mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
基于神经网络技术的塑料齿轮模型工艺参数优化
针对塑料模型注塑成型优化过程中工艺参数多、计算准确度低、工程模拟量大的特点。以塑料齿轮零件为例,通过引入BP神经网络技术,结合Moldflow软件建立注塑成型工艺参数优化模型。以体积收缩率和翘曲变形量为注塑工艺评定目标函数,选择熔体温度、保压压力、保压时间、模具表面温度为训练样本,建立44正交试验表,由相对方差分析评价模型的分析结果,给出优化后的工艺参数,指导工程实际应用。研究结果表明,通过BP神经网络对初始工艺参数进行训练,模型训练预测值与模拟值相对误差在3%以下,满足预测精度要求,经过对正交试验表样本进行训练,确定优化工艺参数为:熔体温度220℃、保压压力50 MPa、保压时间15 s,模具温度70℃。由Moldflow模型验证指出优化后的工艺参数组合能减少塑料件的注塑缺陷,提升塑料件的使用性能。
基于游客GPS轨迹大数据的西藏旅游流格局与成因
旅游流作为反映旅游者地理位置变化的一种空间流动现象,能够动态揭示旅游目的地以旅游者为主体的人流、物流与信息流变化规律。文章基于2018-2019年西藏自治区游客GPS轨迹数据,采用空间自相关、热点分析、地理探测器与核密度估计方法,对西藏旅游流空间格局与影响因素进行了识别和探讨。结果表明:①西藏旅游流整体的空间线性廊道集聚特征与空间关联特征显著,拉萨市、山南市、林芝市、昌都市形成多个旅游流主、次级集聚中心,"核心-边缘"结构特征突出。②西藏旅游流形成了"两大、八小"的旅游环线交织的区域旅游网络,促进旅游流及相关要素的空间集聚与扩散。③拉萨以东的旅游流热点区域呈线状集聚分布特征,日喀则市、那曲市和阿里地区存在小规模孤立热点区域。④西藏旅游流空间格局主要受到海拔、人口密度、旅游景点密度和旅游接待设施密度等要素影响。其中海拔与温湿指数、海拔与旅游接待设施密度等多因子交互作用,主导了西藏旅游流的空间布局。⑤西藏可通过优化局域环线完善旅游流网络、增强线性要素对旅游资源的串联作用、充分发挥旅游核心区域辐射带动作用、科学管控环境风险等方式,推动旅游流结构优化与区域旅游高质量发展。
基于电流变化率与短路合闸角综合判据的船舶交流电网短路故障方向判断
对船舶交流电网三相与两相短路电流变化率的特性进行理论分析,研究短路合闸角、功率角及线路阻抗等参数对短路电流变化率的影响,分析短路初始阶段电流变化率的正负极性与短路故障方向之间的对应关系,在此基础上,提出基于电流变化率与短路合闸角的短路故障方向综合判据。应用该判据,通过检测和比较短路合闸角与短路初始阶段电流变化率的正负极性,即可实现短路故障方向的快速判断,因而对采样精度要求不高,所需的实时数据量和计算量较少。仿真结果验证了该短路故障方向判断方法的有效性。
气吸双行错置式玉米密植精量排种器设计与试验
针对大豆-玉米复合密植播种模式下传统气吸式排种器单行种盘高转速作业导致充种时间短、气流稳定性差,难以实现高速精量密植播种的问题,设计了一种气吸双行错置式玉米密植精量排种器,阐述了排种器结构与工作原理,对其工作过程及关键部件进行理论分析,构建充种和投种环节的种子力学模型,确定排种盘内外环型孔排布、投种轮、气室等关键结构参数,并开展单、双气道内负压分布、型孔内气流场特性分析,基于DEM-CFD耦合方法对排种器的排种过程进行仿真分析,以作业速度、气室结构和负压为试验因素,充种合格指数、重充指数和漏充指数为评价指标,优选出最优气室结构。通过台架试验开展不同气吸式排种器排种性能对比试验。试验结果表明,在作业速度为5~10 km/h的高速密植工况下,气吸双行错置式密植精量排种器排种合格指数均大于88.7%,且作业速度为10 km/h时,相较于常用单圆环气吸式排种器合格指数提高5.5个百分点,漏播指数降低5.6个百分点;田间试验结果表明,在作业速度为5 km/h下,播种合格指数为95.7%,重播指数为1.6%,漏播指数为2.8%。提出的气吸双行错置式玉米密植精量排种器在高速作业时拥有良好的排种性能,能够满足大豆-玉米高速精量密植播种要求。
基于MCR和多因素评价的辽宁省农村居民点调控分区
农村居民点调控既要体现社会经济特征的差异,又要体现区位条件适宜性的差异。首先,通过运用最小累积阻力模型(MCR)评价农村居民点图斑的区位适宜性,通过适宜值加权求和汇总各县市单元微观区位适宜值。其次,运用多因素综合评价方法,从社会条件和经济条件等方面评价辽宁省各县市农村居民点调控的优先度,通过运用指标判别分析法,确定省域农村居民点分区调控方案。结果表明:①基于MCR模型的评价结果将农村居民点的适宜性划分为高度适宜类、较适宜类、一般适宜类和不适宜类,高适宜类主要集中在中部平原地区且较适宜类和一般适宜类围绕高度适宜类成带状或片状分布;②运用多因素综合评价模型,将优先度评价指标值按照1/3法分为强、中、弱3级,中部平原优先度条件好,东部沿海地区优先度条件也较好,西部山地丘陵区地区中有些县市由于农村居民点数量大,优先度也较高;③运用指标判别法综合考虑图斑层面的区位条件和宏观层面的社会经济状况,划分优先调控区、重点调控区、优化调控区和适度调控区。
鲁棒状态反馈附加励磁控制器设计
为克服传统电力系统稳定器及现有改进方案存在的频率适应性差、参数整定困难和难以应对不确定性等问题,基于线性鲁棒控制理论设计了鲁棒状态反馈附加励磁控制器。首先,介绍线性鲁棒控制的技术原理和求解方法。然后,在此基础上,给出同步发电机鲁棒状态反馈附加励磁控制器的设计思路。最后,结合4机2区系统对控制器的性能进行评估。结果表明,鲁棒状态反馈附加励磁控制器既能改善系统阻尼,又能提高系统的鲁棒性,对故障情况下系统的暂态稳定性亦有积极贡献。
盾构隧道混凝土管片接头抗弯与抗剪性能试验研究
混凝土管片的接头部位在使用过程中,会受到轴力 、弯曲力矩和剪切力的共同作用,为能够全面了解混凝土管片接头处受不同外力下作用下的力学性能。根据研究特点,设计三组试验分别为极限承载能力 、极限弯矩 、剪切试验。针对混凝土管片接头有 、无斜向螺栓工况,从管片接头受压区高度 、最大张开度以及张开角度的试验数据角度,分析混凝土管片接头处轴力和极限弯矩之间的变化关系。采用有斜向螺栓逆剪切 、有斜向螺栓顺剪切以及无斜向螺栓剪切的三种对比试验方式,开展管片接头破坏状态和接头相对错动量分析。研究表明,有无斜向螺栓下的混凝土管片接头处受压区高度和极限弯矩均随着轴力的增加呈现线性增长的趋势,最大张开度和张开角均随着轴力的增加呈线性减弱的趋势;有斜向螺栓连接的管片接头,其相对错动曲线存在平台段,同时受顺剪下的平台段要明显长于逆剪下的平台段。通过管片接头顺剪切和逆剪切破坏对比试验的研究,可较为全面地揭示管片接头部位的抗弯 、抗剪切性能的宏观变形规律,其研究结果可为盾构隧道管片接头构造的合理选择提供参考。
基于SMART准则的配电自动化建设效果评价体系研究
