mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
北京市冬季重污染期间PM_(2.5)及其组分演变特征
通过实时在线监测了2018年11月27日~2019年1月15日北京市城区PM_(2.5)、水溶性无机离子(Na~+、NH_4~+、K~+、Mg~(2+)、Ca~(2+)、F~-、Cl~-、NO_2~-、NO_3~-、 SO_4~(2-)、PO_4~(3-) )、碳质组分(有机碳OC、元素碳EC)的质量浓度以及气态污染物浓度和气象要素,收集整理了近20年北京市冬季PM_(2.5)、主要离子组分以及碳质组分浓度,分析研究了1999~2018年北京市冬季PM_(2.5)、离子、碳质组分的变化特征,重点探讨了监测期间清洁日与两个典型重污染事件PM_(2.5)及其组分的演变特征.结果表明:研究期间PM_(2.5)浓度为53.5μg/m3,达到近20年北京市冬季较低值,且大气主要污染源由煤烟型污染源转变为燃煤型与机动车尾气复合型污染源.监测期间,湿度高、微弱的西南风导致重污染产生,清洁日、污染事件I与污染事件II PM_(2.5)平均浓度分别为32.5,138.9,146.8μg/m3且不同时段PM_(2.5)日变化趋势存在差异.各离子浓度变化为:NO_3~- >NH_4~+>SO_4~(2-) >Cl~- >K~+>Ca~(2+)>Na~+>PO_4~(3-) >F~- >NO_2~- ~Mg~(2+),总水溶性离子浓度为24.6μg/m3占PM_(2.5)总浓度的46.0%,其中SNA浓度占总离子浓度的83.7%,是离子中最主要的组分.碳质组分浓度达到近二十年北京市冬季最低值,变化为:一次有机碳POC>EC>二次有机碳SOC,OC与EC相关系数达到0.99,一次燃烧源对污染过程有较大贡献.NH_4~+在清洁日与污染II中富集,主要以(NH_4)_2SO_4、NH_4NO_3和NH_4Cl形式存在,在污染I中较少,仅以(NH_4)_2SO_4和NH_4NO_3存在.在污染I和II期间,SO_4~(2-)的形成昼夜均受相对湿度与NH3影响;NO_3~-的形成白天受O_3与NH_3的影响,夜间受相对湿度和NH3的影响.
一种动态性能友好型柔性直流输电系统高频自稳控制策略
现有高频振荡有源抑制策略存在恶化柔直系统动态性能、对电网工况变化的适应性差等不足。该文提出一种动态性能友好型高频自稳控制策略,在基本不影响柔直系统动态性能的基础上,能够完全消除模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)交流端口的高频负电阻特性,对不同电网工况具有强适应性。首先,在静止坐标系中建立包含正负序分离环节、正负序电流控制环节和锁相环等的MMC高频阻抗模型,通过对比传统高频简化阻抗模型,发现锁相环对MMC高频阻抗的附加电阻效应,并进一步分析锁相环控制参数和静态工作点变化对附加电阻效应的影响。其次,阐述所提高频自稳控制策略的基本原理,并给出其参数设计方法。此外,通过建立柔直系统的动态响应模型和暂态电流模型,分析所提策略在柔直系统动态性能方面的优势。最后,通过仿真验证了所提策略能够有效适应不同电网工况,且基本不影响柔直系统的动态性能。
强风作用下输电线路的脱冰响应研究
在强风作用下,输电线路的脱冰过程会产生冲击效应并缩短相间距离,极大增加了电气事故发生的可能性。该文基于新疆某线路局部区段的实际参数,建立强风作用下“导线-绝缘子”的脱冰响应有限元模型,分析了在不同风速、风攻角条件下输电线路脱冰档最大弧垂处的位移、不平衡动张力和各相间的最小距离。结果表明:风攻角对异形覆冰导线的气动系数与风载增大系数存在明显影响;在强风条件下的动张力幅值具有超过设计抗拉强度的情况,存在断线的可能;强风作用下输电线路的脱冰过程相较其初始构型位置是一种向上偏斜的位移过程,存在相间距离显著减小情况,运行时放电风险的概率远远超过无风脱冰工况。该文针对强风作用的输电线路进行研究,探究了复杂工况下的脱冰响应特征和运行时的放电风险,为输电线路在强风天气下进行紧急防冰、除冰技术提供一定的参考。
番茄钵苗移栽探出式取钵机构设计与试验
为了降低番茄钵苗移栽过程取钵机构对秧苗钵土根系的损伤,同时避免机械式钵苗移栽机构设计特殊取苗轨迹与姿态的优化难题,提出了一种可与系列移栽机构配合使用的番茄钵苗探出式取钵机构,实现取苗各关键位置机构秧针以固定角度完成探出入钵、移动送苗及收回推秧工序。根据钵苗移栽取钵过程分析与设计要求,建立了探出式取钵机构力学分析模型,并获得影响秧针扎入钵土时驱动杆受最小驱动力的因素。基于Matlab App Designer平台开发了取钵机构计算机辅助分析设计软件,获得满足番茄钵苗移栽要求的取钵机构设计参数集。采用三因素五水平二次回归正交旋转中心组合试验方法,以驱动杆斜杆夹角、钵体含水率、入钵深度为试验因素,以钵体完整率和取苗成功率为评价指标,试制样机并搭建台架实施参数组合优化及验证试验,结果表明:探出式取钵机构可有效地配合取苗机构完成各项性能工作要求,在参数组合为驱动斜杆间夹角112°、钵体含水率57.5%、入钵深度28.4 mm时作业效果最佳,钵体完整率为96.44%,取苗成功率为97.06%,满足钵苗移栽作业性能。
计及改进阶梯型碳交易和热电联产机组灵活输出的园区综合能源系统低碳调度
为了进一步降低园区综合能源系统(park-level integrated energy system,PIES)碳排放量,优化热电联产(combined heat and power,CHP)机组出力的灵活性,提出一种考虑改进阶梯型碳交易和CHP热电灵活输出的PIES低碳经济调度策略。首先,将遗传算法与模糊控制相结合,设计一种遗传模糊碳交易参数优化器,从而对现有阶梯型碳交易机制进行改进,实现该机制参数的自适应变化;其次,在传统CHP中加入卡琳娜(Kalina)循环与电锅炉(electric boiler,EB),构造CHP热电灵活输出模型,以同时满足电、热负荷的不同需求;然后,提出一种柔性指标--电、热输出占比率,进而计算出电、热输出占比率区间,以衡量CHP运行灵活性;最后,将改进阶梯型碳交易机制和CHP热电灵活输出模型协同优化,以系统运行成本和碳交易成本之和最小为目标,构建PIES低碳经济优化模型。算例分析表明,所提策略可有效降低经济成本和碳排放量,同时还可扩展CHP灵活输出调节范围,能够为PIES低碳经济调度提供参考。
基于分形理论的新型电力系统规划场景生成方法
新型电力系统中的新能源占比不断提高,源荷不确定性使得新型电力系统的规划边界难以确定,因此有必要提出适应新型电力系统的规划场景生成方法。分析净负荷数据的分形特征,并提出规划场景生成方法的总体框架;在提出净负荷时间序列盒维数计算方法的基础上,利用盒维数的时移不变性提出规划场景初始点的预测方法;对分形插值算法进行细化,并提出基于初始点的规划场景生成方法。以某地区实际净负荷数据为例进行分析,验证了所提方法的有效性和可行性。
电力设备多参量监测数据清洗研究现状及展望
