mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
2005—2014年疏勒河流域土地生态安全评价
针对疏勒河流域生态环境脆弱、人地矛盾突出的特点,采用“环境-经济-社会(EES)”模型,建立疏勒河流域土地生态安全评价指标体系,构建土地生态安全评价的熵权物元模型,对疏勒河流域2005—2014年土地生态安全状况进行评价研究,并利用主成分分析法定量研究疏勒河流域土地生态安全的限制因子。结果表明: 2005—2014年疏勒河流域土地生态安全还存在着恶化风险, 2005—2007年风险降低, 2007—2008年风险小幅增加, 2008—2009年风险降低, 2009—2013年风险大幅增加, 2013—2014年风险有所降低;发展方向表现为“不安全→安全”的阶梯式上升趋势,其中, 2005—2007年土地生态安全状态为“不安全”, 2008—2009年安全状态为“临界安全”, 2010—2011年安全状态为“较安全”, 2012—2014年安全状态为“安全”;制约2005—2014年疏勒河流域土地生态安全水平提升的关键因子分别是人均耕地面积、森林覆盖率、人均水资源量、产水模数、第三产业产值与GDP占比和耗水率,其中,森林覆盖率和产水模数影响最大,主成分荷载达0.973和0.968。研究结果以期为疏勒河流域土地生态治理决策和人地关系和谐可持续发展提供科学依据。
1990-2021年环塔里木盆地植被覆盖度(FVC)时空数据集
塔里木盆地是生态极端脆弱区,更是人为扰动剧烈区,荒漠化问题尤为突出。植被覆盖度能够很好地反映地表植被的繁茂程度,是荒漠化监测的一个重要指标。开展区域植被覆盖度监测是掌握荒漠化动态变化,全面分析荒漠化成因等方面研究的基础。研究基于GEE遥感云平台,以1990-2021年LANDSAT卫星植被生长季(4-10月)影像为数据源,获取了环塔里木盆地1990-2021年间7期植被覆盖度数据集。研究通过采用0.5%置信度截取NDVI的上下阈值,获得纯植被覆盖像元和纯土壤覆盖像元的NDVI值,来消除年际间气候差异对植被覆盖度计算的影响,保证各年度植被覆盖度计算的一致性。数据集使用109块无人机正射样地,经过预处理及植被指数法加大津算法得到的FVC值作为验证样本。数据集精度为R~2=0.79、线性表达式为y = 0.8126x-0.0267。本数据集可为荒漠化变化、驱动机制等方面的研究提供数据支撑。
叠前方位各向异性技术在潜山储层裂缝预测中的应用
裂缝型碳酸盐岩储层非均质性极强,储层类别以高角度缝为主。在油田开发中如何精准刻画储层空间展布特征,寻找构造高部位剩余油是亟需解决的难题。通过叠前方位各向异性技术对潜山中小型裂缝进行预测,结合地层微电阻率扫描成像(FMI)裂缝解释结果进行标定和分级刻画,进一步应用三维可视化及自动追踪技术实现对储集裂缝体的空间定量雕刻,精准落实裂缝体空间分布及连通性。该技术在某油田的实际应用结果表明,使用该方法预测的裂缝体结果与后续实际验证井的钻遇情况相符。此研究对开发后期高含水潜山裂缝型油藏有效挖潜剩余油具有很好的指导作用。
基于环流时频图谱的抽水蓄能机组励磁绕组匝间短路故障诊断
抽水蓄能机组作为关键电气设备,其运行连续性与可靠性对构建新型电力系统意义重大。针对抽水蓄能机组励磁绕组匝间短路故障的状态监测易受动/静偏心及电枢反应影响,早期故障特征难以有效辨识的问题,该文提出一种基于环流时频图谱的励磁绕组匝间短路故障诊断方法。首先,根据抽水蓄能机组的结构特点及电磁感应关系,推导了动/静偏心及静偏心复合励磁绕组匝间短路状态下的同相多支路环流公式,得到了各状态下的环流特征谐波;其次,搭建了发电容量为334 MV·A的抽水蓄能机组二维有限元仿真模型,计算了动/静偏心及不同匝间短路程度下的同相分支环流大小,绘制了相应的时域、频域及时频图谱,通过对比实验验证了环流时频图谱可从时间、频率角度全面解析故障特征,有效区分偏心、电枢反应干扰与匝间短路故障;最后,基于凸极同步发电机模拟实验平台,模拟了不同故障程度的匝间短路运行状态,采集了同相支路电流数据用于环流时频图谱分析,实验结果证明了该方法可有效排除静偏心及电枢反应干扰,并以包含运行时间、特征频率及信号强度的三维图谱信息直观地展示机组的运行状态。
