mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
耐盐水稻新品系遗传多样性的SRAP分析
充分了解新育成和引进的耐盐水稻种质资源的遗传差异性是合理利用这些种质资源的基础.本研究利用SRAP分子标记技术对26份耐盐性程度不同的水稻新种质材料进行了遗传多样性分析.从96对SRAP引物组合中筛选出重复性好、多态性丰富的9对引物用于PCR分析,共扩增出109个条带,平均每对引物扩增的条带数为12.1个.其中,多态性条带80个,多态性位点比率为73.39%,显示SRAP标记对参试的水稻种质材料的多态性有较高的检测效率.应用UPGMA法对26个水稻新品系进行的聚类分析结果表明,26个供试材料之间的遗传相似系数在0.505~0.853之间,在遗传相似系数为0.700处可分为4大类群.其中品系50190和9311的亲缘关系最近,而14-6和15-7的遗传差异最大.从多态性引物组合中筛选出多态性好、清晰、鉴别效率高的图谱,构建了26份水稻品系的分子指纹图谱.这些结果可为水稻种质资源的鉴定、遗传多样性分析和水稻育种工作中杂交亲本的选择提供科学依据.
基于生态系统服务的黄河三角洲生态风险评估研究
生态安全与人类福祉密切相关,因此量化区域生态风险能够有效地对高风险地区进行防范,同时更利于区域可持续发展。本文通过InVEST模型测算黄河三角洲区域1990年、2000年、2010年、 2020年生态系统碳存储、生境质量和土壤保持3种生态系统服务的物理量,根据测算结果构建生态风险评估模型,在此基础上对黄河三角洲生态风险进行时空格局演变特征分析。结果表明: 1)黄河三角洲区域生态系统服务整体弱化,在建设用地、水域等区域最为明显。2) 1990—2020年黄河三角洲区域碳存储整体呈现内陆高沿海低的空间格局,生境质量空间波动范围增大,土壤保持能力降低。3)黄河三角洲区域生态风险有上升趋势。沿海水域及建设用地区域受风险概率较大,而林草地等植被覆盖区域生态风险低。研究结果可为黄河流域生态保护和高质量发展提供决策支持与参考。
土地利用变化对盘古河流域径流的影响
[目的]分析大兴安岭地区盘古河流域土地利用变化情况,研究流域径流对不同土地利用情景的响应,为合理规划土地利用提供依据。[方法]利用盘古河流域1987,2000和2011年3期土地利用数据和1988—2012年的水文气象资料,结合SWAT(soil and water assessment tool)模型,分析盘古河流域土地利用变化的径流响应。[结果]1987—2011年盘古河流域主要土地利用变化为裸地向林地、草地转化,林地面积增加,裸地面积减少;汛期径流量占年总径流量的比例随着林地的增加而减少;林地的增加使得多年平均年径流量、汛期径流量和最大月经流量均呈减少趋势。[结论]SWAT模型能够较好地模拟盘古河流域的月流量过程;流域径流随着林地面积的增加而减少。
基于广域行波波头频率分量幅值比信息的输电网非同步故障定位
现有电网行波故障定位方法大多依赖行波到达时间和波速信息,需要精确同步。提出一种利用线模电压初始行波波头频率分量幅值比信息的输电网故障定位方法。该方法基于初始行波波头频率分量幅值的衰减特征和行波最短传播路径,采用虚拟故障点法,利用全网测量点的实际和理论幅值比差值构建故障线路识别判据;在保证训练普适性和少训练样本的前提下,利用径向基函数( RBF)神经网络拟合初始行波波头2个不同频率分量幅值比与故障距离的非线性关系实现故障精确定位。所提方法只需初始行波波头较低的频率分量幅值比信息,无需全网布置测量点和精确同步。在PSCAD/EMTDC中建立了IEEE 30节点系统的仿真模型,仿真结果表明所提方法定位精确、可靠性较高。
中国西电东送40年发展成效与政策建议
西电东送是国家西部大开发的标志性工程,是促进区域协调发展、实现电力资源优化配置的重要举措。经过40年发展,中国西电东送已形成“北、中、南”3个通道输电格局,外送能力持续提升,发展成效十分显著。全面总结了西电东送在保障电力供应、推动低碳转型、带动产业升级、促进经济发展等方面取得的突出成效,系统性分析了西电东送持续推进中面临的多重挑战,并从通道规划、电源协同、运行安全、市场机制等方面提出了对策建议,推动西电东送高质量发展。
基于总变差降噪与RQA的单向阀故障诊断
针对单向阀振动信号易被噪声淹没和故障表征不明显的问题,提出了一种基于总变差降噪(TVD)和递归定量分析(RQA)的单向阀故障诊断方法。首先利用总变差降噪方法对振动信号进行降噪,提高信号的信噪比;然后对降噪后的信号绘制递归图,通过递归定量分析方法提取递归图中的非线性特征参数,并对所提取特征参数进行敏感度分析,找出敏感度较高的特征参数构成特征向量;最后将得到的特征向量输入加权K近邻分类器(WKNN)完成单向阀故障类型的识别。实验结果表明,该方法在降低背景噪声、表征故障信息和保证故障诊断准确性方面具有明显的效果,具有一定的工程应用价值。
配电主站馈线拓扑模型校核方法研究
智能分布式馈线自动化(feeder automation,FA)与主站集中式FA协同控制能够实现故障的最优处理。在协同控制下,馈线侧拓扑来源于配电终端的自动识别,主站侧拓扑由地理信息系统(geographic information system,GIS)或生产管理系统(production management,system,PMS)通过增量导入,存在连通混乱,与实际的拓扑运行方式不一致等问题。为实现基于智能分布式FA与主站后备的故障隔离和非故障区域恢复供电技术,促使拓扑模型统一,提出了在静态拓扑或者拓扑运行方式发生变化的情况下,由主控智能配电终端启动拓扑查询功能并生成馈线拓扑文件。进而将该模型文件上传至配电自动化主站,对主站侧的静态拓扑模型和动态拓扑模型进行校核,实现了对主站侧拓扑模型的纠正。同时通过实验验证了该校核方案的可行性,完全满足配电网的要求。
无防护安装就地化保护应用与实践
阐述了国内微机保护的发展历程以及目前继电保护所暴露的一些问题,提出了继电保护的小型化和就地化。具体研究了全站二次系统架构、智能管理单元及就地化操作箱。提出了无防护安装就地化保护的预期目标:通过就地安装减少中间环节提升保护快速性,可靠性和减少干扰;通过即插即用的检修模式缩短保护装置的更换时间,提高检修效率;推动智能站二次系统整体设计方案优化及运维技术和管理的创新,实现变电站安全可靠、运维便捷、节能环保、经济高效。无防护安装就地化保护的基础技术条件已具备,已有就地化线路保护与就地化分布式母线保护经过了实践检验,无防护安装的就地化保护将开启变电站建设、运维的全新模式。
计及锁相误差的双馈风电并网系统暂态过电压特性与抑制
风电并网系统交流短路时,锁相环(PLL)锁相误差导致风机功率耦合,在故障清除时产生暂态过电压,亟须开展计及锁相误差的暂态过电压机理、特性与抑制策略的研究。首先,分析PLL参数、故障位置及故障类型对暂态过电压的影响。然后,以三相故障为例揭示了相位跳变的特征及锁相误差引起暂态过电压的机理,提出基于改进型PLL结构与锁相误差补偿的转子侧变流器、定子侧变流器控制策略,实现对双馈风电机组(DFIG)暂态过电压的主动抑制。最后,仿真验证了所提策略在实现DFIG故障穿越的同时还能够进一步抑制暂态过电压。
基于时空注意机制与LSTM的暂态电压稳定评估