基于电力设备多参量监测数据,开展电力设备态势感知工作是提高设备检修效率、消除故障隐患、保障电力系统安全稳定运行的重要途径之一。然而,数据采集、传输与存储过程中受到的各类干扰导致原始监测数据中存在大量的偏差与缺失,进而影响态势感知准确性,亟须通过数据清洗提升数据质量。在综合分析电力设备多参量监测数据清洗领域文献的基础上,概述了电力设备多参量监测数据质量影响因素。对电力设备多参量监测数据清洗的通用框架进行了总结,该框架包括多参量相关性分析、异常数据检测、异常数据分类和"脏"数据修复4个环节,对各环节的常用方法进行了对比分析,并介绍了特殊应用场景下的数据清洗方式。探讨了提升数据清洗效率的2种方式,分析了电力设备多参量监测数据清洗研究领域面临的主要挑战,对未来发展趋势进行了展望。
鄂尔多斯盆地东南部长6油层组致密砂岩成岩作用及其孔隙度定量恢复
鄂尔多斯盆地佛古塬区延长组长6油层组致密油储量丰富,但储层致密、非均质性强,从而导致油气勘探程度低。在岩心观察和薄片分析的基础上,综合运用扫描电镜、阴极发光及X射线衍射等方法,对研究区长6油层组的岩石学特征和成岩作用进行研究,并进一步对其孔隙度进行定量恢复。结果表明:研究区长6油层组岩性以灰白色长石细砂岩为主,储集空间以溶蚀次生孔和残余粒间孔为主,属于特低孔、超低渗的致密砂岩储层。成岩演化阶段为中成岩阶段A期,主要经历了压实、胶结、溶蚀和交代等成岩作用,且不同成岩作用对储层的孔隙发育具有不同影响。压实作用破坏了大量原生粒间孔,是导致研究区储层致密化的主要因素,孔隙度平均降低22.76 %,减孔率达58.40 %;胶结作用使储层孔隙度平均降低13.57 %,减孔率达34.93 %,其中晚期胶结作用是储层致密化的关键因素;溶蚀和交代作用产生了大量次生孔隙,从而改善了储层物性,增加的孔隙度平均为12.39 %。该研究成果可为同类油田的进一步勘探开发提供一定借鉴。
考虑趋肤效应的铁磁材料宽频损耗分离模型
为在较宽频率范围内准确计算变压器铁心损耗,该文在不同频率下对铁磁材料的磁滞特性及损耗特性进行了测量,并基于损耗分离模型进行分析。为考虑趋肤效应对涡流损耗的影响,计算过程中分别采用不同形式的实数、复数磁导率表示材料磁感应强度与磁场强度的本构关系。研究发现,采用磁导率描述本构关系时,其数值不能从近似的直流磁化曲线中提取,而应将其视为随频率变化的量。基于上述结论,该文基于损耗分离理论对铁磁材料内部的磁场进行分离,并基于异常损耗场提出一种实数磁导率近似方法,从而实现基于少量低频下的测量数据预测材料在较宽频率范围内的损耗特性。
甘肃省参考作物蒸散量时空变异驱动因子分析
基于甘肃省29个气象站点1984-2019年逐日气象资料,分析ET0时空变化规律,结合主成分分析、聚类分析、灰色关联度、通径分析、敏感性分析等多种定性与定量分析方法,揭示ET0与气候因子间的内在关系,并探明甘肃省ET0对各气候因子敏感性及贡献大小。结果表明:近36a甘肃省ET0整体呈现显著(α=0.05)上升趋势,并于1998年发生突变。研究期内ET0空间分布呈现由东南向西北递增的趋势,甘南高原小,河西平原大,高值区ET0在1049.3~1260.9mm区间变化。主成分分析表明温度、湿度和辐射对ET0的影响较大,风速影响相对较小,聚类分析及灰色关联度分析结果显示,日最高温度T_(max)、相对湿度RH、风速u、降水量P、日照时数n为5个关键气候因子,T_(max)是最主要因素,P作用最小。ET0对气候因子敏感性存在差异,对RH最为敏感,且T_(max)、n、u起正向作用,RH起反向作用,RH、T_(max)、n、u贡献率分别为3.79%、7.22%、 -0.42%和3.70%。近36a甘肃省ET0呈现增大趋势是由于RH、n减少和T升高、u增大共同作用的结果,T升高是造成ET0增加的主要原因。研究成果为该地区科学配置灌溉用水,高效开发利用水资源,揭示气候变化条件下水文循环-蒸散发环节的响应机理提供科学依据,同时,多种方法探索性结合运用为ET0变化驱动因子分析提供了新的思路。
基于双重絮凝的超细尾砂浓密脱水性能及絮凝机制
为探索新型絮凝工艺,解决超细尾砂浓密效果不佳的工程难题,引入双重絮凝技术。首先,开展单一絮凝工艺的絮凝沉降实验,分析絮凝剂种类对超细尾砂浓密脱水效果的影响;其次,将不同絮凝剂进行组合,进行双重絮凝实验,研究双重絮凝工艺的影响因素及作用规律,对比2种工艺的絮凝浓密效果;最后,利用聚焦光束反射测量仪(FBRM)和显微镜研究尾砂絮体的粒度与结构变化,探索双重絮凝机制。研究结果表明:在处理铅锌矿的超细尾砂时,双重絮凝工艺能够综合2种聚合物的优点,在絮凝过程的不同阶段运用不同的絮凝机制,显著降低上清液浊度(<30×10~(-6)),并获得较快的尾砂沉降速度(>70 mm/min)和较高的底流质量分数(>65%);双重絮凝的影响因素有絮凝剂种类和絮凝剂添加顺序,“阴离子+阳离子”组合的絮凝浓密效果最优;双重絮凝过程分为初次絮体形成、絮体剪切破坏和二次絮体形成3个阶段,初次阴离子絮凝剂的吸附架桥机制有利于捕捉微细颗粒(<100 μm)形成初次絮体,初次絮体剪切破碎后释放部分结合位点,二次阳离子絮凝剂的电中和机制则使破碎絮团增长为可再生的大体积絮团(>1 000 μm)。双重絮凝体系在细颗粒捕获和形成大絮体方面具有显著优势。
三七超窄行气吸式精密排种器设计与试验
三七播种行株距均为50 mm左右,属于密集型精密播种。为实现三七超窄行精密播种,设计一种超窄行气吸式精密排种器。通过理论计算与数值模拟,确定主要结构参数;以云南文山三七种子为播种对象,基于EDEM离散元软件,对水滴形窝眼孔加工倾角影响充种性能进行仿真模拟试验,得出较佳加工倾角为50°;以吸孔负压、排种轮转速和种层高度为影响因素,以合格指数、重播指数、漏播指数和各行排量一致性变异系数为试验指标,进行三因素二次回归正交旋转组合试验。试验结果表明:影响合格指数的主次顺序为吸孔负压、排种轮转速、种层高度;当种层高度为50 mm、排种轮转速为34~48 r/min、吸孔负压为560~660 Pa时,合格指数大于93.0%,重播指数小于3.5%,漏播指数小于3.5%,各行排量一致性变异系数小于3.0%,满足三七播种要求。
基于自适应投影多元经验模态分解的电力系统强迫振荡源定位
近年来,电力系统强迫振荡在电网中频繁发生,严重威胁到电网的安全稳定运行,快速、准确地定位强迫振荡源对抑制强迫振荡具有重要意义,但现有方法在分解具有高差异度多通道广域量测信息时难以准确提取强迫振荡模式分量,严重影响到强迫振荡源定位精度。为此,该文提出一种基于自适应投影多元经验模态分解(APIT-MEMD)的强迫振荡源定位方法。该方法首先采用APIT-MEMD通过构建自适应投影方向向量,实现对发电机多通道广域量测信息的同步分解,分离出表征不同振荡模式的固有模态函数(IMF)分量;然后,借助对数能量熵从众多IMF分量中提取出含强迫振荡模式的IMF分量;在此基础上,根据提取出的强迫振荡IMF分量,计算各发电机的耗散能量流,根据耗散能量流实现强迫振荡源定位;最后,通过WECC 179节点测试系统仿真数据和实际电网同步相量测量装置(PMU)实测数据对所提方法进行分析、验证,结果验证了所提方法的准确性和实用性。
鄂尔多斯盆地二叠系盒8段沉积特征再研究
