mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
基于空间变异修正普通克里金的矿区复杂地形高精度建模
普通克里金法是构建矿区三维地形模型并揭示地表沉陷形变场动态变化规律的有效方法。但普通克里金法存在平滑效应的问题,导致估计值的空间变异程度小于实际,无法真实反映矿区复杂地表形态的空间变化特征。本文结合矿区实际地形采样数据,提出了一种空间变异修正的普通克里金法,并将其应用于矿区复杂地形的高精度建模,并与已有方法在建模精度和空间变异性复现方面进行了对比分析。研究结果表明,空间变异修正的普通克里金法能够很好地处理平滑效应对建模的影响,具有更高的建模精度和空间变异性复现能力,在矿区复杂地形高精度建模应用中具有较强的适用性,可以作为一种可靠的建模工具用于矿区复杂地形沉陷形变场动态变化规律分析。
高温预损伤下煤岩蠕变声发射及分形特征
为了研究高温条件下煤岩微裂缝发展及破坏规律,对煤样进行不同温度预损伤和三轴蠕变声发射实验,探讨煤岩在经历高温预损伤过后的力学行为特征。研究结果表明:随着温度升高,煤岩预损伤呈幂函数型递增;较低温(≤200℃)预损伤下,煤岩呈脆性破坏特征,加速蠕变特征不明显;较高温(>200℃)预损伤下,煤岩呈韧-脆性破坏特征,且加速蠕变特征较明显;稳态蠕变速率εs的对数值与预损伤D之间呈线性相关关系;温度越高,煤岩的声发射振铃计数率水平越小,呈低频低幅值变化,且蠕变3阶段越趋于“同频”发展,累计振铃计数Nm与预损伤D之间呈负指数型函数递减;分形维数值呈“减小-动态稳定-再次减小”3阶段变化,并与蠕变3阶段相对应,分形维数由稳态向减小转变的转折点可作为判断煤岩失稳破坏的依据;温度越高(预损伤值越大),分形维数df越大,岩样破坏越无序。研究成果对于揭示经历不同温度热解气化损伤后煤岩的长期力学行为具有重要意义。
基于精细化模型的需求侧响应策略分析
提出了居民侧负荷中的热力学可控负荷(空调系统和热水器)的精细化模型。详细分析了电价信号对其的调控方式。并以IEEE13节点典型馈线系统为例,在固定电价、分时电价和实时电价策略的激励下对系统进行了仿真,详细分析了居民侧负荷在不同电价的激励下负荷行为的改变,以及在配网中加入波动性大的分布式电源后配网注入功率被需求侧响应资源调节的情况。该研究得出了需求侧响应在平缓分布式电源的波动性及削减负荷高峰方面可做出贡献的结论。
天山森林地表水污染及其与土壤重金属含量的关系
为探究新疆天山森林地表水污染特征,以天山北麓中段雪岭云杉林为靶区,分析溪流地表水污染特征,结合相关性分析和主成分分析对地表水污染来源进行探讨,并运用冗余分析探究pH值、总磷(TP) 、总氮(TN) 、氨氮(NH_3-N) 、硝酸盐氮(NO_3-N) 、高锰酸盐指数(COD_(Mn)) 、化学需氧量(COD) 7项地表水污染指标与砷(As) 、汞(Hg) 、铅(Pb) 、镉(Cd) 、铬(Cr) 、铜(Cu) 、锌(Zn) 、铝(Al) 8种土壤重金属元素的相关关系。结果表明:桦树沟溪流地表受高锰酸盐、TN和TP污染;小渠子和甘沟溪流地表水为TN和TP污染。地表水污染特征评价表明,溪流地表水整体水质为劣V类,水体呈富营养化。主成分分析得出,森林地表水污染指标中TN和NH_3-N呈极显著相关(P≤0.01), COD_(Mn)与COD、TN呈显著相关(P≤0.05), TP为水质恶化的污染源。冗余分析表明,Cu、Hg、Cd、Al四种森林土壤重金属元素是森林水质资源的重要影响因子,影响次序为Cu>Hg>Cd>Al,其中Cu对水资源污染指标影响最大。森林地表水污染特征研究是森林资源状况研究的基础,对水资源的污染防治以及区域可持续发展具有重要意义。
变化环境下城市流域径流演变及响应研究
流域径流是变化环境的重要响应要素,在气候变化和人类活动的影响下,流域径流量已经发生了深刻变化,研究其演变及响应特征有助于提高人类对变化环境的应对能力。以北运河北京市域主要集水区为研究区,通过分析水文气象观测站近40年水文数据,分析北运河流域降水径流变化趋势,提取洪水场次;引入全球气候模式数据,利用降尺度模型进行降尺度处理,与水文模型结合对流域径流进行了预报分析。结果表明:流域历史降水趋势性变化不明显,径流量呈增大趋势;未来北运河流域(通县站)水资源的变化在气候变化影响下较为明显,随着温度升高、降水增加,流量增大,预测流量在21世纪中期达到新高,为385.1 m~3/s;随着辐射强迫的持续增加,水文响应程度也相应增大,北运河流域大部分径流峰值出现在2050时期后期和2090时期。研究结果可为城市流域未来水资源利用、防洪减灾措施与双碳目标的实现路径的探索提供一定的参考。
基于谐波传递函数矩阵的单相并网系统建模研究
弱电网下,电压源型并网逆变器锁相控制环节引入的频率耦合作用会恶化并网系统稳定性,传统基于阻抗的数学模型尚不能准确反映弱电网下级联系统在低频段的谐振特性及稳定性。文中针对单相并网系统无穷、链式的频率耦合特点,建立考虑偶次频率耦合的多输入多输出谐波传递函数矩阵数学模型,据此提出具有明确物理意义的单输入单输出阻抗模型,讨论该阻抗模型的简化降阶方法及其在基波频率处阻抗特性,指出仅考虑正负两倍基波频率搬移的频率耦合作用已较好地保证了模型的准确度。进一步,基于所提阻抗模型研究电网阻抗及几种常见正交信号发生器对单相并网系统稳定性的影响,表明电网阻抗会影响逆变器输出阻抗,锁相环环路中等效滤波环节会改善弱电网下系统的稳定性。仿真和实验测量验证了所提单相并网系统阻抗模型正确性及其应用于弱电网下并网系统谐波稳定性分析的有效性。
从用户角度出发的开放微网资源规划及效益分析
为打破传统微网的垄断,提出开放微网能源调度模型,以给予用户在任一时刻选择任一能源商品运营商的权利;为更好地分析用户用能行为的改变,基于用户消费心理研究其消费行为,创建不同类型用户响应模型,以满足不同用户的用能需求;根据系统调度等约束条件,以开放微网收益最大和用户用能成本最小为目标,建立开放微网多目标资源规划模型,并采用非支配排序遗传算法进行求解。算例仿真结果表明所提模型可有效提升开放微网的收益,降低用户用能成本。
