mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
伴矿景天重金属吸收与土壤阳离子养分供应的关系——基于中国南方地区土壤大样本的盆栽试验
探究伴矿景天(Sedum plumbizincicola)镉(Cd)、锌(Zn)吸收与土壤阳离子养分元素供应的关系,以期从养分调控角度指导提高超积累植物的修复效率。采用盆栽试验比较了中国南方地区不同类型、不同耕作方式和不同污染程度的49个土壤上伴矿景天生长及重金属吸收情况,利用相关分析、广义梯度增强模型等手段挖掘限制植物重金属吸收的关键阳离子养分因子。结果表明:①土壤全量锰(Mn)和铁(Fe)是影响伴矿景天生长的主要养分因子,贡献率分别为34.61%和16.31%;②有效态钙(Ca)、全量镁(Mg)与地上部Cd含量及吸收量显著正相关,其对地上部Cd含量的贡献率为16.90%和10.39%,而有效Mg对地上部Cd含量的贡献率为14.21%;有效Mn对伴矿景天Zn吸收影响最大,其对地上部Zn含量和吸收量的贡献率分别为17.76%和20.86%。土壤不同阳离子养分元素的供应对伴矿景天生长和重金属吸收能力有一定的影响,其中土壤Mg和Mn是影响伴矿景天Cd和Zn吸收的重要养分元素,今后可通过调控养分供应促进伴矿景天Cd和Zn的吸收,提高修复效率。
基于区块链的多域微电网电力市场动态博弈
区块链作为一种去中心化的数据库技术,可针对电网分布式能源实现有效信息交互。随着双碳目标的提出,微电网成为能源互联网的重要组成部分。基于此,提出了一种多域微电网代理商的定价及购电策略,并基于区块链设计了全新的电力交易模式以改进微电网电力市场。为实现代理商和微电网用户各自追求利益最大化,构建了主从博弈模型。仿真结果表明,区块链公开透明的特点有效提高了用户用电决策的精准性和运营商的经济效益,实现了多方共赢,该模型的适应性和有效性得到了有效验证。
褪黑素对干旱胁迫下紫花苜蓿种子萌发及幼苗生理特性的影响
为探究褪黑素预处理对紫花苜蓿(Medicago sativa L.)幼苗抗旱性的影响,本试验以‘中苜一号’紫花苜蓿为材料,设置4个聚乙二醇(Polyethylene glycol, PEG)浓度和5个褪黑素浓度进行发芽试验,分别筛选出最佳的PEG和褪黑素浓度来处理紫花苜蓿幼苗,观测处理前后紫花苜蓿幼苗的表型及生理指标。结果表明,50μmol·L~(-1)和100μmol·L~(-1)褪黑素预处理能有效提高10%PEG模拟干旱胁迫下紫花苜蓿种子的发芽率、幼苗鲜重及根长;50μmol·L~(-1)褪黑素预处理显著提高了干旱胁迫下紫花苜蓿幼苗的叶片含水量、可溶性糖含量和脯氨酸含量,另外,电解质渗透率和丙二醛含量均显著降低,抗氧化酶合成相关基因的表达水平显著上调,抗氧化酶活性增强。本研究验证了适宜浓度的褪黑素处理能有效缓解干旱胁迫对紫花苜蓿幼苗造成的损伤,增强紫花苜蓿幼苗的抗旱性,为褪黑素在紫花苜蓿耐旱栽培中的合理使用提供了一定的参考。
基于高斯滤波与多尺度CNN的抗噪轴承故障诊断方法
针对滚动轴承在强背景噪声环境下故障诊断性能不佳,已有基于深度学习和降噪处理的故障诊断模型规模较大,复杂度较高导致难以实际部署的问题,提出一种基于高斯滤波(Gaussian-filter)和多尺度卷积神经网络(Multi-Scale Convolution Neural Network,MSCNN)的滚动轴承故障诊断方法,可在噪声环境中实现低复杂度、高精度的故障诊断,并对不同负载情况具有高鲁棒性。该方法首先构造适应不同信噪比的最佳滤波核,然后对有噪信号进行降噪处理,最后使用MSCNN自适应提取信号多尺度特征,实现多类别故障诊断。实验结果表明,与当下最先进的各种故障诊断方法相比,该方法在各种强度噪声下均具有较高故障诊断精度,且在时间和空间维度上具有较低的复杂度,有望在工业生产中得到实际应用。
非常规油气区带特征及资源管理思考
非常规与常规油气聚集体既有密切关联又存在本质区别。非常规油气区带具有4个基本特征,包括用邻井推测未钻井区域生产特征的非可靠性、各井估算最终可采量(EUR)的统计分布具有可重复性、连续油气系统的区域性及游离烃的动力学特征具非达西性。因此,非常规油气面临比常规油气更大的技术和商业挑战,其资源储量应在7个方面创新管理理念,包括储量资产价值化、经济可采储量为核心的分类体系、全生命周期一体化模式、缝控体积和井控储量、储层与生产特征的非均质性、风险定量评价和经济可采储量保守评估等。深化非常规油气区带特征研究与创新资源储量管理,有利于推进中国非常规油气的勘探开发及油气资源管理体系的完善。
中国生态脆弱区叶面积指数变化的主导气象因子研究
开展气候变化背景下中国生态脆弱区叶面积指数(LAI)变化的主导气象因子研究,对揭示该区陆地生态系统的变化规律和生态系统对气候变化的动态响应具有重要意义,并为生态恢复建设提供科学依据。基于CN0 5.1气象数据和全球陆表特征参量(GLASS)LAI产品,利用主成分分析方法研究了中国生态脆弱区1982-2017年LAI的变化特征及其主导气象因子。结果显示:1982-2017年,中国生态脆弱区气温基本呈上升趋势,而降水趋势的区域差异显著。大部分生态脆弱区LAI呈增长趋势,包括干旱半干旱、黄土高原、青藏高原和西南岩溶山地石漠化脆弱区大部,以及北方农牧林草脆弱区西部和东南部、南方农牧脆弱区北部和东南部。中国生态脆弱区LAI增长的主导气象因子是气温,其中生态脆弱区大部LAI增长的主导气象因子是日平均气温,而干旱半干旱脆弱区西部和南方农牧脆弱区LAI增长的主导气象因子分别是和日最低和最高气温。研究表明,在研究时段升温对我国生态脆弱区植被生长有积极影响,但在一些区域受湿度状况调制。
南水北调东线平原水库生态服务效益评估-以大屯水库为例
为评估南水北调东线平原水库生态服务效益,基于生态系统服务理论,综合影子工程法、意愿支付法等方法提出服务价值核算标准;将粗糙集理论和层次分析法作为权重确定方法,进一步评估平原水库对地区人类福祉的贡献;以大屯水库为实际案例开展应用研究。结果表明:平原水库具备洪水调蓄、固碳释氧、水源涵养等共计12项生态服务功能;以水量供给为纽带,为地区带来经济、生态、社会效益,促进地区福祉提升;大屯水库具备8项服务功能,2021年时该水库总服务价值达2.365亿元,供给服务价值是其主要构成,该水库为地区提供的经济、生态和社会效益各占50%、41%和9%。研究成果在指导管理机构实现科学管理,促进水利工程更好地实现生态价值方面具有实践意义。
计及综合能源系统全寿命周期碳排放和碳交易的电转气设备和光伏联合优化配置
综合能源系统(IES)能够提高能源利用效率,合理配置低碳设备可有效降低碳排放,促进碳中和。提出了一种计及IES全寿命周期碳排放和碳交易机制的电转气(P2G)设备和光伏(PV)容量联合配置方法。对基于某分布式能源站的IES进行设备建模,构建了IES全寿命周期碳排放模型,给出了P2G设备和PV的全寿命周期碳排放计算方法;以基于阶梯罚金机制的碳交易成本、含用水成本和考虑分时电价的购能成本以及设备成本之和最小为优化目标,建立了P2G设备和PV的联合优化配置模型。基于某分布式能源站的实际参数进行算例分析以验证所提方法的正确性和有效性,并探讨了碳交易机制对优化配置结果的影响。
配电网运行状态空间的安全性分布:特征及应用
随着智能电网建设,我国城市配电网的调度运行将变得更精细,深入研究配电网运行的状态空间十分必要,特别是调度部门关心的安全性问题.本文研究了配电网运行状态空间的安全性分布.首先,为建立系统状态(工作点)和安全性结果间的映射关系,设计了两种计及主变容量约束的安全函数,用来量化系统的安全程度.其次,提出了运行状态空间安全性分布的概念,状态空间内所有工作点及其安全函数值构成了安全性分布.然后,在IEEE RBTS-Bus4扩展算例中验证了所提概念和方法,并绘制了算例配电网的状态空间安全性分布图.研究发现,在状态空间中,安全性分布形成了一种类似自然界电场、磁场的"安全性场",其分布特征如下:以空载点为中心呈"等安全线"形式分布,并且具有单调减的自然特性,即距离中心越远,等安全线值越低.等安全线的法线方向是安全性变化最快方向,也是安全性提高的最优控制方向.
