行可靠性的建模及评估工作具有重要意义。该文首先对基于模型驱动的综合能源系统设备运行可靠性建模的研究现状进行阐述与总结;然后,从系统状态生成与选取、系统状态分析与评估、可靠性指标建立与计算三方面详细介绍了模型驱动的综合能源系统运行可靠性评估的研究现状;最后,系统归纳了现有研究存在的不足,以便后续研究进行参考和改进。
谐振式无线供能心脏起搏器多线圈无功屏蔽研究

为降低心脏起搏器无线供能系统的漏磁场对人体的伤害,该文提出一种150kHz条件下谐振式多线圈无功屏蔽心脏起搏器无线供能系统。建立LCC-C的补偿电路模型,通过研究谐振无功屏蔽线圈原理,仿真研究三种屏蔽线圈环路、匝数的磁场分布和传输效率,以及人体半身模型的电磁-温度场分布,确定了屏蔽线圈的最优环路和匝数。实验结果表明,在3环-5匝最优屏蔽结构下,距中心点35mm处的磁通密度减小了20.22%,传输效率可达76.03%,此时体内温升为1.01℃,符合植入式器件安全规定。所设计的多线圈无功屏蔽结构能有效降低无线电能传输(WPT)系统的漏磁,为植入式器件无线供能系统设计提供了一种新思路。
Top-Level Design Pattern of PM-Assisted Synchronous Reluctance Machines

The main challenge of the PM-assisted synchronous reluctance machine (PMASynRM) design is to determine numerous parameters for the requirement of multi-objectives. According to the top-level design concept, the optimization for PMASynRMs can be regarded as multi-parameter and multi-objective optimization problems (MOOPs). In this paper, the high-dimensional optimization problem is transformed into two low-dimensional optimization sub-problems. The analytical model algorithm has been established to solve the first sub-problem. Then, the optimization algorithms including the particle swarm optimization (PSO), the standard genetic algorithm (GA) with elitist strategy, and the pattern search (PS) are used for the second sub-problem. It is revealed that the optimization with PS algorithm is superior, in aspects of optimized machine performance and optimization efficiency, compared with that of PSO and GA algorithms. Furthermore, four PMASynRMs have been optimized with the developed process coupled 2D-FEA simulation, and significant performance improvement has been achieved after optimization. Finally, a 7.5kW@3 000r/min prototype machine is manufactured and tested to validate the top-level design pattern.
考虑铁心非线性的三相立体卷铁心变压器建模及空载特性分析

与传统三相平面叠铁心变压器相比,立体卷铁心变压器具有磁路对称、振动噪声低等优势,可应用于电力电子电能变换领域。为了提高系统整体功率密度,应尽可能提高变压器铁心工作磁通密度幅值,因此迫切需要准确评估立体卷铁心变压器在饱和边界状态的工作特性。该文主要研究考虑铁心非线性的三相立体卷铁心变压器建模。首先基于Jiles-Atherton(J-A)磁滞模型建立三相磁路模型;其次建立立体卷铁心变压器有限元(FEM)二维等效模型,相比三维FEM模型,可以缩短96.66%的仿真时间,减少92.93%的内存占用空间,在此基础上研究了非正弦激励下立体卷铁心变压器的工作特性;最后基于80kV·A立体卷铁心变压器样机建立试验平台,验证了本文模型的准确性,并分析了零序三次谐波对磁通密度幅值的影响。
去粉化对硅橡胶复合绝缘子性能的影响

运行在高海拔、强紫外、盐雾高湿等恶劣环境中的硅橡胶复合绝缘子表面会发生不同程度的粉化现象,影响绝缘子的运行性能。该文对在三种不同环境条件下老化10年以上的复合绝缘子伞裙粉化现象进行研究,分别测试了去除粉化层前后的憎水性、粗糙度、介电性能、微观形貌以及表面化学成分,分析去除粉化带来的性能变化。研究结果表明,去除粉化层后,复合绝缘子伞裙样品憎水性变差、粗糙度降低、介电性能下降,材料表面暴露出大量的微形孔洞,而表面化学成分可以恢复到与硅橡胶内部接近的状态。去粉化处理对复合绝缘子性能的改善不具有一致性,因此在实际运行中,是否需要对粉化复合绝缘子立即进行去粉化处理有待进一步研究。
基于在线监测系统与声振特征预测模型的高压并联电抗器运行状态评估方法

高压并联电抗器的声振信号特征是评估其运行状态的重要参考依据。当油箱内部重要结构件因长期振动出现松动,油箱振动形态发生改变,而油箱外部的声振特征变化程度也反映了重要结构件的缺陷程度。该文采用电抗器声振信号在线监测系统,对高压并联电抗器油箱表面振动信号和噪声信号进行持续监测。基于历史声振数据和时间序列预测模型,对未来一段时间内的声振特征进行预测,并对比长短期记忆(LSTM)模型和门控循环单元(GRU)模型下的预测效果。计算结果表明,GRU和LSTM的预测结果均可达到较高精度,并且GRU在计算方面更节约时间,这为高压并联电抗器的状态评估和潜在缺陷诊断提供了及时、有效的参考。在验证预测模型对电抗器声振特征预测精准的基础上,通过对比一段时间内的模型输出结果与实测结果的整体误差,可有效识别油箱内部的潜在缺陷和突发状况。该文的研究结果可在一定程度上降低变电站设备维护成本,提高设备完好率。
基于域对抗迁移卷积神经网络的小样本GIS绝缘缺陷智能诊断方法