基于松散层拱结构理论的岩层控制研究
针对我国华东和华北部分矿区厚松散层下采煤诱发工作面压架、突水和地表塌陷等问题,在系统总结采动覆岩承载结构理论相关学术进展的基础上,基于前人研究成果,提出了厚松散层的松散层拱结构模型,综合理论分析、数值模拟、现场探测和工程应用等方法研究揭示了松散层拱对载荷传递、岩层运动及地表沉陷、覆岩破断失稳的影响机理。研究结果表明:松散层拱的形态为长轴位于工作面走向的椭圆,当松散层厚度大于松散层拱矢高和厚度之和时,松散层在运动变形过程中能够形成松散层拱。工作面回采过程中,松散层拱周期性失稳并逐渐向上部发展,控制着其上覆岩层移动和变形,同时将上覆地层载荷向采空区四周转移,受松散层拱承载作用影响,松散层下部岩层载荷分布可以划分为松散层拱内卸压区、松散层拱基增压区和松散层拱外原岩应力区,进一步获得了考虑松散层拱载荷传递效应的松散层载荷折减系数计算公式,修正了关键层判别时的松散层载荷折减系数的计算方法。松散层拱的破断和失稳将导致地表快速下沉,地表下沉速度会随松散层拱周期性破断失稳而呈现出跳跃性变化,当松散层中能形成松散层拱且关键块体能够保持稳定,厚松散层地质条件下开采时采空地层不会出现切落,地表不会出现塌陷,据此得到了厚松散层下开采地表不发生塌陷的工作面临界采宽和临界采高。松散层拱载荷传递作用下,基本顶的初次破断距增大、周期破断距增大,关键块不易发生滑落失稳和回转变形失稳,得到了适用于厚松散层条件下的工作面支架工作阻力的计算公式。研究成果在山东某矿6304工作面进行了工程应用,共计开采煤炭资源35万t,实现了厚松散层下工作面的安全开采。
木兰溪河口及邻近海域表层沉积物稀土元素组成与物源判别
福建木兰溪是我国东南沿海一条比较典型的潮控山地小河,从其流域风化剖面到河漫滩及邻近海域表层沉积物的粒度、化学风化程度及稀土元素(REEs)组成特征进行了研究。研究海区沉积物以黏土质粉砂为主,仅在木兰溪注入兴化湾口门处附近,沉积物较粗。沉积物REE的上陆壳(UCC)标准化模式具有相似性,轻重稀土元素分异不明显,稀土元素总量(ΣREE)及Eu异常的变化与平均粒径值、化学风化程度均有一定相关性。运用(La/Yb)N-ΣREE/Al图解较可靠判别了近海海域沉积物来源:(1)浙闽河流与长江细颗粒沉积物具有明显不同的REE组成;(2)兴化湾邻近海域主要受到内陆架泥质区沉积物物源的影响;(3)浙闽沿岸流携带的长江细颗粒物质影响可达泉州湾一带。由于泉州湾海域沉积物相对较粗,受石英“稀释作用”的影响,沉积物REE组成不均一性较强。
氮素粒肥缓解水稻灌浆期高温胁迫的生理机制研究
[目的]通过探究氮素粒肥缓解水稻灌浆期高温胁迫响应生理机制,为栽培措施缓解水稻高温危害提供理论基础。[方法]以‘武运粳24号’和‘宁粳3号’为材料,进行盆栽试验,于开花期进行低氮(每盆Og纯氮)、中氮(每盆0.8g纯氮)、高氮(每盆1.6 g纯氮)3种施氮水平处理,6 d后移入温室进行高温处理。测定了水稻叶温及穗温,净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r),SOD、POD、NR、GS活性,MDA、可溶性蛋白及氨基酸含量等。