早成岩期喀斯特化研究新进展及意义
基于四川盆地多个层位的、不同岩相的碳酸盐岩具有差异岩溶特征的发现与思考,结合当今国外有关碳酸盐岩早成岩期喀斯特化研究进展的调研,进行了简单的梳理与归纳。(1)喀斯特物质基础可分为孔渗性较好的早成岩期岩石与致密的晚成岩期岩石2类。它们分别以基质粒间孔和裂缝作为岩溶水的输导介质,形成所谓的非受限管道与受限管道,从而控制了不同成岩期岩石的喀斯特形态特征,并强调不同成岩期碳酸盐岩孔渗性控制喀斯特缝洞发育模式。(2)重视不同地理环境对喀斯特化的影响,按地理环境可以分为岛屿、海岸型喀斯特和大陆型喀斯特2类:前者主要以与大气淡水透镜体相关的化学溶蚀为主,发育极具识别意义的侧翼边缘溶洞,但其影响是局部性的;后者以地表、地下河流的机械侵蚀为主,地下暗河沉积发育,其影响是区域性的。(3)重点关注目前国内涉及较少的早成岩期喀斯特的宏观与微观特征、判识标志以及溶蚀机理等研究成果。最后,结合四川盆地古生界多个层位类似早成岩期喀斯特的发现与识别,分析总结早成岩期喀斯特型储集层发育及分布特征,以期今后对类似喀斯特现象的发现、识别以及相关储集层的勘探提供参考与借鉴。
荒漠草原放牧遗留效应和模拟降水对土壤粒径组成及有机碳的影响
为研究荒漠草原土壤粒径组成及有机碳含量对不同强度放牧遗留效应和降水变化的响应,以内蒙古短花针茅荒漠草原为研究对象,在不放牧、轻度放牧、重度放牧3个不同放牧强度小区设置模拟降水试验平台并开展野外控制试验,4个降水梯度分别为减少50%自然降水、自然降水、增加50%自然降水、增加100%自然降水。于生长季8月进行土壤样品采集,测定了土壤粒径组成及土壤有机碳含量。结果表明:1)放牧遗留效应和降水变化及其交互作用均对土壤有机碳含量有显著影响(P<0.05),放牧遗留效应对土壤有机碳含量呈正向影响,而降水变化对土壤有机碳含量呈负向影响。2)放牧遗留效应和降水变化及其交互作用均对土壤黏粒、粉粒含量有显著影响(P< 0.05),轻度放牧遗留效应下土壤黏粒、粉粒含量显著高于重度放牧遗留效应,增加降水和重度放牧遗留效应都会导致土壤中黏粒、粉粒含量减少。重度放牧遗留效应使土壤砂粒含量增加。3)放牧遗留效应和降水变化会直接影响土壤有机碳含量,也会通过影响土壤粒径组成间接对土壤有机碳含量造成影响。综上,轻度放牧遗留效应和适宜的降水量下短花针茅荒漠草原的土壤质地较好,有机碳含量较高,围封六年后留存的放牧效应依然对荒漠草原土壤有机碳含量及粒径组成有影响,放牧遗留效应和极端降水会导致土壤粒径组成发生改变,影响土壤有机碳的积累。
双馈风电并网系统的宽频振荡机理分析与抑制
电力系统振荡失稳严重威胁其安全稳定运行,在"双碳"目标和能源转型的推动下,风电并网使新型电力系统的振荡稳定性问题加剧。综合考虑传动系统、风机变换器、锁相环、串联补偿等电力系统各部分,建立了双馈风电并网系统的精确化综合模型。在此基础上,基于模式分析法分析系统振荡模式与参与因子关系特性,确定引发系统振荡模式的强相关状态变量和主导因素,探究双馈风电并网电力系统的宽频振荡机理,并寻找振荡抑制方法。与传统模型相对比,并在Matlab软件平台进行仿真分析与验证。结果表明:所建模型及机理分析方法以更多的状态变量表征了更丰富的振荡模式信息,更详尽地解释了系统宽频振荡机理,并能有效消除振荡,提高系统阻尼,提升系统稳定性,为进一步研究和开发电力系统宽频振荡检测和抑制方法奠定理论基础。
风光储微电网容量规划中的典型日选取方法
针对微电网容量规划中的典型日选取问题,该文综合考虑资源和负荷总量特征、分布特征、典型性和极端性,构建了典型日选取综合评估指标体系,结合混合整形多目标线性优化建立了典型日选取模型,采用两阶段模糊规划分配典型日权重,减小了典型日与原始数据间的误差。基于典型日选取,建立了微电网风光储双层规划模型,上层模型以最大化微电网运营商净收益为目标,优化风光储容量配置;下层模型考虑了微电网的经济调度。基于综合评估指标体系得到的典型日选取结果可进一步提高规划结果的精度,同时有效减少规划的设计时间。最后,选取中国西部某地的实测数据,验证了所提模型和求解方法的有效性。
沙尘天气对兰州市大气污染物置换和叠加作用
本文分析了2014~2015年兰州市春季沙尘天气期间颗粒污染物PM_(10)、PM_(2.5)及气态污染物SO_2、NO_2、CO和O_3质量浓度的演变规律.结果表明,沙尘天气造成PM_(10)和PM_(2.5)浓度上升,而SO_2、NO_2和CO浓度表现为降低(置换型)或升高(叠加型),O_3浓度受沙尘天气影响不明显.置换型的PM_(10)和PM_(2.5)平均质量浓度分别为1086.9和286μg/m~3,SO_2、NO_2和CO平均质量浓度分别为16.7、41.0和1.02×10~3μg/m~3.叠加型的PM_(10)和PM_(2.5)平均质量浓度分别为383.2和116.2μg/m~3,SO_2、NO_2和CO平均质量浓度分别为24.5、49.1和1.19×10~3μg/m~3.置换型的PM_(10)和PM_(2.5)平均质量浓度分别为叠加型的2.8和2.4倍,叠加型的SO_2、NO_2和CO平均质量浓度分别为置换型的1.47、1.2和1.17倍.置换型对应的气象条件为近地面东北方向大风、显著降温和高压,即强冷空气活动时,PM_(10)和PM_(2.5)浓度上升,而SO_2、NO_2和CO浓度显著减小,沙尘源地主要为塔克拉玛干沙漠和青藏高原北部地区,影响气流多为1500~6000m高空西北气流.叠加型则为近地面东北风向弱风,气温和气压无明显波动,即弱冷空气活动时,初期PM_(10)和PM_(2.5)浓度上升,同时SO_2、NO_2和CO浓度略下降,而后PM_(10)和PM_(2.5)维持高值时SO_2、NO_2和CO浓度亦上升,沙尘源地主要为巴丹吉林沙漠,影响气流多为1500m以下低空西北气流.