开展配电自动化建设效果评价是推进配电自动化建设和配电网协调发展的重要环节。针对国内配电自动化建设效果评价体系欠缺这一现状,提出依据SMART准则开展配电自动化建设效果评价指标体系设计。考虑配电自动化项目的特征和内涵,依据经济实用、标准设计、差异区分、资源共享、同步建设等原则,从实用化水平、供电可靠性、协调性、经济社会效益等4个方面,构建了配电自动化建设效果评价指标体系和评价标准。另外,提出基于层次分析法、多级模糊综合评价和考虑全寿命周期成本的配电自动化经济社会效益评价方法。最后,通过浙江宁波供电公司配电自动化评价实例验证了提出的评价指标体系和评价方法是科学、客观、易操作的。
基于LMBA策略的鄂尔多斯市生态空间网络优化
在分析鄂尔多斯市生态空间网络拓扑结构和鲁棒性的基础上,提出节点最低和最大介数增加(Low and maximum betweenness addition,LMBA)增边优化策略,同时与采用RA、LDF和SMB 3种增边策略的优化结果进行了对比。结果表明:鄂尔多斯生态空间网络有262个节点、402条边,网络直径为38,节点最大介数为418,最大连通度为25。网络连通度低,重要节点少且均位于网络西部,网络极不均匀,当网络结构遭到破坏时,进行自我恢复的能力比较强,但维持自身连通性的能力非常弱。增边94条后,LMBA策略优化后网络直径为16、节点最大介数为796、最大连通度为49,网络重要节点增多,网络整体效率明显提升;RA、LDF策略也使网络连通度极大增强,SMB策略的网络连通性增强效果不显著,重要节点增多且东移,网络结构比优化前更均匀。遭到攻击后,网络的连接鲁棒性大大增强,恢复鲁棒性也有所提升。与其他策略对比,LMBA策略的连接鲁棒性在两种攻击模式下、节点恢复鲁棒性在随机攻击模式下表现最优,节点恢复鲁棒性在恶意攻击下、边恢复鲁棒性在两种攻击模式下表现较优且稳定,说明该策略网络连通性强、结构均匀,综合表现最优。在遭受攻击过程中,LMBA策略维持自身连通情况的能力较优且稳定,节点和边的恢复能力也较优。
乡村生产空间系统功能评价与格局优化—以重庆市巴南区为例
基于乡村空间系统功能的内涵解析,从农业生产功能、乡村工业发展功能、休闲旅游功能、社会保障功能和生态保育功能入手,构建乡村生产空间系统功能评价指标体系与评价模型,以2017年为研究时点,以重庆市巴南区为研究区,以巴南区各镇(街)为研究单元,深入剖析乡村生产空间系统功能的空间分异特征,进而厘定功能优化格局。结果表明:①农业生产功能“东高西低、局部突出”,乡村工业发展功能与之相反、“西高东低”,休闲旅游功能“东高西低、高值点缀分布”,社会保障功能“中部高、南北低”,生态保育功能“东高西低”。②厘定“以乡村工业发展功能和社会保障功能为主导的城郊工业保障区”,“以农业生产功能、乡村工业发展功能和休闲旅游功能为主导的三产融合发展区”,“以农业生产功能和休闲旅游功能为主导的远郊农业游憩区”的乡村生产空间系统功能优化格局,为乡村振兴产业兴旺空间布局规划提供理论指导。
基于数字孪生与动态能效模型的综合能源系统实时优化调度策略
传统综合能源系统(integrated energy system,IES)的日优化调度由于设备建模过于简化、预测模型精度低、信息捕获与传输不及时导致能源利用率低、经济与社会效益差。为解决上述问题,文章提出一种基于数字孪生与动态能效模型的综合能源系统实时优化调度策略。首先,针对传统预测方法精度不足的问题,构造长短期记忆神经网络与相似日气象搜索算法相结合的组合预测模型;其次,考虑到设备能效系数易受负载率及环境因素的影响发生扰动,建立设备的动态能效模型;然后,分别建立系统的物理模型与数字孪生体,通过环境、负荷等各项孪生数据,进行新能源机组出力与负荷的预测及IES实时优化;最后,基于Cloudpss平台建立园区综合能源系统测试模型,验证所提策略的有效性。结果表明,所提策略能实现信息的实时捕获与传输、提高模型计算精度,在兼顾运行成本的前提下提高能源利用率,对实际工程具有指导意义。
非饱和增湿条件下典型黄土湿陷性研究
利用自制装置,对原状典型黄土试样(柱状)进行不同饱和程度的非饱和增湿,分析增湿过程中土样不同位置处水分的分布规律。对完成增湿过程的试样进行湿陷性测试,并定义非饱和增湿湿陷系数,用以探讨非饱和增湿条件下试样不同位置及总体的湿陷性特征。研究结果表明,低增湿目标含水率时,随着时间增加,原状黄土土柱上层含水率呈速度减缓的下降趋势,下层含水率呈速度减缓的上升趋势,黄土土柱含水率分布不均匀;高增湿目标含水率时,随着时间增加,黄土土柱上层含水率呈速度加快的下降趋势,下层含水率呈速度加快的增长趋势,黄土土柱含水率分布均匀,且趋于均匀的时间缩短。随增湿目标含水率的增加,黄土土柱每层的非饱和增湿湿陷系数增长速度加快,底层与上层系数数值靠拢,黄土土柱整体非饱和增湿湿陷系数增大且随着压力的增加呈速度加快的增长趋势。低增湿目标含水率时,增湿时间越短土柱整体非饱和增湿湿陷系数越大;高增湿目标含水率时,时间越长土柱非饱和增湿湿陷系数越大。成果可为黄土非饱和湿陷性的研究及评价提供一定的参考及依据。
排烃效率对页岩气形成与富集的影响
页岩气富集既需要充足气源,又受后期构造改造强度控制。气源受制于烃源品质和排烃效率,滞留烃量是页岩气生成量的必要条件。通过固体沥青识别和统计,结合氦、碳同位素分析,研究了上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组烃源岩在四川盆地焦石坝、彭水地区的排烃效率、原地生气量及其对页岩气富集的影响。结果表明,五峰组-龙马溪组富有机质层段在焦石坝排烃效率为23%,滞留油量为27.67 kg/t,原地生气量为21.23 m~3/t;而在彭水地区的排烃效率为65%,滞留油量为11.0 kg/t,原地生气量为18.99 m~3/t,显示差异化生排烃作用,这与印支运动的影响程度有关。~4He同位素测年表明,涪陵页岩气开始被封存聚集的时间为231 Ma,处于生油高峰期初期阶段,既气源充足,又利于有机孔隙发育;而彭水页岩气封闭体系形成的起始时间为183 Ma,晚于生气高峰期,气源不足。涪陵页岩气δ~(13)C_2为-35.8‰,δ~(13)C_1-δ~(13)C_2为4.8‰,而彭水页岩气δ~(13)C_2为-33.0‰,δ~(13)C_1-δ~(13)C_2为3.3‰,不同的δ~(13)C分馏效应归因于生烃体系状态的差异性。烃源岩埋藏生烃演化过程中生烃高峰期与关键构造变革期的匹配,最大埋藏期的滞留烃量和抬升剥蚀过程中构造改造强度,联合控制着页岩气的生成、富集和保存。
湘西森林旅游区域生态服务功能与价值估算