[结果]施用氮素粒肥显著降低了水稻的叶温和穗温,减少了高温下MDA的积累,促进水稻叶片的光合作用,提高抗氧化酶活性,增强了水稻植株氮代谢,增加硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶活性及氨基酸的含量。灌浆期高温降低了水稻结实率和千粒质量,氮素粒肥的施用显著缓解了高温对千粒质量和稻谷产量的影响。2个品种产量在各处理间存在显著差异,产量以低氮高温处理最低,高氮常温处理最高。‘宁粳3号’对高温胁迫更为敏感,减产幅度更大。高温胁迫初期水稻叶片内氨基酸含量显著提高,但随着胁迫时间的延长,叶片内氨基酸含量呈下降态势。氮素粒肥的施用既显著提高高温胁迫下水稻灌浆早期叶片中氨基酸的含量,同时也能持续维系水稻叶片有较高的氨基酸含量,从而提高了水稻抗逆性。[结论]氮素粒肥的施用能显著提高植物体内氮代谢水平与抗氧化酶活性,并增加叶片氨基酸含量,减少高温逆境条件下水稻产量损失。
基于生成对抗网络与度量学习的数据驱动频率安全评估
随着大容量远距离高压直流输电工程的建设和大规模可再生能源的接入,电力系统的频率安全面临严峻挑战。为了对频率安全进行快速准确的在线评估,提出一种基于度量学习与生成对抗网络技术的数据驱动频率安全评估模型。首先,选取关键频率安全指标作为模型输出,并构建输入特征集。然后,使用改进的基于Wasserstein距离度量的生成对抗网络(Wasserstein generative adversarial network,WGAN)学习电力系统历史运行场景分布信息,生成覆盖系统典型运行方式的运行场景以构建训练样本集。计及电力系统复杂运行方式下单个机器学习模型对频率安全评估的不适用性,基于核回归度量学习(metric learning for kernel regression,MLKR)算法构建由多个子模型构成的频率安全组合评估模型。最后使用简化的山东电网算例,验证了所提方法的有效性。
基于波形相关性的混压同塔四回线故障选相新方案
为了解决混压同塔四回线故障情况复杂、发生跨电压故障时无法应用单回线故障选相方法的难题,提出一种基于波形相关性的选相新方案。针对故障相电流相角和幅值的变化情况,提出了波形自相关系数和改进自相关系数判据识别故障相。为防止在强磁耦合场景下错误选相的发生,总结各类故障时电流序分量的特征,进一步提出了电流序分量辅助选相判据,对可能出现的错误选相情况进行再判定。基于PSCAD/EMTDC对混压同塔线路的各类故障进行大量仿真,仿真结果验证了所提故障选相方案的可行性。
集合百分位融合法在广东台风降水预报中的改进
基于欧洲中期天气预报中心(ECMWF)集合预报的客观检验结果,构建了针对广东台风降水的最优百分位融合产品,检验表明强降水风险评分(TS)较集合平均产品提升显著,预报时效越长,提升幅度越大,但预报偏差(Bias)与虚警率(FAR)也相应增大。最优百分位融合产品的强降水预报范围偏大与台风路径预报的发散度有较大关联,因融合产品在较大降水量级采用高百分位进行映射,强降水的融合结果与各成员强降水落区的并集接近,台风路径越发散,各成员强降水落区的空间位置通常也更发散,造成融合产品预报的强降水落区范围偏大。为克服这一缺陷,引入集合预报对某一降水阈值的概率预报指标,通过该指标判识可能存在明显空报的强降水预报,从而改进最优百分位融合产品,在测试期,改进后的融合产品暴雨TS在维持的情况下,Bias从1.27下降至1.03,FAR从0.51下降至0.43;预报时效越长,融合产品Bias的改进效果越显著,TS的提升幅度也越大。上述改进可为业务中提供强降水范围更合适、落区更准确的网格定量降水客观产品。
甘蓝型油菜茎秆强度性状的主基因+多基因遗传分析