近年来,数据驱动的人工智能模型在气体绝缘组合电器(GIS)绝缘缺陷诊断上取得了一定突破。然而,这些以海量实验数据构建的模型难以部署到现场复杂工况和小样本条件下,导致现有诊断方法现场应用困难。为了解决现场制约传统诊断方法应用的数据匮乏难题和现有诊断模型现场应用困难的问题,该文提出了一种新颖的域对抗迁移卷积神经网络用于小样本下的GIS绝缘缺陷智能诊断。首先,以自动寻优构建的卷积神经网络从缺陷样本中学习可迁移绝缘缺陷表征特征,自动寻优构建方法在减少网络构建过程人为干预的同时,有效提升了网络精度等多方面性能。然后,引入域对抗迁移学习,实现海量数据(源域)下训练模型到复杂工况和小样本(目标域)下的迁移,以提升诊断准确率。通过对抗训练方法学习类边界表征特征和域空间表征特征,实现了诊断知识的迁移。在域对抗训练中引入两个领域分类器来进行决策边界域空间的对齐,获得了更合适的特征匹配。在实验室和现场实验验证中,所提方法在目标域下分别达到了99.35%和90.35%的诊断准确率。结果表明,该方法可以有效学习可迁移特征,实现小样本GIS绝缘缺陷的高精度、鲁棒性诊断。
五相永磁容错电机的相间短路容错控制

永磁电机发生短路故障后,电机内的短路电流急剧增大,电机系统将失去平稳性,威胁重大装备的运行安全。与其他短路故障相比,相间短路破坏性最强。针对这一严重故障,该文提出一种五相永磁容错电机的相间短路容错控制。以稳定的输出转矩为目标,从消除相间短路引起的断相和短路电流这两个负面影响出发,构建最优容错电流。利用故障前后磁动势不变的基波降阶矩阵,重构非故障相电流,弥补相间短路下断相引起的转矩损失和转矩脉动。进一步地,在非故障相中注入补偿电流,以注入电流与短路电流的磁动势和为零为原则,抑制短路电流引起的转矩脉动。利用叠加原理合成所需容错电流,并通过载波脉宽调制技术固定所提容错控制的开关频率。最后,通过实测20槽/14极五相永磁容错电机故障,容错运行下的动、静态特性,验证了所提控制策略的正确性和可行性。
基于节点源荷电流差分的直流微电网储能变换器控制策略

直流微电网中分布式微源或负荷改变、线路短路,均会引起直流母线电压波动,储能单元的快速响应对于提高直流微电网稳定性至关重要,据此该文针对直流微电网储能变换器,提出一种基于节点源荷差分电流的控制策略。通过计算直流微电网源荷功率差额,确定储能交互功率,并计算储能调节电流,进而调节储能变换器占空比。相较有限集模型预测控制,省去了遍历储能变换器工作状态和寻优求解的过程,降低了在线计算量,且所提策略不受电感影响,提高了响应速度和精度,降低了直流微电网母线电压和负荷电流的波动。最后仿真和实验证实了所提策略的有效性。
中低频轻载工况下引入虚拟电抗的感应电机变频调速系统稳定控制

针对中低频轻载工况下感应电机变频调速系统存在的转速与电流振荡问题,该文提出一种引入虚拟电抗的感应电机变频调速系统V/f控制方法。首先,建立感应电机变频调速系统的数学模型,在此基础上分析V/f控制下感应电机变频调速系统的稳态性能。然后,分析引入虚拟电抗的感应电机变频调速系统的根轨迹,证明了引入虚拟电抗可提升感应电机变频调速的稳定性,达到抑制感应电机变频调速在轻载中低频工况下振荡的目的。最后,通过Matlab/Simulink仿真和大功率感应电机变频调速系统的实验平台,验证了采用该文所提的引入虚拟电抗的V/f控制方法,可实现感应电机变频调速系统在中低频轻载工况下低转速脉动和低电流振荡运行。
微电网负载端接口变换器的自抗扰稳压控制

混合储能微电网具有非线性、强耦合、负载扰动强、并/离网模式切换灵活等特性,针对传统控制难以取得理想效果的问题,该文将二阶线性自抗扰控制(2nd-LADRC)技术引入微电网负载端接口变换器的控制中。首先,根据状态空间平均法对被控对象进行分析并提取模型信息,根据状态方程与传递函数从系统层面设计2nd-LADRC控制器;然后,通过频域分析,验证2nd-LADRC控制器的收敛性和抗扰性,探讨观测器带宽与抗扰性能之间的关联,并运用Lyapunov理论分析应用2nd-LADRC控制器时的系统稳定性,得出系统在工程意义上是稳定的;最后,设计一台40kW实验样机,模拟在微电网和负载功率波动时不同控制策略的实验场景。实验结果验证了2nd-LADRC控制方法的可行性和有效性。
基于输出能效最优的感应电能传输系统耦合线圈设计

无网受流列车作为一种新型城市轨道交通车辆,摆脱了传统的架空接触网,借助耦合线圈进行电能传输,耦合线圈作为重要的传输媒介,其配置与布局既要与应用目标车型相匹配,又要保证感应电能传输系统的传输性能及稳定性。基于此,该文首先提出一种适用于实际工程应用的耦合线圈设计及配置方法,从硬件设计的角度出发,综合考虑系统能效因素,给出一种针对目标车型的线圈设计方案,在目标控制策略下,系统应用该耦合线圈设计方案始终保持高效能的输出。然后针对实际车辆参数及线圈配置参数搭建仿真模型,仿真结果表明,该方法能够满足系统运行需求,并能实现较优的能效输出。最后基于提出的线圈设计方法,搭建1.5kW小型实验平台验证设计方案的合理性。
基于正交磁场的无线能量和数据协同传输技术