一种新型永磁交流接触器及其控制电路
提出一种带分断保护装置的新型永磁交流接触器,接触器分为机构部分与控制电路部分。当永磁接触器控制回路失电或者退磁线圈出现故障、接触器无法正常分断时,保护装置此时会被触发,迫使接触器铁心克服永磁体吸力进行强制分断。设计了一种控制电路与接触器进行配合工作,电路分正常工作电路和保护电路两部分。正常工作电路负责控制接触器进行正常的分断与吸合操作,保护电路则负责检测并触发保护装置进行强制分断保护。为提高电路可靠性,保护电路全部采用逻辑电路进行设计,无CPU 控制单元。同时,为提高供电可靠性,保护电路与正常工作电路电源单独进行设计,保护电路电源采用接触器主触头380 V 线电压供电。通过实验研究了分断控制电压与辅助触头电压间的时延,此时延作为保护电路的设计基准。同时进行了分断保护特性实验,实验结果表明所提出的新型交流永磁接触器在正常工作回路失电或者出现故障时,保护装置可有效解决永磁接触器无法分断的问题,大幅提高永磁接触器的工作可靠性。
呼伦贝尔草原不同利用方式下表层土壤磷元素含量的高光谱反演
磷是植物生长发育必需的营养元素,研究不同利用方式下草原土壤磷素的含量状况,是更好地开展草原保护修复工作的前提。本文以内蒙古辉河国家级自然保护区为研究区域,野外实地调查采集了三种不同利用方式(放牧、围封、刈割)共18个样地的表层(0~30 cm)土壤,室内测定了表层土壤的总磷和有效磷含量以及光谱数据。分析表明:围封地和刈割地总磷含量差异不显著,二者总磷含量均显著高于放牧地,而围封地有效磷含量显著高于放牧地和刈割地。通过偏最小二乘(Partial least-square method, PLSR)、随机森林(Randomforest, RF)和BP神经网络(Back propagation neural netwok, BPNN)三种模型对表层土壤磷含量进行高光谱反演表明:PLSR对三种利用方式下土壤磷素的反演稳定性最强,对总磷和有效磷反演的R2均大于0.90,RMSE值均小于16.00;RF次之,BP神经网络仅适用于刈割地的总磷和有效磷反演。研究结果以期此模型为草原区土壤磷含量动态监测提供基础支撑。
阶梯式碳交易机制下考虑需求响应的综合能源系统低碳优化调度
为了进一步降低综合能源系统(integrated energy system,IES)碳排放量,提升其能源利用率,提出了一种在阶梯式碳交易机制下考虑需求响应(demand response,DR)的IES优化调度策略。首先从需求响应角度出发,考虑到多种能源之间具备协同互补与灵活转换的能力,引入电-气-热的横向时移与纵向互补替代策略并构建DR模型;其次从全生命周期评估的角度出发,阐述碳排放权初始配额模型,并对其加以修正,然后引入阶梯式碳交易机制,对IES的碳排放进行约束;最后以能源购买成本、碳排放交易成本、设备维护成本、需求响应成本之和最小化为目标,并考虑安全约束构建低碳优化调度模型。利用Matlab软件将原问题转化为混合整数线性问题,并使用CPLEX求解器对模型进行优化求解。算例结果表明,在阶梯式碳交易机制下考虑碳交易成本和需求响应,可以使IES的运行总成本下降5.69%,碳排放量降低17.06%,显著提高了IES的可靠性、经济性和低碳性。
基于绿电减排量互认的建筑虚拟电厂电-碳双层协同决策机制
在“双碳”背景下,电-碳多政策并举和多市场并存局面带来了电能环境权益重复奖惩的问题。针对该问题,提出了基于减排量等效的绿色电力-国家核证自愿减排量(CCER)互认方法,将绿色电力的环境权益统一归属至用户侧,并以建筑主体为研究对象对互认方法进行验证。首先,依据减排特性差异,将建筑分为强制性建筑、减排性建筑、零碳建筑3类,以建筑虚拟电厂为CCER互认的代理。其次,针对建筑虚拟电厂内部CCER分配问题,提出了基于Shapley值法的分配方法,以保证分配的公平和合理性。然后,针对建筑主体面临的电-碳协同决策问题,提出了基于能源共享原则的电-碳双层协同交易机制,并基于主从博弈理论构建双层决策模型,结合供需比概念对模型进行凸化。最后,通过算例仿真验证了互认方法的可行性及电-碳双层协同决策机制的有效性。
某126 kV GIS运行中产生振动异响的分析和解决方案
随着GIS在中国电网中的普遍应用,变电站现场出现了较多的GIS振动异响现象。振动异响现象往往由装配不良、局部放电等原因所引起。此外,还有一种振动异响会随着GIS不同的运行状态而时强时弱地变化。文中对出现这种振动异响的某126 kV GIS进行了壳体振动频率、加速度的现场测量,计算了母线壳体和母线导体的固有频率,对产生原因进行了分析,并提出了简便易行的解决方案。
计及需求响应的售电公司正偏差电量考核优化模型
偏差电量考核是电力市场化进程中重要的环节之一,也是电力现货市场形成之前的过渡阶段。为了更为直观地表达偏差电量考核对于售电公司的影响,构建了基于偏差电量考核机制下的售电公司收益模型。同时,采取需求响应措施来减少偏差电量,在此基础上建立了以售电公司收益最大化为目标的可中断负荷合同及价差期权合同最优购买模型。以广东电力市场2017年交易数据为基础,对比分析了捆绑合同对售电公司收益的影响,并对月度市场出清价、用户统一价差和补偿费用进行了敏感性分析。结果表明,售电公司可以通过捆绑合同来降低考核费用,从而提高整体收益,同时也降低了用户的用电成本;月度市场出清价和中断负荷补偿费用的变动对偏差电量考核费用的影响最大,用户统一价差对售电公司用户成本影响最大。
考虑低碳收益的电动汽车充电站选址规划
电动汽车充电站选址规划,不仅考虑运营成本最小,而应以收益最大化为规划的最终目标,考虑收益时不仅要考虑经济收益,还应考虑在节能减排方面产生的社会收益。建立了计及低碳收益的充电站选址规划模型,重点考虑充电站建成后的社会收益,从法律政策、技术改革、市场环境3个方面分析了影响社会收益的因素,对建立的考虑社会收益的电动汽车充电站选址规划模型,采用微分进化算法对其进行求解,并针对某一具体案例进行仿真分析。
鸡粪生物炭表征及其对水和土壤镉铅的修复效果
采用缺氧控温法,在200、400、600和800 ℃条件下制备鸡粪生物炭(BC200、BC400、BC600和BC800),利用比表面积及孔径分析仪(BET accelerated surface area and porosimetry system)、扫描电镜(scanning electron microscopy)、透射电镜(transmission electron microscope)、傅里叶红外光谱仪(Fourier transform infrared spectroscopy)等对其理化性质和结构特征进行表征,并研究了鸡粪不同温度处理下生物炭对水体和土壤中Cd、Pb污染修复效果。结果表明,鸡粪生物炭灰分含量、pH值、BET比表面积及孔径随热解温度的升高而增加,表面出现大量无规则的孔隙结构,且以介孔为主,而生物炭产率则随温度升高而显著降低(P<0.05)。鸡粪生物炭对Cd~(2+)、Pb~(2+)的吸附分为快速吸附和慢吸附2个阶段,Elovich模型能更好地模拟Pb~(2+)、Cd~(2+)的动力学过程,平衡时最大吸附量分别达到52.02 mg/g (BC600)和242.59 mg/g (BC800)。添加鸡粪生物炭显著提高了土壤pH值(P<0.05),而TCLP提取态Pb、Cd含量降低,最大较对照分别降低16.5%和14.5%。与对照相比,鸡粪生物炭不同程度上降低了Pb、Cd弱酸提取态、可还原态以及可氧化态比例,其残渣态比例则分别增加了5.49%~15.14%和2.51%~6.30%。综上所述,鸡粪生物炭对重金属Pb、Cd具有较强的钝化效果。
不对称电压下不平衡负载的平衡化补偿方法
研究电力系统电压不对称情况下不平衡负载的补偿方法,指出非理想系统电压下Steinmetz平衡分量补偿方法无法实现三相不平衡负载电流平衡补偿。在Steinmetz理想补偿理论基础上增加一个无功补偿自由度,提出在系统电压不对称情况下将三相负载电流补偿为单位功率因数或正序补偿电流2种情况下补偿导纳的计算方法。在此基础上给出了用于三角接STATCOM在任意系统电压下补偿不平衡负载的系统控制方案,具有快速动态响应性能并保持系统稳定,通过PSCAD / EMTDC仿真及现场工程试验证明了所提方法的有效性。
采用调控云数据的新能源与储能电站AGC控制方法研究与应用
随着新型电力系统的发展,新能源和储能电站大量并网。在南方新能源和储能电站多数以110 kV及以下电压等级并网。这给现有的电网AGC控制带来了新的挑战。针对这一情况,该文提出了有功控制就地平衡的原则,并基于该原则提出了一种AGC优化控制方法,将220 kV及以上和110 kV及以下电压等级并网的电源按不同目标控制。对于110 kV及以下电压等级并网的新能源与储能电站,该文提出了采用调控云数据的ACE分配方法,解决了调控云数据传输速度与AGC控制周期的矛盾。所提方法2021年在南方某省级电网部署应用。所提方法应用期间,应用省份全省网损率显著降低,新能源密集上网地区变压器重载率降低。运行数据验证了所提方法的有效性。
考虑充放电能量不均衡的双电池系统状态评估与控制策略