为辅助抗倒伏育种,了解甘蓝型油菜茎秆强度的遗传调控,利用植物数量性状主基因+多基因混合遗传分离分析方法,对M417 ×Brongoro(MB)组合和浙油18 ×Brongoro(ZB)组合六个世代(P_1、P_2、F_1、B_(1∶ 2)、B_(2∶ 2)和F_(2∶ 3))的茎秆强度性状进行遗传分析。结果显示:甘蓝型油菜茎秆强度性状的最佳遗传模型为MX2-ADI-ADI,即2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因模型,表明该性状受2对主基因和微效多基因共同控制,以主基因遗传为主,MB组合和ZB组合的平均主基因遗传率分别为19.46%和69.93%。2对主基因的加性效应和显性效应在MB组合中作用方向相反,而在ZB组合中作用方向相同,同时还存在多种上位性效应。两个组合中环境变异占表型变异的54.68%和13.23%,说明环境对茎秆强度性状具有较大影响。
基于直流电流变化量的换相失败预测判别与控制系统优化
故障暂态期间熄弧角的计算精度会影响换相失败预测和控制效果,为减小故障暂态期间熄弧角计算误差,通过对逆变器换相过程进行分析,推导建立了含直流电流变化量的熄弧角计算公式。提出了一种提高换相期间直流电流变化量预测精度的方法,构建了基于直流电流微分的换相失败预测判据。在预测型定熄弧角控制器中增添直流电流预测模块,改善故障暂态期间的控制效果。以PSCAD/EMTDC为平台搭建直流标准测试模型,对不同过渡电阻、电感的接地故障进行仿真测试,验证了所提换相失败预测判据与控制策略的有效性。
光热电站的高比例可再生能源系统混合储能容量优化配置方法
为了兼顾可再生能源的随机性和间歇性,在电力系统中通常会配置适当的储能,以此来提高系统的灵活性。然而储能类型和设备的差异性在传统储能优化配置问题中未被充分考虑。例如,作为一种新兴技术的光热电站,其储能系统可以实现平抑新能源功率波动、降低储能成本等效果,在传统问题中并未考虑。因此,本文针对传统储能优化配置研究存在的问题,提出光热-抽水蓄能-电池复合储能系统容量优化模型以缓解新能源对电力系统带来的冲击。首先分析了电力系统中电源负荷不平衡功率的产生,结合抽水蓄能和电池储能的特性,分别用两种储能平抑低倍频和高倍频的出力波动,然后先研究离散傅里叶变换,再以此为基础,得出两种储能的分配功率。本文综合比较分析储能投资运行成本、系统缺电损失费用和弃风惩罚费用,构建系统混合储能优化配置模型,利用粒子群算法进行求解。算例基于某省的实际电网,据此验证所提方法的有效性和模型的可行性。算例表明:本文模型比某些现有的电池-抽水蓄能容量配置方法成本更优,加入光热也可节约储能投资,减少甚至避免了该地区潮流的反转特性。
永磁同步电机电流扰动补偿无位置传感器控制
电机负载扰动及参数变化等问题,会影响永磁同步电机无位置传感器控制中滑模观测器算法的电流计算值偏离实际值,进而影响转速和位置的准确估算。本文以小功率面贴式永磁同步电机为研究对象,提出一种采用电流扰动补偿的新型滑模观测器(CDC-SMO), 通过构建带有扰动补偿电流与实际电流的误差状态方程,将扰动量和电流的微分项进行合并,构成等效扰动量以直接获得电流的误差,并用反正切函数替代理想滑动模态中的符号函数,实现带有电流扰动补偿的永磁同步电机无位置传感器控制,最后,利用李雅普诺夫稳定性判据证明了观测器的稳定性。仿真和实验表明,所提方法可以准确地估算永磁同步电机的转速和位置,有效提高无位置传感器控制的估算精度和抗干扰能力。
春秋两季西大洋水库生态修复示范区浮游植物群落结构特征