【目的】湘西是我国南方重要的生态功能区,在森林旅游区域实施林分抚育协同森林旅游开发,对推动地区绿色发展有益。【方法】面积迭置获取森林旅游区域生态服务价值估算依据,采用货币价值法、森林旅游功能指数(FTFI)和偏离-份额分析法(SSM),系统评价湘西森林旅游区域生态服务价值演变与空间特征。 【结果】1)近20年来湘西森林旅游区域生态服务价值增加了771.90万元/hm~2,年均增长38.59万元/hm~2,县均增加32.16万元/hm~2。区域单位面积价值排序为:3A级及以上旅游景区(352.14亿元)>国有林场(121.06亿元)>国家森林(湿地)公园(115.86亿元)>自然保护区(99.18亿元)>全国乡村旅游扶贫重点村(47.83亿元)>中国少数民族特色村寨(27.71亿元)>文物保护单位(8.12亿元),森林旅游区域年均价值居前五位的是慈利县、永顺县、桑植县、永定区和沅陵县,居后五位的是洪江市、辰溪县、麻阳县、花垣县和新晃县; 2)3A级及以上旅游景区价值最少县域为洪江市(1.16万元/hm~2),永定区、慈利县等12个县域的自然保护区区域价值为0,靖州县、龙山县等10个县域文物保护单位价值为0.01万元/hm~2,桑植县、泸溪县等4个县域国家森林(湿地)公园单位价值为0,国有林场、全国乡村旅游扶贫重点村、中国少数民族特色村寨单位价值最少县域为芷江县(0.18万元/hm~2)、花垣县(0.12万元/hm~2)和麻阳县(0.08万元/hm~2);3)森林旅游区域的固碳释氧、涵养水源功能价值县均达390.43万元/hm~2和382.94万元/hm~2,保育土壤、积累营养物质和保护生物多样性价值较大,森林景观价值县均为11.01万元/hm~2。各时段永定区、慈利县、桑植县、永顺县的森林旅游功能指数较大,均超过了1.5的水平值,其他20个县域基本持平。【结论】湘西森林旅游区域生态服务功能多样、价值不断增加,3A级及以上旅游景区、国有林场、国家森林(湿地)公园、自然保护区是发挥生态服务价值的主要区域类型。加强县域协作,坚持森林主体功能定位,调整森林生态绩效结构,合理划定森林生态服务功能分区,能提高森林旅游区域生态服务价值供给水平。
空间生产视角下的传统村落空间转型过程、特征与机制--以黄山市卖花渔村为例
基于空间生产的“三元辩证法”视角,以黄山市歙县卖花渔村为例,从物质空间、社会空间和制度空间3个维度分析传统村落空间转型过程、特征及驱动机制。结果表明:1)改革开放以来卖花渔村空间转型经历了内生性缓慢转型发展、外源性空间快速扩展、有序化空间品质提升3个阶段。2)随着盆景产业复兴和乡村旅游业兴起,传统村落物质空间分化重塑、社会空间解体重构、制度空间日趋完善,呈现出空间功能复合化、社会关系开放化、空间主体多元化的空间转型特征。3)在社会关系变迁、资本投入、权力干预等共同作用下,社会空间、物质空间及制度空间互动演进,共同推动了传统村落空间转型过程。
煤岩气:概念、内涵与分类标准
近年来,准噶尔、鄂尔多斯等盆地深层煤岩储层中的天然气勘探开发取得重大突破。针对目前工业界和学术界对这种新类型非常规天然气表述不一致的现状,在前人研究的基础上定义了"煤岩气"概念,并系统对比剖析其赋存状态、运储形式、差异聚集和开发规律。在地质上,煤岩气不同于传统意义上的煤层气,具有游离气与吸附气并存、富含游离气,自生自储-微距运移并可有他源的聚集,煤岩割理裂缝发育、游离气差异富集等特点,埋深超过2 000 m的深层煤岩气具有"高压力、高温度、高含气、高饱和、高游离"的"5高"地质特征;在开发上,与页岩气、致密气特征相似,人工改善储层连通性后,无需排水降压,高势能游离气弹性驱动产出、压降后吸附气解吸接替,可依靠地层自然能量开采,游离气与吸附气连续接力长周期产气。按照埋深、煤阶、压力系数、储量规模、储量丰度和气井产量等,提出了煤岩气的分类标准和资源/储量估算方法。初步估算埋深超过2 000 m的中国煤岩气地质资源量超过30×10~(12) m~3,是国家重要的战略资源。提出鄂尔多斯、四川、准噶尔和渤海湾等盆地是煤岩气的规模富集有利区,梳理了技术与管理挑战并指出攻关方向,为中国煤岩气管理与勘探开发奠定理论、评价和生产实践基础。
基于改进稀疏表示的海上风电场交流海底电缆短路故障分类方法
准确、快速的海底电缆故障分类是海上风电场运维的重要一环。该文提出一种基于改进稀疏表示的海上风电场交流海底电缆短路故障分类方法,该方法综合利用故障发生后半周波电流信号的时域特征作为故障分类依据,采用K次奇异值分解(K singular value decomposition,K-SVD)字典学习算法对各类故障信号的特征信息进行学习,构造出准确匹配各类故障本质特征的过完备字典。在学习字典的基础上,提出一种基于混合交替方向乘子法(mixed alternating direction method of multipliers,M-ADMM)的改进稀疏分解算法将故障信号分解为过完备字典与稀疏向量的乘积,结合基于稀疏表示的分类方法实现对故障重构信号的分类。仿真研究结果表明,该改进稀疏分解算法具有精确的信号重构、降噪效果。所提出的故障分类方法无需人工构造故障信号特征,避免了多工况故障信号特征筛选、时频域变换等繁琐流程。与SVM、CNN、LSTM等智能分类算法的对比结果表明,该方法具有较强自适应性的同时不易受故障时刻、故障位置影响且噪声鲁棒性强,可以准确识别海底电缆场景下低阻短路故障类型。
毛乌素沙地杨柴液流变化对气象因子的响应
采用FLOW32-1K (Thermal Dissipation Probe)热平衡包裹式液流仪对毛乌素沙地杨柴(Hedysarum leave)植株液流速率进行了连续监测,同步监测灌木林地内气温、太阳辐射、相对湿度和饱和水汽压差(VPD)等气象因子,探讨了在不同时间尺度下杨柴植株液流特征及其与气象因子的关系。结果表明:(1)不同径级(3-4 mm、4-6 mm和>6 mm)杨柴植株的日平均液流速率分别为5.61 g/h、9.29 g/h、35.30 g/h,平均日液流量分别为(134.72±82.48)g/d、(223.06±152.20)g/d、(847.23±403.38)g/d。不同天气条件下的树干液流速率晴天>阴天,液流速率变化呈"昼高夜低",不同月份表现为8月>7月>9月。(2)影响晴天和雨天杨柴植株液流的首要气象因子都是太阳辐射,小时尺度下,太阳辐射、气温、相对湿度和饱和水汽压共同解释杨柴液流的75%以上,在日尺度下,气象因子可以共同解释其80.8%以上;且随着时间尺度增大,进入回归方程的气象因子个数呈减小趋势,但气象因子对杨柴液流变化的解释度呈增加趋势。研究在未来不能进行连续观测的条件下,通过气象因子和预测模型来估算杨柴液流变化,进而可指导毛乌素沙地植被恢复与水资源管理。
基于改进的AHP-CRITIC-MARCOS配电网设备风险评估方法
实现配电网设备风险的准确评估对提高配电网的可靠性有着重要意义。针对在不同权重下同时考虑多种风险因素的评估问题,提出了一种基于改进的AHP-CRITIC-MARCOS配电网设备风险评估方法。首先,针对配电网设备风险问题选取合适的评估指标。其次,用改进的AHP方法结合CRITIC方法计算各指标的主客观综合权重。最后,利用多准则决策中的MARCOS方法计算待评估配电网设备的效用函数,并根据其对各设备的风险程度进行排序。通过算例验证了所提方法的有效性,结果可以用于设备升级改造的精准选择以及提升配电网的可靠性。
矢量控制电动执行器死区补偿新方法
逆变器的死区会导致电动执行器在低速时出现电流畸变,严重影响系统的稳定性。在理论上,根据电流的过零点可以进行死区补偿,但是在实际系统中,由于噪声的影响,难以检测精确的电流过零点,因此可能出现误补偿。针对以上问题,提出了一种新的死区补偿方法。对电流进行矢量分解,用电流的矢量角来间接判断电流的过零点,同时对阶跃补偿电压进行线性化处理,有效减小了可能的误补偿电压。为了验证算法,在一台0. 8 kW 矢量控制电动执行器上进行死区补偿实验和转速阶跃变化实验,实验结果表明,所提方法可以有效地对死区进行补偿,并明显改善了电动执行器的低速稳定性,由此证明了所提方法的有效性和可行性。