电池使用寿命是风电场功率波动平抑场景中影响储能系统经济性的重要因素。为了延长电池使用寿命,基于充放电任务分开执行的双电池系统运行模式,建立了给定最佳放电深度运行的双电池储能系统充放电数学模型,讨论了该运行模式下因充放电能量不均衡出现的极端运行情况。针对储能系统的实时运行状况和风电功率的波动情况,提出了能够表征双电池储能系统运行能力的充放电饱和能力指标和充放电运行平稳度指标,进而设计了模糊控制策略以自适应调节低通滤波器时间常数,优化控制储能电池的荷电状态,避免系统进入因充放电能力不足的不稳定运行区间。利用MATLAB/Simulink仿真平台,从荷电状态优化控制效果和波动平抑效果两方面对所提控制策略进行了仿真分析。仿真结果表明,所提模糊控制策略能够维持双电池储能系统长期稳定运行,并保证了波动平抑效果。
背景谐波电压环境下的负载谐波电流检测方法
针对现有谐波电流检测方法未考虑公共连接点处谐波电流的耦合现象而导致谐波治理效果不理想的问题,提出了一种有效解决该问题的负载谐波电流检测方法。在分析现有检测方法不足的基础上,借鉴德国DIN40110-2标准分解电流的思想,以谐波电压为基准,依据等效前后负载消耗有功功率不变的原则,定义了谐波等效电导、集总谐波电压和集总谐波有功功率。利用希尔伯特变换对谐波电压进行移相。进而定义了集总谐波无功功率和谐波等效电纳,分解出由背景谐波电压产生的谐波电流。据此,可检测出负载谐波电流,实现背景谐波电压环境下对负载谐波电流的补偿。仿真分析及实测数据验证结果表明:采用所提方法对检测到的谐波电流进行补偿,可有效提高公共连接点的谐波治理效果。
电力系统全纯嵌入潮流的并行计算
潮流计算是电力系统规划和运行的基础,全纯嵌入潮流计算方法(HELM)因无需初值且具有全局收敛性,因而在电力系统潮流计算中受到极大关注。然而,采用HELM求解大规模电力系统潮流时,高维幂级数系数线性方程组求解和节点电压的幂级数有理的逼近计算量大、耗时久,是制约HELM计算效率提升的关键。为此,该文提出一种基于稳定双正交共轭梯度(BICGSTAB)和Aitken差分的电力系统全纯嵌入潮流并行计算方法,该方法首先采用近似逆预处理的BICGSTAB法并行迭代求解HELM的高维幂级数系数线性方程组,以快速计算节点电压的各阶幂级数系数;其次,借助Aitken差分法实现所有节点电压幂级数有理逼近值的并行计算;然后,基于CPU-GPU异构平台设计所提算法的并行流程,以实现大规模电力系统潮流的快速求解;最后,通过节点在1 354~13 802的不同规模测试系统对所提方法进行分析、验证。结果表明,所提电力系统潮流全纯嵌入并行计算方法可实现电力系统潮流的准确、快速求解。
鄂尔多斯盆地合水地区三叠系长7段页岩油储层特征及主控因素
鄂尔多斯盆地合水地区是长庆油田页岩油勘探开发的重点区块。根据铸体薄片、物性分析、扫描电镜、高压压汞及核磁共振等测试分析结果,对鄂尔多斯盆地合水地区三叠系长7段页岩油储层特征及其主控因素进行了研究。研究结果表明:①合水地区长7段页岩油储层主要为一套灰黑-黑色细-粉砂岩,以岩屑长石砂岩为主,填隙物的体积分数平均为16.71%。岩石物性较差,平均孔隙度为8.15%,平均渗透率为0.102 mD,为超低孔-特低孔、超低渗型储层。②研究区孔隙类型以长石溶孔和残余粒间孔为主,以亚微米孔(直径为0.1~1.0 μm)含量最多,占总孔隙数量的75.56%,纳米孔隙(直径小于0.1 μm)数量次之,占总孔隙数量的17.94%。孔喉类型较复杂,溶蚀成因的管束状喉道及压实成因的片状、弯片状喉道为储层主要的喉道类型。③沉积作用、成岩作用及构造作用共同控制了研究区长7段页岩油储层的质量和分布。沉积作用为储层提供了物质基础,储层主要形成于深水重力流沉积环境,可分为砂质碎屑流砂体和浊流砂体等2种类型。中等-强压实强度的压实作用和胶结作用降低了储层物性,溶蚀作用对于改善储层物性具有一定的积极作用,构造作用形成的裂缝提高了储层的渗流能力,并对后期的储层压裂改造具有重要意义。
东北地区土地利用转型特征测度与机制探索
利用土地利用转移矩阵、空间自相关分析以及空间计量模型方法测度1995—2015年东北地区土地利用转型特征,剖析区域土地利用转型影响因素与动力机制。结果表明:①研究期内东北地区发生土地利用转型过程,表现为耕地规模增速先降后升,增长热点区向三江平原地区集聚;建设用地稳定增长,2010—2015年增长显著,面积增长热点区存在“中心城市—城市带与沿海沿边地区—哈长城市群核心区”的转移路径;林草地与未利用地规模持续下降,规模下降的区域趋向集中于三江平原地区。②定性与定量的综合分析结果显示,基于区域自然条件,多种政策性因素可通过土地与生态工程建设、政府投资、空间发展引导与管制、倾斜性政策支持等形式直接控制不同类型土地供给,形成政策引导下社会—生态反馈路径;此外,政策性因素可通过推动产业结构改变、改变比较收益与产出能力、调控人口规模与人口结构等影响区域土地利用需求,形成政策影响下社会—经济变化诱发路径。两种路径交互耦合,共同驱动东北地区土地利用转型过程。③当前东北地区因多种政策冲突以及政策设计不合理而导致的土地资源不可持续利用问题日益凸显,应进一步基于国土空间综合治理的视角,强化多种政策间的综合协调,以科学的政策设计引导区域土地资源开发向可持续方向转型。
汾渭平原大气污染时空分布及相关因子分析
汾渭平原已成为中国空气污染最严重的区域之一。为深入探究汾渭平原大气污染物浓度变化特征和相关因子对大气污染物浓度的影响,基于2014—2020年污染物PM_(2.5)、PM_(10)、NO_2、CO、SO_2和O_3_8 h_max监测数据,利用统计学方法分析了汾渭平原11个城市6种污染物质量浓度的时空变化特征,在此基础上评估其与相关因子之间的关系。结果表明,2014—2020年污染物PM_(2.5)、PM_(10)、NO_2、CO和SO_2年均质量浓度整体上呈现波动下降趋势,而污染物O_3_8 h_max却呈现上升趋势。污染物质量浓度变化呈现显著的季节性特征,前5种污染物表现为夏季最低,春秋次之,冬季最高特征,而O_3_8 h_max则表现为夏季最高。空间上,污染物PM_(2.5)、PM_(10)和NO_2空间分布格局呈现南高北低的特征,而CO和SO_2则呈现出中北部城市较高、南部较低的特征;O_3_8 h_max空间分布在2017年前呈现南高北低,2017年后北高南低的特征。人口暴露主要集中在高于55 μg·m~(–3)的PM_(2.5)年均质量浓度中,呈现高密度人口集聚在高污染区的特征;而随着污染物O_3_8 h_max年均质量浓度逐年上升,人口暴露在高浓度O_3污染中的比例逐年上升。气象因子上,各主要污染物浓度年际变化与气温、降水和气压关系密切,除与降水呈现负相关性之外,与其他气象因子的相关关系呈现出不同特征。该研究可为汾渭平原大气污染防控及区域联防治理提供参考。
不同CO_2浓度下大豆叶片的水分利用效率比较
为探究水分利用效率(WUE)对生态系统水循环和碳循环相互作用的影响,本研究利用光合作用对光响应的机理模型构建内禀水分利用效率模型和瞬时水分利用效率模型,并利用2个模型拟合大豆叶片的内禀水分利用效率(WUEi)和瞬时水分利用效率(WUEinst) 。结果表明,瞬时水分利用效率随着 CO_2浓度的增加而增大;内禀水分利用效率则不存在明显的变化规律。CO_2浓度为600 μmol·mol~(-1)时的最大瞬时水分利用效率和最大内禀水分利用效率分别是300 μmol·mol~(-1)CO_2下的2. 82倍和1. 94倍。将内禀水分利用效率和瞬时水分利用效率换算成相同的单位(如μmol CO_2·mol~(-1) H_2O或 μmol CO_2·mmol~(-1) H_2O) ,后者是前者的39倍,甚至更多。综上所述,利用瞬时水分利用效率能更真实地反映出大豆叶片的水分利用效率。本研究为定量研究植物叶片水分利用效率的变化规律提供了数学工具。
页岩气井复合暂堵泵压数学模型及影响因素
目前页岩气井压裂的泵压预测主要依靠商业软件拟合,预测暂堵剂用量与泵压的数学模型较少。为此,考虑暂堵剂运移终速度、缝宽、暂堵剂阻力等因素,提出了复合暂堵泵压预测数学模型,分析了复合暂堵参数对泵压的影响。结果表明:随复合暂堵剂用量增大,泵压升高;复合暂堵剂同单一暂堵剂相比,复合暂堵剂用量对泵压影响更敏感;随暂堵粒径增大,泵压峰值呈现增大趋势;复合暂堵剂的起压及升压时间较单一暂堵剂明显减小,暂堵效果更佳;复合暂堵剂用量为180 g时,升压时间为31 s,泵压峰值可达到17.5 MPa,与粒径为0.8 mm的暂堵剂相比,升压时间缩短51 s,泵压峰值增大2.7 MPa,升压速度增大63.09%。室内实验和现场应用表明,泵压计算值与实测值最大误差分别为6.76%和6.27%。复合暂堵泵压预测数学模型对暂堵剂用量设计以及暂堵效果评价具有指导意义。
含分布式电源的配电网纵联方向新判据分析
针对分布式电源(DG)大量随机接入使配电网线路故障位置难以判别的的问题,首先将故障前瞬时潮流方向作为动态正方向,定义了保护线路输入与输出动态端口;然后分析了动态端口互换与潮流方向以及故障方向与故障前后电流的关系,提出了基于动态端口互换与故障前后正序电流相量比判断故障方向的纵联保护新判据,并给出了本保护范围内故障动作信息双端发送,非本保护范围内故障动作信息单端发送的新规则;最后对故障进行仿真验证,表明该判据能判断故障发生的位置,并依据新规则传递动作信息,降低了成本和通信实时性的要求.