针对新型电力系统发展背景下现阶段机器学习算法难以准确判断风电并网系统暂态电压稳定性的问题,提出一种基于时空注意机制与长短期记忆网络的暂态电压稳定评估方法。首先,基于支持向量机对初始单特征评价进行特征粗筛,并采用皮尔逊相关系数法判断剩余特征的相似度;其次,通过主成分分析-加权负荷评价获取与暂态电压稳定情况相关性较高的特征集;然后,通过时空注意机制,量化系统负载节点间的空间耦合关系和风电接入点间的空间相关性对整个系统暂态进程的影响,构建基于时空注意机制与长短期记忆网络的评估模型;最后,在算例上进行仿真分析,结果表明该模型有利于风电并网系统暂态电压稳定性判别准确率的提升,以及减少误判和漏判。
组合磁极结构的永磁电机解析法建模与分析
磁极结构直接影响永磁电机气隙磁场的分布。提出一种组合双层Halbach阵列结构。利用叠加原理,采用标量磁位法对该结构电机中的气隙磁场进行了解析计算。同时,对于有齿尖结构的定子槽,通过改进的卡特系数对气隙长度进行等效。为了比较,同时分析得到了单层Halbach结构气隙磁密的最优值。在此基础上,通过改变双层结构磁极上下层的厚度比、上下层中间磁极极弧系数以及边磁磁化角度等参数变量,分析优化电机的气隙磁密,并计算优化后的双层结构永磁电机的气隙磁密、感应电动势和电磁转矩。计算结果表明,在永磁用量相等的前提下,双层Halbach结构永磁电机的电磁性能优于单层结构。最后,通过有限元法验证了解析计算的正确性。
基于切换系统理论的终端能量路由器能量路由控制方法研究
终端能量路由器是能源互联网中一种重要的能量路由设备,构建其能量路由拓扑的最有效途径是采用基于电力电子变流技术的固态变压器。能量路由拓扑确定之后,能量路由控制技术直接决定着其运行特性。针对终端能量路由器能量路由的混成系统特性,使用基于混成系统理论的切换系统理论进行终端能量路由器能量路由控制。首先详细分析了终端能量路由器能量路由拓扑结构、工作原理。然后,深入分析了能量路由器能量路由的切换系统行为特征,建立了其切换系统模型。其次,结合空间矢量脉宽调制技术提出终端能量路由器多模态切换控制方法。最后,通过Matlab/Simulink仿真平台搭建模型验证所提控制方法的有效性。理论分析和仿真表明,该方法充分考虑了终端能量路由器运行过程中离散变量与连续变量的相互作用,具有切换时间短、切换过程平稳的特点,从而优化了动态调节特性,提高了控制跟踪速度和控制精度。
基于柔性行动器–评判器深度强化学习的电–气综合能源系统优化调度
多能流协同优化调度是实现综合能源系统高效经济运行的核心技术之一。面向电–气综合能源系统运行优化问题,提出一种基于柔性行动器-评判器框架的深度强化学习方法,通过智能体与能源系统的交互,自适应学习控制策略。该方法可实现多能流系统的连续动作控制,且能够灵活处理风电、光伏、多能负荷等源荷不确定性问题,实现多场景下的电-气综合能源优化调度决策。首先,构建面向电-气综合能源系统调度的强化学习基本框架,介绍柔性行动器-评判器强化学习的基本原理;然后,构建与智能体交互的电-气综合能源系统环境模型,设计深度强化学习的动作与状态空间、奖励机制、神经网络结构、学习流程等关键环节;最后,针对2个电-气综合能源系统算例进行强化学习优化调度结果分析。
计及需求响应的补光农业果园综合能源系统的两阶段调度
综合能源系统由于有着提高能源利用率和系统经济性的特点而成为一种主流的能源管理方式。但是,现有工作中很多都只关注于能源和设备之间的协调交互而忽略了负荷在能源调度中能够发挥的作用,并且针对农业园区的综合能源系统也很少被提及。针对高耗能的补光农业果园,提出了一种计及需求响应的园区综合能源系统两阶段调度策略,让农业果园中的补光灯等可调整负荷能够参与到系统的优化调度中,并且能处理基础负荷和可再生能源供能的不确定性。通过构建补光农业果园综合能源系统中的能源设备与可调整负荷的数学模型,建立了由日前调度和日内调度构成的两阶段调度策略。最后,通过仿真实验证明了所提调度策略的有效性。
计及社会发展的多场景用户侧储能容量优化配置
在能源革命的大背景下,用户侧配置储能由于可有效地转移负荷,减少用电峰谷差异,降低用户用电成本,因此在近些年来得到广泛运用。但由于储能系统本身价格较为高昂,如何优化配置储能容量成为关键问题之一。首先,基于用户侧两部制电价制度,计及社会发展对储能的影响,以用户加装储能后获取月综合效益最大为目标建立储能优化配置模型。然后,考虑到节假日和天气状况等因素,提出了一种适用于多场景的用户侧储能配置决策方法,以满足用户侧储能配置的个性化需求。最后,选取4家典型的大用户的历史负荷数据进行算例仿真,利用CPLEX求解器进行求解,分析探讨了储能配置的合理性和经济性。仿真结果表明,该储能优化配置方法在提高模型精准度的同时能进一步提高配置经济性,为不同用户侧储能的商业化应用提供借鉴。
计及多能转换及光热电站参与的综合能源系统低碳优化运行
为解决低碳背景下负荷需求多元化及能量转换问题,引入光热电站(concentrating solar power plant,CSP plant)充当热电联产机组,并结合电转气(power to gas,P2G)装置、电加热器(electric heater,EH)、燃气机组等能量转换设备组成综合能源系统(integrated energy system,IES),提出了一种综合能源系统低碳优化运行方法。首先构建IES架构,并建立了P2G装置碳排放成本模型。然后,以系统运行成本最小为目标,建立了IES低碳经济优化模型。在此基础上,考虑了系统的多重不确定性,建立IES模糊机会约束规划模型。最后,以9节点测试系统为例验证该方案的可行性与有效性,并探讨CSP电站发电规模及多重不确定性对系统运行成本的影响。结果表明:该方案可以满足系统的多种负荷需求,具有良好的经济性,但其对外部市场依赖性较高;光热电站在合理增大发电规模后可有效降低系统运行成本;不确定性上升会增加系统对外部市场的依赖。
菜用豌豆品种资源萌发期耐旱性鉴定
为研究菜用豌豆种子萌发期的耐旱性,本试验以31份菜用豌豆品种资源为试验材料,通过2.5% PEG溶液模拟干旱胁迫处理萌发期豌豆种子,统计种子发芽势和发芽率,测定鲜重、干重、根长、芽长等指标,并采用相关性分析、主成分分析、聚类分析、灰色关联度分析及逐步回归分析等方法相结合,对31份菜用豌豆品种资源进行萌发期耐旱性鉴定及耐旱指标筛选。结果表明,2.5% PEG-6000模拟干旱胁迫对菜用豌豆种质资源萌发期各测定指标均有极显著影响;根据综合抗旱系数值(CDC值) 、耐旱性度量值(D值) 、加权关联度(WDC值)大小对供试种质进行排序,其中耐旱性最强的4个品种依次为16110、16055、16140、16107;耐旱性最弱的3个品种依次为16106、16175、16177。通过聚类分析,在欧氏距离D2 = 8.5处将31份豌豆品种资源划分为4种类型:第Ⅰ类包括16054、16142等20个品种;第Ⅱ类包括16140、16079和16055 3个品种;第Ⅲ类包括16175、16104等6个品种;第Ⅳ类包括16110和16107 2个品种。逐步回归分析表明,与D值密切相关的指标为发芽指数、活力指数、发芽势、根长,这些可作为豌豆种质资源萌发期耐旱性鉴定综合选择指标。本试验结果为进一步研究菜用豌豆萌发期耐旱性机理及干旱调控缓解机制提供了理论参考,也为菜用豌豆耐旱品种选育及其推广应用奠定了基础。
雷达资料同化对暴雨预报影响的数值模拟研究