基于堆叠变分自动编码器的电力系统暂态稳定评估方法
通过模型的构建和特征量的提取2个方面,提出了一种具有较好抗噪能力的暂态稳定性判别模型。模型的构建采用堆叠变分自动编码器,并在训练过程中引入L2正则化,加强了稳定性判别模型的泛化能力。同时,特征量的提取时刻与传统方法不同,通过设定所有发电机最大功角差值的阈值,当系统发展至该阈值时,进行特征量的提取。在IEEE 39节点系统中进行仿真验证,仿真结果表明,采用上述特征量提取方法,大幅降低了稳定性判别模型的误判率,同时设定合理的阈值并不会影响实时控制措施的启动,加强了模型的抗噪能力。
基于哑变量和因子选择的森林蓄积量估测研究
为提高森林蓄积量遥感估测精度,探讨哑变量技术在蓄积量遥感估测中的作用。以云南省普洱市思茅区为研究区,以Landsat 8 OLI和93块森林资源二类调查角规控制样地数据为基础,使用随机森林(random forest)算法进行遥感变量因子的选择,并以龄组为哑变量分别构建基于哑变量的SVR和PLSR蓄积量估测模型,采用留一交叉验证对结果进行评估。结果表明,使用随机森林算法进行变量的选择有效减少了自变量的维度,提高了计算效率;其次,哑变量引入后,PLSR和SVR 2种回归模型的估测精度都比无哑变量方法有明显的提高,且SVR的估测结果优于PLSR;在引入哑变量后SVR模型的决定系数R~2由0.59提高到0.68,相对均方根误差rRMSE由36.76%降低至32.97%,PLSR模型的决定系数R~2由0.53提高到0.62,相对均方根误差rRMSE由39.41%降低至35.24%。在森林蓄积量的遥感估测中,哑变量技术的应用可以在一定程度上解决不同蓄积量大小对估测结果造成的影响,进而提高蓄积量的估测精度。
乌鲁木齐市快速路绿化树种滞尘量与叶片结构特性分析
为深入了解城市快速路林带不同绿化树种的滞尘能力,选择乌鲁木齐市河滩快速路林带落叶乔木、常绿乔木和灌木等12个树种为试验对象,分别从树冠向车道和背车道方向上不同高度处采集叶片,通过测定其滞尘量和采用Hitachi台式TM3000电镜观测叶片显微结构,探讨树冠不同位置叶片的滞尘量及叶表面显微结构的差异及其相关性。结果表明,1)不同树种叶片滞尘量具有显著差异(P<0.01),12个树种滞尘能力由大到小排序为:樟子松、云杉、榆树、刺槐、黄金树、山桃、水蜡、山楂、丁香、白蜡、红瑞木、火炬树;2)各树种叶面滞尘量在不同生活型之间差异极其显著(P<0.01),平均单位叶面积滞尘量由大到小排序为常绿乔木(201.71μg/cm~2)、灌木(83.68μg/ cm~2)、落叶乔木(58.97μg/cm~2);3)常绿、落叶乔木树种向车道方向的叶片滞尘量均大于背车道方向的叶片滞尘量,而灌木则相反,对树冠高度而言,12个树种叶片滞尘量在树冠高度由大到小均呈现为:1、2、4m;4)不同树种叶片微结构的差异均表现在叶面气孔大小、密度、数量、蜡质结构和周围细胞的褶皱度等指标,而这些差异对滞尘量的排序影响较大;气孔分布不规则、粗糙或平滑、有无叶毛等指标对叶片滞尘量的影响不明显。研究结果可为揭示城市林带对颗粒污染物的阻滞规律、干旱区绿洲城市绿化方案的优化和城市绿化树种的科学选培提供参考。
深井临空高应力巷道切顶卸压机理研究
为揭示深井临空高应力巷道切顶卸压机理,以口孜东煤矿121302工作面机巷为工程背景,采用物理相似模拟与理论分析,研究深井临空巷道覆岩结构及运移规律,建立临空巷道采空区侧关键块B'的力学模型,得出关键块B'的稳定性判据。研究表明:深井临空巷道覆岩会经历由长臂"F"型悬顶结构到短臂"F"型悬顶结构到最终形成双短臂"F"型悬顶结构的演化过程;采用人工切顶能够减弱双"F"结构的悬顶叠加效应并诱发顶板产生新的断裂线,沿断裂线的滑动变形释放较大的应力,且切落顶板能够更好地充填采空区,进而改善煤柱受力状态,减小巷道变形;经理论计算,口孜东煤矿121302工作面沿煤柱边缘切断关键块B',煤柱受力减小19.14%;井下试验监测表明,巷道变形量降低50%以上,切顶卸压应用良好。
侏罗系宝塔山砂岩突水风险预测及限制边界疏降技术
内蒙古上海庙矿区新上海一号煤矿发生国内首次也是目前唯一的侏罗系煤层开采底板宝塔山砂岩突水淹井事故;开展了侏罗系煤层开采底板强富水宝塔山砂岩突水危险性评价方法和防控技术的研究工作。首先,明确了"11·25"事故的突水水源为侏罗系延安组下部的宝塔山砂岩含水层,且煤层与底板宝塔山砂岩之间隔水层具有强度低、软化系数小、胶结性差的特点,属地质软岩。其次,以"含水层厚度、含水层富水性、含水层渗透性、含水层水压力及18煤底板隔水层有效厚度"为主要指标建立突水评价体系,将宝塔山砂岩含水层突水危险性分区被划分为安全区(32.21%)、威胁区(37.53%)及危险区(30.26%)三种类型,并通过实例验证了评价模型的准确性。最后,结合底板隔水层工程地质特性,分析采用"断层注浆形成局部限制边界+群孔疏降"的方法防控宝塔山砂岩突水。设定"疏放水开始至1号钻场退出疏放水工作、2号、3号和4号钻场持续进行疏放水工作至3号钻场退出、2号和4号钻场持续进行疏放水工作至模型补排平衡"的疏降方案。依据规范得出注浆后最大帷幕渗透系数为2×10~(-2) m/d,当断层注浆后帷幕渗透系数为2×10~(-2)~2×10~(-8) m/d时,疏放水量为402万~347.8万m3,安全区占矿区的比例为43.34%~67.37%。结合注浆成本、疏放水量和安全性,帷幕渗透系数为2×10~(-4) m/d时即可有效保证矿井安全生产和技术经济效益。断层注浆局部限制边界+疏放水联合技可有效防控宝塔山砂岩水害,研究工作对我国西部侏罗纪煤田开发底板水防治具有重要意义和工程实践价值。
耕作措施对缓坡耕地土壤养分分布及肥料利用率的影响
为研究不同耕作措施对坡耕地土壤养分坡面分布特征及作物产量与肥料利用率的影响,该研究在2017—2018年期间,以宁南山区10°缓坡耕地为研究对象,开展传统平作(CK)、垄沟种植(NH)、垄沟+秸秆覆盖(SM)和垄沟+地膜覆盖(PM) 4种不同耕作措施对坡耕地耕层养分、作物产量的影响及其坡位效应分析研究,探讨不同耕作措施下作物肥料利用率。结果表明,相较于CK, NH、SM和PM 3种耕作措施显著提高耕层土壤有机质和土壤速效氮含量,分别提高了18.50%和14.47%、18.22%和17.64%、21.75%和18.71%, 3种耕作措施之间差异并不显著。CK处理下耕层土壤有机质含量和速效氮随着坡位自上而下的变化而增加,表现出流失风险,而PM、SM和NH 3种措施表现出能够削弱坡位效应的作用,由高到低顺序为坡中、坡下、坡上。相对于CK,其他3种耕作措施下坡耕地土壤有效磷、速效钾有所降低,其中PM措施下土壤有效磷显著低于其他耕作处理。NH、SM和PM显著增加作物产量,玉米和马铃薯产量比CK分别增加27.03%和2.89%、12.85%和8.50%、204.56%和2.52%,且具有显著的坡位效应。2个覆盖措施SM和PM显著提高作物肥料利用率,种植玉米N、P利用率分别提高7.92%和16.83%、217.03%和241.59%,种植马铃薯分别提高89.43%和44.62%、97.31%和49.66%。由此可知,以垄沟、覆盖为核心的保护性耕作措施能够有效阻断养分损失途径,阻控土壤养分的坡面运移,提高肥料利用率和作物产量。