桂江中上游不同地质背景区水沙趋势及特征分析
为研究桂江流域中上游不同地质背景区的水沙特征及其水文动态对降雨的响应,选取集水区域以非岩溶区为主的桂林水文站和以岩溶区为主的恭城、荔浦、平乐水文站2010-2016年水文观测数据,以及2012年6月中游非岩溶区地表河流和岩溶区地下河流的两处水质自动监测点数据进行分析。结果表明:桂林站在发生降雨时的水沙变化较为平缓,地表河流水位、温度、pH、电导变化较小,而荔浦、恭城和平乐站以及地下河的水文动态变化剧烈,表现出暴涨暴落的特点;地下河温度、pH、电导变化较大,体现了地质背景对河流水文水化学动态变化的影响。站点水沙关系和土壤流失受到人类活动干扰的影响,各站点输沙量呈现不同程度的增加趋势,由于岩溶区地下漏失严重,荔浦河和恭城河增加趋势更明显,降低人为活动的干扰对流域生态和水土流失防治至关重要。
考虑能量存取的自备电厂去中心化交易机制探究
传统发电权交易模式下,交易价格需要满足一定的条件才能驱动自备电厂参与新能源消纳,无法充分释放自备电厂的调峰潜力,且在中心化交易系统下,存在运维成本高、交易效率低等问题。为此,文章提出了自备电厂的能量存取服务模式,扩大新能源消纳空间,并采用去中心化交易机制提高交易效率。同时,构建了去中心化的交易撮合模型,以新能源最大化消纳和能量存取服务费用最小为目标,综合考虑电厂企业利益、机组电量空间、新能源消纳需求及电网安全等约束条件,对发电权和能量存取交易进行配比优化。算例分析表明,自备电厂通过提供能量存取服务,能够有效提升新能源的消纳量,提高市场整体的经济效益,为完善新能源消纳机制提供有益参考。
生态位理论在天然草场群落演替及健康状况评价中的应用
采用样方法对宁夏盐池不同年限天然草场进行调查，并计算该区植被Levins生态位宽度指数、生态位总宽度指数及Pianka生态位重叠指数，以期了解该区天然草场健康状态及植被群落的演替状况。结果表明：降雨的多少直接决定了半干旱区天然草场平均生态位宽度的大小，在研究初期生态位宽度值排在前列的主要是丝叶山苦荬（Lxeris chinensis var. graminifolia (Ledeb.) H.C.Fu）、猫头刺(Oxytropis aciphylla Ledeb)、赖草（Leymus secalinus (Georgi) Tzvel.）；中期则为新疆猪毛菜（Salsola sinkiangensis A. J. Li）>猫头刺>老瓜头(Cynanchum komarovii Al.)；末期生态位宽度值排在前列的依次是阿尔泰狗娃花（Heteropappus altaicus (Willd.) Novopokr.）>丝叶山苦荬>老瓜头。天然草场在群落演替过程中是以远志（Polygala tenuifolia Willd.）和老瓜头等主要物种为稳定演替物种，伴随着丝叶山苦荬和猫头刺等物种的衰落，以及达乌里胡枝子(Lespedeza davurica (Laxm.) Schindl.)和阿尔泰狗娃花的兴起。研究中期由于降雨量的减少导致天然草场自身状态最差，但随着年限的延长，天然草场植被群落在演替过程中生态位发生分化，草场逐渐实现自我优化。
近30年长江下游升金湖湿地不同季节景观生态风险时空分析∗
以安徽省升金湖湿地为研究对象,使用1989年、1996年、2003年、2010年和2017年四季Landsat系列遥感数据,构建景观生态风险评价模型,计算不同季节景观生态风险指数,分析风险空间分布及其变化特征,并使用Pearson相关系数分析季节间、季节与年度间景观生态风险相关性.结果显示:(1)不同季节景观生态风险指数有显著差异,生态风险从高到低依次为夏季、冬季、秋季和春季,夏、冬季风险指数平均高出春、秋季37.03%. (2)1989 2017年升金湖湿地景观生态风险指数明显增加,湖区内泥滩、草滩等重要景观类型极易受人类活动影响,逐渐由中风险、较高风险区转变成较高风险、高风险区,且人造表面与草滩面积与较高风险和高风险区面积呈现出一定的协同变化特征.总体上,升金湖湿地以较低景观生态风险和中景观生态风险为主,较高景观生态风险与高景观生态风险主要位于上、下湖区. (3)季节间景观生态风险相关性最高的为秋季与冬季;年度生态风险与冬季生态风险高度相关.因此,近30年升金湖不同季节湿地景观生态风险时空演变趋势体现了该湿地景观格局变化对景观生态系统干扰的压力响应,且秋季与冬季湖区湿地需引起高度重视.