以CAPS研发的最新版ARPS模式为基础,利用其数据同化系统ADAS对南京多普勒雷达资料进行同化,模拟2009年6月5日江苏地区的一次暴雨过程,进行了不同的微物理方案设计以及何时同化雷达资料的敏感性实验研究。研究发现:(1)格距较小且不使用积云对流参数化的情况下,选择warm rain或Schultz微物理过程的模拟结果差别不大,且与实况较为相符,但选择ice微物理方案时,会造成1 h内的降水量突增百倍;(2)在参数一致的情况下,模拟研究时段前3、2、1 h分别同化,可以得到部分主要降水区域;但同化预报的时间越短,降水模拟的中尺度信息越明显,对降水量的控制也越好;(3)依据以上结论,在暴雨发生最初的1 h内进行每6 min一次的时间循环同化,然后积分2 h,可以得到较为精细的云内气象要素场分布,预报的结果与实况最接近。
胶州湾盐沼不同植物群落下土壤磷的分布特征
于2014年10月4日、12日、18日和25日,在大沽河口湿地和洋河入湾口的红石崖湿地设置6个采样区,对其土壤全磷含量和速效磷含量进行了测定和分析。结果表明,胶州湾光滩土壤全磷和速效磷含量最高;在植物盖度为100%的芦苇(Phragmits australis)盐沼,土壤全磷含量最低;互花米草(Spartina alterniflora)盐沼土壤全磷含量最高;碱蓬(Suaeda glauca)盐沼土壤速效磷含量最高。胶州湾盐沼土壤全磷含量在0~20 cm深度最高,之后,其随着土壤深度增加而降低,不同植物群落下,土壤速效磷含量的变化一致,表层土壤含量高,随土壤深度增加逐渐降低。土壤全磷含量与有机碳含量和含水量显著正相关(n=108,p<0.05),与速效磷含量显著正相关(n=108,p<0.01),这也说明土壤全磷含量能够较好地指示土壤速效磷的水平。盐沼土壤碳磷比和氮磷比与全磷含量和速效磷含量显著负相关(n=108,p<0.01),碳磷比和氮磷比分别为23.60~127.22和1.24~11.91。
基于矩阵广义逆的电缆线芯温度动态计算方法
为更好地对电缆线芯温度进行间接测量,提出一种以电缆运行电流和表皮温度为输入的线芯温度动态计算方法。首先建立了电缆传热的简化热路模型,并在误差敏感性分析的基础上引入了线芯电阻随温度变化的二阶修正;然后对模型表征的微分方程进行离散化,得到仅有4个模型参数的计算公式;最后以电缆实验(或运行)数据为样本构造学习矩阵,并通过矩阵的广义逆计算模型参数,代入公式完成整个动态计算方法的构建。分别以室内实验电缆、在线110 kV高压电缆为对象进行了实验与分析,结果表明,相较于传统方法,该方法能够更加简单、准确地计算电缆线芯温度,有助于实现电力电缆工况的实时监测。
基于可时移农业负荷的光伏智慧农业大棚微型能源网优化调度
针对甘肃省分布式光伏电能远距离传输通道不足,大量光伏电能集中并网影响农村电网可靠性和稳定性的问题,提出对甘肃省传统农业大棚及其供能系统进行智慧化改造的方案,实现光伏电能的就地消纳,构建基于可时移农业负荷的光伏智慧农业大棚微型能源网。采用数学建模的方法对微源和负荷进行精准建模研究,并采用变学习因子的二阶振荡文化粒子群求解算法对微型能源网经济调度模型进行求解,最后对负荷时移前后各供能设备的出力和日综合费用进行了对比。仿真结果表明:对可时移负荷进行调度可以降低系统日综合运行成本,单日成本下降了7.3%。本研究所建模型和提出的算法可以有效实现微型能源网多种能量流的经济合理利用。
基于能值生态足迹模型的北方农牧交错带定西市生态安全评价
为分析北方农牧交错带的生态安全问题,以北方农牧交错带典型代表区域定西市作为研究对象,运用能值生态足迹模型对该区域的生态安全状况进行了长时间序列研究。研究发现:1995-2019年间定西市人均能值生态承载力从0.61 hm~2·人~(-1)增加到0.75 hm~2·人~(-1),人均能值生态足迹从1.22 hm~2·人~(-1)增加到1.60 hm~2·人~(-1)。从人均能值生态足迹的构成组分来看,耕地人均能值生态足迹对定西市人均能值生态足迹的贡献最大,其次是草地人均能值生态足迹。25年间,定西市始终处于生态赤字状态,万元GDP生态足迹从11.92 hm~2·万元~(-1)下降到1.09 hm~2·万元~(-1),生态足迹多样性指数由0.92变化到1.44,生态协调系数从1.34变化到1.33,生态压力指数由2.01上升到2.15,发展能力指数由1.12变化到2.32,生态安全等级在危险和不安全之间变化,生态安全问题亟待解决。
配电网无功规划三次优化解析算法
基于经济效益和电压约束,综合考虑并联电容器、分布式电源、主变分接头、弱环网等因素的影响,提出一种实用的配电网无功规划三次优化解析算法:在近似满足电压约束的基础上,一次优化按逐次单节点净收益最大为目标初步确定补偿节点数量、位置及其容量;考虑到各补偿位置和容量的相互影响,二次优化对一次优化初始解进行迭代修正计算;三次优化对二次优化的结果采用交流潮流校验电压并作进一步的优化微调。该算法不需事先人工指定候选电容器补偿位置,可以在保证工程计算精度的同时大幅提高计算速度,特别适用于大规模配电系统的无功规划优化。经对多个IEEE算例和实际系统的计算分析,验证了所提算法的高效性和稳定性。
基于GBVS的假目标红外欺骗干扰效能评估
针对假目标红外欺骗干扰效能缺乏规范评估体系的问题,利用视觉显著性模型计算同一背景下真目标和假目标的显著性对比度,从而定量评估假目标的红外欺骗干扰效能。量值越小,说明假目标的红外欺骗干扰效果越好。实验结果表明,该评估方法不仅能定量反映单一假目标的红外欺骗干扰效能,还能区分不同类型假目标的红外欺骗干扰效能,具有较强的普适性。
松花江流域(哈尔滨段)景观格局粒度效应
文章以松花江流域(哈尔滨段)为研究对象,基于近20年3期遥感影像,从类型和景观两个水平选取多个景观格局指数,在30~600m粒度范围内,分析景观指数随空间粒度的变化响应差异,综合指数-粒度拟合曲线拐点识别和栅格化信息损失评价方法,确定本研究区域景观格局分析的最适宜空间粒度。结果表明:①斑块数(NP)随粒度的增加呈三次多项式下降,有明显的拐点,随后变化较平稳。边缘密度(ED)、景观形状指数(LSI)、平均形状指数(SHAPE)和平均分维数(FRAC)随粒度的增加呈三次多项式下降,存在不明显的拐点。蔓延度(CONTAG)、聚合指数(AI)随粒度增加呈幂函数下降,且无明显拐点。景观丰度(PR)在30~600m粒度范围内不受粒度大小影响。香农多样性(SHDI)、香农均匀度(SHEI)均呈小幅波动的复杂变化,无粒度效应。②斑块类型水平上:NP和斑块密度(PD)对粒度响应最敏感;平均斑块面积(AREA)对粒度响应高敏感;FRAC对粒度响应不敏感;SHAPE对粒度响应低敏感;ED,AI,LSI 3个指数受粒度的影响因景观不同而异,但主要处于低敏感、中敏感和高度敏感范围。 ③景观水平上:ED和LSI在1995年对粒度响应的敏感性为高敏感,2005年和2015年都为中等敏感;NP和PD对粒度响应最敏感;AREA对粒度响应高度敏感;LPI对粒度响应中等敏感;SHAPE,CONTAG和AI对粒度响应低敏感;FRAC,SHDI和SHEI对粒度响应不敏感。
含可调节负荷的风光互补微电网随机调度市场风险管控方法
电力市场环境下,针对现有研究无法满足含可调节负荷风光互补微电网市场交易面临的风险管控需要,建立了含可调节负荷风光互补微电网随机调度市场风险管控方法。首先,剖析了含可调节负荷风光互补微电网参与市场运行机理及其面临的市场风险。其次,建立了微电网与大电网双向调节功率特性方程,及可调节负荷双向调节功率特性方程,再利用半绝对离差风险度量理念,建立了含可调节负荷双向调节功率特性的风光互补微电网市场风险评估指标。再次,在随机规划建模框架内,建立了含可调节负荷风光互补微电网随机调度市场风险管控模型。然后,结合模型特点提出了内嵌拉丁超立方抽样技术的快速非支配排序遗传算法(fast non-dominated sorting genetic algorithm,NSGA-II)求解建立的模型,并用综合评价法决策得到最优解。最后,算例验证了所提方法能够实现含可调节负荷风光互补微电网市场风险的有效管控。