肥沃耕层构建对东北黑土区旱地土壤肥力和玉米产量的影响
有机物料还田是提高土壤肥力、改善土壤结构和增加作物产量的重要农艺措施之一。本研究通过分析有机物料深混还田构建肥沃耕层后土壤的有机质、速效养分含量和玉米产量,明确了黑土区不同土壤类型旱地土壤肥力指标和玉米产量对肥沃耕层构建方式的响应特征,以期为实现东北黑土区旱地保护性利用和农业可持续发展提供科学依据。采用小区试验与大区示范相结合的方式,在黑龙江省、吉林省和辽宁省选取9个生态类型区作为试验点,土壤类型包括黑土(中厚黑土和薄层黑土) 、草甸土、黑钙土、白浆土、棕壤、暗棕壤和褐土。每个试验点均设置了玉米秸秆深混构建肥沃耕层(CF_Ⅰ) 、秸秆配合有机肥深混构建肥沃耕层(CF_Ⅱ)和无有机物料还田(CK) 3个处理。其中,CF_Ⅰ、CF_Ⅱ处理的小区试验和大区示范的秸秆还田量分别为10000 kg·hm~(-2)和全量还田,CF_Ⅱ处理的有机肥施用量为30000 t·hm~(-2); CF_Ⅰ和CF_Ⅱ处理中有机物料的还田深度均为0~35 cm。结果表明:不同土壤类型旱地的土壤肥力差异较大,不同土层表现为亚耕层土壤肥力小于耕层土壤,其中暗棕壤和白浆土尤为突出;棕壤、褐土耕层和亚耕层的土壤肥力均偏低;黑土和草甸土的质地比较黏重和犁底层较厚。在试验时间为两年以上的5个试验点中,与CK相比,CF_Ⅰ和CF_Ⅱ处理耕层的土壤有机质、碱解氮、速效磷和速效钾含量平均增加1.85 g·kg~(-1)、20.16 mg·kg~(-1)、1.56 mg·kg~(-1)和17.2 mg·kg~(-1),亚耕层较耕层增加了2.09 g·kg~(-1)、12.06 mg·kg~(-1)、2.18 mg·kg~(-1)和3.84 mg·kg~(-1)。与CK相比,CF_Ⅰ处理显著增加了耕作层和亚耕层土壤有机质和速效磷含量,CF_Ⅱ处理显著增加了耕作层和亚耕层的全部土壤肥力指标,说明肥沃耕层构建是提高土壤肥力的重要途径,其中玉米秸秆配施有机肥是快速提升土壤肥力的有效方法。受不同地区水热条件和土壤类型等的影响,不同试验区的玉米产量差异较大;不同处理间差异显著,表现为CF_Ⅱ>CF_Ⅰ >CK,说明肥沃耕层构建方式在不同生态类型区均能有效提高玉米产量。采用玉米秸秆或者玉米秸秆配合有机肥深混的肥沃耕层构建方式能够同步培肥耕层和亚耕层土壤,提高玉米产量。不同生态类型区应根据土壤类型、有机物料来源等采取相应的肥沃耕层构建方式,建议在有机肥源充足的区域,优先采用秸秆配合有机肥深混构建肥沃耕层。
基于最优拟合函数的SPI指数的松嫩平原干旱特征分析
松嫩平原是我国重要的商品粮生产基地,利用松嫩平原21个气象站点1961—2015年逐月降水数据,选用基于最优拟合函数的标准化降水指数作为干旱指标,分别从干旱频率、干旱历时、干旱站次比等角度,分析松嫩平原干旱的时空变化特征.从季节来看,松嫩平原冬季出现了显著的湿润趋势$\left( {P = 0.002} \right)$,春季次之$\left( {P = 0.039} \right)$,两季的干旱频率分别为26%和29.7%,且均有重旱现象发生;夏季和秋季呈干旱化趋势,干旱频率均为22.2%,但没有重旱现象发生.从年尺度上看,松嫩平原54a间发生持续时间为7个月及以上的干旱事件共7次,远高于其他连旱事件的次数,但总体表现为湿润化趋势.从空间来看,在年、季尺度上干旱频率整体从西南向东北递增,冬季的高频干旱区主要分布于泰来、明水和扶余及其周边地区,呈零星分布;春季和夏季主要集中于松嫩平原东北部,其中春季的高频干旱区面积大于夏季的高频干旱区面积;秋季主要集中于松嫩平原西北部和中部,主要分布于富裕、齐齐哈尔和安达等地.尽管松嫩平原的干旱严重程度有所下降,但54a间有39次出现了全域性干旱,并且干旱的影响区域呈扩大趋势.该结论能为松嫩平原的抗旱减灾及保障粮食安全提供一定的科学理论指导.