该文提出一种新型的无线能量和数据协同传输方案,通过采用基于平面方形线圈和DD线圈的正交磁耦合机构,降低交叉干扰,拓展设计自由度,简化电路分析。提出基于有限元仿真的正交磁耦合机构优化设计方法,阐明能量传输和数据传输交叉干扰小的原因,研究能量和数据传输特性。为验证理论分析,搭建一个传输距离为130mm、磁耦合机构(包括能量线圈和数据线圈)外尺寸为120mm×120mm×15mm、输出功率为47W的样机,样机效率可达68.4%,数据传输速率为1.0Mbit/s。通过对比数据单独传输及能量和数据协同传输时的波形,证明能量传输和数据传输干扰可忽略。
单相五电平整流器滑模模型预测控制

五电平整流器由于具有大功率输出能力、网侧电流谐波小的特性而被广泛应用于高压电力传输变换场合。该文以耦合电感五电平整流器为研究对象,针对传统模型预测外环采用PI控制存在的动态性能差、抗扰动能力差的问题,提出滑模模型预测控制(SMMPC)算法。首先,分析整流器的五电平产生原理,在此基础上建立外环与内环控制所需的动态方程。然后,针对该整流器详细设计滑模模型预测控制算法。最后,仿真和实验结果均表明,该滑模模型预测算法不仅保留了模型预测固定开关频率、延时误差小的优点,同时与PI模型预测控制相比,其动态响应速度与抗扰动能力更加优异。
一种具有宽输出调压范围与低电压应力的单级无桥隔离型PFC变换器

针对单级无桥隔离型功率因数校正(PFC)变换器存在开关管电压应力大,工作于降压模式时,总谐波畸变率(THD)高、功率因数(PF)低的问题,提出一种具有宽输出调压范围与低电压应力的单级无桥隔离型PFC变换器。该变换器采用双绕组分裂电容的结构,降低了开关管与二极管的电压应力。通过引入工频开关管,消除变换器工作于降压模式时的输入电流畸变,实现降压模式下的高功率因数,从而有效拓宽输出电压的调节范围。变换器工作于断续导通模式(DCM)时,可实现二极管的零电流关断(ZCS)。详细分析变换器的工作原理和运行特性,并通过软件进行仿真证明,最后通过搭建一台50W实验样机,验证了该变换器能工作于较宽输出电压范围,具有开关管电压应力小、功率因数高、控制简单和转换效率高等优点。
基于表层梯度电导调控的直流三支柱绝缘子界面电场优化方法

气-固界面和嵌件-环氧界面的电场强度集中效应被认为是导致直流三支柱绝缘子发生沿面闪络和支腿炸裂的重要原因,传统的结构优化难以同时有效调控两个界面的电场分布,迫切需要更合理的调控手段。通过电-热-流多物理场仿真,研究直流三支柱绝缘子界面电场分布特性,指出电荷积聚是造成界面处场强集中的主要原因。据此提出基于“类U型”梯度电导的绝缘子双界面电场联合调控策略,通过嵌件-环氧界面高电导涂层和气-固界面非线性电导涂层的协同使用,使得三支柱绝缘子体电导和表面电导呈“类U型”梯度分布,可降低绝缘子内部及表面电荷积聚程度,从而优化界面电场分布。进一步研究双界面涂层对直流三支柱绝缘子界面电场的调控作用,并针对电场调节与损耗控制目标,实现对涂层电导参数的优化。研究结果表明:当嵌件-环氧界面涂覆材料电导率不小于10-12S/m、气-固界面非线性电导材料参数处于“临界饱和线”上时,支柱绝缘子嵌件-环氧界面最大电场强度可从4.48kV/mm降至0.04kV/mm,气-固界面最大切向电场强度从2.47kV/mm降至1.73kV/mm。参数优化后的双界面梯度电导涂层,可使界面电场集中效应得到有效抑制,同时将绝缘子最大电场与功率损耗控制在允许范围内,为高压直流三支柱绝缘子的优化设计提供了基础依据。
考虑超售的共享分布式光储混合运营模式协同策略研究

随着能源短缺、环境污染等问题日益突出,大量的可再生能源和储能(ESS)开始接入用户侧。由于可再生能源出力的间歇性造成的问题较为突出,因此研究电力市场环境下分布式光储的运营策略,对提高用户用电的经济性、ESS资源的利用率及系统的消纳能力具有重要意义。该文以社区为背景,借鉴航空等领域的超售运营策略,以社区用户群总收益最大为目标,建立了超售策略下社区共享光储联合运行的优化模型。对基于超售模式下共享光储社区能量管理系统进行了算例仿真,结果表明对于光储系统推广初期发掘用户积极性方面,少量超售ESS资源参与调频市场是一种经济高效的运营策略,能够充分利用ESS资源,促进清洁能源消纳。
基于ResNet-LSTM网络和注意力机制的综合能源系统多元负荷预测

综合能源系统中多种负荷之间可能存在复杂的、较强的相互耦合关系。相对于对各类负荷进行单一独立的预测,直接开展多元负荷预测能够进一步挖掘负荷之间的内在联系,提高预测准确度。该文提出一种基于ResNet-LSTM网络和注意力机制的多任务学习模型,用于拟合多能负荷之间的空间耦合关系和时间耦合关系。首先,采用多层ResNet作为多能负荷数据的特征提取单元,挖掘多能之间的空间耦合交互特征;然后,通过双向长短时记忆网络残差结构进一步挖掘多能负荷数据的时序特征;接着,使用注意力机制实现多任务对于共享特征不同程度的关注,体现不同子任务对共享特征的差异化选择,实现多元负荷的联合预测;最后,结合亚利桑那州立大学Campus Metabolism系统的多能负荷数据,与其他预测模型进行对比分析,结果表明所提出的多元负荷预测方法具有更高的预测精度。
地磁暴对电力系统稳定性的影响