六盘山西侧华北落叶松林密度对生长和林分蓄积的影响
【目的】量化林木生长、生物量和蓄积量对密度的响应关系,以期为人工林合理经营与科学管理提供理论依据。【方法】以六盘山半干旱区树龄37 a华北落叶松为研究对象,调查不同现存密度的林分结构与林木生长特征,根据经验方程计算生物量及材积,分析密度对各生长指标的影响。【结果】研究区林分树高、胸径、单株生物量及材积的平均值依次为14.1~15.5 m、15.1~22.5 cm、75.1~153.0 kg、0.150~0.292 m~3,均随林分密度增加而减小。密度每增加100株/hm~2,树高和胸径分别降低0.037 2 m和0.460 0 cm。在600~1 000株/hm~2范围内,密度每增加100株/hm~2,单株生物量和材积分别降低10.38 kg和0.0189 m~3;在1 000~2 000株/hm~2范围内,密度每增加100株/hm~2,单侏生物量和材积分别降低3.90 kg和0.007 3 m~3。样地林分高径比、生物量、蓄积量依次为0.647~ 0.994、95.0~150.2 t/hm~2、181.2~300.9 m~3/hm~2,随密度增加而升高;密度每增加100株/hm~2,高径比、生物量、蓄积量增幅分别为0.022 0、3.99 t/hm~2、8.37 m~3/hm~2。不同密度的林木生长指标所占比例均呈正态分布或偏正态分布。【结论】当兼顾林木高径比、单株及林分生物量和材积时,华北落叶松的合理林分密度为1 100~1 350株/hm~2。
考虑多能互补的多区域交直流系统频率稳定联合控制模型
针对单区域交直流系统受能源类型和机组容量制约,难以实现能源高效利用和频率稳定控制的问题,提出一种考虑多能源互补的多区域交直流系统频率稳定联合控制模型。首先建立单区域多能源能量耦合模型;再基于交直流混联电力系统的能量传递关系,建立交直流系统潮流模型;然后,基于多能源互补和多区域协调,建立考虑多能源互补的多区域交直流系统频率稳定联合控制模型。通过多区域交直流混联系统的算例分析表明,文章所提出的模型具有一定的鲁棒性,可以实现多区域交直流系统频率稳定联合控制,降低系统运行风险。
可控型混合无功补偿对瞬态恢复电压影响研究
可控型混合无功补偿(hybrid reactive power compensation, HRPC)对输电线路暂态特性的影响亟待研究。在分析可控型混合无功补偿结构功能的基础上,以晋东南-南阳-荆门特高压示范线路为背景,建立特高压混合无功补偿线路单相接地故障等效模型,研究可控串联补偿+可控并联电抗器(thyristor controlled series compensation + thyristor controlled transformer, TSCT+TCT)混合无功补偿对断路器开断特性的影响。基于拉氏变换和等值参数集中电路,分析瞬态恢复电压(transient recovery voltage, TRV)影响因素,得出瞬态恢复电压随可控型混合无功补偿度变化规律。利用PSCAD/EMTDC,研究安装可控型混合无功补偿前后对瞬态恢复电压的影响,验证分析方法的有效性。结果表明:随着可控型混合无功补偿度的增加,TRV峰值和上升率RRRV不断增大,而TCT对瞬态恢复电压影响较小。
基于配电网PMU的无监督电力系统扰动特征提取与分类
为应对大量分布式新能源接入给电网运行控制带来的挑战,同步相量测量技术被引入配电网。然而,配电网PMU数据量巨大且缺乏标签信息,如何合理利用海量无标签数据识别扰动为电网运行控制提供数据支撑是亟需解决的问题。针对该问题,该文提出一种长短时序生成对抗网络无监督特征提取框架(long-short-term time generative adversarial network,LST-TimeGAN)。该方法在传统时序对抗生成网络(time-series generative adversarial networks,TimeGAN)架构上,提出一种基于最小二乘决策损失函数的改进框架,使所提取特征能够反应数据异常程度并为分类提供可靠依据。同时,提出一种基于注意力机制的特征提取单元,提高了空间特征提取效率;进一步,建立长短时三窗并行框架,以对不同时间尺度的扰动特征具备敏感性;最后,以一种预分类、再识别的分类策略完成扰动识别。仿真和现场数据验证表明,该方法可实现无标签、少标签情形下的准确扰动识别;且该方法提取的特征不但能对输电网扰动进行识别,还能对本地电能质量扰动进行识别。
基于台风路径追踪的滑坡概率分析
台风暴雨是我国东南丘陵山地滑坡的主要诱发因素,揭示台风路径与滑坡发生的相关关系对东南丘陵山地台风暴雨型土质滑坡监测预警具有重要的理论及实际意义。本文基于2015-2019年直接过境福建省或间接对福建省造成影响的台风数据以及与这些台风事件发生期间的降雨量数据和台风暴雨滑坡数据,运用ArcGIS软件中的克里金插值法将台风路径、降雨量数据及台风暴雨滑坡数据进行耦合。再运用Logistic回归方法,通过SPSS软件得到泉州市基于台风路径追踪的滑坡发生概率模型。并运用克里金插值法和Logistic回归方法,以台风杜鹃期间的滑坡为实例对所得模型进行验证,其对实际雨量站测得降雨数据引发滑坡与否的判对概率为77%,对实际发生滑坡的判对概率为100%,依据实际降雨量计算数据,其误报率为21%,但实际滑坡发生的误报率为0,符合安全性。预报效果较为满意,因此模型可作为在台风经过泉州市时的台风暴雨型滑坡发生概率的预测。
基于凝聚函数的电力系统无功互补优化模型与算法
基于非线性互补函数和凝聚函数提出了一种处理电力系统无功优化问题中离散变量的光滑化模型,并结合现代内点法对模型进行求解。所提方法首先在不考虑离散变量的情况下进行无功优化预计算,快速获取离散变量的两界,并以此构造互补约束条件;然后将互补约束转化为等价的非光滑方程组,并利用凝聚函数进行光滑逼近,从而将无功优化问题转化为一般的非线性规划问题进行求解,有效地解决了求解离散量时存在的时间与精度之间的矛盾。对30至1780节点系统的计算结果表明,该算法计算效率高、收敛性好,在求解含离散变量的大规模非线性规划问题中有很好的应用前景。
基于时序MODIS的黄河上游2002-2018年耕地时空变化特征分析
黄河上游贡献全流域水资源的56.77%,而上游农业用水占全流域40%以上,监测黄河上游耕地的分布对于定量评估农业用水变化至关重要。本文以黄河上游龙羊峡至河口镇流域范围为对象,基于MOD13Q1数据集,使用时间序列谐波分析法(Harmonic Analysis of Time Series,HANTS)对NDVI时间序列曲线进行平滑,再结合作物生育期等物候信息与决策树分类方法提取了研究区2002-2018年的耕地分布与变化情况,为研究上游耕地变化对流域水资源消耗的影响提供基础数据。用野外实地考察获取的地面真实样点数据与研究区内县级统计数据对提取结果进行验证,耕地提取精度在75%以上,R~2达0.85。本研究主要结果显示:2002-2018年耕地面积总体呈增加状态,共增加88.21万hm~2;宁蒙灌区的耕地增长最为迅速,宁夏段耕地总面积增加64%,2018年达76.61万hm~2;内蒙古段的耕地面积也大幅增加,达44.74万hm~2,占总面积的44%;甘肃段面积同样增加18.89万hm~2;青海段则显示出明显的耕地减少趋势,共减少5.36万hm~2。黄河上游整体上耕地面积增加速率为5.18万hm~2·a~(-1),其中青海段以0.20万hm~2·a~(-1)的速率减少,甘肃段增加速率为1.05万hm~2·a~(-1),宁夏段增加速率为1.87万hm~2·a~(-1),内蒙段增加速率为2.46万hm~2·a~(-1)。通过定性与定量方法对耕地变化因素进行分析,水资源政策和地方社会经济环境变化是研究区耕地面积变化的主要驱动因素。