基于特征矩阵分区等值和自适应插值切换的有源配电网多速率并行仿真方法
现代有源配电网呈现复杂多变、多时间尺度的特征,采用单一仿真速率难以同时兼顾计算效率与精度,对此该文提出基于特征矩阵分区等值和自适应插值切换的有源配电网多速率并行仿真方法。首先,构建系统状态空间矩阵,并基于状态矩阵特征值的量级将系统拆分为多个动态特性差异的子系统,通过将系统的状态矩阵进行分块等效,实现子区域在小步长时刻的独立仿真解算与在大步长时刻的等效补偿,在保证仿真精度的基础上大幅降低了系统仿真规模;然后,针对各区域间数据交互不同步问题,通过倍率步长相量法分析线性插值误差产生原理及主要影响因素,并提出基于二阶泰勒展开式的多步自适应插值仿真算法,可以根据系统频率与仿真步长需求调节相关插值参数,显著降低插值误差;最后,采用改进型IEEE 123节点配电网算例,通过分区等值/插值计算与仿真结果的对比,验证了所提多速率并行仿真方法的可行性与有效性。
含DG的配电网系统谐波分布特性研究
为分析含DG的配电网谐波分布特性,首先基于DG与配电网耦合系统拓扑结构推导出谐波耦合导纳矩阵,其表明阻抗网络参数变化会影响谐波分布。然后给出含有DG的配电网数学模型,从理论上分析出配电网中谐波电压畸变率的变化规律的影响因素。最后基于PSCAD搭建了分布式电源与配电网联合仿真系统,针对分布式电源(风力发电,太阳能发电)不同出力、不同位置,仿真分析分布式电源对配电网谐波分布的影响。仿真研究结果表明:DG的分布位置,不同出力直接影响配电网谐波分布。该研究结果对分布式电源的选址和定容有重要的参考价值。
电缆线路对城市配网变电站无功影响研究
如今大中型城市电缆线路使用率逐渐升高,但由于电缆线路对地电容大,其广泛使用可能导致负荷低谷时出现容性无功倒送,甚至末端电压升高。为应对该问题,以电缆线路对城市配网变电站无功功率可能造成的影响为研究对象进行了分析。采用青岛电网实际运行参数,运用前推后推法首先对不同负荷下单条电缆出线的电路模型进行了分析。然后在此基础上应用叠加原理对具备多条电缆出线的变电站进行分析。最后得出结论,现有青岛配网运行情况下,电缆线路的增多很难造成无功倒送或者线路末端电压升高的情况,亦无需配置感性无功补偿设备,为城市配电网工程建设提供参考。
蓝绿基础设施多功能对景观格局的时空响应及风险区分级——以四川天府新区为例
城市蓝绿基础设施(Blue-Green Infrastructure,BGI)提供着多种类型的生态系统服务功能,研究BGI景观格局和功能的关系,对提高城市生态系统服务功能具有重要意义。以四川天府新区(含协调管控区)为研究区,利用2010、2015、2020年3期土地利用数据,测度景观格局、BGI多功能的时空演变特征,并采用地理探测器探测BGI多功能对景观格局的时空响应。最后基于探测结果进行低服务功能等级风险区分级。结果表明,2010-2020年,研究区景观格局变化显著,景观破碎化持续加剧、连续性降低、景观趋于高度异质性,2015年后变化加剧;多功能等级呈先增长后降低、低服务功能从北向南扩散的趋势,高功能等级聚集分布在龙泉山脉、彭祖山景区;景观组成类型、网络结构要素类型、斑块密度指数(PD)和面积加权平均形状指数(AWMSI)是影响多功能时空演变的主要驱动因子,景观组成类型和网络结构要素类型的交互作用对其影响最大。研究结果能为四川天府新区景观格局优化和生态系统服务管控提供一定参考。
具备直流潮流控制与故障限流功能的电感耦合型复合装置
高压柔性直流电网作为解决可再生能源大规模接入和消纳问题的有效手段,已成为未来电力系统的重要发展方向之一,但也使其潮流控制和故障保护的问题更加突出。为了克服以上问题、提高系统稳定性,提出了一种具备直流潮流控制与故障限流双重功能的电感耦合型复合装置。首先,提出了该复合装置的拓扑结构,该拓扑在传统直流潮流控制器基础上增加了可共用耦合电感的限流支路;其次,详细分析了直流潮流功能的工作原理、理论推导及其控制策略;然后,基于故障条件下提出的限流动作时序,进一步解析了稳态、限流、故障切除和泄能4个不同时段下耦合电感的作用效果,并研究了各时段直流故障电流的计算;最后,在MATLAB/SIMULINK仿真软件上搭建四端直流电网模型,仿真结果表明所提拓扑通过共用耦合电感实现了良好的潮流控制和抑制短路电流的功能,在短路故障状态下缩短故障电流的切除时间,在保证经济性的同时提高了系统的稳定性。
甘肃中东部地区9种薹草属植物分布区群落特征和土壤养分状况
为探究薹草属(Carex L.)植物在不同植被类型中的分布状况,该研究对甘肃中东部地区9种薹草属(Carex L.)植物分布区的群落特征进行调查,并对土壤养分状况进行比较分析,以揭示野生薹草群落物种多样性和分布特征与土壤环境因子间的关系。结果表明:(1) 9种薹草群落物种多样性差异性较大,Shannon-Wiener多样性指数(H)、Simpson优势度指数(D_(si))均以青绿薹草群落最高,亚柄薹草最低;Patrick丰富度指数(R)以异穗薹草群落最高,细叶薹草群落最低;Pielou均匀度指数(J_(sw))以凹脉薹草群落最高,亚柄薹草最低。(2) 9种野生薹草属植物适宜生长的土壤pH呈中性或弱碱性,且有机质、氮素、钾素含量较丰富,磷含量偏低;土壤有机质、pH、全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷、速效钾含量的平均值分别为41.07 g·kg~(-1)、8.35、1.16 g·kg~(-1)、0.65 g·kg~(-1)、5.60 g·kg~(-1)、47.94 mg·kg~(-1)、5.82 mg·kg~(-1)和100.60 mg·kg~(-1)。(3) 9种薹草属植物群落物种多样性与全氮、全磷、全钾、碱解氮、有机质、降雨量和海拔呈正相关关系,而与土壤pH、速效磷、速效钾呈负相关关系,且降雨量、土壤pH、速效磷和有机质对9种野生薹草属植物群落物种多样性影响较大。
河西走廊生态安全格局构建与优化研究
基于InVEST生境质量模型和最小阻力模型,以张掖市为例,开展河西走廊生态安全格局构建研究。全市划分为适宜生态用地和适宜生产建设用地两部分,共识别生态源地5583 km~2,提取生态廊道1794 km、生态廊道潜在辐射通道485 km,基本形成南部祁连山脉、中部黑河—七家岭台、北部合黎山—龙首山三纵框架的廊道格局,得到生态核心节点22个、生态潜力节点15个。通过分析可得:张掖市生态用地空间分布差异较大,生态环境保护治理需要重点向肃南县以外的其它四县一区倾斜;优先加强焉支山及周边区域生态环境改良,促使已形成的三纵格局廊道聚拢;重点维护核心节点,积极发展潜力节点,加强相邻省市合作,整体推进全市生态环境治理与优化。从生态安全“点—线—面”角度进一步优化了以生态廊道为基础的生态安全格局构建方法,从应用角度细化了生态节点的重要作用,对当地生态安全格局优化提出了相应策略。
基于水分亏缺率的贵州地区烟草干旱指标
为建立贵州地区烟草干旱灾害的监测与评估指标,以贵州烟草不同生育期水分亏缺率与减产率二者建立线性回归方程,结合农业干旱等级划分标准,得到烟草不同生育期干旱指标。结果表明:全生育期水分亏缺率为≤15%、(15%,35%]、(35%,55%]、>55%时,分别发生轻、中、重、严重干旱,对应的减产率分别为≤10%、(10%,20%]、(20%,30%]、>30%;旺长期水分亏缺率为≤35%、(35%,70%]、>70%时,分别发生轻、中、重旱,对应的减产率分别为≤10%、(10%,20%]、(20%,30%];成熟期水分亏缺率为≤35%、(35%,75%]、>75%时,分别发生轻、中、重旱,对应的减产率为≤10%、(10%,20%]、(20%,30%]。
不同土地整治类型新增耕地土壤微生物群落特征研究