鄂尔多斯盆地二叠系下石盒子组第8段是天然气主力产层。在众多前人研究成果的基础上,以盆地边缘露头剖面、全盆地近900口钻井数据为基础,采用古流向分析、重矿物统计分析、岩性分析、剖面结构分析等方法,对盒8段沉积相类型及特征进行了研究,重新确立了盒8段的沉积特征和河流相沉积模式。结果表明:盒8段沉积时受南北2个古陆所发育的冲积水系控制,发育河流相沉积,河流南北沟通,并向东流入湖泊。该汇水湖泊位于山西多宁-河津-韩城以东的地区,并非位于鄂尔多斯盆地境内。
铜陵市义安区农业面源污染现状调查与评价
通过对铜陵市义安区7个乡镇的农田、养殖及农村生活污染源的调查,采用等标污染负荷法进行评价,应用ArcGIS软件作聚类分析,研究该区域农业面源污染来源及其负荷空间特征。结果表明:农业面源污染排放量为3 739.50 t,农村生活、畜禽养殖为重点污染源,其排放量分别为1 705.36 t、1 558.55 t,污染负荷分别为45.61%、41.67%。在COD、TN、TP 3个主要评价因子中重点污染物是COD,其次是TN,污染负荷率分别为87.55%、10.95%。在各乡镇中西联镇、天门镇、顺安镇的农业面源污染排放量较高,分别为818.86 t、772.26 t、740.12 t,污染负荷分别为21.90%、20.65%、19.79%。
直流配电系统直流电压控制时间尺度的低频振荡机理分析
柔性直流配电系统呈现低惯性弱阻尼特性,易产生低频振荡现象,目前振荡机理尚不明确。针对直流电压控制时间尺度的低频振荡振荡频率机理展开研究,提出了柔性直流配电系统在直流电压控制时间尺度(约100 ms)下的物理等效电路模型,推导了振荡频率的解析形式,通过对低频振荡影响因素的灵敏度分析,提出等效模型的降阶形式,获取了振荡频率与关键参数间的解析关系。基于PSCAD搭建了柔性直流配电系统仿真模型,仿真结果验证了理论分析的正确性与有效性。
基于配用电信息分区分类的短期空间负荷预测
精确负荷预测是实现电力系统安全经济运行和电网科学管理的基础。首先提出一种基于分区分类的空间负荷预测方法,该方法依托GIS系统中的地理空间信息和电网信息,进行区域划分;然后将区域内负荷分为工业、商业、居民、其他等类型,基于配用电历史信息,采用模糊聚类方法对区域内的负荷类型进行归类,获得影响负荷的主要因素;再以不同类型的负荷预测为基础,考虑跨空间和非跨空间负荷转移等情况,获得精细化的空间负荷预测方法;最后通过我国南方某实际电网的算例分析,验证了该方法较传统的空间负荷预测方法在预测精度上有较大提升。
棉粕发酵菌株M-15的筛选及全基因组测序分析
【背景】棉粕中的游离棉酚致使其释放营养价值及蛋白饲料应用受到限制,微生物发酵是棉粕脱酚的有效策略。【目的】筛选具有棉酚降解活性的发酵菌株,初步探索菌株降解棉酚的机制。 【方法】以棉酚降解率为检测指标筛选棉酚高效降解菌株,采用形态学观察、生理生化鉴定和基于16S rRNA基因序列的系统发育分析进行菌株鉴定。同时,分析筛选到的菌株代谢棉酚可能的中间产物及对多环芳烃类物质代谢关键中间产物的利用能力,并通过菌株全基因组测序发掘菌株中相关代谢酶对应基因的存在。【结果】从河北省保定市近郊某土壤样品中筛选出一株具有较高棉酚降解活性的菌株,命名为M-15。该菌株发酵棉粕,可将其中的游离棉酚含量由882.07 mg/kg降至32.38 mg/kg,降解率高达96.33%;菌株M-15被鉴定为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)。此外,菌株M-15降解棉酚的培养液中检测到关键中间产物有水杨酸、邻苯二酚及龙胆酸,结合该菌株对多环芳烃类物质代谢关键中间产物利用能力,推测菌株M-15发酵棉粕降解棉酚可能的代谢途径由棉酚的联萘结构分解形成萘类化合物,再经水杨酸途径形成邻苯二酚或龙胆酸,通过邻苯二酚和龙胆酸分别进行间位开环,最后由三羧酸循环途径代谢。【结论】本研究筛选得到高效降解棉酚的菌株M-15,初步推定其应该通过水杨酸途径降解棉酚,为微生物发酵棉粕脱毒技术的开发与应用奠定了一定的理论基础。
MMC-HVDC系统故障性涌流的产生机理及影响
针对模块化多电平换流器高压直流输电(modular multilevel converter high-voltage direct-current,MMC-HVDC)阀侧单相接地故障可能引发的换流变故障性涌流问题,该文研究了MMC闭锁前后不同阶段的换流变阀侧接地故障特征,并在此基础上分析了故障性涌流的产生机理及特征,及其对网侧交流断路器开断时间与换流变差动保护的影响。研究结果表明:故障发生后,上桥臂子模块电容持续充电并引发严重过电压,而下桥臂故障回路中幅值较大且衰减缓慢的直流分量持续流向换流变,导致换流变铁心发生饱和并产生故障性涌流。故障性涌流的产生加快了网侧电流过零点的出现,可改善阀侧单相接地故障引起的网侧交流断路器延时断开的问题。同时大量直流分量的侵入将引发换流变铁心深度饱和,可能导致换流变阀侧区外接地故障时差动保护误动。最后,以±320kV厦门柔直工程为背景,利用PSCAD/EMTDC仿真验证了理论分析的准确性。
陆相页岩储层横观各向同性地应力测井预测——以新疆MH凹陷F组陆相页岩油储层为例
以新疆MH凹陷F组陆相页岩油储层为研究对象,开展了不同角度岩样声波波速测试以及单三轴压缩测试,分析并计算了研究区页岩油储层地层压力及构造应变系数,对比了使用均质体地应力模型(黄氏模型及组合弹簧模型)与横观各向同性地应力模型计算水平地应力效果。结果表明:0°、45°及90°方向岩样声波波速差异明显,体现出较强的各向异性特征;岩样破坏形态以脆性破坏为主,90°方向岩样抗压强度、弹性模量以及泊松比明显大于0°方向岩样力学参数值;横观各向同性地应力模型计算水平最小、最大地应力结果与实测地应力相对误差仅为1.79%、5.00%,相对于均质地层的组合弹簧模型和黄氏模型而言精度更高。因此,使用横观各向同性地应力模型计算陆相页岩油储层地应力有更好的效果,对于压裂层段优选、钻井安全钻进等均具有重要意义。
水岩作用下煤岩组合体力学特性与损伤特征
水岩相互作用是地下采矿工程活动中的常见问题。为研究水岩作用下煤岩组合体的力学特性、损伤特征及劣化机制,对不同浸水时间下的细砂岩-煤(FM)、粗砂岩-煤(GM)、细砂岩-煤-粗砂岩(FMG)3种组合体开展了轴向压缩试验。结果表明:①组合体含水率随浸水时间增加而增大,浸水20 d以后达到饱水状态;5~15 d为组合体的吸水区,15~20 d为组合体近饱和区,20~25 d为组合体的饱和区。②水岩作用下3种组合体的抗压强度、弹性模量、峰前能量、冲击能量指数等参数具有明显的劣化效应,其参数值均随浸水时间增加而减小;浸水5~15 d阶段为峰前能量陡降区,浸水15~25 d阶段为峰前能量缓降区;浸水时间5~15 d,组合体冲击能量指数劣化明显,15 d之后,劣化效应较弱;浸水5~10 d组合体为弱冲击倾向性,浸水15~25 d组合体无冲击倾向性。③随着浸水时间增加,组合体的声发射累积数显著下降。利用损伤理论构建了基于浸水时间的组合体损伤模型,该模型揭示了损伤变量与浸水时间的关系,反映了随着浸水时间增加,组合体的损伤程度增大的规律。④推导了类孔隙比计算公式,组合体的类孔隙比为:FM组合体