贵州县域综合经济密度时空特征及影响因素研究
经济均衡发展是区域经济高质量发展的重要内涵,这也是贵州等相对落后省份所面临的经济新常态发展要求。以2000、2010和2020年为基础,构建县域经济密度评价指标体系,运用熵权TOPSIS法、核密度估计法、空间自相关方法和空间面板模型,测算经济密度综合得分,探究其时空特征及影响因素。结果表明: (1)2000~2020年,贵州县域经济密度总体上随时间递增,核密度曲线以多峰为主,主峰随时间不断增高且宽度呈小幅收缩状态。(2)空间上,经济密度高值中心不断缩减, 2000 ~ 2010年以正增长县域为主, 2010 ~2020年以负增长县域为主;全局空间自相关中,经济密度空间聚集程度先增后减,局部空间自相关则以高-高和低-低方式聚集为主。(3)经济密度在空间上存在显著的内生交互作用,邻近县域的经济密度每提升1%,将促进本地经济密度提升0.2%。(4)影响因素方面,人才禀赋与医疗床位对经济密度呈正向作用,其他要素呈负向作用;直接效应的影响强度排序为:人才禀赋>降水#>人口老龄化#>民族结构#>植被覆盖度#>医疗床位(#表示负向影响),空间溢出效应贡献大小排序为:人才禀赋>人口老龄化#>降水#>民族结构#>医疗床位。因此,贵州应注重经济发展的区域均衡性,在继续吸引人才和改善社会福利条件下,补齐民族县域经济发展短板。
基于GEE云平台与Sentinel数据的高分辨率水稻种植范围提取--以湖南省为例
准确获取大范围的水稻种植空间分布信息对调整农业生产结构和保障粮食安全至关重要。本文以湖南省为研究区,基于谷歌地球引擎(Google Earth Engine,GEE)云平台,协同Sentinel-1 SAR和Sentinel-2 MSI数据,根据水稻物候期极化(vertical transmit/horizontal receive,VH)后向散射系数、增强型植被指数(enhanced vegetation index,EVI)的变化特征构建水稻提取决策树模型,开展高分辨率水稻种植范围遥感提取,并进行精度验证。结果表明:本模型能够准确实现多云多雨地区的水稻种植范围遥感制图;基于混淆矩阵计算水稻总体分类精度为93.97%,Kappa系数为0.908,单、双季稻F1-score均超过91%,可为亚热带多云雨且稻田破碎分布区的水稻种植范围遥感提取提供参考。湖南省水稻分布受地形和气温的影响明显,主要分布在海拔200 m以下,坡度小于6°,年均气温大于17℃的区域;双季稻集中分布在岳阳、常德和益阳市,而单季稻种植分布相对零散。
2种不同土地利用方式对山麓耕地土壤养分的影响
研究不同土地利用方式对土壤养分的影响,以便了解土壤质量状况,为实现不同植被管理和可持续利用提供科学依据。以小陇山山麓区移栽至耕地(前期种植柴胡)后生长3年的油松Pinus tabulaeformis Carr.苗木土壤为对象,并以长期种植柴胡Bupleurum chinense的耕地作对照,采用对比和主成分分析方法,对2种人工植被类型下不同土层(0 ~10、10 ~20和20 ~30 cm)土壤养分特征进行了分析。结果表明:1)油松苗地3个土壤层的有机质、全磷和全钾含量均小于柴胡耕地,除0 ~10 cm土层有机质外,其余差异均达到显著水平(P <0.05);3个土壤层的全氮含量在油松地和柴胡地两者之间均无显著差异(P >0.05)。油松苗地3个土壤层的速效钾均显著大于柴胡地(P <0.05);而有效磷含量却小于柴胡地(10 ~20 cm除外),且仅在20 ~30 cm土层两者差异达显著水平(P <0.05);同样,3个土壤层的碱解氮含量在油松地和柴胡地两者之间均无显著差异(P >0.05)。2)2种植被类型下土壤的有机质、全氮、全磷、碱解氮、有效磷和速效钾含量表现出“表聚现象”,即养分含量从表层向下层呈递减趋势;而全钾含量在2种植被类型下均表现出相反的变化趋势,即从表层向下层呈递增趋势,但差异均不显著(P >0.05)。3)主成分分析表明:速效钾和全磷是影响油松苗地土壤质量的最主要土壤因子,而全氮和全磷是影响柴胡地土壤质量的最主要土壤因子,且土壤养分综合得分表现为油松地(1.467)<柴胡地(1.504)。可见,油松人工苗明显地降低了耕地土壤养分含量,长期栽植将会导致土壤养分处在较低水平,因此在大苗培育期间要因土施肥,提高土壤肥力,尤其需要及时补充土壤有机磷肥;而对柴胡耕地也应该补充有机氮肥和磷肥。这些结论可为小陇山山麓区域耕地进行土地合理利用和土壤科学管理提供科学参考。
阿拉善盟一次区域性大风沙尘暴天气过程成因分析
沙尘暴是发生在干旱、半干旱荒漠化地区的主要灾害性天气之一,对其形成过程及成因探讨能为沙尘暴监测和预警提供参考。以2019年5月11日阿拉善盟一次区域性大风沙尘暴天气为例,在气象实时监测数据基础上,从地面气象要素变化、环流特征、动力条件和热力条件等方面对此次沙尘暴天气过程成因进行了探讨和分析。结果表明:1)阿拉善盟大风沙尘暴最强时段为午后至傍晚,沙尘暴发生时,气压和极大风速急剧增加,气温和能见度明显下降。2)大风沙尘暴的发生与500 hPa冷平流触发作用、700 hPa大气斜压性作用、高空动量下传作用、变压梯度风、锋生作用以及必要的大气层结条件之间存在着密切联系,表明控制大风沙尘暴形成的因素复杂。3)不同地区以及不同时间内发生大风、沙尘暴天气所需的风速条件不一致,强冷空气的侵入是沙尘暴发生的前提条件。此外,混合层,即不稳定层结是产生大范围沙尘暴天气的必要条件,在大风条件具备,但无混合层出现时,沙尘暴天气较难形成。
基于模型预测控制的新型电力系统光储电站调频控制策略
光伏渗透率的不断提高降低了新型电力系统的转动惯量,给系统频率稳定性带来了新的挑战,储能出力灵活且迅速,将储能与光伏结合构成光储电站参与电网调频能够提高新型电力系统频率稳定性。光储电站参与系统调频的有功出力受到光照强度、储能荷电系数等多因素的影响,然而现有的与光储电站调频控制有关的研究大多对这些多约束的处理能力较差。在此背景下,提出一种基于模型预测控制的新型电力系统光储电站调频控制策略。该控制策略以最小化系统频率偏差与频率变化率之和为目标,计及光储电站有功出力及总发电量约束,优化光储电站有功出力,并通过控制光储电站有功输出参与系统频率调节。最后,通过仿真算例说明了所提方法相比传统控制策略调频效果更优,能够在考虑多约束的情况下快速精准确定光储电站出力,提高系统频率稳定性。
风电场多功能储能电站功率分配策略
随着新能源装机比例的增加,新能源场站调频调压等调节能力日益受到重视。针对配置储能的新能源场站一次调频、功率平滑以及调压协调控制问题,利用聚类算法得到储能平抑波动功率需求,设定风储各自调频备用功率以及储能电站调压备用功率;其次,利用储能剩余有功功率与荷电状态(SOC)修正储能一次调频有功出力;之后,基于储能无功裕度以及电压偏差紧急程度对储能无功-电压下垂系数进行修正;最后,以优先保证调频效果为目标,提出储能平抑波动、一次调频和调压的储能多功能协调运行策略。基于Matlab/Simulink进行仿真验证,对储能平抑波动与一次调频、储能平抑波动与调压以及3种功能协调运行分别进行了仿真工况分析,结果表明,所提多功能协调运行策略可在储能平抑风电波动工况下促进电网频率、电压以及SOC恢复。