为了揭示不同土地整治类型新增耕地土壤微生物群落特征,以山东省泰安市34个土地整治项目(工矿复垦,GK;占补平衡,ZB)作为研究对象,就近选取非土地整治形成的农田作为对照,采用微生物平板计数法和高通量测序技术研究两类新增耕地与对照耕地的土壤微生物数量、多样性及群落组成等土壤微生物群落特征。结果表明,(1)与对照耕地相比,两类新增耕地土壤容重变大,有机质及氮磷钾含量降低,其中全氮和有效磷含量变化规律明显,均表现为GK
基于主导性评估的电网支路参数估计
系统地研究了基于主导性评估的电网支路参数估计的理论与方法。为提高参数估计的量测冗余度,从参数估计的应用目标及电网支路参数对状态估计的影响入手,给出主导参数。非主导参数的严格定义,并将主导参数确定为待估计的参数。为了解决主导性差异较大的参数在估计过程中相互干扰较大的问题,进一步提出强主导参数和弱主导参数的定义,并形成强主导参数和弱主导参数交替估计的参数估计方法。给出了基于主导性评估的电网支路参数估计的流程以及主导参数集的确定方法。IEEE 14节点系统和IEEE 300节点系统的仿真结果表明所提出的电网支路参数估计主导性评估方法的有效性。
美国典型页岩气藏类型及勘探开发启示
通过对比研究,按照岩性组合、气藏压力和页岩矿物组成3个关键参数,将美国典型页岩气藏划分为层状常压—低超压硅质页岩型(Barnett页岩)、层状超高压硅质—钙质页岩型(Haynesville页岩)和互层状超高压钙质页岩型(Eagle Ford页岩)3类。与美国页岩气藏相比,四川盆地及周缘页岩气具有多领域、多层系、多类型的特点,可划分为盆缘层状常压—低超压硅质页岩型(彭水、昭通五峰—龙马溪组页岩)、盆内层状超高压硅质页岩型(涪陵、长宁、富顺五峰—龙马溪组页岩)、盆内互层状超高压钙质—黏土质页岩型(涪陵、元坝大安寨段页岩)3大类。借鉴美国的成功经验,开展与之相适应的页岩气开发工程技术对策和经济评价,是实现中国多类型页岩气藏商业性开发的关键。
不同秋耕措施对黄土高原春玉米田土壤物理质量的影响
合理耕作是改善土壤物理质量及构建合理耕层的重要措施之一,对黄土高原农田改良具有重要意义。本研究采用旋耕、深翻和深松3种秋耕措施,探究了不同秋耕措施对黄土高原春玉米田0 ~ 30 cm土壤物理质量的影响。结果表明:深翻5 ~ 30 cm各层次土壤容重较旋耕显著降低了10.1% ~ 14.58%,土壤总孔隙度和土壤充气孔隙度则分别显著增加了11.59% ~ 22.37%和26.52% ~ 75.2%。深翻10 ~ 30 cm各层次土壤容重较深松显著降低了6.56% ~ 13.48%,土壤总孔隙度则显著增加了9.3% ~ 17.1%。深翻0 ~ 10 cm各层次土壤毛管孔隙度较深松显著增加了7.41% ~ 11.75%,10 ~ 30 cm各层次土壤质量含水量显著增加了5.46% ~ 16.57%。此外, 5 ~ 10 cm土壤固、液、气三相比偏离以旋耕最佳,10 ~ 30 cm各层次则以深翻为最佳。综合来看,旋耕改善了5 ~ 10 cm土壤物理质量,深翻改善了10 ~ 30 cm土壤物理质量,采用旋耕+深翻轮耕模式可能是该研究区构建春玉米田合理耕层的潜在措施之一。
高渗透率水电接入的变电站备自投逻辑优化研究
首先分析了含高渗透率水电区域电网的孤网运行频率特性,指出水电残压造成变电站备自投动作时间长、正确动作率低的问题,提出了含高渗透率水电区域电网的快速同期并网功能的方案,并指出了增加频率变化率作为快速同期并网判据以及水电机组高频保护判据的必要性。提出了基于扩展卡尔曼滤波的快速频率及频率变化率计算方法,给出了电网基波频率快速跟踪算法流程。在此基础上,根据小水电孤网初期频率不能突变的特征,提出了改进的备自投及水电机组高频保护逻辑。通过PSCAD仿真验证了对含高渗透率水电区域电网的孤网运行频率特性分析的正确性,并在自主研发的备自投装置中实现并验证了所提算法。通过实际工程验证了所提备自投方案的有效性。所提备自投方案可显著降低含高渗透率水电区域电网的备自投时间,提升电网的供电可靠性。
高比例新能源并网含抽蓄的联合系统变时段日前调度
为提高高比例新能源并网电力系统中火电机组的平稳运行,提出含抽蓄联合系统变时段日前调度策略。首先,根据抽蓄机组的最优调节区间进行净负荷频谱分析,得到其频域下的波动性质;其次,将波动量与高频分量的模糊熵共同作为评价指标,划分为不同调度模式;再次,以系统总成本最小为目标,建立考虑抽蓄最优调节的变时段日前调度模型,确定调度计划;最后,通过算例分析验证所提策略的有效性。
重庆黔江地区下寒武统牛蹄塘组页岩气成藏条件
下寒武统牛蹄塘组是重庆黔江地区继下志留统龙马溪组之后,最有望取得页岩气勘探突破的重点层系之一,但其页岩气勘探方向仍不明确。通过钻井岩心和野外露头剖面观察,采用显微薄片、扫描电镜、全矿物-黏土矿物X衍射、有机地球化学参数等多项实验测试方法,系统分析了区内牛蹄塘组沉积环境、富有机质页岩的分布与埋深及其有机地球化学指标、储集性特征、保存条件与含气性特征等页岩气成藏条件。研究表明区内牛蹄塘组处于浅水陆棚-深水陆棚过渡沉积环境,富有机质页岩分布于地层下部,沉积厚度40~80m;有机碳质量分数介于2.0%~6.0%,热演化程度达过成熟阶段,有机质类型以Ⅰ型为主,生烃强度5 ×10~8~20×10~8 m~3/km~2,生烃潜力较大;脆性矿物含量较高,黏土矿物以伊利石和伊/蒙混层为主,页岩储层储集空间类型多样,具低孔-超低渗特征,具备了页岩气藏发育的良好地质条件。综合各种页岩气选区评价指标表明,黔江-濯水-酉阳以西、彭水以东、北抵郁山-黔江、南至洪渡-酉阳等区域的牛蹄塘组页岩气成藏条件优越,为区内页岩气勘探有利区带。
考虑暂态电压稳定的含高渗透率风光的电网动态无功规划方法
随着电网中风电、光伏渗透率的逐渐提高,电网暂态电压稳定问题愈加严重,提出一种考虑暂态电压稳定的含高渗透率风光的电网动态无功规划方法。构造基于电压二元表的区域暂态电压安全裕度指标和无功规划基准场景;基于所提指标给出动态无功补偿装置的布点方法,建立差异化动态无功补偿优化模型,利用多目标灰狼优化算法求解配置容量,并采用改进的熵权逼近理想解距离法筛选出动态无功补偿装置的待配置方案;利用摄动法确定最终配置方案,确保所得规划方案适用于所有场景。改进的IEEE 39节点系统和实际电网的仿真结果验证了所提规划方法的普适性和合理性。
2017~2020年长江流域水体污染物通量时空变化特征分析
基于2017 ~ 2020年长江流域重要水系节点各污染物监测数据,在时空尺度下开展对长江流域干、支流水系通量变化规律的研究,从断面水量和水质及通量等方面分析其空间变化响应、年际变化趋势和通量相关性关系分析,揭示长江流域上游、中游和下游污染物通量时空贡献特征.结果表明,4年来长江流域主要污染物浓度整体呈下降趋势,总磷(TN)和氨氮(NH_4~+-N)浓度下降较为明显,干流总氮(TN)和总磷(TP)浓度均在空间分布上呈现自西向东逐渐增高趋势,上中下游高锰酸盐指数在2017 ~ 2020年分别下降18.5%、16.0%和14.0%,以上游下降幅度最高.径流量空间分布年均值从466亿m~3显著增大到9 923亿m~3,支流河湖水系中两湖流域水量贡献最大,主要污染物中高锰酸盐指数、总磷(TP)和总氮(TN)通量年均呈现先增后减的趋势,岷沱江、嘉陵江和中游两湖地区污染物通量对入江贡献较大,不同区域水环境下通量存在差异性.相关性和层次聚类分析结果表明,高锰酸盐指数和总磷(TP)通量与水量呈极显著性相关,通量关系间生化需氧量(BOD5)与总氮(TN) 、总磷(TP)和化学需氧量(COD)有显著相关性,主要污染物在汛期和非汛期差异性较强,在7 ~ 9月汛期反应强烈.研究结果可为长江流域水环境统筹管理与精准化防治等方面提供科学依据与理论支持.