为了解西大洋水库示范区内春秋两季浮游植物种类、丰度和生物量变化,分别于2018年10月秋季及2019年5月春季进行了调查。结果表明:秋季共检出浮游植物7门53属93种(含未鉴定种), 生物量为30.34 mg /L,浮游植物密度为4745.39×10~4 cells /L;春季共鉴定出8门52属82种(含未鉴定种), 生物量为1.19 mg /L,浮游植物密度为367.52×10~4 cells /L;春秋两季优势种更替较为明显,相似度仅为11.7%;生物多样性分析显示,春、秋两季Shannon-Wiener多样性指数(H')分别为3.87、4.19,为典型的蓝-绿藻为主的群落结构; Pearson相关性分析显示,春秋季节浮游植物密度和生物量与NH+4 -N、SD和pH呈显著负相关(P<0.05), 与水温(T) 、Chl-a、COD_(Mn)、NO_3~- -N、NO_2~- -N呈极显著正相关(P<0.01) 。研究表明,西大洋水库示范区浮游植物多样性较好,群落结构较稳定,修复工程对示范区内浮游植物群落结构有积极作用。
基于粒子群优化-支持向量回归的变压器绕组温度软测量模型
针对变压器绕组热点温度测量问题,建立一种基于粒子群优化-支持向量回归算法的变压器绕组热点温度软测量模型,并验证此模型的预测效果。利用基于被动聚集的改进粒子群优化(PSO)算法,优化支持向量机的支持向量回归(SVR)模型的参数组合,并且找到其最优解。充分考虑变压器运行的相关因素,对绕组热点温度软测量模型进行训练与学习,实现对难以直接测得的绕组热点温度的预测。通过对某市110kV变压器运行数据的训练和预测结果,并将其与BP神经网络和SVR方法的结果对比,证明所建模型具有较好的预测能力。
太行山东麓对流风暴下山演变气候特征
影响北京和河北的对流风暴多半由太行山山区移来,为增加对从太行山东麓下山的对流风暴强度变化和维持时间等演变特征的了解,基于全国雷达组合反射率因子拼图,对2011-2020年10年期间暖季太行山东麓对流风暴下山演变的气候特征进行了统计分析。结果表明:下山对流风暴在石家庄北部、北京南部、保定中南部和沧州市西部存在≥45 dBz的强回波高频中心,且下山对流风暴常在石家庄北部近山平原和沧州西部显著增强;对于下山增强的对流风暴,17时前后在山区最为活跃,18时至次日02时主要影响平原地区;对流风暴来向越偏西,下山对流风暴数越多,下山增强的对流风暴比例越高,移速也越快;下山过程中,大多数对流风暴变得更强和更加具有组织性,下山初始时刻回波强度≥45 dBz的对流风暴86%能成功下山,其中水平尺度大于100 km、结构密实的强对流风暴超过90%能成功下山;下山增强的样本在下山过程中风暴的强回波面积急剧扩大,到达平原前一个时刻其面积约为初始面积的3倍,在平原地区继续发展后其平均面积可达到初始面积的4.6倍;下山增强的对流风暴大多下山用时仅为1~2 h,而影响平原的时长可持续4~8 h,影响平原时长4~8 h的对流风暴的风暴类型以线性MCS(47%)和非线性MCS(30%)为主。
NaHCO_3胁迫对莜麦幼苗渗透调节物质和抗氧化酶活性的影响
【目的】分析NaHCO_3胁迫下莜麦幼苗的生理指标的变化,探究莜麦盐胁迫的生理响应,为盐逆境机理研究提供线索。【方法】采用水培法,选用7种不同质量浓度的NaHCO_3(0(CK)、0.2、0.4、0.8、1.6、3.2、6.4 mg/L)处理莜麦幼苗,分析幼苗叶、根中的渗透物质含量和抗氧化酶活性的变化。【结果】随着NaHCO_3质量浓度的增加,种子发芽率、幼苗叶绿素含量逐渐下降。0.2~6.4 mg/L NaHCO_3处理下幼苗叶中MDA、可溶性糖含量显著高于对照(P<0.05),1.6~6.4 mg/L NaHCO_3处理下幼苗根中MDA、可溶性糖含量显著高于对照(P<0.05);3.2~ 6.4 mg/L NaHCO_3处理下幼苗叶中O2.-产生速率显著高于对照(P<0.05)。抗氧化酶活性呈先增加后降低的趋势,0.4、0.8、1.6、3.2 mg/L NaHCO_3处理下幼苗叶中POD、SOD、CAT、APX活性依次达到最高值,分别比对照增加了205.09%、53.11%、61.17%、1 932.44%(P<0.05)。【结论】莜麦幼苗可以忍受低质量浓度0.2~0.4 mg/L NaHCO_3溶液,高质量浓度6.4 mg/L NaHCO_3溶液严重抑制幼苗的发芽和生长发育。