鉴于近年来地磁暴侵害中低纬度地区电网事件的增加及强地磁暴引起的魁北克大停电事故,分析地磁暴对电力系统稳定运行的影响十分必要。受各种因素的约束,电力系统往往运行在极限稳定状态,地磁暴感应电流(GIC)会引起变压器无功损耗(以下简称为GIC-Q)增加,具有全网群发性和波动性的GIC-Q是否会增大系统失稳风险以及直流系统的加入是否会对电网抗磁暴能力产生影响尚未得到研究。从电力系统稳定的角度出发,研究长时间尺度下变电站GICQ的概率分布规律,结合GIC标准算例,在系统原有负荷的基础上将GIC-Q作为一种无功负荷,分析地磁暴对交流系统及交直流混联系统概率稳定性的影响。
基于双重Q学习的动态风速预测模型

准确的风速预测对新能源并网稳定运行具有重要意义。为提高风速预测精度,该文构建基于双重Q学习的动态风速预测模型。首先,构建由五种基础预测算法组成的风速Q学习模型集,充分考虑风速波动情况和属性因素,通过Q学习强化学习算法选取出每时段的最佳预测模型,得到初步的风速预测结果;然后,基于风速预测结果计算预测误差,构建第二阶段的误差Q学习模型库,筛选该模型库中的最佳模型,以修正初步预测值,对误差进行校正,得到最终的预测结果;最后,通过对实际风场不同季节的风速进行预测,验证所提方法的有效性。
考虑多灵活性资源协调调度的配电网新能源消纳策略

针对双碳目标下高比例新能源并网造成的灵活性调节资源匮乏及高效消纳难题,该文提出一种考虑多灵活性资源协调调度的配电网新能源消纳策略。首先,建立多灵活性资源灵活互动特性的刻画方法,兼顾配电网新能源消纳水平与经济运行,构建考虑多灵活性资源协调调度的新能源优化消纳模型;然后,为寻找优化消纳模型非支配解的可行域,基于双层嵌套结构建立多目标优化求解方法,并提出一种复合型线性化策略,将复杂的多目标非线性非凸优化消纳模型转换为多目标混合整数线性优化问题,实现优化消纳模型的高效求解;最后,采用IEEE 33节点测试系统和中国某地级市110kV配电网,验证所提消纳策略的有效性和适应性。
基于卫星遥感的超短期分布式光伏功率预测

光伏功率预测对于电网调度具有重要意义。该文针对缺少辐照度测量装置的分布式光伏电站,提出一种基于卫星遥感的超短期分布式光伏功率预测方法。首先基于Res-UNet模型对短波辐照(SWR)网格进行时空预测;然后对预测的SWR网格进行空间插值得到地面分布式站点的未来辐照度;最后构建基于编解码器的长短期记忆(LSTM)模型预测光伏出力。其中Res-UNet可以充分学习SWR网格的时空相关性,LSTM通过引入日编码和时间编码可以更好地学习辐照度的年周期性和日周期性。在真实光伏电站上的功率实验表明,与以数值天气预报辐照度为输入的光伏功率预测方法相比,以Res-UNet+插值预测的辐照度为输入的光伏功率预测方法实现了更高精度的超短期光伏功率预测。
550kV GIS盆式绝缘子小型化设计(一)——几何形状优化

在保证气体绝缘开关设备(GIS)绝缘强度的基础上,为减少SF6气体使用量、缩小设备体积,基于有限元仿真及数值优化方法开展了针对工程实际中的550kV盆式绝缘子小型化设计研究。在中心导杆与密封罐体之间距离缩小10%的条件下,通过对盆体凸面、凹面轮廓以及两端厚度的形状优化,可使得沿面电场分布更加均匀,盆体中心导体侧及低压法兰处的机械应力集中现象得到大幅缓解。相较于原始结构,经几何形状优化后的盆式绝缘子显著提升了的电气性能和力学性能。优化后的小型化绝缘子凹面沿面最大电场强度及最大形变量可分别降低25.4%和29.9%,并可减少盆式绝缘子6.1%的环氧复合材料使用量以及GIS密封罐体内约15%的SF6气体使用量。该文提出的GIS小型化改造方案兼顾了电气和力学性能,具有较高的制造可行性和应用前景,能够为紧凑型、环境友好型GIS设备的研制提供参考。
含多端柔性直流的交直流电力系统静态电压稳定域构建方法

针对高比例可再生能源并网给交直流电力系统静态电压稳定评估带来的挑战,提出一种含多端柔性直流(VSC-MTDC)的交直流电力系统静态电压稳定域(SVSR)构建方法。该方法根据含VSC-MTDC的交直流电力系统静态电压稳定域边界(SVSRB)的拓扑特性,计及SVSRB搜索过程中换流站控制策略的转换,构建含VSC-MTDC的交直流电力系统SVSRB快速求解的预测-校正模型。首先,该模型借助连续潮流求取出交直流电力系统SVSRB上的初始临界点;然后,根据交直流系统SVSRB上相邻临界点之间的关联,以上一个已求SVSRB临界点为初值,通过所提预测-校正算法求解下一个SVSRB临界点,在此过程中,计及换流站运行参数越限带来的控制策略转换问题,实现SVSRB临界点的准确求解,以提升SVSR的构建精度和效率,增强交直流电力系统的电压稳定态势感知能力;最后,将所提方法应用于含VSC-MTDC的IEEE 5节点测试系统和IEEE 118节点测试系统中进行分析。结果表明,所提方法可实现交直流电力系统SVSR的准确、高效构建。
十二相整流发电机并联供电系统直流中点环流特性及其抑制方法