不同耕作措施下金沙江下游紫色土区坡耕地产流产沙特征
金沙江下游紫色土区坡耕地水土流失严重,研究不同耕作措施对紫色土坡耕地土壤侵蚀的影响,对紫色土区水土流失防治具有重要意义。本研究以凉山州会东县紫色土区坡耕地为研究对象,采用野外径流小区法,基于21次自然降雨事件下的降雨和径流输沙数据,研究不同耕作措施对紫色土坡耕地产流产沙特征的影响。结果表明:(1)与顺坡垄作相比,平作、横坡垄作、顺坡垄作+秸秆和横坡垄作+秸秆的径流深分别减少12.24%、18.32%、36.42%和49.75%,土壤流失量分别减少57.34%、40.79%、69.89%和88.30%;(2) 5种耕作措施下径流深和土壤流失量均随降雨等级增加呈增加趋势,顺坡垄作径流深为对应横坡垄作+秸秆小区的1.79 ~ 3.41倍,且倍数随降雨等级的增大而减小。横坡垄作土壤流失量在中雨和大雨条件下均显著低于顺坡垄作(P <0.05),而在暴雨条件下二者无显著差异;(3) 5种耕作措施下的径流深和土壤流失量与降雨量(P_m)、最大30 min雨强(I_(30))和降雨侵蚀力(EI_(30))均呈显著正相关,其中径流深与P_m相关系数最大,为0.89 ~ 0.93,土壤流失量与I_(30)相关系数最大,为0.91 ~ 0.95;(4) 5种耕作措施的径流深与土壤流失量之间均呈幂函数关系,决定系数均大于0.82。综上,横坡垄作结合秸秆覆盖能有效抑制水土流失,研究结果可为紫色土坡地水土流失防治及水土保持效益评价提供理论依据。
辽西地区中生界下白垩统义县组火山岩相模式及储层意义
岩相模式是火山岩油气藏研究的重要基础,对储层的预测和油气层评价有重要的指导意义。渤海海域中生界火山岩取得了重大突破,随着勘探工作的深入,其他区域的火山岩相模式在本区已不再适用。为了建立渤海海域下白垩统义县组火山岩相模式,为该区火山岩油气藏勘探开发提供依据,本文基于辽宁西部露头地质调查,利用岩矿鉴定、主微量元素分析、粒度分析和面孔率(或面缝率)分析方法,进行岩性、岩相和储层物性的综合研究。结果表明,辽西义县组火山岩就位环境存在陆上和水下两种。根据5相15亚相44微相分类方案,识别出3相5亚相9微相:爆发相,热基浪亚相,包括火山口-近火山口微相、近源微相和远源微相,热碎屑流亚相,包括火山口-近火山口微相;喷溢相,水上熔岩流亚相,包括简单熔岩流微相和复合熔岩流微相,水上喷发水下就位熔岩流亚相,包括复合熔岩流微相和原地碎屑堆积微相;侵出相,水上熔岩穹丘亚相,包括内核微相。储层面孔率(或面缝率)由高到低依次为爆发相、喷溢相和侵出相。热碎屑流亚相火山口-近火山口微相的储层物性优于热基浪亚相火山口-近火山口微相,且前者总面孔率(或面缝率)较大,水上喷发水下就位熔岩流亚相的储层物性优于水上熔岩流亚相。水上喷发水下就位熔岩流亚相原地碎屑堆积微相在所识别出的9种微相里储层最好。爆发相和喷溢相的亚相纵横比中等储层更好。
基于模型-数据混合驱动的风电场暂态过程等值方法
针对大规模风电场接入给电力系统安全稳定分析过程带来的方程高维性、计算效率低问题,提出了一种基于模型-数据混合驱动的风电场暂态过程等值方法。对整个风电场进行两阶段聚合,最终将含有多台风机的风电场等值为单台风机模型。第一阶段等值过程中基于物理模型驱动思想,通过获取不同风速下风机并网点有功暂态响应特性及出力特性,采用K-means方法将所有风机聚合为四台等效风机。第二阶段基于数据驱动策略,通过所建立风电场并网点有功偏差最小的多时段优化模型并结合长短期记忆网络(long short term memory,LSTM)训练,将四台等效风机聚合为单台风机模型,实现了整个风电场的暂态过程等值聚合。通过算例验证了所提等值方法能够有效地反映风电场的暂态过程特性,为电力系统安全稳定分析模型降维提供了一种实用化解决方案。
不同土壤水分条件下珍珠油杏的光合光响应特征
用CIRAS-2便携式光合仪测定了不同土壤水分条件下(土壤相对含水量为84.7%~22.8%)2年生珍珠油杏叶片净光合速率、蒸腾速率、水分利用效率、胞间CO_2浓度等光合生理参数的光响应过程,探讨其光合生理特性对土壤水分和光照强度的响应规律。结果表明:(1)随着土壤水分含量的降低,珍珠油杏叶片净光合速率、蒸腾速率、暗呼吸速率、光饱和点均呈降低趋势,表观量子效率先升高后降低,光补偿点先降低后升高。(2)利于珍珠油杏进行高光合作用并维持高水分利用效率的土壤相对含水量为43.6%~84.7%,适宜的光照强度为800~2 000μmol · m~(-2) · S~(-1),即珍珠油杏对土壤水分和光照强度适应范围较广。(3)在土壤相对含水量43.6%~73.5%范围内,气孔限制是导致珍珠油杏光合速率下降的主要原因,在低于43.6%范围内,非气孔限制是导致光合速率下降的主要原因。研究认为,珍珠油杏是一种抗旱性比较强的植物,适合在华北干旱瘠薄山地引种栽培。
鄱阳湖生态经济区乡村转型与土地利用变化的耦合关系
以鄱阳湖生态经济区为例,通过构建乡村性指数模型、土地利用综合变动系数,运用耦合度模型开展了乡村转型与土地利用变化的耦合关系研究,为促进乡村转型与土地利用的协调发展提供了科学依据。结果表明: (1)2000-2013年,鄱阳湖生态经济区31个县域单元乡村性指数变化较小,平均值为0.62~0.63,空间分布呈现圈层结构,以鄱阳湖水域为中心,越往外围乡村性越弱;(2)鄱阳湖生态经济区的土地利用结构以耕地、林地、水域为主,土地利用较为稳定,变化程度较小,南昌市区、星子县、鹰潭市区、鄱阳县为剧变型和缓变型,其余27个县域为相对稳定型和稳定型;(3)鄱阳湖生态经济区乡村转型发展与土地利用变化这两个系统的耦合度为低水平耦合,耦合度整体上为0.25,其中11个县域处在颉颃时期,20个县域为低水平的耦合;(4)乡村转型与土地利用变化两系统耦合协调度为低度协调,平均协调度为0.31,仅南昌市区、星子县、鄱阳县、余干县属于高度协调,武宁县、湖口县、鹰潭市区属于中度协调,其余24个县域为低度协调。
保护性耕作下蚕豆/玉米/甘薯三熟制农田土壤呼吸、碳平衡及经济-环境效益特征