无需锁相环的柔直变流器负序电流补偿方法
电网电压不平衡时,锁相环PLL(phase-locked loop )需对电网电压进行重新追踪,此时锁相不准或锁相时间过长均会造成后续柔性直流输电系统中控制性能降低。为了避免锁相环带来的不利影响,提出1种无锁相环的改进型变流器控制策略。首先对传统锁相方案与无锁相方案的本质区别进行分析,进一步在无锁相环环境下提出1种瞬时正、负序分量提取方案;其次对无锁相环的变流器控制系统进行设计,并以补偿负序电流为控制目标;最后在实验样机下验证所提策略的正确性与有效性。
京西生态涵养区日照时数变化特征及影响因素
为详细了解京西生态涵养区日照情况,利用北京市门头沟、斋堂两个国家气象站1975-2019年逐日总云量、低云量、降水日数、相对湿度、日照时数等资料,采用气候倾向率、Mann-Kendall检验等方法分析了京西生态涵养区日照时数时空变化特征及其与各气象要素之间的相关性。结果表明:在1975-2019年间,京西生态涵养区年、月、日日照时数均呈西部山区多、东南平原少的特征,且两站日日照时数呈显著相关性,约80%的差值在-2~2 h范围。其中月均日照时数峰值出现在4-5月,谷值出现在11-12月, 6月、9-10月减少趋势最明显;四季日照时数分布较均匀,但呈春季多、冬季少的特征; 2002-2010年年日照时数连续低于均值,东南平原区减少趋势[-51.6 h·(10a)~(-1)]大于西部山区[-39.5 h·(10a)~(-1)]。年、四季日照时数异常偏少情况主要出现在2000年以后,接近异常偏多年份在20世纪80-90年代较集中。1982-1990年日照时数明显增加, 1991年发生明显减少突变, 1991-2019年日照时数明显减少。综合分析表明该地区的日照时数与总云量、低云量、日平均湿度、日降水量呈负相关,与日分钟风速、能见度呈正相关,该结论对首都京西生态涵养区建设和气候评价具有重要参考价值。
敦煌-格尔木铁路沿线风动力环境特征
敦煌-格尔木铁路沿线地形复杂、起沙因素多变、沙源丰富,沙害问题日益严重。目前对其风沙活动规律还未有研究,不利于防沙工作的开展。为此,通过对自北向南的5个观测点(S1、S2、S3、S4、S5)风速和风向的观测、计算和分析,利用平均风速、起沙风况及输沙势对敦格铁路沿线的风动力环境特征进行研究。结果表明:S5、S4和S3的风况对铁路风沙灾害防治意义较大。S5年平均风速、起沙风频率和输沙势最大,春季风沙活动最为强烈,且风向单一、风力强劲,风沙运动方向基本与铁路垂直,沙粒易在铁路附近堆积。S4夏季风沙活动最为强烈;S3春季风沙活动最为强烈,且风向单一,S4和S3的风沙运动方向与铁路夹角小于90°,附近沙源广阔,铁路易受风沙侵蚀,阻碍交通运营。
海岸带城市经济发展质量与生态韧性协同发展演化及空间收敛特征
经济发展质量与生态韧性协同发展是人与自然和谐共生的重要体现。基于2003—2020年中国53个海岸带城市数据,利用熵权—TOPSIS法和耦合协同模型测算经济发展质量与生态韧性协同发展度,通过核密度估计、标准差椭圆分析其时空演化规律,采用Dagum基尼系数及分解、空间收敛模型考察区域差异和空间收敛特征。研究发现:①整体及三大区域(渤黄海岸、东海岸、南海岸)的协同发展度呈波动上升,且各区域存在不同程度极化现象;②协同发展格局呈东北—西南走向,空间集聚特征明显,具有“勉强协调区逐渐消失、初级协调区成为主体、中级协调区团块状发展”的演化特点;③协同发展度总体及区域差异呈波动下降趋势且程度各异,超变密度是总体差异的主要来源;④整体及各区域协同发展具有σ收敛、绝对和条件β收敛特征,空间收敛性表现存在区域差异。基于此,在补足经济高质量发展短板、坚持一体化发展、制定区域差异化政策方面提出对策建议。
海陆过渡相页岩力学特征及破坏模式——以鄂尔多斯盆地东缘二叠系山西组为例
鄂尔多斯盆地东缘二叠系山西组是目前中国页岩气勘探开发的重要接替层位,研究储层页岩力学破坏特征是页岩地质精细评价和后续压裂施工方案制定的基础内容。在对山西组页岩样品开展矿物组成分析、沉积构造特征描述、岩石力学测试的基础上,明确了主要岩相类型及其力学特征,分析了储层岩石力学破坏特征的影响因素。结果表明:山西组页岩主要矿物为石英和黏土质矿物,可划分为硅质页岩、硅质黏土质页岩和黏土质页岩,储层页岩具有力学强度变化范围大、整体低值的特点。受控于岩相的影响,硅质页岩和硅质黏土质页岩力学强度和弹性模量强于黏土质页岩。纹层、充填裂纹以及生物碎屑等结构和构造,增大了力学非均质性,也容易影响裂缝的传播路径。巴西圆盘劈裂实验表明山西组页岩纹层和泥质条带对裂缝具有极强的捕获作用,容易导致裂缝沿着纹层和泥质条带扩展。围压降低了页岩的脆性,使页岩由劈裂破坏转换为剪切破坏,并伴随着充填裂纹和泥质条带的破坏,呈现出破坏形态由沉积构造和围压双重控制的模式,复杂的破坏模式有利于减弱页岩气开发过程中储层裂缝网络渗透率的应力敏感性。研究成果为后续水平井布井选层和压裂施工方案制定提供了借鉴。
适用于交直流混联系统的时域全量故障模型判别纵联保护方案
受直流系统接入的影响,交流侧出现频率偏移的故障特征以及叠加原理适应性差的问题,这都会导致基于工频故障分量的传统纵联保护存在误动或拒动的可能。在参数识别思想的基础上,对混联系统交流送出线的线路故障进行分析,提出基于阻感模型符合度的判别方法。若故障相符合阻感模型则判定为区内故障,不符合则为区外故障,并给出保护判据。该保护采用时域全量,解决了叠加原理不适用的问题,克服了频率偏移对保护带来的影响。仿真结果显示,该保护方案能够准确快速地识别故障,表明基于时域全量阻感模型相似度判别的保护方案适用于交直流混联系统。
张家口市崇礼区景观生态风险评价
为探明河北省张家口市崇礼区土地利用变化对区域景观生态风险的影响,本文利用1990、2000、2010、 2015年崇礼区Landsat遥感影像,将研究区分为林地、草地、耕地、建设用地、未利用地和水域6种景观类型,计算其景观生态风险评价相关指数,结合空间插值法,将研究区分为低、较低、中等、较高和高生态风险区,解析该区域景观格局和景观生态风险时空变化特征。结果表明:1990-2015年期间,崇礼区景观格局变化明显,林地和水域景观面积百分比分别减少17.81%和0.13%,草地、耕地、建设用地和未利用地景观面积分别增加11.01%、4.56%、1.88%和0.49%。人为对景观斑块的破碎化干扰较大,研究区景观损失度指数大小排序为:水域>未利用地>耕地>草地>建设用地>林地。低生态风险区面积减少12.89%,较低、中等、较高和高生态风险区的面积分别增加0.71%、0.60%、2.88%和8.70%,研究区以中等和较高生态风险等级为主,整体生态风险呈增加趋势,高等级生态风险有向崇礼区中部和北部扩张的趋势。
四川盆地一次西南低涡影响下的飑线天气特征及其成因