十二相整流发电机是船舶中压直流综合电力系统的主要发电设备。将全船整流发电机输出的正负极、直流中点分别并联组网,向全船中压用电设备提供三线制直流电能,可减轻中压用电设备的绝缘和直流均压控制压力,但也增加了系统直流中点环流的风险。针对此问题,该文建立了等效电路模型,揭示了多台整流发电机并联时直流中点环流产生的机理与频率特征,提出了可有效抑制直流中点环流的接地电阻设计原则,时域仿真和物理试验验证了该理论分析结果的正确性。
基于深度强化学习的多能互补发电系统负荷频率控制策略

针对大规模可再生能源接入电网引发的系统调频性能下降的问题,该文提出一种基于数据驱动的风火储多能互补发电系统负荷频率控制方法。首先,通过机理分析建立多区域混合发电系统的数学模型;其次,构建含控制性能标准(CPS)、风电机组弃风(Picast)和动态性能指标的奖励函数,将负荷频率控制问题转换为最大化奖励函数问题,并引入深度确定性策略梯度算法进行求解,通过预学习和在线应用,获得风电机组实际出力情况下的最优自适应协调频率控制策略;最后,从中长期控制性能入手进行分析,通过加入连续阶跃扰动或实际风速扰动仿真,验证所提出方法在改进负荷频率控制性能上的有效性和可行性。仿真结果表明,系统发生扰动时,储能设备的引入及所提的深度确定性策略梯度算法不仅能够更加有效地抑制波动,而且能够在缩短完成负荷频率控制所需调节时间的同时最大限度地减少弃风,提高风电消纳的比例。
基于重构电压矢量的共直流母线型开绕组永磁同步电机改进直接转矩控制

针对共直流母线型开绕组永磁同步电机(OW-PMSM)基本电压矢量丰富、存在零序回路的特性,该文提出两种基于重构电压矢量的共直流母线型开绕组永磁同步电机改进直接转矩控制策略。为充分利用OW-PMSM所产生的电压矢量,定义19个重构电压矢量并基于此改进零序电流抑制方法,扩大直接转矩控制的备选电压矢量范围。根据重构矢量数量多、幅值不同的特点,将五位转矩滞环控制器引入直接转矩控制中,实现电机转矩脉动的抑制。针对滞环控制器控制精度有限等问题,提出无滞环控制器的改进直接转矩控制策略,定义一种新的区域划分方式并建立重构电压矢量选择表,通过对参考电压矢量的定位实现重构电压矢量的精确选择。实验结果验证了所提控制策略的可行性和优越性。
基于组合算法的混合励磁磁通切换电机最大转矩铜耗比控制

混合励磁磁通切换电机(HEFSM)具有永磁磁通切换电机和混合励磁同步电机的优点,通过调节励磁电流实现了调节气隙磁场的目的,这类电机在工业界尤其是电动汽车领域有着广泛的应用前景。该文提出一种针对HEFSM全速范围的优化最大转矩铜耗比(MRTC)控制策略。在低速恒转矩区域,采用优化的励磁电流来提高带负载能力,使铜耗最小,相比励磁电流与电枢电流随机组合策略和零励磁电流控制策略具有更快的响应速度。在恒功率范围,建立电机铜耗的目标函数,以转矩、电流、电压和转速等为约束条件。优化后的负励磁电流和d轴电流不仅可以获得较高的转速和产生磁阻转矩,而且在一定的转矩值下,铜耗最小,实现了转矩与铜耗的最大比值,在扩展电机转速范围的同时提高了效率。最后搭建基于dSPACE1103的电机系统实验平台,验证所提出的控制策略的可行性和有效性。
计及损耗的超磁致伸缩材料参数提取及有限元仿真应用

有限元法(FEM)是换能器设计的重要手段。超磁致伸缩换能器的核心振子——超磁致伸缩材料在应用中存在电磁损耗、机械损耗和磁机耦合损耗等。而现有的有限元仿真软件中的磁致伸缩模块无法对超磁致伸缩换能器进行多场耦合下的损耗的准确计算,且难以获取不同工况下的材料参数,给换能器的设计造成了较大的误差。因此相比压电模块,有限元仿真中的磁致伸缩模块仍未得到广泛应用。该文通过对压电和磁致伸缩的机电耦合的有限元控制方程的数值比拟,利用压电模块实现了对超磁致伸缩换能器的有限元仿真,并利用材料复参数对损耗进行表征,实现了超磁致伸缩换能器计及损耗的有限元仿真。为得到超磁致伸缩材料的特性参数,利用平面波法(PWM)对磁-机耦合特性参数测试平台进行阻抗建模分析,通过粒子群算法提取不同预应力下考虑损耗的特性材料参数,并将所得参数代入有限元仿真软件COMSOL Multiphysics中进行谐响应分析,所得结果与PWM模型结果及实验阻抗曲线吻合良好,证明了所提方法的可行性和准确性。
基于电流波动特征的永磁同步电机匝间短路与局部退磁故障分类诊断研究

针对永磁同步电机匝间短路故障与局部退磁故障难以区分的问题,该文提出一种基于电机同相与异相电流幅值波动特征的故障分类诊断方法。在分析定子绕组匝间短路故障与转子局部退磁故障对电流幅值影响机理的基础上,分别提取转子旋转一周内同相电流幅值波动特征和异相电流幅值之间的波动特征,建立了故障分类诊断指示器。仿真与实验结果表明,该指示器可有效识别定子绕组匝间短路故障与转子局部退磁故障。该文提出的方法可直接嵌入永磁同步电机控制软件,不需要增加额外的传感设备,具有较好的实用价值。
永磁同步电机单电流传感器系统的三相电流重构策略