大规模多节点柔性直流控制保护仿真测试方法研究
基于模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的柔性直流输电技术已经展现出广阔的应用前景,精确高效的MMC仿真技术是进行MMC-HVDC研究的基础。文中对当前MMC物理仿真、实时数字仿真以及物理-数字混合仿真3种仿真技术涉及到的相关技术和方法分别进行阐述讨论。对柔性直流控制保护系统测试控制硬件在环和功率硬件在环2种方式进行论述,分析了各自的技术优势及不足。最后,通过归纳现有技术,对未来大规模多节点柔直控制保护仿真测试技术的发展给出几点建议。
两种工程堆积体坡面细沟形态与产沙关系对比研究
为探究不同土壤类型工程堆积体坡面细沟形态与水动力学参数及侵蚀产沙间的关系,选取沟宽、沟深、宽深比等作为细沟形态参数,在放水流量8、12、16、20 L·min~(-1)和坡度32°条件下,对红土和塿土工程堆积体进行冲刷试验。结果表明:(1)两种堆积体坡面细沟沟宽、沟深在前24 min均发育迅速;随放水流量增大,沟宽和沟深均呈增大趋势,红土沟宽均值(较8 L·min~(-1))分别增加0.8%、19.3%、27.2%,沟深均值分别增加24.5%,126.2%,95.1%,而塿土则为3.7%、62.4%、108.2%和18.2%、87.9%、95.5%;红土沟宽、沟深与冲刷历时均呈极显著线性函数关系(R~2>0.858,P<0.01),而塿土则为极显著对数函数关系(R~2>0.689,P<0.01);(2)两种堆积体坡面细沟宽深比呈先波动(0~24 min)后(25~45 min)平稳的变化趋势;放水流量增至16 L·min~(-1),两种堆积体宽深比均值减幅最大(较8 L·min~(-1)),红土最大减少了1.15,塿土最大减少了0.20;(3)两种堆积体坡面细沟水流剪切力、水流功率与沟宽、沟深均呈现幂函数关系(R~2>0.602,P<0.01);径流剪切力更适合描述红土沟深的发育状况,而径流功率更能体现塿土沟宽的发育过程;(4)两种堆积体坡面累计产沙量与沟宽和沟深均呈极显著线性函数关系(R~2>0.897,P<0.01);沟宽、沟深对红土坡面累计产沙量的贡献率分别为84.9%、15.1%,对塿土则为22.5%和77.5%;该研究可为不同土壤类型工程堆积体坡面水土保持措施合理配置提供理论依据。
氮肥减施对宽幅播种冬小麦产量形成和氮肥利用效率的影响
为明确氮肥减施对宽幅播种冬小麦产量和氮肥利用效率的影响,设置氮肥减施(减肥处理)、农户习惯施肥量(习惯施肥处理)、不施氮(无肥处理) 3个处理,通过大田试验研究了不同处理冬小麦的群体动态、干物质积累特征、产量及其构成和氮肥利用效率的影响。结果表明,无肥处理的产量比习惯施肥处理低36.83%,而减肥处理的产量比习惯施肥处理高6.01%。无肥处理的最大茎蘖数显著低于习惯施肥处理,导致亩穗数和收获期生物量显著低于习惯施肥处理。减肥处理的最大茎蘖数也显著低于习惯施肥处理,但由于成穗率显著提高,亩穗数和收获期生物量与习惯施肥处理无显著差异。无肥处理的有穗单茎花后干物质积累量、花后干物质对籽粒的贡献率与习惯施肥处理无显著差异。而减肥处理的花后干物质积累量、花后干物质积累对籽粒的贡献率比习惯施肥处理分别显著提高39.70%和14.51个百分点。减肥处理的地上部氮吸收量与习惯施肥处理无显著差异,但氮收获指数提高2.97%,氮肥农学效率提高12.94%,氮肥偏生产力提高41.09%,氮肥利用率提高11.90个百分点。上述试验结果表明,宽幅播种配合氮肥减施可通过降低最大茎蘖数,提高成穗率,促进花后干物质积累及向籽粒分配,提高氮肥利用效率和产量。本研究为宽幅播种冬小麦实行氮肥减施提供了科学依据。
浅埋房式采空区覆岩结构及对下位煤层开采的影响
房式采空区留设大量不同尺寸煤柱,采场覆岩结构复杂。为了研究霍洛湾矿浅埋2~(-2)煤层房式采空区覆岩结构特征及其对下位3~(-1)煤层开采的影响,应用理论分析、数值计算、相似材料模拟等方法,确定了2~(-2)煤层房式采空区覆岩结构类型,揭示了不同类型覆岩结构应力场分布特征及其对3~(-1)煤层矿压显现的影响特征。结果表明:2~(-2)煤层房式采空区覆岩结构分为房柱稳定覆岩结构、房柱失稳覆岩结构、20 m煤柱覆岩结构、50 m煤柱覆岩结构4类;在房柱稳定、房柱失稳覆岩结构下3~(-1)煤层处于卸压状态,垂直应力降低8%~14.3%,在20 m煤柱、50 m煤柱覆岩结构下3~(-1)煤层处于应力集中状态,垂直应力增加5%~32%;揭示了3~(-1)煤层开采时不同覆岩结构下工作面超前支承力分布特征,在20 m煤柱、50 m煤柱、房柱稳定及房柱失稳4类覆岩结构下超前支承应力集中系数分别为4.10、3.85、2.76、3.62;不同类型覆岩结构下3~(-1)煤采场覆岩运动特征稍有差异,房柱稳定、房柱失稳覆岩结构下3~(-1)煤层工作面来压步距为12~14 m,20 m煤柱、50 m煤柱覆岩结构下来压步距为10~11 m;相似模拟表明,3~(-1)煤层过20 m和50 m大煤柱时,煤体发生弹射现象,预计实际开采时工作面可能发生动载矿压等动力灾害。
正反交奥尼罗非鱼形态性状差异及对体质量的影响
为探究不同杂交方式奥尼罗非鱼形态性状对体质量的影响,对埃及尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus)与“夏奥1号”奥利亚罗非鱼(Oreochromisco aureus)正反交子代奥尼罗非鱼群体开展体质量(BW)与全长(TL)、体长(SL)、头长(HL)、体高(BD)、尾柄长(CPL)、尾柄高(CPD)、体厚(BWD)共7个形态性状测定与分析,判断影响奥尼罗非鱼体质量的主要性状,并建立体质量多元回归方程;采用单因素相关性分析、复相关分析、主成分分析等多元分析方法,比较了正反交奥尼罗非鱼的形态差异。结果显示,正交奥尼罗非鱼群体全长、体高和尾柄高3个性状对体质量产生主要影响,回归方程为YBW=-154.286+9.016XTL+10.065XBD+17.884XCPD;反交雌性奥尼罗非鱼群体全长和体高2个性状对体质量产生主要影响,回归方程为YBW=-92.582+7.415XTL+8.727XBD;反交雄性奥尼罗非鱼群体体长和体高2个性状对体质量产生主要影响,回归方程为YBW=-120.299+ 8.661XSL+16.590XBD。主成分分析构建了2个主成分,第1主成分主要代表TS、BDS、CDS、BWS和HS形态特征,第2主成分主要代表BS和CLS形态特征,对PCA1和PCA2作散点图可将正交雄鱼与反交雌鱼有效区分。研究表明,不同杂交方式、不同性别的奥尼罗非鱼影响体质量的形态特征均存在差别,在亲鱼挑选及子代选育工作中,建议采用多性状综合选育的方式,以提高选育培养结果的准确性和稳定性。
川西高寒山地灌丛草甸土壤抗蚀性研究