刚柔组合搅拌桨强化流体混合的流固耦合行为
传统刚性搅拌桨通过对流体的剪切作用实现能量的传递,而刚柔组合搅拌桨可通过其多体运动行为强化能量传递。基于搅拌桨桨叶与流体之间的耦合运动作用,结合ANSYS Workbench仿真平台,采用双向流固耦合方法,模拟计算了刚性搅拌桨与刚柔组合搅拌桨桨叶的等效应力和总变形量,研究了流场的宏观结构;并通过测定混合时间和计算搅拌桨功耗对比分析了两种不同搅拌体系的混合行为。结果表明:刚柔组合搅拌桨使体系的混合时间缩短了近32%,搅拌桨功耗下降了7%,其桨叶尖端的变形量是刚性搅拌桨的10~5倍,其应力比刚性搅拌桨增加了83%;与刚性搅拌桨相比,刚柔组合搅拌桨在流固耦合作用下对流体的作用力更大,能够更好地传递能量,增强流体运动,强化流体混合。
计及SOC的电池储能系统一次调频自适应综合控制策略
考虑电池储能系统自身容量限制下提升一次频率响应的自适应性,提出一种计及荷电状态(SOC)的电池储能系统一次调频综合控制策略。建立电池储能系统一次调频动态模型,对比分析了虚拟惯性与虚拟下垂控制对电网频率偏差的调节特性。设计考虑SOC的电池储能系统一次调频自适应综合控制策略,并引入一种由综合考虑频率偏差及其变化率的输入系数与计及电池储能系统SOC的反馈系数相结合的自适应因子,输入系数由模糊逻辑控制器自适应调节,反馈系数通过回归函数自适应调节。最后搭建仿真模型进行阶跃和连续负荷扰动工况下不同控制策略对比分析,仿真结果验证了所提控制策略能自适应控制电池储能系统出力,有效提升一次调频效果。
SVG协同双馈风电场的暂态控制策略研究
为了充分考虑装设静止无功发生器(static var generator,SVG)的双馈风电场故障状况下的非线性特性,使用一种参数自适应超扭曲滑模控制器(super-twisting adaptive sliding mode control,STASMC)对多输入多输出(multiple input multiple output,MIMO)系统的零动态(zero dynamics,ZD)方法进行改进,提出一种ZD-STASMC方法来协调控制双馈机组和SVG。使用ZD方法将原始系统部分线性化,简化了控制设计任务。为了进一步提高在参数不确定性和外部扰动下的电压调节能力,将ZD方法与STASMC相结合。通过STASMC构造辅助输入提升了ZD方法的鲁棒性,减少了建模误差和实际过程中各种误差的影响。改进后的ZD方法减小了线性化误差的影响,加强了双馈感应发电机(doubly-fed induction generator,DFIG)的暂态性能。最后,通过算例系统在三相故障下的仿真验证了所提ZD-STASMC控制的有效性。
柴达木盆地南翼山构造样式及其与油气成藏关系:三维地震解释新证据
三维地震资料解释和构造分析表明,南翼山背斜两翼发育两组与背斜轴向近平行的左行压扭性断裂带(走向约310°),断裂带剖面形态为正花状构造,背斜发育三组次级断裂,可分别与走滑里德尔剪切模型中的R、R’、X面很好地匹配,特征次级断裂性质与南翼山边界左旋走滑断裂带属性相符。晚新生代以来,柴西南地区受控于阿尔金断裂和昆北断裂系,整体处于压扭性环境之中,形成了一系列以南翼山为代表的压扭性背斜构造,不存在大规模逆冲构造。南翼山左行花状压扭性断裂带活动导致的背斜隆起及其派生的张性次级断裂是控制南翼山油气藏形成的重要因素,花状压扭性断裂带和背斜隆起形成了构造圈闭,而次级断裂沟通了烃源岩与储层,形成了油气向上运移的通道和储集空间。
基于系统开环频率特性的自动发电控制振荡分析
频率振荡中与自动发电控制(AGC)过程强相关的振荡被称为AGC振荡。基于单机单负荷系统,利用开环传递函数对AGC振荡进行分析,并通过分析不同参数或环节对开环传递函数频率特性的影响,研究其对AGC振荡的影响,结果表明:AGC参数中频差系数及积分系数过大、AGC传输延时过大、机组环节频率特性的幅值过大或相位滞后过大,都会导致系统开环传递函数的稳定裕度过小甚至为负,从而降低系统稳定性甚至引发AGC振荡。分析了机组特性对于AGC振荡的影响:一次调频起作用时,机组环节的幅值将会降低,从而提高AGC模式的稳定性;不同的水火电机组,其原动机环节的相位滞后不同,这会影响开环传递函数的相位裕度,进而影响AGC模式稳定性;机组的开度模式一般比功率模式拥有更快的一次调频调节速度,此时采用开度模式,机组在振荡频率处的幅值更低,系统AGC模式更稳定。特征值分析验证了理论分析的结果,且在多机多负荷系统算例中,验证了基于单机单负荷系统分析得到的结论。
含电动汽车的新能源微电网多目标分层优化调度
电动汽车(EV)和新能源微电网(NEMG)分属不同利益主体。针对EV接入NEMG后的经济运行问题,建立计及EV有序充放电行为和车主综合满意度的NEMG多目标分层调度数学模型并提出求解计算方法。EV层以最大化车主的综合满意度为目标,通过CPLEX软件求解得到EV充放电计划并传递给NEMG层。NEMG层基于EV充放电计划调整微电网内部可控分布式电源出力,以达到最小化系统综合成本和交互功率波动的目标。为求解该高维、非线性和多目标模型,提出基于可信度的三黑洞系统捕获策略多目标粒子群优化算法。仿真结果表明,含EV微电网分层架构相比不分层架构能实现EV和NEMG的互利共赢,验证了所提方法的科学性及有效性。
贵州2012年7月中旬两次强降水过程对比分析
2012年7月中旬贵州遭受区域性强降水,利用NCEP/NCAR逐6 h 1°×1°再分析资料、常规气象观测资料和地面加密观测资料,分为两阶段从影响系统和形成机制方面进行对比诊断分析。结果表明:第一阶段影响系统主要有高空槽、中低层切变线和低空急流,地面辐合线是强降水的主导因素,属于对流性降水天气,第二阶段主要受高空系统(高空槽和低涡)影响,对流性和稳定性降水并存;水汽通量辐合中心及强弱能很好的指示强降水落区,大气不稳定更易造成短时强对流天气,中低层气旋性涡度和高层反气旋性涡度的配置更有利于强降水的发生。
陕西泾惠渠灌区植被变化及其与气候变化的关系
利用美国NOAA/NASA归一化植被指数(the Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)数据和英国CRU(ClimaticResearch Unit)全球气温降水数据,分析了1982—2006年陕西泾惠渠灌区年均植被和年均气温、年总降水的变化趋势,研究了植被变化和气温、降水变化的相关关系。结果表明,1982—2006年泾惠渠灌区植被(NDVI)呈明显增加趋势(0.1%/年,P<0.05),年均气温也明显增加(0.085℃/年,P<0.05),但年总降水呈微弱减少趋势。年均NDVI与年均气温正相关(相关系数R=0.49,P<0.05),但与年总降水的关系并不明显。气温增加导致生长期延长和泾惠渠合理提供植被用水是泾惠渠植被覆盖增加的主要原因。在月尺度上,月气温增加可为植被的生长提供更适宜的温度环境;月降水量增加可为植被生长提供更充足的水分,但当月降水量大于100 mm时,该月NDVI并无明显增加趋势。