2019年6月4日夜间到5日白天,四川盆地东部出现一次西南低涡影响下的飑线过程,采用多源观测及欧洲中心再分析资料,分析此次飑线过程的特征及成因。结果表明:飑线形成前四川盆地中部已出现暴雨,该对流性暴雨在高空低槽和暖性西南低涡的环流背景下产生,相应的对流层大气湿层深厚且具有一定对流有效位能。飑线发生在冷空气翻越秦岭进入西南低涡后部的显著锋生过程中,在高空低槽、西南低涡及强冷锋的共同影响下,冷锋垂直环流与西南低涡垂直环流合并,锋区抬升机制显著增强,为飑线在重庆西部形成提供了有利的动力抬升条件。重庆西部的大气环境有利于飑线形成,具有较大的对流层中下层垂直减温率、对流有效位能及深层垂直风切变,且对流层中层干空气特征显著。雷达上表现为冷切变线形成的线状对流与西南低涡锋生区中的强降雨对流合并发展,在重庆西部形成"人字形"回波,回波后部边界层内由前期暴雨形成的冷区在冷锋南下和锋后干空气中的雨滴蒸发冷却作用下进一步降温形成冷池出流,利于飑线的形成;弓状飑线在形成之后维持了约1.5 h。冷锋后部强低空水平动能的向南及向下输送,以及地面冷暖空气间位温梯度的显著增强,均有利于地面大风的形成。
水氮互作下直播稻结实期冠层小气候与米质的关系
【目的】结实期田间穗部冠层小气候是水稻生长发育最直接的微环境因子,水分和氮肥运筹通过影响水稻群体构建进而影响水稻田间冠层小气候,研究水氮互作对直播稻结实期冠层小气候及稻米品质的影响,可以丰富和完善直播稻水氮管理技术。【方法】以杂交稻F优498为试材,通过淹灌(W_1)、干湿交替(W_2)、旱种(W_3)3种灌水方式及底肥∶蘖肥∶穗肥质量比分别为5∶3∶2(N_1)、3∶3∶4(N_2)、3∶1∶6(N_3)3种氮肥运筹模式,研究水氮互作对直播稻灌浆结实期冠层温度、光照强度及稻米品质的影响;并探讨水氮互作下直播稻灌浆结实期穗部冠层小气候特征与米质的关系。【结果】水氮互作对稻米加工、外观及食味品质均存在显著或极显著的影响。各灌水方式在150 kg/hm~2施氮量下,氮肥后移比例均以占总施氮量的20%最优,且与W_2处理耦合可进一步改善稻米品质。各灌溉方式下,氮肥后移比例增加到总量的60%时,会导致直播稻灌浆结实期温差、总温差、积温、有效积温、光照强度及米质下降。水氮互作下穗部冠层小气候与加工品质及蒸煮食味品质关系密切,温度对整精米率的影响大于光照强度,且有效积温与整精米率相关性最高;光照强度与稻米蒸煮食味品质的外观、口感以及综合评分关系最密切【结论】初步探明,水氮互作会通过改变直播稻冠层小气候进而影响稻米品质。可为直播稻提质丰产增效提供理论依据与实践基础。
海上超高温高压钻井开停泵对瞬态波动压力的影响
针对海上超高温高压井面临着"超高温+超高压+极窄压力窗口"的工程技术难题和挑战,对钻井开停泵的精细化作业及产生的瞬态波动压力预测精度提出了更高的要求。为了准确预测并合理控制超高温高压井开停泵作业时的井底波动压力,通过综合考虑超高温高压的井筒环境对钻井液密度和流变参数的影响,同时引入更为准确的瞬变流非恒定瞬态摩擦阻力,建立耦合钻井液温压物性及非恒定瞬态摩擦阻力的开停泵瞬变流数学模型;在此基础上,基于持续式开停泵制度,分析了整个开停泵作业过程中开停泵时间、开停泵指数、钻井液密度和设计泵排量对井底波动压力的影响。研究表明,未耦合模型计算的井底波动压力及其峰值远高于耦合结果,耦合钻井液温压物性及非恒定瞬态摩擦阻力的影响不可忽略,否则将增加开停泵过程作业的风险。开停泵动作持续时间增大时,井底压力峰值先急剧下降,而后缓慢降低并逐渐趋于稳定循环压力。同时,开停泵指数、钻井液密度和设计泵排量越大,压力峰值越大。
基于DeepAR的短期风速概率预测
为对铁路沿线风速提前进行预判,保障桥梁施工及高速铁路列车运行时的安全,提出基于深度自回归模型(DeepAR)的短期风速预测方法。采用平潭海峡公铁两用大桥和西堠门大桥实测风速进行验证,并以包括小波包分解下的卷积神经网络和循环神经网络混合模型(WPD-CNNLSTM-CNN)在内的4种模型作为点预测对比模型,以SimpleFeed-Forward、ARIMA、Random Walk模型进行置信度为50%与95%的区间预测作为对比模型。研究结果表明:无论是点预测还是区间预测,DeepAR模型都能够在具有随机性、间歇性的短期风速序列中提取到特征信号并进行精度较高的预测,且相比于其他模型具有更好的准确性与泛化能力,可满足实际工程短期风速预测需求。
不同环境条件下光合作用对光响应模型的研究进展
光合作用对光的响应模型是研究植物在不同环境条件下光合特性的有力数学工具,可为定量描述植物光合速率对光合有效辐射的响应提供理论依据。本文基于植物光合作用对光响应经验模型的常用数学表达式特征,综述了这些模型的优势及其在实际应用中可能遇到的问题。在此基础上探讨了光合作用对光响应机理模型在描述植物的原初光反应以及光合生理生态方面的优势,并对该模型的发展进行了展望。光合作用主要由原初反应、同化力形成和碳同化构成,任何一个过程的变化均可直接影响植物的光化学效率和碳同化能力。原初反应主要涉及光能吸收、激子共振传递、量子能级跃迁和退激发等与光能吸收传递相联系的、纯粹的物理过程。光合作用对光响应经验模型难以解释植物的非光化学淬灭(NPQ)随光强的增加一直非线性增加,也难以回答植物的捕光色素分子吸收过量的光能且不能及时地用于光化学反应时,单线态叶绿素分子的寿命将延长等现象。与此同时,光合作用对光响应机理模型拟合得到的参数不仅可以反映植物的原初光反应特征,还可以描述植物捕光色素分子的物理特性,如处于激发态的捕光色素分子数(N_k)、捕光色素分子的有效光能吸收截面(σ_(ik)')对光的响应规律以及捕光色素分子处于激发态的最小平均寿命(τ_(min))等。如何将环境因子(如温度、CO_2浓度等)耦合到光合作用对光响应机理模型中,并明确其与捕光色素分子物理参数N_k、σ_(ik)'和τ_(min)的依赖关系,可能是未来需要解决的问题。
考虑容量共享的新能源-电网-用户侧储能优化配置策略
在新能源场站、电网和用户侧配置储能有助于新型电力系统的安全经济运行,目前大多针对某侧储能需求独立考虑配置方案。忽略各侧储能的相互支援能力与共享空间,易造成社会储能资源浪费和储能投资回报率降低。为此,该文基于新能源场站、电网和用户侧独立储能的收益模式分析,讨论各侧储能的容量共享能力,并提出新能源-电网-用户侧储能的容量共享机制。进一步提出考虑容量共享的新能源-电网-用户侧储能配置双层优化模型,上层为长周期储能优化配置模型,下层为计及容量共享的短周期储能优化调度模型。建立计及容量共享的三侧储能配置方案优化求解方法。通过算例验证表明,该文所提方法可以实现系统各侧储能的共享、协同配置,从而有效提高各侧储能的容量利用率,避免系统中储能的冗余配置。
分频智能反演协同三维岩相建模的单层砂体预测
陆相断陷湖盆重力流沉积横向相变快、非均性强,常规地震储层预测技术通常仅能识别到复合砂体分布,对于单层砂体的井间预测仍较困难。为此,针对港中油田南三断块沙河街组远岸水下扇沉积,采用分频智能反演协同三维岩相建模的方法,旨在定量预测单层砂体分布。首先,对地震资料进行分频处理,优选分频反演参数,采用支持向量机(SVM)方法进行分频智能反演;然后,建立反演属性与岩相(砂岩与泥岩)概率的相关关系,以砂岩和泥岩三维概率模型作为软数据,采用协同指示克里金方法建立三维岩相模型,刻画单层砂体分布;最后,结合单井相解释和分频智能反演剖面进行连井相分析,采用"厚度约束、模式拟合、多维互动"的方法预测单层砂体与沉积微相分布。研究结果表明:目的层Es_3~(1-4)和Es_3~(1-5)小层发育辫状水道、朵叶体、席状砂和水道间泥4种沉积微相类型,自下而上整体表现为砂体逐渐退积的过程;Es_3~(1-5-2)单层朵叶砂体发育广泛,朵叶体之间侧向拼接或局部被带状泥岩侧向隔挡,朵叶体上部发育条带状辫状水道。该方法将分频智能反演与三维地质建模相结合,在井点处忠实于井数据,在井间充分挖掘地震信息,明显提高了砂体预测精度,实现了单层砂体定量精细刻画,可为相似研究区储层精细刻画提供借鉴。