以康定折多山高寒山地灌丛草甸土壤为研究对象,采用野外调查与室内分析相结合的方法,运用主成分分析法对土壤抗蚀性进行综合评价,以期探讨不同海拔和坡向土壤理化性质及抗蚀性差异。结果表明:(1)淋溶层土壤理化性质的变化剧烈程度高于淀积层土壤,且这种变化不受海拔和坡向的影响,不同坡向间土壤的性质差异主要受气候因素主导;(2)土壤各理化性质指标之间以及土壤理化性质与抗蚀性之间有明显的相关性,其中土壤抗蚀性受团聚体含量及稳定性的影响最大;(3)研究区土壤抗蚀性的大小顺序为3 800m半阳坡>4 200m半阴坡>3 800m半阴坡>4 200m半阳坡>4 000m半阳坡>4 000m半阴坡。其中>0.25mm风干团聚体含量、团聚体GMD值和团聚体分形维数D3个指标为评价该地区土壤抗蚀性的最佳指标。可见,不同海拔和坡向间土壤抗蚀性有明显分异特征,提高土壤团聚体含量及稳定性是加强该区土壤抗蚀性的关键。
基于不同工况下双馈风机响应控制的电力系统频率控制方法
风电大规模并网虽然会降低电力系统对传统化石能源的依赖,但双馈风电机组自身的解耦控制会降低电力系统惯性和频率响应能力。针对该问题,将风电机组纳入系统频率调节体系,提出基于不同工况下双馈风机响应控制的孤岛电力系统频率控制方法。首先,研究了不同风况下双馈风电机组的有功频率控制模式及不同风况下的协调控制方案;然后,在深入分析双馈风电机组参与频率控制机理的基础上,提出风电机组频率控制启动判据以及风电卸载容量计算方法,该方法可降低风电备用储能,避免过多降低风电正常情况下的消纳水平;最后,仿真结果验证所提频率控制策略可在不同风速工况下有效参与系统频率控制,显著增强高渗透率风电接入电力系统的频率稳定水平。
基于无人机影像自动检测冠层果的油茶快速估产方法
快速准确的产量估算对油茶经营管理和可持续发展具有重要意义。该研究针对油茶快速估产的应用现状,提出一种基于无人机影像自动检测冠层果的方法用于油茶快速估产。首先借助无人机航拍影像,通过随机抽样选取120株油茶树进行无人机近景摄影和人工采摘称量;然后利用Mask RCNN(Mask Region Convolutional Neural Networks)网络开展基于近景影像的油茶冠层果自动检测与计数;采用线性回归和K最邻近建立冠层果数与单株果数之间的关系,同时结合研究区典型样木株数和平均单果质量,构建基于冠层果自动检测的估产模型。结果表明:1)无人机超低空近景影像结合Mask RCNN网络能够有效检测不同光照条件油茶果,平均F1值达89.91%;2)同传统卫星遥感相比,基于无人机近景摄影的冠层果自动检测在作物产量估测方面显示出明显优势,Mask RCNN网络预测的冠层果数与油茶样木单株果数之间具有良好的一致性,拟合决定系数R~2达0.871;3)结合线性回归和K最邻近构建的模型估产精度均较高,拟合决定系数R~2和标准均方根误差NRMSE(Normalized Root Mean Square Error)分别在0.892~0.913和28.01%~31.00%之间,表明基于无人机影像自动检测冠层果的油茶快速估产是一种切实可行的方法。研究结果可为油茶快速估产和智能监测提供参考。
基于单环寻优策略的有源配网重构方法
配网DG接入导致智能优化算法在重构求解时易陷入局部收敛且寻优率较低。考虑配网拓扑特性与算法的关系,将两者深度结合,提出基于单环寻优策略的有源配网重构方法。首先引入莱维飞行对量子粒子群算法进行改进,建立了莱维系数量子粒子群算法。其次提出自适应环压有序环矩阵作为算法的解空间。最后根据配网拓扑与算法全局最优解之间的对应关系提出单环寻优策略,与算法深度结合进行求解。通过改进算法、优化解空间、配网拓扑与算法深度结合三个角度提高算法全局搜索能力和寻优效率。通过对多个电力系统进行仿真分析,验证所提算法和策略的有效性和适用性。
集成排序网络的模块化多电平换流器实时仿真模型
为实现模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的实时仿真,提出一种基于电力系统实时数字仿真器(real time digital simulation,RTDS)的高效MMC实时仿真模型,并应用现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)开发实现。模型使用流水线技术进行MMC桥臂阀组的等值计算,采用双调排序网络实现电容电压快速均压控制,避免大量子模块电容电压和触发控制信号的实时吞吐。基于此模型搭建单端201电平仿真系统,与PSCAD/EMTDC模型进行了仿真对比测试,并对比分析不同流水线个数和电平数下FPGA资源占用情况和时间性能。结果表明,该模型具备较高的集成度和仿真精度,使用单个ML605开发板即可实现高达501电平单端MMC的实时仿真,适用于构建大规模MMC直流电网实时仿真平台。
“4·11”海南致灾雷暴大风环境场与多普勒雷达回波特征分析
利用海口多普勒雷达、海南省区域加密自动站和常规资料对2016年4月11日凌晨发生在海南岛北部近海和陆地的大范围雷暴大风过程进行天气学分析。结果表明:(1)这次雷暴大风过程发生在500 hPa槽前、低空急流左前侧、低层切变线南侧、高空急流分流区下方和地面静止锋南侧的有利于对流发展的较大范围上升气流区域内;(2)对流风暴移动路径上的大气环境具有中等程度的条件不稳定、对流有效位能CAPE以及上干冷下暖湿的温-湿廓线垂直结构、强的深层垂直风切变,对流风暴形成后最终组织发展产生雷暴大风、大冰雹和短时强降水的多单体带状回波和弓形回波;(3)在多单体带状回波中镶嵌的风暴A和B各自发展成为具有中层径向辐合特征的超级单体,风暴B和C合并形成弓形回波,其中风暴C的中气旋加强成为弓形回波北部的气旋式中尺度涡旋;(4)阵风锋对对流风暴的正反馈作用、对流风暴前侧强劲的暖湿人流与风暴后侧径向风速相当的冷池出流,长时间倾斜依存的自组织结构及其与强的低层环境风垂直切变的相互作用,是多单体风暴和弓形回波长时间维持和加强的主要原因;(5)地面原来存在的β中尺度辐合切变线,对流风暴主体回波沿着海南岛北部近海东移等因素,有利于多单体带状回波和弓形回波的长时间维持。
供需互动分布式发电系统收益-风险组合优化建模及其可靠性分析
风、光等可再生能源出力、负荷以及市场电价的不确定性会导致分布式发电系统运营收益具有一定的风险特性。合理管理系统内多类资源在能量和备用市场中的分配能够量化系统运行风险,使分布式系统运营商(DSO)利益最大化。该文将需求响应作为一种灵活性资源参与系统优化调度,以运行收益最大化为目标,采用最差条件风险价值(WCVaR)作为风险度量指标,建立一种基于投资组合理论的收益-风险组合优化模型,同时为了保证系统运行的安全性,在模型中融入期望停电损失作为可靠性评价指标。在此基础上,探讨风险偏好和失负荷价值(VOLL)对运行收益、低收益风险、备用水平以及可靠性的影响。以改进的CIGRE16节点系统为例,采用场景技术模拟不确定性,算例结果表明考虑需求响应的收益-风险组合模型可在保证可靠性水平的前提下,实现市场环境下系统的经济与安全运行。
基于GF-1遥感数据决策树与混合像元分解模型的冬小麦种植面积早期估算
我国西北地区耕地细碎,冬小麦种植面积提取时混合像元较多,所以将决策树和混合像元分解相结合可大大提高解译精度.以高时间分辨率及较高空间分辨率的GF-1卫星遥感数据为研究数据源.根据冬小麦和其他各类地物在不同时相数据上NDVI值的变化特性及特征值差异,建立决策树模型,快速高效地提取冬小麦像元.运用线性光谱混合模型,降低混合像元的影响,进一步精确提取冬小麦的种植面积.最后与实测样方的冬小麦种植面积数据进行比较,验证提取精度.结果表明:研究区内冬小麦种植面积提取精度达90%以上,Kappa系数接近0.8,可较为准确地反映出区域内冬小麦的分布情况.利用较高分辨率的遥感影像并结合决策树分类和混合像元分解可以较准确地提取耕地破碎地区作物种植面积,对开展早期农作物面积遥感监测有较大帮助.