电流传感器受制造工艺与使用环境等因素的影响,在永磁同步电机驱动系统运行时可能失效。为提高系统的容错控制能力,该文提出一种新的基于自适应观测器的单电流传感器矢量控制策略。该策略首先在旋转坐标系下建立电流自适应观测器的数学模型,然后对唯一可测量的相电流进行坐标变换与低通滤波,计算出电流自适应观测器所需要的电流误差信息,并使用粒子群算法对观测器参数进行优化设计。半实物实时仿真结果表明与传统方法相比,所提方法具有更好的动态与稳态性能以及更高的转矩控制精度,并对电机参数具有良好的鲁棒性。
木质素纳米颗粒/天然纤维基活性碳纤维材料的制备及其电化学性能

以木质素纳米颗粒(LNPs)负载的天然纤维复合材料为研究对象,利用KOH活化的方法对其进行处理制备生物质基复合多孔活性碳纤维电极材料。随后在三电极体系中对合成的复合多孔活性碳纤维电极材料进行了电化学性能测试。研究表明,在0.5A/g的电流密度下,KOH活化的复合碳纤维电极材料的比电容为351.13F/g,远高于相同条件下未活化的复合碳纤维电极材料的比电容(7.88F/g)和未负载LNPs的天然纤维基活性碳纤维材料(306.50F/g)。而且在活化过程中,负载在纤维表面的LNPs会形成多孔的活性碳层结构,这会进一步提高复合活性碳纤维材料的循环稳定性,同时LNPs中丰富的羟基赋予复合材料额外的赝电容。在10A/g的电流密度下经过10000次循环后,复合活性碳纤维电极材料的电容保持率仍然为95%,高于未负载LNPs的活性碳纤维电极材料的电容保持率87%。结果表明,木质素纳米颗粒/天然纤维基活性碳纤维材料是一种理想的电极材料,本研究也为LNPs在生物质碳纤维作为储能电极材料的高值化应用提供了一条新途径。
湿式烘焙技术研究进展

湿式烘焙是指180~260℃下在过热水中进行生物质预处理的技术,因其适用范围广、能耗低、预处理效果显著等优势,受到了广泛关注,但也因其发展尚处于起步阶段,存在诸多问题。文中综述了湿式烘焙技术的定义、反应机理及其优点,重点关注湿式烘焙固体产物物理化学特性的变化(最优条件下,产物质量密度升高33.2%,能量密度升高48.2%,研磨能耗降低25.6倍,平衡含水率降低2.9倍,球团耐久性升高33.0%,热值升高45.1%,燃点升高67℃)。讨论了湿式烘焙反应条件对于处理效果的影响,探究了湿式烘焙条件和燃料性能之间的内在联系,对生物质燃料湿式烘焙预处理及工艺耦合应用进行了全面概述,对湿式烘焙技术的经济可行性进行了综合分析。最后,明晰了湿式烘焙技术的缺陷及相应的应对措施,并对其未来的应用场景进行了分析展望,为提高湿式烘焙技术环境友好性和经济可行性提供一些理论基础。
高孔密度下泡沫铜的填充率对石蜡融化传热机理的影响

基于石蜡和高孔密度的泡沫铜制备了复合相变蓄热材料,设计并搭建了一套可视化蓄热实验装置,分析了高孔密度下泡沫铜填充率对石蜡相变过程的强化传热机理,得到了复合相变蓄热材料的综合传热系数。实验结果表明,当泡沫铜填充率为0、0.43%、1.29%和2.15%时,复合相变材料的综合传热系数先减小后增大,分别为1.26W/(m·K)、1.18W/(m·K)、1.44W/(m·K)和1.88W/(m·K),因此随着泡沫铜填充率的增加,复合相变材料的融化时间先增长后缩短。此外,随着泡沫铜填充率从0.43%增至2.15%,复合相变材料融化时传热机制中导热占比从17.26%上升到86.01%,自然对流占比从82.74%下降到13.99%。
纳米木质素基多孔炭的制备及其电化学性能

基于绿色低共熔溶剂(DES)高效分离麦草生物质组分以制备纳米木质素(LNP),本文采用化学活化法并进一步热解炭化制备纳米木质素基多孔炭(LNPC)。借助SEM、Raman、BET-物理吸附等分析手段研究了锌系活化剂及热解炭化温度(600℃、700℃、800℃)对LNPC的结构特征及电化学性能的影响。研究结果表明,相对于LNP直接热解炭化后纳米碳粒子的极易团聚,经锌化物活化后所制备的LNPC表现出更好的分散性和多级孔道形貌结构。尤其,以ZnCO_3活化后制备的LNPC-ZnCO_3-800具有更突出的性能,较高石墨化程度(ID/IG为0.68)、较高BET比表面积(679m~2/g)、高介孔率(86.7%)、均匀纳米碳粒子构成的介孔结构。此外,以LNPCZnCO_3- 800制备的工作电极,在0.5A/g时的比电容可达179F/g,与直接热解炭化的LNPC-800(64F/g)相比,其比电容的容量提高了180%。
微通道反应器中甲苯过量连续绝热硝化制备单硝基甲苯

为降低甲苯釜式硝化中多硝基酚等副产物、废酸中有机物的质量分数,本文采用微化工系统,在甲苯过量的前提下,探究流速、硝酸甲苯摩尔比及硫酸硝酸质量比等因素对硝化反应的影响。结果表明,采用73%硫酸、反应初温为35℃、硝酸甲苯摩尔比为0.6、硫酸硝酸质量比为10、反应体系停留时间为240s时工艺条件最优,此时硝酸利用率大于97%,二硝基甲苯(DNT)的质量分数为0.84%,多硝基酚的质量分数为0.12%。相较于传统釜式工艺,采用连续绝热硝化后,反应时间大幅降低,多硝基酚质量分数降低50%以上;当甲苯过量时,甲苯起到萃取的作用,酸相中有机物的质量分数降低至0.18%,有利于后续废酸处理。
全极化合成孔径雷达高维小样本数据在森林地上生物量估算中的应用