能源富集区土壤重金属污染与生态安全研究——以陕北为例
基于构建的生态安全指标体系和表层土壤样点数据,运用模糊综合评价法和指示克里格法进行生态安全评价和土壤重金属风险评估,结合宏观层面的生态安全评价和微观层面的土壤重金属风险评价划定了陕北生态热点区,提取出应对土壤重金属污染的优先保护区域,旨在明晰陕北能源区内生态安全状况以及土壤重金属生态风险情况,为该区土壤重金属污染控制和土壤保护与修复提供依据。结果表明,20世纪80年代以来的20余年间,陕北地区土地生态系统整体处于临界安全状态,其中西北部等级最低,南部等级最高,而能源开采区中只有煤炭典型开采Ⅱ区处于中度安全级别,其余各能源区均处于临界安全状态。各种重金属生态风险在空间上均表现出由南向北、由东南向西北逐渐增加的分布特点。陕北土壤重金属受能源开采影响明显,3类能源开采对土壤重金属影响的程度表现为天然气>煤炭>石油。陕北地区生态热点区中的高热区主要分布在黄陵县、黄龙县中南部和富县西北部;而中低热区主要分布在延安地区中部以南区域。陕北地区应对重金属污染的优先保护区域为延安地区中部的中—低热点区的过渡区以及洛川县。对于能源开采区而言,煤炭开采Ⅱ区及其10 km缓冲区也可划定为应对重金属污染的优先保护区,但该保护区内的土壤重金属综合潜在风险指数已接近生态危害较强等级,因此,应适当加强生态环境的保护和修复,使该区的生态环境保持可持续性。
基于降水量距平百分率的内蒙古地区干旱特征
利用1971—2015年内蒙古地区52个气象站逐月降水量观测数据,采用降水量距平百分率(P_a),从干旱频率和干旱变化趋势率分析了研究区近45 a来干旱时空分布特征。结果表明:从时间变化来看,年降水量呈微弱的下降趋势,并于1998年和2012年发生突变;春季、秋季和冬季降水量变化呈上升趋势,夏季降水量变化呈下降趋势;年尺度干旱主要发生在1999—2011年;季节尺度干旱发生频率为冬旱>春旱>秋旱>夏旱。从空间变化来看,多年平均降水量由东向西呈逐级递减趋势,降水分布地域特征明显,大兴安岭以东地区和巴彦淖尔市西部地区降水变化趋势率较高,呼伦贝尔市西北部、通辽市中南部、赤峰市中部、阿拉善盟西部地区降水变化趋势率较低;发生不同等级干旱的几率为轻旱>特旱>中旱>重旱,各级干旱易发生地区集中在呼伦贝尔市西部、赤峰市中北部、通辽市北部、锡林郭勒盟中西部以及阿拉善盟西部地区。P_a变化趋势率表现为,呼伦贝尔市中东部、巴彦淖尔市西部和阿拉善盟东部呈上升趋势,即干旱程度减轻;兴安盟南部至鄂尔多斯市、阿拉善盟中西部呈下降趋势,即干旱程度加重。
生物多样性保护优先区生态网络构建与优化---以太行山片区为例
生物多样性保护优先区是重要物种的栖息地,是生物多样性保护工作的重点区域。基于生态学“源”“汇”理论,提取2000-2016年生态系统转移变化较小、生境质量较好的生态斑块和各类自然保护地作为生态源地,采用最小累积阻力模型构建研究区潜在生态廊道,并进行连通性评价,提出生态网络优化方案。结果表明,林地、灌丛是该区域物种迁移和扩散过程中起主导连接作用的景观类型,占生态廊道面积比例的63.9%,其次是草地,占生态廊道面积比例的13.87%;潜在生态网络结构连接度较高,但部分廊道结构较复杂,冗余性较高;通过重力模型优先选择相互作用力>5的生态廊道,并提取出32个生态断裂点和28个“暂栖息地”,最终提出保护生态源地、分级生态廊道、规划暂栖息地和修复生态断裂点等生态网络优化对策,研究结果可为太行山优先区-太行山片区生物多样性保护提供科学方法和建议。
双馈感应发电机暂态特性分析及Crowbar阻值优化
双馈感应发电机(DFIG)的暂态过程是研究其低电压穿越(LVRT)的基础和关键。常规研究大多只针对故障发生期间的电磁暂态过程,而未涉及故障清除这一过程,对DFIG的暂态过程分析不全面,导致对转子最大短路电流计算不准确,进而导致Crowbar阻值选取不合理。本文从DFIG数学模型出发,给出了电网电压对称跌落及电网电压恢复时的定子磁链暂态表达式,以转子侧等效电路为基础分析推导转子电流的解析表达式,并据此修正了Crowbar阻值。在 PSCAD/EMTDC中建立1.5MW并网DFIG仿真模型,验证了理论分析推导的正确性;并揭示不同故障持续时间将导致电网电压恢复时DFIG不同的暂态过程,忽略故障清除时刻的暂态过程将导致Crowbar阻值选取过大,Crowbar阻值选取需同时考虑故障发生和清除时刻的暂态过程。
考虑相位跳变的双馈感应发电机转子电压动态特性
风电并网点低电压事件的电压相位跳变(PAJ)及跳变角度值会改变低电压穿越期间双馈感应发电机(DFIG)转子电压动态特性,进而影响保护性能。但现有DFIG故障特性研究中,对PAJ考虑不足。针对这一问题,基于DFIG动态模型,推导考虑PAJ的DFIG定子磁链和转子电压瞬时表达式;采用定子磁链和转子电压空间矢量图分解法,分析PAJ对定子磁链的作用机理,揭示了转子电压直流瞬态分量受PAJ的影响规律;详细研究不同PAJ值、电压幅值和持续时间下定子磁链和转子电压的矢量轨迹特征、振荡衰减特性及其叠加机制,并给出了不同恢复时刻下转子电压的最大、最小值。相应的1.5 MW DFIG仿真结果验证了所提理论分析和方法的正确性。最后,综合分析PAJ任意和约束条件对DFIG转子过压峰值影响规律,提出了一种计及相位补偿的改进励磁控制设计建议。
清淤底泥脱水干化研究Ⅱ:电渗联合真空预压技术
针对进一步提高电渗真空预压的脱水效率、电压加载模式不清和工程应用评价指标难等问题,研发了一套自动化监测装置,模拟真空预压、双面排水真空预压、电渗真空预压和双面排水电渗真空预压的底泥脱水干化过程,确定了电渗真空预压的电压加载模式以及底部排水通道的影响,并通过沉降量预测含水率变化情况。结果表明:在4种模拟对比实验下,电渗真空预压效果最好,脱水干化后的含水率约40%,体积压缩率45%~47%,抗剪强度为66~76kPa;增加底部排水通道、保证真空压力的有效传递、缩短了渗流途径,提高了排水效率、缩短了固结周期,改善了底泥深部脱水不良和不均匀沉降问题;根据电渗电压和出水速率之间关系及底泥电流的变化情况,确定了电压加载模式;若采用同定电压加载,电压大小为24 V,若采用逐级加载,初始电压为12 V持续48 h, 24V持续36 h, 36 V持续24 h, 48 V持续12 h,电压越高,持续时长越短;根据沉降量变化与排水量之间的关系,通过排水量与含水率之间的变化规律,确定了含水率与沉降量之间的关系公式,实现了通过沉降量预测含水率的目的,为含水率实时监测提供参考。
基于SMES-SFCL直驱永磁风电并网故障穿越能力