福州市区大气污染物质量浓度时空分布特征分析
利用2014年2月1日-2015年1月31日福州市区6个国控空气质量监测站点CO、SO_2、NO_2、O_3、PM_(2. 5)、PM_(10)逐时监测数据,综合分析了福州市区大气污染物污染水平及其时空分布特征。结果表明: 福州市区首要污染物为PM_(10),且SO_2、CO 污染程度极低,6个站点质量浓度超标率均未超过10%,其中鼓山站的空气质量最优,达到国家一级标准的概率超过了50%。在污染物质量浓度日变化曲线中发现,只有O_3呈单峰形态,峰值出现在14: 00左右,通过对污染物的“周末效应”分析,发现CO、PM_(2. 5)工作日质量浓度显著高于周末。
基于灾情的中国粮食主产区旱灾变化周期研究
利用1971-2016年中国粮食主产区各省区农作物播种面积和农作物干旱受灾面积,计算得到各省区干旱受灾率时间序列,采用经验模态分解法(EMD)得到各省区干旱受灾率时间序列IMF分量,据此分析粮食主产区旱灾变化周期,为旱灾防御提供理论依据。结果表明,湖南省分解得到5个IMF分量,安徽、河南、江苏和黑龙江省以及内蒙古自治区得到4个IMF分量,其他各省分别得到3个IMF分量,与原数据序列相关分析结果表明IMF分量均为有效分量。粮食主产区干旱受灾率时间序列表现为多尺度的周期性波动特征,具有准2 ~ 3年周期、准4 ~ 6年周期、准10 ~ 13年周期以及准16 ~ 25年的变化周期,其中,IMF1分量的方差贡献率最大,粮食主产区旱灾主要表现为准2 ~ 3年周期的波动特征。趋势项结果表明,1971-2016年粮食主产区干旱受灾率总体呈下降趋势。
杭州地区臭氧污染及台风烟花过程影响
为探究杭州地区臭氧的污染问题及影响因素,利用2018~2021年杭州地区空气质量、气象要素,选取2021年杭州台风烟花中后期后向轨迹数据与臭氧小时数据,进行后向轨迹聚类及潜在源区域分析.结果表明:2018~2021年杭州地区总体空气质量改善良好,臭氧污染一直较为严重,主要集中在每年的4~10月份.臭氧污染与相对湿度呈负相关性,温度呈正相关性,同时风速对臭氧的生成和扩散也有一定的影响.以2021年台风烟花为例,台风期间降雨量大,风速强,各污染物浓度下降,台风过境后,高温低湿促使了臭氧浓度的上升.对2021年7月25~30日(台风过境后)进行聚类与潜在源分析,得到7条气团传输路径,主要气团来自西北方向,途经江西、湖北等地区.而WPSCF和WCWT的臭氧浓度高值区的一致性较好,臭氧污染受一定的区域传输影响,主要受金华、上饶、南昌、武汉等城市影响,涉及浙江、江西、湖北3个省份.
基于双环控制思路的有源电力滤波器H_∞控制
应用平均化建模的方法,建立了考虑外界干扰的有源电力滤波器(APF)系统的平均化模型.根据直流侧电容电压响应速度远远慢于输出电流响应速度(两者的响应在时间轴上分离),将控制器设计为电流环与电压环2个部分.电压环控制采用PI控制方法设计,而在电流环设计时将APF非线性系统进行简化,进而设计H_∞控制器.最后利用极点配置对闭环系统的收敛速度进行定性配置.该控制器的设计考虑了系统参数摄动及外界干扰的不确定性,使控制器具有较强的鲁棒性;设计时从系统的状态平均化模型出发,物理意义清晰,设计思路合理,针对一般H_∞控制器设计需求解Riccati方程的不足,对矩阵进行归一化然后利用LMI工具箱简化控制器求解,易于在工程中实现.仿真与实验结果验证了控制器设计方法的正确性和有效性.
计及风电和负荷不确定性的日调度计划节能效益概率评估方法
针对目前节能调度中确定性的节能效益评估方法不能满足风电出力和负荷功率随机环境下节能管理的需要,基于Monte Carlo随机模拟的方法提出了日调度计划节能效益概率评估方法。该方法首先采用拉丁超立方采样技术进行风电最大出力和节点负荷功率的随机状态模拟,然后建立了含网络安全约束和合同电量约束的日节能调度优化模型,来模拟火电机组的启停和出力状态以及风电机组出力状态。针对模型中含有大量整数变量和网络安全约束的特点,为提高求解效率,基于Benders原理将其分解成具有迭代机制的主问题和子问题求解。其中,主问题在引入起作用的整数变量辨识法对其降低求解规模后,采用CPLEX中的MILP求解器求解;子问题则解耦成24个小的子问题后,采用线性规划法求解。基于大量样本的反复抽样以及机组随机状态的模拟,最终实现了日调度计划节能效益概率评估。最后,以某省级电网为例验证了所提节能效益概率评估方法的有效性。
饲用小黑麦在动物生产中的应用研究进展
小黑麦是小麦与黑麦经过杂交育种进行染色体加倍重组而形成的新物种,其抗病力强、适应性广、产量高、生产性能好,同时营养丰富、粗蛋白质含量高、富含膳食纤维与限制性赖氨酸,有很高的饲用价值。本文综述了小黑麦的调制方法、营养特性以及小黑麦对动物生长性能的影响,并深入分析小黑麦及其各种调制方法的优缺点,为指导和推广小黑麦的合理使用提供理论参考依据。
基于自适应稀疏伪谱逼近新方法的随机潮流计算
提出基于自适应稀疏伪谱逼近新方法(new adaptive sparse pseudospectral approximation method,NA-SPAM)的随机潮流计算新方法。该方法的基本过程如下:首先提出基于Nataf-Margin变换的相关随机变量独立化处理方法,并以命题及推论的形式证明了该变换是有效的并且能够最大程度地保持NA-SPAM的计算效率;然后通过在NA-SPAM中用Kronrod-Patterson嵌套积分序列代替传统的高斯积分序列提出了嵌套NA-SPAM,以减少NA-SPAM所需的积分点和计算量;最后将Nataf-Margin变换和嵌套NA-SPAM结合为综合NA-SPAM,实现了随机潮流快速且准确的计算,得到系统状态量的期望、方差以及概率密度。用基于IEEE-9、IEEE-118节点系统的算例验证了综合NA-SPAM的有效性,以及其相比于经典伪谱SCM、LHS和MCM的计算效率优势。
西山煤田煤层气井水力压裂效果剖析及启示
水力压裂是改善煤层渗透率的常用方法,其改造效果直接影响煤层气井的产能。详细观测了西山煤田屯兰区块5口煤层气井的井下揭露煤层及裂隙展布情况,并联合体视镜、扫描电镜和显微CT等研究煤体结构、微裂隙、石英砂和煤粉的分布特征,结合区域地应力和水力压裂施工参数,剖析煤层气井的压裂效果。研究结果表明:水力压裂产生的宏观裂隙形态复杂多样,包含水平型、垂直型、X型和T型。距离煤层气井筒越近,煤体越破碎,以碎裂煤和碎粒煤为主,水力压裂裂隙发育,远离煤层气井筒的煤体主要是原生结构煤,以原生裂隙为主。石英砂主要铺置在水平裂隙内,仅有少量分布在T型裂隙内。石英砂与煤的裂隙面强烈摩擦、碰撞和嵌入,与压裂液破裂煤体叠加形成大量煤粉,造成煤粉裹挟石英砂堵塞裂隙。宏观裂隙内的煤粉主要受水力压裂时煤体破裂、压裂液冲刷煤体及石英砂与裂隙面摩擦而产生,微观裂隙内的煤粉在煤体破断时产生。煤粉与石英砂混合堆积在裂隙内,对携砂液产生巨大阻力,造成石英砂无法向煤层气井的远端运移。地应力的大小和方向、煤层及顶底板的强度是影响水力压裂裂隙张开与延展方向的重要因素,携砂液黏度低无法悬浮石英砂,容易造成石英砂与煤粉聚集堵塞裂隙。
2011-2020年夏季全国草原净初级生产力时空变化及其气象影响评估