垄作和秸秆覆盖是实现西南丘陵区旱地农田稳产高产和固碳的适宜保护性耕作模式。为探讨该保护性耕作模式下蚕豆/玉米/甘薯三熟制农田土壤碳排放的特征,对平作无覆盖(T)、垄作无覆盖(R)、平作+秸秆半量覆盖(TS1)、垄作+秸秆半量覆盖(RS1)、平作+秸秆全量覆盖(TS2)、垄作+秸秆全量覆盖(RS2)6种耕作模式下西南紫色土丘陵区蚕豆/玉米/甘薯三熟制农田土壤呼吸、粮食产量特征进行测定,分析农田碳平衡及经济-环境效益,为量化评估农田生态系统碳收支提供理论依据。结果表明:在整个间套作系统内,蚕豆、玉米和甘薯全生育期内土壤呼吸速率均值分别为3.704 μmol·m~(-2)·s~(-1)、4.847 μmol·m~(-2)·s~(-1)和4.606 μmol·m~(-2)·s~(-1),垄作降低了3种作物的农田土壤呼吸速率(P<0.05),秸秆覆盖则增加了土壤呼吸(P<0.05),垄作和秸秆覆盖配合使用后土壤呼吸总量和微生物呼吸总量增加(P<0.05)。保护性耕作促进三熟制农田生态系统内作物固碳;土壤-作物系统碳平衡表现为碳汇, RS2、TS2、RS1、TS1、R分别较T高25.41%、25.37%、9.84%、26.74%、13.26%。与平作相比,垄作和秸秆覆盖提高了粮食产量,以RS2(17 460.45 kg·hm~2)最高, TS2(16 498.73 kg·hm~2)次之。蚕豆/玉米/甘薯三熟制农田生产每千克籽粒释放CO_2量处理间表现为T(1.88 kg·kg~(-1))>TS1(1.83 kg·kg~(-1))>R(1.76 kg·kg~(-1))>TS2(1.75 kg·kg~(-1))>RS1(1.69 kg·kg~(-1))>RS2(1.68 kg·kg~(-1))。垄作和秸秆覆盖提高了套作的经济-环境效益,秸秆覆盖量越高,经济-环境效益越好。从农田碳平衡和经济-环境效益综合考虑,垄作结合秸秆全量覆盖(RS2)具有最大的碳汇能力和最优的经济-环境效益,可以优先作为该地区农田实现固碳增汇减排的耕作措施。
模型参考自适应PID控制下的孤岛微网电压控制
为降低环境及负载波动等外界扰动对孤岛微网的影响,提升孤岛微网控制系统的性能,引入模型参考自适应PID控制方法。针对孤岛微网的单相和三相结构,设定某一参考模型,使系统受控输出与模型输出保持一致,但扰动的存在使得两者之间的误差不可避免。为补偿外界干扰带来的影响,通过自适应环节对参数进行在线调整,基于麻省理工学院MIT(Massachusetts Institute of Technology)律,逐步优化控制系统的性能指标并使其最小化,随后推导了Lyapunov稳定性。仿真研究表明,所提控制器在负载波动等干扰下具有较好的控制性能,满足孤岛微网系统对稳定性、鲁棒性和高精度控制的要求。
V/v牵引供电系统中铁路功率调节器的改进滑模控制策略
针对V/v牵引供电系统中存在的负序和谐波等电能质量问题,提出了一种能够对指令电流快速跟踪和精确补偿的铁路功率调节器控制策略。分析了SS6B型电力机车的工作原理,提出了一种适用于电能质量研究的电力机车建模方法,揭示了V/v牵引供电系统中负序和谐波的产生机理;通过研究铁路功率调节器的拓扑结构和补偿原理,建立了铁路功率调节器主电路的数学模型,推导了以输出补偿电流为状态变量的控制方程;在此基础上,提出了一种基于改进滑模变结构的铁路功率调节器控制策略,实现了对铁路功率调节器补偿电流的精确跟踪,显著改善了V/v牵引供电系统的电能质量;最后基于PSCAD/EMTDC平台搭建了SS6B型电力机车和所提铁路功率调节器控制策略的仿真模型,验证了所建电力机车模型的正确性和所提控制策略的有效性。
福州市文武砂水库水体的污染特征
于2018年11月18日、2019年3月15日和6月17日,在闽江河口区文武砂水库设置了103个采样点,采集了水样,对水体理化指标进行了测定,研究了文武砂水库水体中的污染物浓度、水域等级和水体的营养状况。研究结果表明,3个采样日文武砂水库全库区水体的内梅罗污染指数为1.33~6.29,该水域处于地表水III类至V类水域;水体综合营养状态指数为19.46~65.09,水体处于中营养状态至富营养化状态;水库水体的污染状况空间差异显著,但其季节变化较小;工业废水输入水域、养殖塘废水输入水域和入库河流输入水域的内梅罗污染指数和综合营养状态指数都相对较大,符合IV类至V类地表水水域标准,水体接近富营养化状态;为了防止水库水体污染状况的进一步恶化,今后必须做好水库水体环境的综合整治、控制库区周边地区的面源污染,同时还需继续加强对水库水体理化指标的监测。
滴灌水肥一体化下施氮量对小麦氮素吸收及土壤硝态氮含量的影响
为探明华北地区山前平原水肥一体化条件下小麦合理的氮肥运筹。于2013 - 2015年2个小麦生长季,设置4个滴灌施氮量(N0-不施氮、N1-120 kg/hm~2、N2-240 kg/hm~2、N3-360 kg/hm~2)处理,研究滴灌水肥一体化下施氮量对小麦氮素吸收积累和土壤硝态氮含量的影响。结果表明:施氮量N1、N2和N3处理的小麦干质量及产量较处理N0显著增加,N1、N2和N3处理间无显著差异;施氮量对小麦茎秆的氮含量影响较大,但对籽粒氮含量的影响差异不显著;处理N3的小麦总吸氮量分别显著高于处理N0、N1和N2,但处理N1和N2之间无显著差异;氮肥收获指数以N2处理最高,氮肥当季回收利用率、氮肥农学效率、氮肥生产效率和氮肥利用效率均表现出随施氮量增加而降低的趋势;施氮量超过240 kg/hm~2,土壤硝态氮含量增加,且随种植年限的延长更加明显。采用一元二次方程拟合,获得小麦最高产量的施氮量为238.46 ~ 250.78 kg/hm~2,经济施氮量为174.28 ~ 207.18 kg/hm~2。综合考虑经济效益和生态效益,该条件下小麦滴灌经济施氮量以174 ~ 207 kg/hm~2为宜。
深层常压页岩气工程技术新进展与发展建议
与中浅层页岩气勘探开发相比,深层页岩气埋藏深、构造复杂、压力体系多变,钻井提速难;储层可压性差、体积改造难。如何提高钻完井效率、降低钻完井成本,是实现深层页岩气经济效益开发最大的挑战。为明确当前深层常压页岩气钻完井技术水平和存在的问题,总结分析国内外深层页岩气钻完井工程新进展,指出了当前存在的问题并提出了发展建议。在四川盆地威荣、永川等区块已经实现了深层常压页岩气的经济效益开发,基本形成了以低成本高性能油基钻井液、强化钻井参数、配套大扭矩螺杆和个性化钻头、长水平井精准导向和高效控制、钻井实时监测与智能优化为核心的深层页岩气长水平井高效钻井技术体系,水平段最长长度达4 386 m,最长一趟钻进尺达4 225 m。但与北美地区先进钻井指标相比,国产螺杆寿命、旋转导向工具稳定性和可靠性、超级一趟钻技术与比率、近钻头推靠工具还存在一定差距,需进一步加大核心配套工具和技术研发,进一步提高深层页岩气井的钻井效率。北美地区受经济开发效益限制而较少开发4 200 m以深的深层页岩气,国内已经突破了4 700 m深层页岩气体积压裂技术,形成了以压裂工艺、分段工具、主体材料和监测技术为核心的独立自主的4 700 m以浅深层页岩气压裂技术体系。但在复杂构造区深层和超深层页岩储层中形成复杂裂缝网难度大,还需进一步完善裂缝扩展机理研究,研发降阻性能更好的压裂液体系和175 MPa压裂装备,以尽快突破4 700~6 000 m埋深页岩气井高效压裂瓶颈。
全局与瞬时特性兼优的燃料电池有轨电车能量管理策略