为提高永磁直驱同步风力发电机组功率输出的稳定性和低电压穿越能力,提出了采用超导磁储能-超导故障限流系统来平滑风电机组的有功输出,改善故障穿越能力。当电网故障时,电阻型超导限流器限制故障电流对网侧变流器的冲击,提高网侧变流器的无功输出能力;当电网电压正常时,超导磁储能系统通过吸收和释放功率来平滑风电机组的有功输出,抑制功率波动;当电网电压跌落时,超导磁储能系统吸收直流母线上的多余功率,抑制直流母线电压上升;同时通过控制网侧变流器输出无功功率以支撑电网电压。仿真结果表明了该方法的有效性。
VSC-HVDC恒容阻尼控制器设计
针对含柔性直流输电的区域互联系统区间低频振荡问题,基于暂态能量原理提出一种维持换流器传输容量恒定的柔性直流恒容阻尼控制思想,同时利用换流站有功及无功,弥补了柔性直流输电系统有功调制量受限的缺点。首先,根据系统阻尼消耗的暂态能量推导出有功和无功调制与系统阻尼间的相互关系;然后根据有功、无功的控制规律提出恒容阻尼控制设想并设计出恒容控制器参数;最后,与传统极点配置的小信号阻尼控制器进行对比仿真分析。仿真结果表明恒容阻尼控制器能有效抑制区域间低频振荡,具有较强的鲁棒性,能在保持换流站输送容量恒定的同时,充分利用换流站有功和无功调制能力,有效解决常规阻尼控制方式下有功调制量受限问题。
计及元件故障率时变特性的综合能源系统运行可靠性高效评估方法
为提高运行可靠性评估效率,进而支撑系统运行风险防控,基于模型-数据混合驱动的思想提出了一种计及元件故障率时变特性的综合能源系统运行可靠性高效评估方法。构建了基于复杂网络理论的支路脆弱度因子指标,提出系统关键元件的筛选方法。建立系统可靠性指标关于关键元件可靠性参数的解析模型,通过引入辅助变量建立线性优化模型求取解析模型系数。通过最小二乘支持向量机(LSSVM)回归模型获得运行可靠性解析模型与负荷水平的映射关系,实现负荷变化时系统运行可靠性的快速更新。通过算例测试验证了所提方法的计算效率和精度。
离散时域框架下的电网状态空间构建及应用
为了更高效、更便捷地获取电网特征值,提出一种基于离散时域模型(discrete time domain model, DTDM)的状态空间构建新方法,并给出稳定性判据。所提方法中元件能够被自然的线性化,每个求解单元里状态空间的构建简单高效。同时,所构建的状态空间能够一次性捕获更宽范围的信息且不受电气设备数学模型的限制,仅利用元件自身的DTDM与电网的连接拓扑便可得到系统完整的状态空间。所提方法对于特征值的计算简洁高效,能给出特征值的变化趋势,预测系统的稳定性变化。
柔性直流输电系统高频谐振阻尼特性分析及自适应抑制
基于模块化多电平换流器(MMC)的柔性直流输电系统高频谐振现象频发,MMC的高频负阻尼特性是导致系统发生高频谐振的主要原因。文中首先采用谐波状态空间法建立了含解耦双同步参考坐标系锁相环(DDSRF-PLL)、正负序分离算法和正负序电流控制的MMC交流侧详细阻抗模型。然后,采用阻尼分析方法分析了MMC的高频阻尼特性,并提出参数阻尼灵敏度以定量提取影响MMC高频阻尼的关键因素。最后,提出了一种柔性直流系统高频谐振自适应抑制策略,并与2种典型高频谐振抑制策略进行比较,验证了所提策略在不同电网运行条件和不同MMC控制延时下的有效性。
八种绿肥对土壤营养和烤烟产质量的影响
为筛选出广东韶关烟区适宜的绿肥种类,以光叶紫花苕子、黑麦草、紫花苜蓿、箭舌豌豆、草木樨、田箐、紫云英、红花三叶草等8种绿肥为研究对象,通过大田试验研究了其对土壤营养和烤烟产质量的影响。结果表明,箭舌豌豆和紫花苜蓿处理的烟株株高显著高于对照18.35%以上,其农艺性状综合表现最好,二者的产量和产值均显著高于对照30%以上。所有处理的总糖和还原糖含量偏高,但各绿肥处理均提高了上部叶的钾含量。大部分绿肥种类翻压后土壤pH有下降的趋势,箭舌豌豆处理有机质、速效磷和速效钾含量分别较对照提高4.71%、9.42%和5.36%,其土壤转化酶、脲酶和脱氢酶活性分别较对照提高55.11%、18.22%和12.09%。从提高烟叶产质量和改善植烟土壤养分状况双重角度考虑,箭舌豌豆可以作为广东烟田土壤保育的适宜绿肥种类。
榕江茶种质资源表型性状多样性及相关分析
【目的】分析贵州特异茶资源即榕江茶(Camellia yungkiangensis)的表型性状遗传多样性及其相关性,为深入研究该资源的起源与演化奠定基础,也为该资源的优良基因挖掘及优异种质创新利用与保护提供参考。【方法】以118份榕江茶种质资源为研究对象,对其19个表型性状进行测定,并通过遗传变异分析、相关分析、主成分分析和聚类分析进行综合评价,探讨其遗传多样性和亲缘关系。【结果】118份榕江茶种质资源的树姿多为直立或半披张,树型多为灌木,叶部特征以叶色绿色、叶尖渐尖、叶基楔形、叶身平展、叶面平滑、叶缘平展、叶质较硬、叶齿密度中等、叶齿深度较浅的中叶型为主。13个质量性状的多样性指数为0.33~1.07,平均为0.66,变异系数为20.06%~66.83%,平均为40.56%;6个数量性状的多样性指数为1.74~2.09,平均为2.00,变异系数为8.20%~23.92%,平均为14.37%。19个表型性状的相关分析结果显示,呈极显著正相关的有14对性状,呈显著正相关的有10对性状,呈极显著负相关的有4对性状,呈显著负相关的有9对性状。主成分分析结果表明,前7个主成分特征值均大于1.000且累积贡献率达69.515%,包含了原始变量的绝大部分信息。以因子得分系数矩阵求得每个种质资源的叶片表型性状在各主成分上的综合得分,筛选出了13份叶片综合得分高的种质资源。聚类分析结果显示,在欧式距离为17.5处,可将供试的118份榕江茶种质资源分为七大类群,第Ⅰ大类群包含83份资源;第Ⅱ类群包含5份资源;第Ⅲ类群包含4份资源;第Ⅳ类群包含12份资源;第Ⅴ类群包含6份资源;第Ⅵ类群包含7份资源;第Ⅶ类群包含1份资源。【结论】榕江茶种质资源的表型性状具有丰富的遗传多样性,在特异性茶树新品种选育与种质创新上具有较大的利用潜力,13份叶片综合得分高的种质资源可用于品种选育。
电感耦合等离子体原子发射光谱法测定锡矿石中锡
分析锡含量的常用方法是极谱法,由于该方法在分析过程中需要使用汞,而汞常温下可蒸发为有剧毒的汞蒸气,因此有必要寻求一种安全、环保、快速的锡分析方法。本实验采用碱熔融法对锡矿石样品进行消解,建立了电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)对锡矿石中锡含量进行测定的方法。通过试验得出,采用过氧化钠熔样的最佳温度为670℃,熔样时间为7~10 min,样品经热水提取后,经过30 mL盐酸(1+1)进行酸化处理,然后采用1.00 g酒石酸进行锡的络合,最后引入电感耦合等离子体原子发射光谱进行测定。采用实验方法对锡矿石标准物质GBW07281和GBW07282的检测结果与认定值基本相符,且测定结果的相对标准偏差(RSD,n=12)分别为1.8%和3.7%;对锡矿石实际样品进行测定,结果同传统的极谱法测定结果基本一致。实验方法满足矿山实验室准确快速的检测要求。
大排量直井段随钻测斜工具的研制与应用