低频宽脉冲电场模拟器研制与性能测试
为有效模拟地面核爆炸源区电磁脉冲电场环境,通过理论分析和PSpicE电路仿真确定了模拟器结构尺寸参数,利用CST软件对模拟器辐射场特点进行了仿真模拟;对具体设备进行了设计加工,研制了一套低频宽脉冲电场模拟器,并测试了模拟器的性能指标。结果表明:实测波形与理论和仿真结果具有较好的一致性,研制的模拟器可实现最快上升时间<10 ns、脉宽>1 ms、最高峰值场强100 kV/m、1.6 m×1.6 m×1.6 m (长×宽×高)空间场强不均匀度<10%的辐射场环境。该模拟器的研制为下一步设备效应试验的开展提供了平台。
不同灌溉水盐度下土壤真菌群落对生物炭施用的响应
咸水灌溉可缓解干旱区淡水资源短缺的问题,但是长期咸水灌溉会破坏土壤真菌群落结构.为缓解盐分带来的危害,采用生物炭作为土壤改良剂,以改善土壤真菌群落结构.为探究施用生物炭对盐渍化土壤真菌群落结构多样性的影响,设置两个灌溉水盐度:0.35 dS·m~(-1)(淡水)和8.04 dS·m~(-1)(咸水),在每个灌溉水盐度下,设置2个生物炭施用水平:0 t·hm~(-2)(不施)和3.7 t·hm~(-2) (施用).高通量测序结果表明,与淡水灌溉相比,咸水灌溉增加了真菌群落物种多样性,降低了真菌群落物种丰富度;在咸水灌溉条件下施加生物炭降低了土壤真菌群落物种多样性和物种丰富度.各处理土壤的优势菌门为:子囊菌门、被孢菌门、担子菌门、壶菌门、球囊菌门和罗兹菌门,优势菌属为:赤霉菌属、 Sarocladium、毛壳菌属、镰刀菌属和葡萄穗霉属.与淡水灌溉相比,咸水灌溉显著增加担子菌门和壶菌门的相对丰度,显著降低子囊菌门和罗兹菌门的相对丰度.咸水灌溉的条件下施用生物炭显著增加子囊菌门和Sarocladium的相对丰度,显著降低担子菌门、毛壳菌属和镰刀菌属的相对丰度. LEfSe差异分析表明,在不施生物炭的条件下,咸水灌溉降低真菌群落潜在生物标志物数量,而咸水灌溉的条件下施用生物炭增加真菌群落潜在生物标志物数量.以上结果表明,施用生物炭能够改善盐渍化土壤环境和真菌群落结构,为干旱区合理咸水灌溉和培肥土壤提供理论依据.
基于ISSR标记的无芒雀麦种质资源遗传多样性
本研究以29份来自国内外无芒雀麦种质材料为研究对象,利用ISSR分子标记进行遗传多样性研究,以期为无芒雀麦种质资源的收集、利用和育种提供了理论依据。试验筛选出16对引物进行PCR扩增,共扩增出273个ISSR条带,其中,多态性条带253个,多态性位点百分率达92.67%,Nei’s基因多样性指数(H)的范围在0.255~0.355之间,平均值为0.310。遗传相似系数范围在0.518~0.902之间,平均值为0.649,说明不同无芒雀麦间存在较大差异。在阈值为0.644处,29份材料被分为4类,UPGMA聚类结果显示,各供试材料间的聚类与其地理来源有一定的相关性,主成分分析与聚类结果一致。ISSR分子标记是遗传多样性研究的有效手段。
兼顾新能源消纳与频率电压支撑的电池储能系统优化规划
随着新能源发电占比的逐步提升,电力系统消纳新能源发电的难度和压力增大,电网的频率和电压稳定性面临巨大挑战。通过在电网中配置电池储能系统,不仅可以提升新能源的消纳能力,还可以提升系统频率和电压的支撑能力。因此,研究电池储能系统优化规划方法,考虑储能在电力系统正常运行时用于新能源消纳,在紧急情况下对频率和电压进行快速支撑,从而提高储能利用率,降低系统成本。建立了考虑新能源消纳的电池储能系统协同规划模型,可得到输电网中集中式电池储能系统和配电网中分布式电池储能系统的选址定容结果。提出了一种兼顾频率和电压支撑的电池储能系统规划方法,分别对储能位置、无功功率容量、有功功率容量和能量容量进行优化规划。综合考虑储能的多重功能,构建其支撑系统调频调压的约束,建立了兼顾新能源消纳与频率电压支撑的电池储能系统优化规划模型,得到电池储能系统的最终选址定容结果。基于IEEE 24节点输电网和IEEE 33节点配电网设计算例系统进行仿真分析,验证了所提方法的有效性。
基于断面信息的多区域互联系统频率响应模型参数估计方法
针对计及新能源惯量和频率支撑的多区域互联系统等效频率响应模型的参数估计问题,该文提出了一种基于联络线断面信息的简单方法,用以估计各区域等值机组与新能源场站的频率响应特性。首先基于区域内新能源场站至并网点联络线的断面有功功率与频率信息,估计区域内新能源场站虚拟惯量与有功-频率下垂系数。在此基础上,基于区域间联络线断面在惯量响应和一次调频时间尺度上的频率与传输有功功率数据,估计区域等值机组惯量与一次调频参数。然后结合各区域参数估计结果,构建完整系统频率响应模型。最后通过在PSCAD/EMTDC中搭建标准IEEE 5区68节点算例验证了所提频率响应模型及其参数估计方法的有效性。此外,在含50kW的柴油发电机和50kW基于虚拟同步控制技术的储能变流器的实际微电网系统中,进一步验证了所提估计方法的有效性。
土壤容重对涌泉根灌土壤水氮运移特性的影响
在室内通过人工配置不同水平土壤容重(1.35、1.40、1.45、1.50 g/cm~3),用土箱进行水肥入渗模拟试验,研究土壤容重对累积入渗量、湿润锋运移、土壤水分以及铵态氮和硝态氮运移的影响,建立以土壤容重和入渗时间为自变量,累积入渗量和各向湿润锋运移距离为因变量的经验模型。结果表明:土壤容重对累积入渗量、各向湿润锋运移距离及湿润体内水分和氮素的分布、转化均具有较为显著的影响。随着土壤容重的减小,累积入渗量、湿润锋运移距离、湿润体内水分、铵态氮及硝态氮含量均呈增大趋势。入渗系数K随着土壤容重的增大而减小,入渗指数α随着土壤容重的增大而增大;在同一时刻,湿润体内铵态氮和硝态氮含量的平均值、变化量及转化率均随着土壤容重的增大而增大。距离灌水器越近,铵态氮、硝态氮含量越高;湿润体内铵态氮分布主要集中在灌水器附近,随着再分布进行,湿润体内铵态氮含量、转化率逐渐减小,转化量逐渐增加。灌水结束、再分布3、5、10、15、20 d条件下,以灌水结束时刻为基准,铵态氮含量降幅依次为2.34%、11.41%、34.22%、59.06%和73.75%。湿润体内硝态氮分布区域与水分分布相似,随着再分布进行,湿润体内硝态氮含量、转化量逐渐增大,再分布15 d达到最大值;而转化率呈现出先增大后减小的趋势,再分布10 d转化率达到最大值。灌水结束、再分布3、5、10、15、20 d条件下,以灌水结束时刻为基准,湿润体内硝态氮含量依次增加0.76%、60.12%、156.95%、204.68%和180.51%。土壤容重对涌泉根灌土壤水分和氮素运移、分布及其转化的影响均较为显著。
基于关联规则挖掘与组合赋权-云模型的电网二次设备运行状态风险评估
针对当前电网二次设备周期性检修效率低、评估结果过于依赖专家主观经验的问题,提出一种基于关联规则挖掘与组合赋权-云模型的二次设备运行状态风险评估方法。首先,基于Apriori关联规则挖掘算法筛选评估指标,构建二次设备运行状态风险评估指标体系。其次,采用属性层次分析法和反熵权法分别计算评估指标的主、客观权重,并基于合作博弈模型得到组合权重。最后,以云理论为基础构建基于云模型的二次设备风险评估模型。实例分析表明该方法简单易行,提高了评估结果的科学性与准确性,辅助电网二次设备运维人员制定科学合理的检修决策。