为评估2011-2020年夏季全国草地净初级生产力时空变化以及气象条件对净初级生产力的影响,本研究依据气象站逐日气象观测资料以及中分辨率成像光谱(Moderate-resolution imaging spectroradiometer,MODIS)系列卫星资料遥感数据,分析了近10年夏季全国草地净初级生产力变化。结果表明:2011-2020年夏季全国草原净初级生产力总体呈现增加趋势,平均每年增加0.2gC·m~(-2)·a~(-1),内蒙古中部、甘肃东部、青海东部、西藏东部等地近10年草原净初级生产力明显增加。近10年全国大部草原区平均气温和降水量均呈增加趋势,较好的气象条件利于夏季牧草生长。2020年夏季全国草原区的气温和降水量也较常年偏高,北方草原区草地平均净初级生产力为121.3gC·m~(-2)·夏季~(-1),为近10年偏好年份。2011-2020年夏季全国草原净初级生产力呈增加趋势,较好的气象条件对其贡献较大。
不同雨强下喀斯特坡耕地养分流失特征研究
为揭示西南喀斯特坡耕地的养分流失特征,通过人工模拟降雨试验,研究不同雨强下喀斯特坡耕地养分流失的过程机制及特征。结果表明:(1)喀斯特坡耕地产流产沙从地下过渡到地表的临界雨强在30 mm·h~(-1)~50 mm·h~(-1)之间,产流量和产沙量均随降雨强度的增大而增大,且产流产沙主要以地表为主。(2 )小雨强(15 mm·h~(-1)和30 mm·h~(-1) )下,喀斯特坡耕地TN、TP、TK主要通过地下径流进行流失,大雨强(≥50mm·h~(-1))下,喀斯特坡耕地TN、TP、TK地表流失比例为地下漏失的3倍左右;TP径流流失量及流失浓度均随雨强的增大而增大,TN和TK径流流失量及流失浓度却随雨强的增大变化不明显。(3 )喀斯特坡耕地泥沙养分流失也主要是以地表流失为主,地表流失量较地下高出约5.03倍,且泥沙中流失的养分浓度均大于径流中流失的养分浓度;地表泥沙养分富集率整体高于地下漏失部分;地表、地下泥沙养分流失总量与养分流失模数均随降雨强度的增大而增大。(4)喀斯特坡耕地径流总量与径流养分(TP、TK)、泥沙养分(TN、TP、TK)均呈极显著正相关关系(P<0.05),径流总量与径流TN呈现极显著正相关关系(P<0.01 ) 。研究结果可为喀斯特区坡耕地养分流失防治及面源污染治理等提供理论参考依据。
基于超级电容储能系统的不对称故障下PMSG控制策略研究
为了提高直驱型永磁同步风力发电机的低电压穿越能力,通过对其在电网电压不对称故障下产生的2倍工频分量机理进行分析,提出了一种基于超级电容储能系统的新型改进控制策略。基于功率平衡的思想,直流侧采用超级电容储能系统,并改用功率外环电流内环的控制策略,以实现不对称故障时堆积在直流侧不平衡功率的平滑控制。同时,在网侧采用双二阶广义积分器锁相环替代传统方法中的单相锁相环,实现不对称故障时正负序基波分量的精确测量。通过Matlab/Simulink仿真表明,该控制策略能有效抑制系统在不对称故障时的网侧有功和直流侧电压二倍频波动,提高系统在不对称故障下的低电压穿越能力,证明了所提出改进控制策略的有效性。
基于油气运移最小能耗率原理的成藏期地层倾角窗口研究——以鄂尔多斯盆地上古生界致密气藏为例
对于成藏期地层倾角与油气聚集资源量之间关系的研究,国内外学者多局限在勘探实践案例统计分析及简化物理模拟实验研究方面,缺少对成藏期地层倾角与油气聚集资源量之间理论关系的研究。从油气运移最小能耗率原理出发,在理论上严格证明了油气运聚系统成藏期地层倾角窗口的存在。处于成藏期地层倾角窗口,油气运移有效驱动功率最弱,油气运聚系统能耗率最小,油气运聚效率最高,赋存发育油气资源量最大。回答了成藏期地层倾角到底是较大还是较小时有利于成藏的问题,揭开了侯连华等(2021)对国内已投入商业开发的44个天然气有效区带和49个石油有效区带的油气资源量,与其主成藏期平均地层倾角二者间呈一“开口向下抛物线”统计特征之谜。同时,利用该理论对鄂尔多斯盆地上古生界致密气藏地层倾角窗口演化变迁进行研究。上古生界高压致密古气藏由净浮力梯度、剩余压力梯度和排驱压力梯度三者之和为其油气运移有效驱动力,缓慢减小到由净浮力梯度与排驱压力梯度二者之和为其油气运移有效驱动力的现今低压致密气藏。与之相对应,高压致密古气藏由较小成藏期地层倾角窗口(0.2°~0.3°)缓慢变为现今低压致密气藏相对较大成藏期地层倾角窗口(0.35°~0.45°)。
室内模拟水位下退耕还湿地表层土壤温室气体排放研究
在中国科学院东北地理与农业生态研究所的科研温室中,进行了实验期为60 d的室内模拟实验,在-5 cm、 0 cm和5 cm的模拟水位下,测定和计算出采集自洪河国家级自然保护区的2010年、2014年、2016年弃耕的退耕还湿地和天然小叶章沼泽表层(0~20 cm深度)土壤的CO_2、CH_4和N_2O排放通量。研究结果表明,随着水位的上升,2010年、2014年、2016年弃耕的退耕还湿地和天然小叶章沼泽表层土壤的CO_2和N_2O排放通量在减小;与-5 cm和5 cm的模拟水位下相比,0 cm水位下表层土壤的CH_4排放通量相对最大;随着实验天数的增加,2014年、2016年弃耕的退耕还湿地和天然小叶章沼泽表层土壤CH_4排放通量在波动增大;水位越高,其对退耕还湿地表层土壤CO_2、N_2O总排放量和温室气体的全球增温潜势的抑制作用越明显。
电网电压不平衡时模块化多电平换流器直接功率补偿控制策略
为了进一步提升电网电压不平衡时模块化多电平换流器型高压直流输电(MMC-HVDC)的电能传输质量,在αβ 坐标系下提出一种无需交流电流正负序分离的MMC直接功率补偿策略,并对电网电压不平衡时MMC交流侧功率和瞬时功率进行了理论分析;针对MMC的零序环流将进入直流侧引起直流电压/电流2倍频波动的问题,基于比例谐振控制器设计了环流抑制控制器;最后在PSCAD中建立仿真模型验证所提出的控制策略和理论分析。仿真结果表明:在电网电压不平衡工况下,在消除负序电流和抑制有功功率波动2种控制目标下,MMC直流电压均可能出现2倍频波动,所设计的直接功率补偿控制系统可以分别有效地抑制网测负序电流或交流侧有功功率的2倍频波动,环流抑制控制器可以有效抑制直流侧2次波动。
配电网中长期动态规划投资的标尺激励评价方法
增量配电业务加强、电能替代战略实施等新形势电力发展需求使得我国配电网升级改造需求与投资建设规模持续增加,研究一套合理、全面的配电网中长期动态规划投资的评价模型对指导配电网精准投资具有重要的意义。以供电质量、电网结构、装备水平、供电能力、信息化水平和投资能力6类准则的“输入-输出”指标刻画配电网综合性能的改善效率,利用模糊层次聚类分析法构建组合权重优选模型;将信息熵和时间度理论引入配电网规划期望性能的评价模型中,建立基于数据包络分析法的动态标尺评价方法,以区域间比较竞争和考核激励的方式引导配电网精准投资,实现配电网建设成本最小化、资源配置效率最大化。算例分析了某省9个地区的配电网投资规划策略,验证了所提方法体系的有效性和合理性。
岩溶山区玉米白三叶间作对土壤养分及作物生产性能的影响