馈线自动化算法的形式化建模与验证
分布式馈线自动化系统能否正确运作,目前主要是通过测试与仿真技术来保证,但这2类方法都要涉及电气设备的底层细节,会分散计算资源,影响验证效率,且难以覆盖足够的系统路径。针对该问题,提出一种馈线自动化算法的验证方法。通过对电气设备行为与特征的抽象,建立馈线自动化算法的形式化模型,在此基础上,使用自动化模型检测技术验证算法的正确性,测试结果表明,该方法将汁算资源集中在动作逻辑验证上,实现了与底层细节的分离,从而能够获得较高的验证效率,完整覆盖系统路径,并有效降低缺陷修正的代价。
基于正态云模型的吉林省耕地生态安全诊断
耕地生态安全评价中传统评价方法无法兼顾评价指标和评价结果存在模糊性和随机性,为了弥补此缺陷,将人工智能的正态云模型引入耕地生态安全评价中。借助正态云模型、熵值赋权法、实证研究法,基于Matlab 7.1软件平台,构建吉林省耕地生态安全诊断PSR-EES框架体系,对2000-2016年吉林省耕地生态安全状况进行综合诊断。结果表明:(1)研究期内,吉林省耕地生态安全状况经历了"临界安全-较安全-临界安全-安全"的演化过程,整体呈趋好态势;(2)单一指标演化发展中,状态层和响应层多数指标优化趋势明显,压力层指标恶化较快。正态云模型实现了评价指标向耕地生态安全等级的不确定性映射,兼顾了评价指标和评价结果存在的随机性和模糊性,使评价结果更具客观性,适用于耕地生态安全评价。
耕作方式和秸秆还田对黄淮海夏大豆产量和土壤理化性状的影响
在徐州麦豆一年两熟区进行田间定位试验(2012 - 2016年),采用两因素试验设计,研究了不同耕作方式(免耕和旋耕)和小麦秸秆还田量(不还田、半量还田和全量还田)对大豆产量和土壤理化性状的影响。结果表明:与旋耕处理相比较,免耕处理对大豆产量、土壤有机质含量和土壤速效K含量没有影响,但减少了土壤NO_3~- - N含量,增加了土壤NH_4~+ - N含量、土壤速效P含量和播种期至苗期的土壤容重。与不还田处理相比较,秸秆还田处理提高了大豆单株荚数、百粒重和产量以及土壤有机质含量和土壤速效K含量,降低了土壤NO_3~- - N含量、 NH_4~+ - N含量和初花期至初熟期土壤容重。免耕和秸秆还田均降低了土壤pH值、播种期至初花期土壤温度,增加了播种期至初花期土壤湿度。秸秆不还田下免耕处理大豆单株荚数、百粒重、产量、土壤有机质含量、土壤pH值和土壤NO_3~- - N含量较旋耕处理显著下降。与之不同,秸秆还田下免耕处理土壤湿度、土壤有机质含量、土壤速效P含量高于旋耕处理,土壤温度、土壤NO_3~- - N含量和土壤NH_4~+ - N含量低于旋耕处理,而免耕处理与旋耕处理间大豆产量和土壤速效K含量差异均不显著。其中,免耕+秸秆全量还田处理土壤温度、土壤pH值最低,土壤湿度、土壤有机质含量最高。因此,在黄淮海夏大豆区推广免耕技术时,应与秸秆覆盖,尤其是秸秆全量覆盖相结合,同时,在生产中需要注意N肥的补充。
寒区铁路含冰率对碎石集料强度及变形特性影响试验研究