传统庞特里亚金极小值原理在应用到燃料电池混合动力有轨电车的能量管理时,由于需要已知未来工况条件,存在实时性与工况适应性差的问题。为此,该文提出一种全局优化与实时工况构建相结合的应对策略。首先,基于极小值原理,以氢耗量最小为目标,在保证负载需求与避免超级电容SOC大范围波动的约束下,求取燃料电池全局最优参考输出功率;其次,将电车运行过程划分为怠速牵引、加速启动、稳速行驶、减速制动和再生制动五种模式,并分别根据各自运行特性构建状态转移概率矩阵,进而以燃料电池效率为判据确定工作模式并更新瞬时最优功率;最后,分别在有轨电车典型和非典型行驶工况中,对该文所提策略、传统极小值原理策略及等效氢耗最小策略进行在线运行对比分析。结果表明,该文所提策略能够提升混合动力系统应对高功率负载突变鲁棒性,有效降低燃料电池启停次数,实现全局和实时最优功率分配。
基于在线潮流反馈优化的配电网光伏电源功率公平分配策略
大规模光伏接入配电网,光伏发电高峰期受并网点电压限制存在严重弃光,受其所在位置影响有功削减量不同导致电站间功率分配不公平。因此,提出一种基于在线潮流反馈优化的配电网光伏电源功率公平分配策略。收集配电网各节点历史电压、功率数据,搭建循环神经网络(recurrent neural network,RNN),通过训练得到节点间电压和功率的关系,结合配电网实时运行数据求解节点间实时电压灵敏度矩阵。将控制策略划分为无功控制和有功削减两种模式,分模式制定各电站初始发电计划,然后在配电网仿真模型上进行潮流计算,根据结果反馈修正发电计划,将最终结果下达电站并执行。经验证,所提策略能够有效抑制电压越限及波动,实现各电站有功削减量的公平分配。
井斜轨迹对储层构型及其油水分布研究的影响
目前储层构型研究尚处于发展阶段，其对测井资料的依赖程度较高，特别是井斜轨迹对储层构型研究的影响较大。在井斜轨迹推算的基础上，推导出储层构型单元真厚度的计算公式，同时选取Miall关于储层构型分类方案中的四级（或五级）储层构型单元作为研究对象，探讨井斜轨迹对储层构型及其油水分布研究的影响。结果表明，井斜轨迹易混淆对储层构型单元顶、底界面的识别；影响储层构型单元真厚度的测算结果，其模式可分为储层构型单元水平、储层构型单元水平且井斜轨迹穿过断层、储层构型单元倾斜且倾向与井斜轨迹倾向相同、储层构型单元倾斜且倾向与井斜轨迹倾向相反共4种，进而造成储层构型单元有效厚度解释偏差或油水分布关系认识不准确等情况。为了准确进行不同层次的储层构型研究，须考虑井斜轨迹的影响，由粗入细、逐步分析，最终确定各级储层构型单元的油水分布规律。
工业镇“生产-生活-生态”空间演化过程、动因与重构——以河南省曲沟镇为例
以曲沟镇多期高清遥感影像、问卷访谈及大量一手数据为基础,综合运用参与式农村评估(PRA)、GIS空间分析及土地利用转型矩阵等方法,剖析了研究区1991-2017年“三生”空间格局演变及驱动因素,对引导其“三生”空间协调发展有重要的现实意义。结果显示:①研究期内,以工矿用地为主的建设用地增量显著,总体呈现高速扩展、局部集聚及多样化发展态势;②生产空间由农业为主转变为农业与工业两强并存,工业生产空间嵌入到农业生产空间中形成“马赛克”式格局;③生活空间演变呈现空间扩展与质量提升并存的趋势;④生态空间的变化则具备面积缩减与质量下降2个特征;⑤工业镇“三生”空间的演变过程,是乡村能人带动、产业结构演变、路径依赖累积、政府宏观调控及综合地理条件约束等内外因素综合作用的结果。
1962-2016年阿勒泰地区风速变化分析
利用阿勒泰地区6个气象站点1962-2016年平均风速日值数据资料,采用滑动趋势分析、 Mann-Kendall突变检测、Molet小波分析、ArcGIS中插值等方法,研究近55 a来阿勒泰地区平均风速的变化趋势。分析表明:(1)阿勒泰地区风速整体呈显著下降趋势,平均以0.021 1 m·s~(-1)·a~(-1)的速率逐步降低,四个季节风速变化趋势与全年一致,其中,夏季下降最突出,递减率为-0.025 4 m·s~(-1)·a~(-1)。 (2)平均风速空间分布差异明显,总体表现为自西向东逐渐降低。(3)Molet小波分析显示,全年及四个季节平均风速变化均存在25 ~ 28 a变化周期,春、夏、秋、冬季表现强弱不同,体现出季节性差异。(4)全区年平均风速于1990年发生突变,但不同季节突变年份存在较大差异,春季、夏季和秋季平均风速突变分别发生在1994年、1993年和1990年,而冬季发生在1983年。(5)城市化进程不是风速显著降低的关键原因,相对于城市化进程,大气环流的变化可能是引起阿勒泰地区风速降低的关键因素。
深部一巷多用巷道围岩重构及大变形控制关键技术
一巷多用是实现保护层、被保护层瓦斯联合治理和降低治理成本,提高治理质量和速度的有效途径,但巷道不可避免地要经受多个工作面重复采动影响,围岩变形极为剧烈。为解决深部高应力与多重采动应力协同作用下巷道围岩的大变形难题,以淮南矿区潘三矿17181(1)瓦斯综合治理巷为工程背景,采用地应力测试分析,围岩力学性质测试,钻孔窥视等地质力学评估方法,研究并应用了一巷多用条件下巷道围岩重构及大变形控制系列关键技术。采用孔壁注浆锚索同步实现了采动影响后顶板围岩注浆重构及锚索内锚破坏后的再次锚固;采用叶片式搅拌锚索使锚固剂各组分充分混合,内锚强度及可靠性显著提升;采用高强度、高刚度箱型梁使锚索组合构件承载能力较14号槽钢梁提高8倍以上。工程应用结果表明,试验巷道经受住了邻近两工作面的双重采动影响,并为邻近第3个工作面的瓦斯抽采创造了有利条件,实现了巷道的多功能化,整体节约成本1300余万元,技术经济效益显著。
黄河三角洲湿地不同植被类型下土壤营养元素空间分布及其生态化学计量学特征
选取黄河三角洲芦苇湿地、柽柳湿地、盐地碱蓬湿地和光滩这4种典型自然湿地及农垦地棉花田作为研究对象,阐明不同植被类型自然湿地土壤营养元素分布特征和生态化学计量学特征,并进行农垦地同自然湿地的对比研究.结果表明,自然湿地内土壤总有机碳(TOC)和总氮(TN)含量总体表现为:芦苇湿地、柽柳湿地>盐地碱蓬湿地>光滩,TOC和TN含量同土壤电导率值(EC)和pH值呈显著负相关(P < 0.05);棉花田TOC、TN和全磷(TP)含量显著高于自然湿地(P < 0.05),其中硝态氮(NO_3~--N)含量为自然湿地的9.4 ~ 11.4倍,但棉花田碳、氮和磷含量同EC值和pH值无显著相关性(P > 0.05).相关分析表明,自然湿地土壤碳氮比(C/N)主要受控于TN含量(P < 0.05),棉花田土壤C/N显著低于自然湿地(P < 0.05).自然湿地及棉花田土壤碳磷比(C/P)和氮磷比(N/P)均值较低,且与土壤TOC和TN含量变化趋势一致.对比分析发现,整体上棉花田土壤营养元素含量、C/N、C/P和N/P差异显著(P < 0.05),说明农垦过程可显著改变湿地营养元素的空间分布.对于深入揭示滨海湿地土壤营养元素生物地球化学过程和农垦活动对土壤营养元素分异影响具有重要意义.