三轴压缩下裂隙岩体破坏模式及能量演化研究
为研究不同围压条件下含不同长度单裂隙岩体的裂纹扩展特征和能量演化规律,基于室内三轴压缩试验结果标定细观参数,开展了PFC2D颗粒流数值模拟试验。结果表明:拉伸裂纹先于剪切裂纹产生,两者呈指数增长,裂隙长度减小和围压增大使拉伸裂纹和剪切裂纹快速增长时间滞后;最终破坏时,随裂隙长度增加,拉伸裂纹和剪切裂纹减少。应力集中于裂隙两端,裂纹周围存在应力集中现象。相同围压下,裂隙长度增加,岩样破坏时块体数减少。岩体破坏本质为能量储存、耗散与释放的过程,在加载过程中,岩体能量转化被分为4个阶段。裂隙长度增加削弱岩样储存应变能的能力,总能量减少,围压增强岩样储存应变能的能力。岩样破坏时,耗散能大于应变能,随裂隙增长,耗散能减少。
不同氮素形态及配比对天门冬生长和品质的影响
采用砂培方法研究了不同氮素形态及配比(NH_4~+-N∶ NO_3~--N分别为100∶ 0、75∶ 25、50∶ 50、25∶ 75和0∶ 100)对天门冬农学性状、叶绿素含量和有效成分含量等生理特性的影响,以期为天门冬氮肥的科学、合理施用提供依据。结果表明,在总氮量为14 mmol /L的条件下,天门冬茎长增长量、块根鲜重增长量与叶片叶绿素含量均随铵态氮与硝态氮比例的提高而增加,在铵硝比为25∶ 75时达到最大;游离氨基和可溶性糖的含量与农学性质及叶绿素含量变化规律基本一致,两者均在铵硝比为25∶ 75时达到最大,但皂苷含量在全铵条件下最高。可见,不同形态氮素营养对天门冬生长和品质影响显著,以食用为主时宜提高硝态氮比例(铵硝比为25∶ 75),以药用为主时则可适当提高铵态氮比例。
基于绝对节点坐标法的弹性线方法研究
相比于浮动坐标系法,绝对节点坐标法(absolute nodal coordinate formulation, ANCF)在处理柔性体非线性大变形问题上具有显著优势, ANCF将单元节点坐标定义在全局坐标系下,采用斜率矢量代替节点转角坐标,具有常数质量阵,不存在科氏离心力等优点,然而弹性力阵为非线性项,其求解将比较耗时且占用资源.据此,在弹性力求解方法中,引入弹性线方法(elastic line method, ELM),该方法将格林–拉格朗日应变张量定义在中心线上,采用曲率公式来定义弯曲应变,转角公式来定义扭转应变.同时采用有限元法对三维柔性梁位移场进行离散,求解梁单元常数质量阵、广义刚度阵、广义力阵,进而得到单元的动力学方程,通过转换矩阵得到三维梁的动力学方程.接着从理论上指出连续介质力学方法(continuum mechanics method, CMM)和弹性线方法在求解弹性力上的不同点,并编制动力学仿真软件.最后分别采用连续介质力学方法和弹性线方法对柔性单摆以及履带式车辆的动力学问题进行仿真分析,结果表明:弹性线方法能在保证精度的前提下有效提高计算效率.
基于可再生能源的冷热电联供系统优化
基于边防哨所地区气候、用电特点以及现有技术条件,分析含可再生能源的冷热电联供系统在边防哨所应用的可行性并建立含可再生能源预测的系统经济模型;针对冷热电联供求解模型往往维度高、变量多,传统的灰狼算法(GWO)易陷入局部最优且寻优速度慢不能满足高纬度冷热电联供优化问题,改进GWO中α参数并引入权重因子ω。以某边防哨所为例并以机组容量配置作为控制变量,运用Matlab仿真对比4种算法,分析不同渗透率对系统运行成本的影响。研究结果可为含可再生能源的冷热电联供系统应用到边防哨所的运行与优化提供借鉴。
实际系统次同步谐振建模的电网边界识别方法
该文分析了研究机组驱动点阻抗的自然谐振频率和该频率的驱动点电阻对次同步扭振模态电气负阻尼的影响,提出这2个参数是主导次同步扭振模态电气负阻尼的关键参数,定义了这2个参数关于电网元件阻抗参数的灵敏度指标。在这2个灵敏指标的基础上,提出一种识别实际系统次同步谐振“研究区域”边界节点的定量方法。最后,文中应用新英格兰的10台机39节点和IEEE FBM次同步谐振计算标准模型改编了一个算例,应用该仿真算例从频域和时域分别验证了上述建模方法的有效性。
考虑绿证和碳排放权交易的电力市场协同减碳效应与仿真
为解决电力行业降碳问题,同时考虑绿证和碳排放权交易机制,对两种交易机制的协同降碳效果进行定量分析,建立以各厂商利润最大化为目标的双层博弈模型,分析可再生能源配额比例和碳减排率对厂商决策行为的影响。针对免费碳配额的分配提出一种新的碳配额核定策略,并利用Karush-Kuhn-Tucker(KKT)条件将双层模型转化为单层模型进行求解。研究结果表明:新的碳配额核定策略既可以促进可再生能源发展,抑制煤电增长,又可以减少碳排放,助力"双碳"目标实现。该研究为各厂商联动及通过优化配置资源结构推动能源转型提供了参考。
基于质量评价的省域尺度坡耕地质量调控体系构建
在质量评价基础上构建坡耕地质量调控体系对区域坡耕地质量保护具有重要指导意义。该研究基于云南坡耕地质量评价结果,建立坡耕地质量因子分析模型,在障碍因子诊断、因子可调控性分析、因子适宜区间确定及调控潜力测算基础上,提出区域坡耕地质量调控集成模式,据此构建省域尺度坡耕地质量调控体系。结果表明:1)云南坡耕地质量障碍类型以侵蚀退化型、干旱缺水型、养分贫乏型为主,不同分区障碍因子组合及表现存在差异。2)坡耕地质量可调控因子由耕层厚度、土壤容重、pH值、有机质、全氮、有效磷、速效钾、灌溉保证率、田面坡度9个指标组成,其中,田面坡度、土壤有机质、灌溉保证率、有效磷、速效钾、pH值为优先调控因子。3)坡耕地质量调控目标是使可调控因子处于适宜范围,包括理想状态和实际状态两种情景模式;理想状态下云南坡耕地质量调控潜力为0.347,其质量等级可从现状的“中等”提升到“高”等级;实际状态下坡耕地质量调控的潜力为0.198,其质量等级可从现状“中等”提升到“较高”等级,实际状态调控潜力可作为坡耕地质量调控的标准。4)依据云南坡耕地质量障碍类型及因子可调控性分析结果,提出“控侵蚀、调水分、培肥力”的区域坡耕地质量调控总体思路,并建立坡耕地质量调控的集成模式。研究可为省域尺度坡耕地质量培育及管理提供科学依据。
考虑用户电能替代的商业园区运营商多能交易博弈优化决策
我国大力发展清洁能源,并鼓励用户用能电气化,提高电能占终端能源消费比重和清洁能源利用率。在此背景下,以用户综合用能多且用能较为集中的商业园区为对象,提出了考虑用户电能替代的商业园区运营商多能交易博弈优化决策模型。首先构建了考虑用户侧电能替代作用的多维综合需求响应(integrated demand response,IDR)模式,该模式下运营商可以仅通过改变电能价格同时引导用户电、气、热的用能行为,而用户在价格引导下可以将不同类型负荷的转移、增减与替代配合获得更大的需求响应潜力;然后构建运营商与用户的主从博弈决策模型,通过博弈制定售能价格,引导用户优化自身用能以促进风电就地消纳,提升双方利益。最后,以商业园区运营商与3个不同类型的商业用户博弈为例验证了所提模型对促进风电就地消纳与提升主从双方收益的有效性。
琼东南盆地深水区天然气水合物运聚成藏模式