在寒区冰冻条件下,道砟间的冻结现象将加剧冻结道床与轨枕、路基相互作用的复杂性,给冬季有砟轨道的安全运行带来较大挑战。为探究寒区有砟轨道中冻结道床的强度和变形特性,制备不同含冰率下碎石集料试样并进行室内低温单轴压缩试验,讨论含冰率对冻结试样应力应变曲线、强度及变形特性的影响。为表征冻结试样峰后脆性特征,定义强度衰减系数,该系数随着含冰率的增大而降低,两者关系可用幂函数表示。研究结果表明:较低加载速率下,冻结试样应力应变曲线均为应变软化型。随着含冰率的增大,曲线屈服阶段增大,峰后塑性特性增强,应变软化特征更加明显。在失效模式上随着含冰率的增大,试样由脆性破坏转为轴向劈裂的韧性破坏。高含冰率下道砟接触界面的冻结强度显著提升,会加剧冻结试样中道砟颗粒的劣化破碎行为。含冰率对力学性能有显著影响,抗压强度和有效弹性模量随含冰率的增加而增大,含冰率与抗压强度的关系可用指数函数来表示,与有效弹性模量呈近似线性关系,基于强度衰减法可估计冻结碎石料的残余强度。研究成果不仅对寒区铁路冻结道床的力学特性探究具有重要工程应用价值,也能为冰-石冻结混合体的力学行为研究提供可靠试验依据。
考虑广义储能参与的多园区综合能源系统低碳优化运行策略
针对当前多园区综合能源系统(MPIES)大规模建设实体储能可能带来的造价高、投资周期长等问题,将广泛分布的柔性电负荷、热惰性空调-建筑、电储和热储整合为广义储能(GES)资源进行统一协调调度,并针对不同利益主体园区在联合运行的低碳需求,提出一种含GES的MPIES分布式低碳优化运行策略。构建考虑改进的热电联产系统和GES系统的园区低碳运行模型。在此基础上,考虑MPIES能源交易中各园区的利益诉求,基于纳什议价理论构建碳交易机制下园区群体利益的合作运行模型,并运用交替方向乘子法对模型进行求解。提出一种可以解决各园区源-荷差异的能量共享策略和一种根据各园区能量贡献度进行非对称议价的利益分配机制。为了充分保证各园区的信息隐私,在各园区间仅交互有限信息的基础上达到博弈均衡。通过算例分析证明了所提方法在减少碳排放、提升个体和联盟效益方面的有效性以及GES参与调控的优越性。
基于图卷积网络的微电网拓扑辨识
微电网控制器需要及时获取正确的网络拓扑结构,以调整其控制策略,保证微电网稳定安全运行。针对现有电网拓扑辨识方法中辨识准确度低和实时性差的问题,文中提出了一种基于图卷积网络的微电网拓扑辨识方法。首先,将微电网拓扑抽象成线图。然后,根据微电网拓扑的节点特征提取微电网线路的边特征,作为线图的节点特征。进而,利用抽象后线图的邻接矩阵和节点特征训练图卷积网络,得到微电网拓扑辨识模型。最后,通过实验数据验证了所提拓扑辨识方法的有效性。
复合肥施用量对麻疯树幼苗生长及养分吸收的影响
以麻疯树FD-8号为试材,采用盆栽方式,研究复合肥施用量(0~30 g/盆,折算后为0~4.246 t/hm~2)对秋播麻疯树种子萌发、幼苗生长及养分吸收利用的影响。结果表明:施用复合肥能明显加快麻疯树幼苗出土,促进幼苗生长,提高植株N、P、K含量和积累量。但随着施肥量的增加,麻疯树出苗率、根系生长量、地径、茎高、干物质积累量、苗木质量指数及植株N、P、K积累量先增加而后下降,肥料N、P、K养分利用率则显著下降。其中,复合肥(N∶P_2O_5∶K_2O=28∶6∶6)施用量10 g/盆(折算后为1.415 t/hm~2)的综合效应最好。
鄂尔多斯盆地东缘北段煤层含气量变化规律及控制因素
依托鄂尔多斯盆地东缘含煤地层发育情况、埋藏史、构造演化史、岩浆活动等地质背景,选取北段保德区块、神府区块府谷区、临兴杨家坡区、临兴中区4个相邻煤层气区块作为研究对象,依托;4个区块共48块煤样含气量和镜质组反射率测试数据,结合录井、试井、地震等资料,探讨了不同因素对煤层气含气量的控制作用。研究结果显示,对于浅部煤层含气量主要受深成作用影响,与埋深和储层压力呈正相关关系;中深部煤层以“含气量临界深度”为界,含气量受地层温度和储层压力耦合作用影响;紫金山岩体对含气量影响主要取决于煤层与岩浆接触关系、岩浆对煤层保存条件破坏程度。
多子微电网型交直流混合配电系统灵活功率控制与电压抑制策略