基于单观测器误差信息融合的永磁电机无传感器复合控制策略
针对无位置传感器内置式永磁同步电机(interior permanent magnet synchronous machine,IPMSM)全速域运行,传统的基于转速或位置信息融合的复合控制方法运算复杂度高、实现较为困难的缺点,该文提出一种基于标幺化位置误差信息融合的单Luenberger位置观测器复合控制方法。低速(零速)域和中高速域分别采用方波电压注入法和反电动势模型法获得标幺化位置误差信号;过渡区域通过速度信息对标幺化位置误差信号进行加权融合,采用单Luenberger位置观测器实现转子位置、转速实时观测。该复合控制方法能够实现IPMSM无位置传感器控制全速域运行,有效降低运算复杂度和观测器设计难度,算法实现较为简单。最后,通过2.2kW IPMSM无位置传感器矢量控制系统验证了所提出复合控制方法的有效性和实用性。
基于离散元的麻山药参数标定与试验
针对麻山药(棒药)离散元仿真模型关键参数缺失,不利于麻山药收获机械离散元仿真发展的现状。本文分别对带皮和去皮的麻山药进行轴向压缩试验,对比得到麻山药表皮压缩特性;并通过径向压溃试验和三点弯曲试验得到麻山药径向压溃特性和弯曲特性。采用黏结模型,分别基于各向同性的结构化网格坐标和双峰模型对麻山药表皮和芯部进行离散元仿真建模,并以表皮轴向压缩极限压力值、麻山药径向压溃极限压力值和弯曲极限压力值对麻山药表皮部和芯部进行标定,得到了麻山药离散元仿真关键参数。最后通过跌落试验对仿真模型受冲击载荷时的准确性进行验证。试验结果表明:麻山药表皮极限压力值为60.89 N,麻山药径向压溃和三点弯曲试验极限压力值分别为240.50 N和61.70 N。麻山药仿真模型表皮部黏结参数为:黏结刚度:3.12×10~7 N/m~3、临界应力:6.22×10~6 Pa、黏结半径:2.656 mm;麻山药仿真模型芯部黏结参数为:黏结刚度为5.16×10~6 N/m~3、临界应力为3.08×10~7 Pa、黏结半径为3.523 mm。在冲击载荷下,跌落试验仿真误差在19.89 %以内,仿真结果真实可靠,可用于仿真研究。
基于源荷谐波耦合模型的数据驱动概率谐波潮流计算
随着新能源及负荷中电力电子装置的广泛应用,电力系统谐波畸变程度不断增加。同时,新能源及负荷显著的不确定特征,进一步增加了谐波分析难度。为有效评估系统不确定谐波状态,充分挖掘源荷实际运行特征,提出一种数据驱动的概率谐波潮流(probabilistic harmonic power flow, PHPF)计算方法。首先,基于实测数据,建立考虑时变特性的源荷动态谐波耦合矩阵模型(dynamic harmonic coupling matrix model,DHCMM),揭示不同时段内谐波电压与谐波电流的相互耦合关系。然后,利用实测数据挖掘源荷时变不确定特征,采用改进点估计法提取统计特性,克服变量间相互影响引起的估计偏差。最后,提出针对源荷不确定性的PHPF计算方法,对系统中时变不确定谐波进行评估。实验结果表明,基于实测数据的谐波耦合矩阵模型能够有效分析谐波源时变特性,结合源荷时变不确定功率状态,所提PHPF计算方法能够对电力系统谐波进行准确评估。
基于电压与功率分布特性的新能源场站等值建模方法
新能源场站等值建模是高比例新能源电力系统仿真分析的基础,对于电网不同工况与故障,新能源场站内部电压分布情况不同,导致部分新能源机组进入低电压穿越。针对不同机组状态下新能源场站等值建模困难的问题,提出基于电压与功率分布特性的新能源场站等值建模方法。首先,以新能源场站一般结构为基础提出基于道路矩阵的场站拓扑结构表示方法与复杂集电线路拓扑转换方法。其次,提出基于系统道路矩阵的故障期间新能源机组机端电压计算方法,分析了单元变压器挡位对新能源机组进入低电压穿越状态的影响。最后,提出保留电压分布特性的集电线路等值方法,形成基于电压与功率分布特性的新能源场站等值建模方法。并在PSASP中采用10机新能源场站与实际光伏电站算例验证了所提拓扑转化方法与等值建模方法的准确性。
方向元件在光伏电站送出线路中的适应性分析
由于电力电子器件的脆弱性和并网逆变器的可控性,光伏电站改变了送出线路的故障电流特征,导致基于常规同步机电源故障特征设计的各类方向元件存在适应性问题。考虑到不同控制目标和故障类型,推导了送出线路光伏电站侧故障电流相量表达式。基于此,给出了不同控制目标下正、负序突变量阻抗角表达式和相量故障分量的相位关系。进而深入分析了有功、无功参考值、控制目标、电压不平衡度等因素对序故障分量方向元件和相量故障分量方向元件动作性能的影响。在PSCAD/EMTDC中搭建光伏电站仿真平台,测试并验证各类因素对方向元件的影响以及传统方向元件适应性问题。
50 km以内雷暴系统的分类识别方法研究
为解决水平尺度在50 km以内的雷暴系统自动分类识别问题,提出了系统结构疏密性特征、移出率、液态水含量及累加液态水含量特征的构建算法;这些特征既在冰雹和短时强降水之间具有显著性差异,又可以共同描述冰雹和强降水同时发生的具有双重性特质的复合性系统。为配合累加液态水含量这种与时间相关特征的使用,在所实现的分类树中引进了迭代机制。实验表明,本文方法对50 km以内雷暴系统引发的短时强降水击中率达到89.1%,误报率9.5%;对其引发的冰雹的击中率为79.8%,误报率3.5%;平均临界成功指数达到80.0%。
考虑同步机调差系数灵敏度与频率约束的机组组合
为解决高比例新能源并网带来的系统惯量水平降低及频率安全问题,有必要从同步机的角度出发,进一步发挥同步机组的调频能力,提高系统的频率稳定。考虑系统中各同步机组频率支撑能力的不同,基于灵敏度的方法分析不同机组调差系数的改变对最大频率偏差的影响程度。综合考虑同步机与风机参与调频,推导最大频率偏差的解析表达式。在考虑频率安全约束的基础上,提出考虑同步机调差系数灵敏度的多目标机组组合模型,并采用快速非支配多目标优化算法(non-dominated sorting genetic algorithms-II,NSGA-II)进行模型求解。仿真结果表明,所提模型在考虑频率约束的机组组合模型基础上,进一步发挥了同步机组的调频能力,抑制了最低点频率的跌落,改善了系统的频率响应。
NWP辅助复合神经网络预测误差修正的风储系统日前上报策略
新能源电站出力存在强波动性导致巨额偏差考核支出,因此基于数值天气预报(NWP)和复合深度学习算法,提出一种计及误差预测修正的风储系统日前上报策略。首先通过改进的组合数据预处理算法对数据进行清洗以降低后续预测难度,建立基于分段式收敛粒子群算法(PCPSO)参数寻优的长短期记忆网络(LSTM)对分量分别进行预测,重构预测结果获取原预测曲线。其次考虑预测误差及NWP信息导入多输入反向传播神经网络(MIBP)获取误差预测曲线,使用非参数核密度函数修订该预测误差曲线后,以储能跟踪误差最小和储能全局调控能力最高为目的模拟储能运行获取最佳储能动作曲线,且叠加原预测曲线和最佳储能动作曲线获取最终日前上报曲线。最后通过仿真分析验证了上报策略的正确性与可行性。
定甩刀防缠式香蕉秸秆粉碎还田机设计与试验
针对香蕉秸秆粉碎机具缠绕造成秸秆粉碎率不达标等问题,该研究设计了一种定甩刀防缠式香蕉秸秆粉碎还田机。在粉碎过程中,粉碎定刀与高速运转中的Y型甩刀对香蕉秸秆形成三点支撑,进而实现秸秆粉碎与避免秸秆缠绕。其中,Y型甩刀由2个L型刀片组合的Y型粉碎刀与甩刀构成。确定了各关键部件的结构参数、动定刀排列组合方式及香蕉秸秆粉碎过程受力分析,明确了影响粉碎效果的主要因素为机具前进速度、粉碎刀辊转速以及Y型甩刀折弯角。以前进速度、刀辊转速和甩刀折弯角为试验因素,以香蕉秸秆粉碎合格率和抛撒不均匀度为评价指标,进行三水平三因素正交田间试验,确定优化参数组合为前进速度1.85 m/s,刀辊转速1 500 r/min,Y型甩刀片折弯角140°,此时香蕉秸秆粉碎合格率为95.1%,抛撒不均匀度为14.6%,满足香蕉秸秆粉碎作业性能要求。与已有秸秆粉碎机进行性能对比试验,结果表明,该研究研制的定甩刀防缠式香蕉秸秆粉碎还田机秸秆粉碎合格率提高了1.7个百分点,防缠性能更优。该机具的研制对解决蕉区秸秆粉碎还田关键技术问题具有重要意义和应用价值。
秸秆还田对黄壤农田氮、磷养分平衡的影响
分析2018~2020年不同处理土壤养分、玉米产量、土壤氮磷平衡的差异,筛选出集增产、土壤养分维系及生态环境保护为一体的施肥模式。结果表明,秸秆还田后,土壤有机质、全磷、碱解氮、有效磷含量均有提高,以T4处理(氮、磷减量10%,秸秆还田)最高。秸秆还田增产效果随还田时间增加逐渐明显;T1处理(不施肥、秸秆不还田)经济产量逐年降低,其他处理产量均显著提高。各施肥处理土壤氮素均有盈余,其中,T4处理盈余量随时间增加有下降趋势,T5处理(氮、磷减量30%,秸秆还田)盈余量最低。各施肥处理磷盈余量为165.41~270.16 kg/hm~2。相较T2处理(单施化肥),秸秆还田伴随氮、磷化肥减施利于降低环境污染风险。秸秆还田伴随化肥减施能提升土壤养分含量,增加玉米产量,减轻环境污染风险,综合结果显示,T4处理较优。