天然气水合物是当今油气资源研究的热点之一,前人对天然气水合物的理化性质和运聚成藏要素已有详尽的研究,但关于水合物的运聚和成藏过程仍众说纷纭,缺乏系统性归纳和总结。为进一步梳理水合物运聚成藏模式,以期对天然气水合物勘探评价及有利富集区带优选预测等有所裨益,笔者以琼东南盆地天然气水合物运聚成藏为研究重点,结合前人有关琼东南盆地水合物成藏模式的研究基础,深入开展高精度三维地震解释与地质综合分析研究,并根据水合物气源供给的构成特点、运聚方式及产出赋存特征等的差异性,重点对琼东南天然气水合物运聚成藏模式进行系统地分类与划分,深入探讨了其运聚分布规律及控制因素等。在此基础上,根据气源供给及源储关系差异,初步将琼东南盆地水合物运聚成藏模式分为下生上储型、自生自储型和复式混合型3大类,其中,下生上储型可分为4小类:气烟囱主导型、泥底辟主导型、微裂缝主导型和断层主导型;自生自储型仅1小类,即浅层原位赋存型。
绿肥还田对粉垄稻田土壤活性有机碳的影响
绿肥还田是影响农田土壤有机质的重要手段,为探索绿肥还田对粉垄稻田土壤活性有机碳的影响,采用常耕和粉垄栽培水稻,以不施肥、单一施用化肥、同等肥力条件下单倍绿肥配施化肥和双倍绿肥配施化肥共4种施肥处理,系统开展粉垄耕作稻田土壤活性有机碳研究。结果表明:①粉垄耕作减少了稻田土壤总有机碳含量,提高绿肥还田量有助于粉垄稻田土壤总有机碳的提高,双倍绿肥还田下提高25.6% ~ 60.1%,而单倍绿肥还田有助于剖面各层土壤总有机碳积累;②绿肥还田增加了粉垄稻田土壤活性有机碳含量,提高了土壤固碳水平;随着绿肥还田量的增加可有效提高粉垄稻田土壤碳库管理指数,粉垄条件下单倍绿肥还田低、中、高活性有机碳分别增加了28.4% ~ 47.9%、37.3% ~ 49.9%、30.1% ~ 49.6%,而双倍绿肥还田时分别增加47.8% ~ 64.3%、40.0% ~ 61.3%、29.6% ~ 59.7%;③粉垄耕作下的稻田土壤总有机碳和碳库管理指数在孕穗期及其之后,随生长时期呈线性变化规律,决定系数R2高达0.999。绿肥还田下粉垄稻田土壤非活性有机碳占比随土层厚度的增加呈缓慢降低趋势,决定系数R2达0.998 ~ 0.999,对土壤活性有机碳的纵向迁移和变化的潜在激发利用效率规律明显。可见,绿肥还田能有效增加粉垄稻田土壤有机碳储量和活性有机碳的稳定性,对调控稻田土壤碳库及改善土壤质量具有重要的促进作用。
基于顶板水力压裂卸压的应力场响应机制研究及应用
针对深井高应力强采动巷道的支护难题,分析顶板水力压裂技术原理,建立巷道围岩水力压裂数值计算模型,开展水力压裂切顶卸压应力转移研究,分析巷道围岩应力场响应机制,并开展现场工程应用。结果表明:水力压裂后煤柱应力集中区应力降低率为7.73%,平均降幅为13.9 MPa,最大降幅为24.9 MPa,采空区应力增长率为3.75%,在采空区应力增长区内,顶板压裂后底板应力较无压裂时平均高出约6.4 MPa,有效弱化了坚硬悬顶,阻断了顶板岩层的应力传递,促使煤柱侧悬顶应力向采空区内转移;水力压裂后工作面周期来压步距和液压支架动载系数显著降低,煤柱应力趋于均匀化,且平均应力显著低于无压裂时的煤柱应力,超前采动影响时矿压显现强度得到有效降低;压裂段滞后工作面30 m范围内采空区顶板及时垮落,应力增长较快,滞后工作面距离大于30 m时,压裂段采空区应力基本呈缓慢增长,最大应力值为1.35 MPa,无压裂段采空区应力且仍呈快速增长趋势,最大应力值为1.64 MPa。这表明水力压裂可有效弱化坚硬顶板完整性,改善采空区覆岩结构运动状态,降低巷道围岩应力状态,提高巷道围岩的稳定性。
基于CMIP5的中国西北地区暖湿化演变研究
为了解中国西北地区历史与未来时期的气候演变趋势,以CMFD再分析数据集及CMIP5全球气候模式输出数据为基础,从时空维度详细分析了西北地区历史气候的演变特征并对区域未来气候发展进行了预估。结果表明: 1979 - 2018年西北地区的气温、降水量以及近地面空气比湿均呈现出明显的增加趋势,且未来极有可能继续增加;此外,降水量在年内的分配过程越趋均匀化,且降水结构在2001年左右发生了较大突变。整体来看,西北地区的历史气候演变显示出高度的暖湿化倾向。未来情景下,西北地区的气候将继续朝暖湿化方向发展,同时降水量的年内分配不均匀性也将进一步减小,且在RCP8.5排放情景下表现的更为突出。本研究可为西北地区气候变化的影响评估提供参考,同时也为水利、农业、气象和生态等部门的决策提供科学依据。
智能眼镜影像系统宽光谱广角度分光膜的研制
依据光学薄膜理论,建立膜系优化评价函数,利用软件优化膜系,实现0°~75°入射宽光谱P光分光膜的设计.选择H_4和MgF_2作为高低折射率材料,采用电子束及离子辅助沉积技术,来制备该分光膜.通过对膜层厚度误差分析,用晶控片单独控制相对敏感度较高的膜层,解决了薄膜制备过程中不能精确控制膜厚误差的问题.运用逆向分析法对实验测试结果进行模拟分析,通过改变膜厚修正因子,使P光透射光谱曲线更加平滑.光谱测试表明P光垂直入射平均透过率为60.3%,满足系统使用要求.
风电全消纳下的配电网储能可调鲁棒优化配置
随着现代电力系统中分布式风电的渗透率不断提高,其出力的不确定性和波动性对电网规划运行的影响愈发显著。侧重于对配电网中储能系统进行优化配置以应对分布式风电的不确定性,提出了综合考虑网损成本、储能投资运行成本以及主网购电成本的可调鲁棒规划模型,最终获得满足风电功率全部消纳要求且总成本最少的储能布点以及容量配置方案。在规划求解过程中,引入二阶锥松弛技术对原模型进行凸化松弛,使非凸非线性优化问题转化成为可有效求解的二阶锥优化问题,并通过对凸锥模型进行拉格朗日对偶将原双层规划问题转化成为含双线性项的单层规划问题。由于鲁棒调整参数的引入,整个模型在提高规划结果鲁棒性的同时,防止规划结果过于保守。最后通过算例证明了所提出模型的有效性。
基于阻抗幅值波动差异的新型参数识别方向元件
针对故障分量方向元件在大规模双馈风机并网不适用的问题,提出了基于正序阻抗幅值波动差异的新型参数识别方向元件。首先,将风电场正序阻抗波动量化,分析阻抗波动对正序故障分量方向元件影响,得到正序故障分量方向元件在风电场送出线路的拒动边界。其次,基于Prony算法结合带通滤波器提取工频量,分析送出线路风电侧正、反方向故障正序阻抗幅值变化特征。最后,引入去趋势波动分析(detrended fluctuation analysis, DFA)计算波动函数,构造新型参数识别方向元件动作判据,实现故障方向判别。仿真结果表明,提出的参数识别方向元件不受风电场运行工况、故障类型和系统振荡的影响。当过渡电阻达到100 Ω时,仍能正确判别故障方向,具有较强的抗干扰性能,适用于含风电接入的弱馈型电力系统。
基于双目标分层优化和TOPSIS排序的电动汽车有序充电策略
针对当前有序充电策略控制目标相对单一无法满足用户多方面需求的现状,提出了基于双目标分层优化的有序充电控制策略。首先,建立了主站与能源控制器分层协同控制的整体架构。其次,将控制用户充电成本作为第一层优化目标,将减小电网负荷波动作为第二层优化目标,完成双目标分层优化算法模型的设计。最后,设计了台区负荷越限时刻电动汽车充电功率动态调整的实时控制策略。从用户充电行为特征出发,采用TOPSIS排序方法确定用户的充电需求优先级,为有序充电策略的充电计划调度提供依据。电动汽车有序充电策略已投入运行于郑州等地小区,设计成果既节约用户充电成本,又实现电力负荷削峰填谷的目标,验证有序充电策略的实用性和有效性。