极端干旱区胡杨细根的垂直分布和季节动态
以额济纳胡杨天然林为研究对象,用Minirhizotron方法对胡杨细根的垂直分布和季节动态进行了研究。研究结果表明: 1)总体上,0 ~ 20 cm土层中胡杨细根的根长密度和根表面积密度最大,且与其他各层存在显著差异(P < 0.05); 2)在生长季,0 ~ 40 cm土层胡杨细根的生长率和生死之比均大于40 ~ 80 cm土层; 3)胡杨细根的根长密度、根表面积密度和生长率均表现出单峰的季节变化趋势; 死亡率在生长季呈逐渐增大的趋势; 生死之比在生长季呈现出逐渐减小的季节变化趋势,而且仅在末期小于1,说明胡杨细根的季节动态是一个以生长占优势的生死交织的过程; 4)生长率和死亡率均与土壤温度存在极显著正相关性(P < 0.01); 生长率与土壤含水量存在极显著正相关性(P < 0.01),而死亡率与土壤含水量的相关性均不显著(P > 0.05) 。
含双向变流装置的城轨牵引供电系统协同供电潮流计算
双向变流装置可以有效抑制牵引变电所直流侧网压的波动,减小跨区间传输的电流,限制钢轨电位.鉴于电双向变流装置与整流机组的协同控制策略会对城轨牵引供电系统潮流产生直接影响,提出双向变流装置与24脉波整流机组协同供电的方案,分析该方案下牵引变电所的综合输出外特性;建立计及换流装置精确有功损耗的牵引变电所供电计算模型,并提出考虑滞环比较的多状态切换控制策略,实现含双向变流装置的城轨牵引供电系统协同供电潮流计算;通过与Simulink仿真结果对比,验证算法的有效性及准确性.以某地铁工程为例进行仿真,仿真结果表明:协同供电方案下,牵引网网压上升,全线上、下行钢轨电位最大值分别降低12.6%~15.6%、 14.7%~17.5%,直流牵引供电系统损耗、系统综合成本最多可分别降低9.7%、1.17%;随着双向变流装置整流启动电压增大,部分牵引变电所的整流/逆变功率增大,直流牵引供电系统损耗先升高后降低,但钢轨电位变化不大.在实际工程中,双向变流装置的逆变启动电压一定时,适当提高其整流启动电压可以获得更佳的节能效果.
川东北下侏罗统大安寨段陆相页岩方解石成因
为分析陆相页岩中方解石的成因及其对储层的影响,以四川盆地下侏罗统大安寨段的介壳泥岩与灰岩夹层为主要研究对象,利用X-射线衍射、普通薄片、岩芯观察、阴极发光及电子探针测试手段,识别出文石转化方解石、胶结物方解石和重结晶作用形成的方解石。在同生期和成岩早期,生物介壳中的文石转化为泥晶无铁方解石,阴极发光为橙黄色。成岩早期,生物介壳边缘可形成纤维状第一世代无铁方解石胶结物。在成岩晚期,岩石孔隙中形成颗粒状铁方解石胶结物,阴极发光为暗色。同时,部分介壳中的泥晶方解石新生变形为斑块状细晶方解石或柱状方解石。根据方解石的存在形式可知,方解石在成岩演化过程中,经历了转化、压实、溶解、胶结和重结晶作用。其中,溶解作用改善储层的物性。压实、胶结和重结晶作用破坏储集空间。统计裂缝密度发现,元坝地区大安寨段层理缝最为发育,涪陵地区大安寨段以层理缝和溶蚀缝为主。结果表明,方解石介壳有利于大安寨段内岩石层理缝和溶蚀缝的产生。
冻融循环作用下受荷砂岩的能量演化与破碎分形特征
为研究冻融循环作用对岩石力学特性的影响,对砂岩试件依次进行冻融循环处理、单轴压缩实验以及筛分实验,分析不同冻融循环次数下砂岩试件加载过程中的能量演化、分配规律以及破坏后碎屑尺度分布的分形特征,并讨论冻融循环作用的影响效应。结果表明:随着冻融循环次数的增加,单轴抗压强度和弹性模量均呈指数衰减的趋势,峰值应力点对应的耗散应变能及其与总能量比值表现出类似的变化规律。这些试件破坏后的碎屑尺度分布具有分形特征,分形维数在2.50~2.61之间。数据拟合进一步表明冻融循环作用下耗散应变能与分形维数之间呈显著的线性正相关关系,这是因为冻融循环次数越大使得砂岩试件的抗压强度越小,破坏所需的耗散应变能越小,试件破碎程度越不严重,导致相应的分形维数越小。
基于灰色关联法的北京山区水土保持生态安全评价
北京山区是调节首都生态环境的重要保护带,水土保持是北京山区改善生态环境的迫切需要,建立北京山区水土保持生态安全评价体系具有特殊意义。以北京的7个山区、县为研究对象,参考现有生态安全评价体系与方法,应用压力-状态-响应模型,选取影响水土保持生态安全的13项指标,建立了水土保持生态安全评价指标体系。依据指标体系选取2007,2009,2012这3a的数据运用熵权法确定指标权重,利用灰色关联法分析2007-2012年北京山区水土保持生态安全状况。结果表明:2007-2009年北京山区7区县水土保持生态安全指数由0.2008~0.2753上升至0.2205~0.3268,水土保持生态安全状态整体呈现好转趋势;2009-2012年其状态受自然灾害影响明显,状态呈现下降趋势,水土保持生态安全指数下降至0.2001~0.2825。水土保持生态安全指数与水土保持治理力度呈显著正相关,自然灾害引起的指标变化成为影响水土保持生态安全的主要因子。