以推广种植范围广的玉米和适应性较强的白三叶为对象,初步探讨玉米白三叶间作模式在岩溶山区的生产优势。设置行距30cm(JBY30)、50cm(JBY50)、70cm(JBY70)玉米白三叶间作,以相应行距(DY30、DY50、DY70)的单作玉米和行距30cm(DB30)单作白三叶为对照,测定土壤养分含量及作物生产性能指标,结果表明:JBY30(蜡熟期)土壤有机质含量显著高于DY30(P <0.05);JBY50(灌浆期)全磷含量显著高于DY50(P <0.05);JBY30(抽穗期和灌浆期)、JBY50(灌浆期)和JBY70(抽穗期)全钾含量显著高于相应行距玉米的单作(P <0.05)。间作下玉米粗蛋白(除JBY30外)、粗脂肪、无氮浸出物(除JBY70外)含量均高于相应行距的单作,而粗纤维含量低于单作。间作白三叶粗灰分含量均高于单作。单作白三叶第一茬产量显著高于间作白三叶(P <0.05)。JBY30玉米地上总干物质产量比DY30显著提高了32.23%,比JBY50和JBY70分别显著提高了47.63%和45.20%(P <0.05)。随行距的增大,土地当量比(LER)、间作系统生产力(SP)呈先减小后增大趋势,玉米相对白三叶的资源竞争力(Am)和间作优势则呈下降趋势。JBY30的间作优势最大,LER、SP显著高于JBY50和JBY70(P <0.05)。因此,认为JBY30是适宜岩溶山区玉米白三叶间作系统的最佳间作模式。
基于相邻经验粒子群算法的风电场集群无功电压分层控制策略
针对风电场集群的运行特点,提出了一种适用于风电场集群的无功电压分层控制策略。该策略分为2层:整定层根据风电场集群并网点电压确定所需无功功率;分配层利用风场各支路中节点电压确定参与无功功率分配的风机数量,计算风机和补偿设备的无功功率。分配层降低了优化算法的输入量,提高了收敛速度。同时提出了一种基于上述控制策略特点的改进粒子群算法-相邻经验粒子群算法,该算法通过在速度更新公式中加入相邻风机支路的优化结果,进一步提高算法的收敛速度。算例分析表明,该策略在提高优化算法收敛速度的基础上,能够对风电场集群内的节点电压及网损进行优化。
淮河流域陆地水储量与干旱指标分析
基于GRACE卫星数据、MODIS数据和降水数据分析了2003—2016年淮河流域陆地水储量、植被指数和降水的多年时空变化,并探究标准化陆地水储量指数(SWSI) 、标准化降水指数(SPI)与条件植被指数(VCI)对流域干旱的指示性。结果表明:淮河流域陆地水储量呈显著下降趋势,降水量微弱下降,植被覆盖率显著上升; SPI与VCI相关性较高,与SWSI变化较为一致; SWSI与SPI指示的不同等级干旱月份数量基本相当,明显小于VCI; SPI对淮河流域历史干旱存在漏报,VCI指示的干旱等级略偏高; SWSI整体表现较为良好,能够有效监测淮河流域旱情。
考虑分时电价和最大暂态频率偏移的储能机会约束优化配置
针对可再生能源规模化接入电网引起的频率稳定控制资源减少的问题,提出一种考虑分时电价和最大暂态频率偏移(MTFD)的储能系统(ESS)机会约束优化配置方案。首先,建立含ESS的扩展系统频率响应模型,估计预想事故下的频率动态响应特征,采用基于最大仿射函数的分段线性化方法构造MTFD约束;其次,考虑预想事故发生的不确定性,构建以投资成本最小和峰谷套利收益最大为目标的ESS容量机会约束优化模型;然后,利用线性加权方法和基于蒙特卡洛模拟的非线性递减惯性权重粒子群优化算法求解,以确定最优的ESS容量;最后,通过算例分析验证了所提方法的有效性。
基于DFIG无功优化控制的直流换相失败暂态过电压抑制
当高压直流系统发生换相失败时,送端电网电压呈现“先低后高”连续变化的特征,风电机组动态控制不佳,严重时会造成脱网。为克服传统国标控制策略未考虑电压连续变化特征下的控制“空白区”问题,揭示了换相失败暂态过电压的形成机理并分析了其暂态形态特性;在传统国标控制策略的基础上,引入无功电流系数细化电流指令并利用转子侧换流器进行优先分配,确定了基于双馈感应发电机(DFIG)无功优化的故障穿越控制策略。基于MATLAB/Simulink仿真平台对所提控制策略进行验证。结果表明相较于传统国标控制策略,所提控制策略能够进一步抑制换相失败恢复阶段的暂态过电压现象。
柔性直流电网小干扰稳定性分析
小信号建模是分析直流电网稳定性和系统参数整定的重要方法。为了研究接入平波电抗器的直流电网小干扰稳定性问题,提出一种基于模块化多电平换流器MMC(modular multilevel converter)的直流电网小干扰稳定性简化模型。首先,推导换流站与交流侧、控制器以及含平波电抗器的直流网络等各部分输入量、输出量和状态变量之间的耦合关系,建立整个系统的非线性状态空间模型;然后,利用特征值和根轨迹分析方法研究控制参数、直流设备参数和桥臂电感参数等对系统稳定性的影响;最后,在PSCAD/EMTDC平台上搭建四端直流电网仿真模型,验证了所提建模方法的准确性和各参数对小干扰稳定性影响结论的正确性。
北京延庆区不同林龄油松人工林土壤理化性质
为探讨林龄对北京地区油松(Pinus tabulaeformis)人工林土壤理化性质的影响,选择延庆区4个林龄(14、28、 36、51年)油松人工林,研究土壤理化指标在从幼龄到成熟间随林龄增加的变化规律,阐明其在0-30 cm三个土层间的变化趋势.结果显示,随土层加深,含水率、持水量、孔隙度总体上逐渐减小,土壤容重的差异不显著,有机质、氮磷钾具有明显的表聚效应,pH总体上呈增加趋势,而电导率的变化规律不一.随林龄增加,同层土壤含水率、持水量、孔隙度则总体上逐渐增加,容重的差异不显著,有机质、氮磷总体呈增加趋势,钾素在14年和28年林分中显著高于36年与51年林分,pH呈逐渐减小,而电导率最大值出现在51年林分中.相关分析表明,土壤容重与水分特征、孔隙度均呈显著负相关;有机质与氮素、磷素呈极显著正相关,与pH呈极显著负相关,与土壤容重、全钾含量呈显著负相关,与速效钾呈负相关但不显著.本研究表明林龄的增加改善了油松人工林的土壤理化性质,结果可为北京地区油松人工林的抚育间伐、施肥管理、混交林营造等提供理论依据.
西安市城镇污水系统碳排放时空特征及其主要驱动因素
目前我国市级污水系统碳排放研究还比较缺乏,准确掌握其排放特征及影响因素是因地制宜制定减排政策的前提。基于排放因子法核算了西安市城市污水系统各单元碳排放量,分析了其排放结构和时空分布,并结合市政设施建设和活动水平,使用SPSS软件分析其影响因素。结果表明:1)化学品消耗和电耗是污水处理单元碳排放的主要来源,而污泥处置单元直接排放的CH_4和N_2 O占比较大;2)2018年开始中心城区在生物处理和污泥处置过程的人均碳排放逐渐减少,周边区县除鄠邑和长安区外人均排放均小幅提升;而2020年鄠邑和长安区人均排放增长较多;3)西安市碳排放量与A~2/O工艺处理水量占比呈极显著正相关( P<0.01),与人口规模、吨水电耗、污泥填埋量也呈显著正相关( P<0.01),与污水集中处理率的相关性略低( P<0.05)。中心城区减排应侧重于现有污水厂的升级改造,而周边区县污水处理设施建设应充分考虑人口因素,长安区需完善污水处理设施建设;可从源头减量和开发新型污泥处置技术2个角度来减少中心区污泥处置过程中的碳排放;周边区县应减少污泥土地填埋量。