以河北省承德市塞罕坝机械林场为试验区域,设置37块实测样地;以随机森林模型、自适应遗传算法为基础,构建随机森林模型与自适应遗传算法的混合算法(RF-LOOCV-AGA),对高维小样本合成孔径雷达(SAR)数据特征集同时进行特征选择和回归估计;利用试验地大地2号(ALOS-2)全极化数据提取121个高共线性特征,结合实测样地数据,构建高共线性高维小样本数据集,并应用随机森林模型与自适应遗传算法的混合算法、随机森林算法、逐步回归法,分析全极化合成孔径雷达数据估算森林地上生物量时,因样地较少、影响因素维数多存在的高共线性;探索在算法层面各极化分解参数之间存在的高共线性及小样本林业数据回归估计泛化能力。结果表明:随机森林模型与自适应遗传算法的混合算法从121个高共线性特征集中筛选出含19个影响因素的特征子集,交叉留一法验证泛化精度决定系数为0.906 9、均方根误差为14.184 0 t/hm~2、相对均方根误差为11.70%;逐步回归法从121个高共线性特征集中筛选出含7个影响因素的特征子集,交叉留一法验证泛化精度决定系数为0.777 0、均方根误差为23.075 9 t/hm~2、相对均方根误差为= 19.03%;拟合决策树数目为50、100、150、200的随机森林模型,交叉留一法验证泛化精度均方根误差分别为18.479 44、18.050 25、18.180 52、18.395 33 t/hm~2。3种方法泛化精度对比表明,在高维高共线性小样本情况时,随机森林模型与自适应遗传算法的混合算法精度,优于随机森林算法、逐步回归法。
基于DEA模型的长江沿线主要内河港口效率评价

为准确有效评价我国长江沿线内河港口效率,在构建内河港口效率评价体系基础上,运用三阶段DEA模型对2013-2018年长江沿线7个主要内河港口的效率进行实证分析。研究结果表明:长江沿线主要港口整体上综合效率未达到效率前沿面,实际上是规模无效率造成的,且存在较大的投入冗余和资源浪费现象,但总体呈上升态势,具有时间动态变化性;各区域港口效率存在较大差异,长江上游和长江下游的港口效率相对较高,长江中游的港口效率最低;排除环境和随机因素后,港口的综合效率、纯技术效率和规模效率都有不同程度的波动,说明这些因素确实对港口效率存在影响。最后,根据我国长江沿线内河港口存在的问题提出相关建议。
不同利用方式对黑钙土腐殖质组分剖面分布特征的影响

为研究土地利用方式对土壤腐殖质组分的影响,以东北黑钙土区天然草地、人工林地和耕地为研究对象,采集0~ 100 cm土体中不同土层样品(腐殖质层、过渡层、石灰淀积层、过渡层和母质层),分析了不同利用方式土壤胡敏酸(HA) 、富里酸(FA)和胡敏素(HM)质量分数和性质特征,从而为应对不同利用方式土壤固碳和提高黑钙土的可持续利用提供科学依据。结果表明: 3种利用方式黑钙土腐殖质组分质量分数和性质明显不同。由腐殖质层至母质层,草地、林地和耕地土壤腐殖质各组分质量分数均随土层加深降低,HA、FA占土壤总有机碳比例随土层加深增加,而HM占土壤总有机碳比例随土层加深减少。草地转换为林地和开垦为耕地后,均造成HA、 FA和HM质量分数减少,HA分别减少了14%、9%,FA分别减少了16%、17%,HM分别减少了4%、15%。不同利用方式土壤剖面中HA质量分数的差异在各土层都有发生,FA质量分数的差异主要发生在腐殖质层和淀积层以下的土层,说明土地利用方式对HA、FA的影响机制不同,易分解的FA在表层容易受到土地利用方式的影响。从腐殖质层至母质层,草地、林地和耕地土壤w(HA) ∶ w(FA)比值整体呈增加趋势,土壤有机质的稳定程度增强。草地土壤剖面HA和FA质量分数都高于林地和耕地,但w(HA) ∶ w(FA)比值总体上低于林地和耕地,反映了FA化学活性较高,易于矿化,开垦后其质量分数下降较快,不利于土壤FA的积累。
从工艺矿物学角度分析稀土尾矿作为NH_3-SCR催化剂的可行性

选择性催化还原法(SCR)是工业上广泛应用的控制NO_x排放比较成熟的技术,矿物催化剂逐渐成为脱硝领域的研究热点,稀土金属元素和过渡金属元素具有联合协同作用,白云鄂博稀土尾矿堆积量巨大且共伴生元素丰富,二次资源的利用"迫在眉睫"。本文从稀土尾矿的工艺矿物学角度深入分析其作为脱硝催化剂的可行性,稀土尾矿含有赤铁矿/磁铁矿、黄铁矿、氟碳铈矿、钛矿物和锰矿物等矿物,其中Fe, Ce,Mn均可作为催化剂的活性元素。矿物间的连生有利于活元素的联合作用,磁铁矿和氟碳铈矿与碳酸盐矿物、硅酸盐矿物、萤石及其他矿物连生有利于活性元素分散。含有Fe和Ce元素的矿物小颗粒(18.75~89.19 μm)占比较高。酸活化后稀土尾矿脱硝活性最高为83%,N_2选择性在88%以上。稀土尾矿经过机械力或酸等活方式活化后,有希望成为脱硝催化剂。
铼含量对第四代镍基单晶高温合金凝固组织的影响