为解决深井、超深井上部大尺寸直井段因钻井排量高导致的随钻测斜工具冲蚀严重、故障率及成本高等问题,综合采用扩大过流面积、流场仿真优化及冲蚀剧烈区局部硬质合金保护方法,研制了大流道耐冲蚀旋转阀组;采用加速度计柔性悬浮固定、电路板有机硅灌封胶等多级复合减振方法,提高了随钻测斜工具电子电路的抗振能力;通过设计快速传输编码、低功耗电子电路及节能运行模式,提高了测斜效率与测斜工具的续航能力。通过研制关键部件大流道耐冲蚀旋转阀组,采用不同技术方法提高测斜工具的抗振能力、测斜效率和续航能力,研制了系列尺寸的大排量直井段随钻测斜工具。川渝、新疆等地区的12口井应用该工具随钻监测井斜角,该工具表现出耐大排量冲蚀的能力,最高适用排量达120 L/s,运行稳定可靠,故障率低于0.5次/月,续航可达30 d以上。现场应用结果表明,大排量直井段随钻测斜工具能满足深井、超深井大尺寸直井段随钻测斜的要求,可为深井、超深井获得高质量直井段提供支持。
贺兰山不同海拔植物养分含量及化学计量特征
[目的]探讨干旱区脆弱森林生态系统不同海拔梯度植物养分含量及生态化学计量特征,为脆弱生态系统植物树种的养分管理工作提供科学支持。[方法]以贺兰山国家自然保护区5个不同海拔梯度(1730,1799,2025,2487,2544m)的不同优势植物种为研究对象,分析其叶片、细根与土壤C,N,P及化学计量特征沿海拔梯度的变化特征及相关关系。[结果]①土壤有机碳(SOC)含量随海拔升高呈"单峰"变化趋势,于2487m处达到峰值(42.92g/kg),土壤全氮(TN)含量高海拔(2025,2487,2544m)显著大于中低海拔(1730,1799m),而全磷(TP)无明显变化。C∶P和N∶P随海拔梯度上升呈先增加后减小趋势。②植物叶片与细根C随海拔无显著变化,P含量随海拔的升高而增加。细根N含量随海拔上升逐渐降低,而叶片N含量呈波动变化趋势。高海拔区植物叶片与细根N∶P<14,低海拔区N∶P>16。③植物叶片N,P含量显著高于细根;④相关性分析结果显示:植物叶片C含量与SOC,TN,C∶P,N∶P呈正相关关系,叶片N含量与细根N含量随着SOC,TN,C∶P,N∶P含量的升高显著降低,叶片、细根P含量与土壤TP含量相关性不显著。[结论]高海拔区植物生长受N限制,低海拔区植物生长受P限制,不同海拔优势植物叶片相比细根具有更高的养分含量,而海拔引起的土壤养分供应的差异调节贺兰山植物叶片与细根的氮、磷及化学计量特征。
孤岛微电网中制氢负荷谐波功率分配策略
制氢与微电网相结合是实现新能源高效消纳的重要途经之一。实际微电网的负荷优先级和电压质量要求存在差异,而制氢负荷接入会引入谐波功率,通过互联变换器(ILC)与高优先级直流子网相连,会出现直流母线多倍频脉动,其本质是谐波功率分配问题。目前已有功率分配策略大多致力于均分,忽略了高优先级子网的电压质量需求。为此,建立优先驱动的ILC功率协调控制模型,优化目标是使子网的总直流电压/交流频率偏差最小;建立制氢负荷模型,推导得到谐波视在功率的简化公式;基于谐波功率、子网优先级系数和谐波阻抗重塑理论,提出谐波功率在ILC和交流子网之间的自适应控制策略。通过硬件在环实验验证了所提策略的有效性。
走滑断裂分段叠置区物理模拟及构造差异性解析——以塔里木盆地顺北1号断裂为例
走滑断裂分段叠置区通常包括拉分叠置区和挤压叠置区,其形成及演化与油气藏关系密切,其内部构造特征对油气运聚具有重要影响。塔里木盆地顺托果勒地区顺北1号断裂叠置区分段发育特征明显,油气勘探表明,拉分叠置区和挤压叠置区对油气运聚的控制能力有一定差异。在分析构造特征的基础上,对走滑断裂拉分叠置区和挤压叠置区开展了物理模拟实验研究,结果显示,拉分叠置区内发育有多组里德尔(R)剪切和压剪性(P)剪切,在叠置区内多组断裂组成一套平面范围较小、垂向断距较大的雁列地堑系统;挤压叠置区内仅发育一组R剪切、P剪切及单条共轭里德尔(R')剪切,并在叠置区内形成平面范围较大、垂向断距较小的地垒。因此认为,基底断裂的几何形态、运动性质是控制叠置区发育类型的关键因素。叠置区内断裂发育的数量、规模均受控于总走滑量,并与之呈正相关。相较于挤压叠置区,拉分叠置区的断层数更多,分布更密且地层破碎变形程度更高。在构造特征及力学机制上,拉分叠置区均表现出更强的油气富集潜力。
采动覆岩高位离层演化特征及涌(突)水前兆信息研究
采用理论分析、物理模拟和数值模拟相结合的方法,重点研究了招贤煤矿工作面的高位离层的时空演化,并将开采期间水位变化、微震监测数据作为高位离层涌(突)水前兆信息,揭示了特厚煤层综放开采覆岩主控裂隙(纵向主导水裂隙和横向离层裂隙)演化特征及离层水害机理。以永陇矿区招贤煤矿为研究对象,黄陇侏罗系煤田永陇矿区煤层覆岩具有弱胶结、泥质含量高和单层厚度大等特点,侏罗系覆岩之上为巨厚高水压白垩系含水层,厚及特厚煤层开采时易在侏罗-白垩系交界上下形成高位离层积水;当导水裂隙与高位离层积水沟通时,形成离层水害。离层水害具有瞬时性、大流量并伴随强烈矿山压力显现等特点。研究结果表明:当工作面达到充分开采时,采空区两帮离层裂隙较为发育,中部处于压实区,最大横向高位离层位于梯形破坏区顶部;工作面上覆亚关键层的周期性破断造成工作面周期性来压、高位离层空间周期性扩张、闭合,导致宜君组水位周期性异常下降;工作面经长时间停采,恢复开采后,重复扰动覆岩诱发覆岩岩体结构失稳,导水裂缝带沟通离层空间,造成离层涌(突)水;水位突降、水位下降速率突增、微震大能量事件可作为1304工作面突水前兆信息;关键层的破断会引起微震能量事件,伴随关键层的快速回转、下沉扩大离层空间,造成宜君组水位异常下降;工作面多次复采造成覆岩自稳能力逐渐劣化严重,加快离层涌(突)水通道形成,离层涌(突)水通道逐步增大;随着出水次数增加,水位提前下降时间减少,微震能量事件能量降低,涌水量增大;采动过程中离层涌(突)水的前兆信息-白垩系含水层的水位变化以及矿井微震监测数据验证了模拟结果是可信的。
扎龙湿地土地利用/覆盖类型时空演变及其气候响应
基于Landsat和HJ星数据,采用决策树、面向对象分类、GIS空间分析、线性拟合、相关分析等方法研究了2000—2017年扎龙湿地土地利用/覆盖时空格局变化及其对气候因子的响应,为湿地生态气象综合监测评估提供数据及方法支撑。结果表明,(1)草甸一直是扎龙湿地的主要土地利用/覆盖类型,面积在1326.70~1513.87 km~2之间变化,平均占该湿地总土地面积的65.15%,2001年以来面积以7.21 km~2·a~(–1)的速度显著下降。核心区90%以上为草甸,缓冲区和试验区的草甸所占比例依次降低,不同类型的草甸年际间相互转换频繁,总体上呈现此消彼长的现象。(2)农田面积在281.80~364.65 km~2之间变化,平均占总土地面积的14.24%,以4.15 km~2·a~(–1)的速度呈极显著上升趋势,绝大多数农田分布在试验区内。(3)水体和农田的地理中心有明显向东北方向转移的趋势,其他土地利用/覆盖类型的地理中心虽然在部分年份有较大波动,但总体上未见有明显聚集或转移趋势。(4)气象因子年际变化幅度小将更有利于扎龙湿地明水体和草甸的维持和发展,有地表水覆盖的草甸景观格局变化的主要驱动因子为温度,无地表水草甸变化的主要驱动因子为水分。