以第四代镍基单晶高温合金DD15为基础,将其铼含量(质量分数)分别调整为5%,6%,7%制备单晶高温合金,研究了铼含量对合金凝固组织特征与元素分布的影响。结果表明:随铼含量的增加,试验合金的γ'相析出温度、溶解温度升高,固相线温度略微下降,液相线温度无明显变化;增加铼含量,合金一次枝晶间距与二次枝晶间距均增大,(γ+γ')共晶组织含量增多,γ'相尺寸减小,体积分数降低;铼含量的增加使得合金组织中负偏析元素铼、钨、钼、铬、钴的偏析程度降低,但正偏析元素钽的偏析程度增大。
电站中超期服役10CrMo910钢的高温蠕变行为

对某热电厂机组中运行2×10~5 h以上的主蒸汽管道用10CrMo910钢进行不同温度(535,560,580 ℃)的高温蠕变试验,研究该钢的高温蠕变行为及组织演变过程。结果表明:不同温度高温蠕变后,超期服役10CrMo910钢的晶粒发生了明显变形,贝氏体和铁素体基体中都发生了再结晶,析出相粗化,蠕变孔洞变大变深,蠕变损伤加重;随着蠕变温度的升高,蠕变断裂时间从4 633 h降低到2 314 h,高温蠕变断裂强度从87.7 MPa降低到58.3 MPa,10CrMo910钢的高温蠕变性能降低;蠕变断口为韧窝状,无明显的剪切撕裂区,可见明显的二次裂纹和析出相,断裂方式均为准解理断裂。
CeO_2基磨粒在化学机械抛光中的研究进展

CeO_2由于其适当的机械性能及高的化学活性,更重要的是其对Si_3N_4/SiO_2的高选择性去除,使其被广泛应用于浅槽隔离化学机械抛光工艺中。本文论述了CeO_2基抛光液的抛光机制的研究进展,从CeO_2磨料的形貌尺寸、晶体结构、力学性能方面分析了磨料性质对抛光性能的影响,并进一步讨论了CeO_2基研磨颗粒及相关辅助抛光技术在CMP应用上的研究进展。以此为CeO_2基磨料的可控制备及新型抛光技术的发展提供借鉴,并希望能够促进CeO_2基研磨颗粒在抛光工艺中作用机制的揭示,使CeO_2抛光液更广泛地应用于材料的平坦化处理中。
海洋环境中运动副材料摩擦学性能的研究进展

随着海洋中丰富资源的深入开发,涉海机械装备运动副的摩擦磨损问题越来越受到研究人员的重视。综述了海洋环境下金属、陶瓷、聚合物等运动副中主要材料的研究现状,系统分析了海洋工况下运动副材料摩擦学性能的影响因素,讨论了深海摩擦学测试设备的研究进展,为涉海机械装备运动副的选材和应用提供支撑。
黄土湿陷微观机理研究现状及发展趋势

黄土特有的湿陷性使其具有遇水软化和工程扰动的强致灾特性,从根本上认清黄土的湿陷机理,是解决黄土地区地质灾害及工程地质问题的迫切需求。文章搜集整理黄土湿陷机理方面的研究成果,从黄土的胶结物组成、性质及胶结方式,微结构特征和颗粒间作用力等三个方面归纳总结黄土湿陷微观机理的研究现状。通过实例分析初步探讨了延安新区马兰黄土的湿陷机理。结果表明:(1)黄土的微结构特征回答了黄土"如何湿陷"的问题,颗粒间胶结物组成、性质及胶结方式以及颗粒间作用力直接回答了黄土"为何湿陷"的问题;(2)延安新区马兰黄土中大于23 μm的镶嵌孔隙为湿陷提供主要空间,黏土胶结的水化膨胀是引起颗粒间强度降低、发生湿陷的主要原因之一;(3)目前黄土湿陷机理研究仍不够系统、深入,一些湿陷现象仍缺乏合理的解释,由此认为高精度的三维表征是黄土微结构研究的基础,水、力作用下微结构的高精度动态演化观测,以及黄土中胶结物的组成、性质及胶结方式的精细化研究,是理解黄土"如何湿陷"和"为何湿陷"的重要途径;(4)在此基础上,建立不同类型黄土的微观信息数据库,通过数理分析及人工智能等方法,明确单一要素对宏观湿陷行为的控制作用,同时构建考虑主要微观要素的理论模型,预测不同条件下的宏观湿陷行为。以上研究将对深入理解黄土湿陷机理、建立黄土湿陷微观要素与宏观行为的定量联系具有重要理论意义和实际应用价值。
动态冲击下锦屏大理岩力学响应与能量特性

为了分析锦屏水电站大理岩的动力学响应和能量特性,采用分离式霍普金森压杆对岩样开展了动态压缩试验,并引入分形维数定量表征试样的破碎形态、能耗特性及其与应变率的内在关系。结果表明:动态载荷下大理岩应力-应变曲线初始压密段不明显,当应变率较低时,应力-应变曲线呈现出回弹现象;试样峰值应力随应变率的增大而增加,且动态抗压强度与应变率对数呈线性关系;试样能量时程曲线呈"S"型演化,入射能、反射能及透射能均随应变率的增高而增大,动态抗压强度与能耗密度呈对数增长关系;随着比能量耗散值或应变率的增加,试样破坏程度和分形维数均逐渐增大。本文研究对提高爆破等动态荷载下岩石损伤破坏机理的认知具有一定参考价值。