为了解决多子微电网型交直流混合配电系统功率分配以及交流子微电网母线电压偏差大的问题,提出一种灵活功率控制与电压抑制策略。首先分别推导了单个交流子微电网频率、直流子微电网电压与公共直流母线电压的关系,然后分析多个交直流子微电网之间的频率与电压关系,并利用此关系对交直流子微电网中储能单元的下垂控制进行改进,实现整个系统的功率互助及分配。另外,对双向AC/DC变换器电流内环控制进行改进,利用扩张状态观测器对扰动电流进行跟踪,并将跟踪得到的扰动电流引入双向AC/DC变换器电流内环中进行补偿消除,以抑制交流子微电网的电压波动。最后,在MATLAB/Simulink仿真平台中建立多子微电网型交直流混合配电系统模型,仿真结果表明所提控制方法可以实现交直流混合配电系统中子微电网间的功率互助,较好地维持交流子微电网母线电压和频率、直流子微电网电压与公共直流母线电压的稳定。
动态路-电耦合网络下电动出租车快速充电引导及其定价策略
电动出租车作为快速充电及路-电耦合网络的主要参与者,其连续行驶-充电行为严重影响了路-电耦合网络的运行状态,为此提出了基于路-电耦合网络的电动出租车快速充电引导及其定价策略。首先,提出了电动出租车在路-电耦合网络下交通流-能量流-信息流的交互框架;然后,提出了交通网的信息动态更新策略,建立了单辆电动出租车模型用于模拟电动出租车的连续行驶-充电状态切换行为;在此基础上,提出了路径规划与交通网信息更新同周期的动态导航及考虑下一寻客点的选站决策方法;最后,根据站内负荷和选站负荷进行虚拟负荷预测,提出了基于虚拟负荷和利用率均衡的充电站定价策略。算例仿真结果表明,所提方法能够均衡充电站负荷,缓解交通网的拥堵状况,提高电动出租车的运营收入。
喀斯特峰丛洼地原生林群落更新动态
基于木论国家级自然保护区内一个2 hm~2动态监测样地2007、2012和2017年3次植被调查数据,从物种组成、群落结构、重要值、多样性、死亡率、补员率等方面分析喀斯特峰丛洼地原生林群落动态特征。结果表明:2017年样地内木本植物包含46科95属123种,较2007增加2科,减少5属7种;较2012年增加2科,减少4属4种。10年来,该样地优势种变化不明显,重要值≥1的物种数在2017年减少了3种;但排名前5位的物种保持不变,只有个别物种的重要值排序发生了较大的变化。平均胸径、树高、生物量随时间推移而增加;第一个5年,平均胸径和树高差异不显著,但10年间差异显著。随着时间推移,Shannon-wiener指数逐渐减少,Simpson指数和Pielou指数逐渐增加。该森林群落总径级结构呈倒"J"形,总体上群落更新状态良好。10年间DBH≥1.0 cm个体的年死亡率为8.23%,年补员率为5.73%。群落中
基于分布式光伏/飞轮储能联合发电系统的并网点电压主动调控技术研究
为改善配电网末端电能质量,提高并网点电压稳定性,提出了一种基于分布式光伏/飞轮储能联合发电系统的并网点电压主动支撑控制策略。相比于传统电压调节控制方式,该控制策略能够充分发挥飞轮储能高频次充放电特性,根据电压偏差大小自适应调整联合发电系统有功/无功输出,稳定并网点电压。同时该控制策略将并网点功率因数作为考虑因素,引入控制算法当中,能够在进行功率控制的同时优化并网点功率因数。为验证所提控制策略的可行性,搭建了一套含50 kW光伏、100 kW飞轮储能在内的实验测试平台。实验结果表明分布式光伏/飞轮储能系统能够根据电压波动大小自动调整有功/无功输出,改善并网点电能质量。
茂兰喀斯特森林不同地形土壤酶活性及养分特征
为了解喀斯特森林不同地形土壤酶活性差异及其与土壤养分的相关性,选取贵州茂兰喀斯特森林国家级自然保护区内3种不同地形(漏斗、槽谷、坡地)为研究对象,采用单因素方差分析与通径分析方法,研究不同地形对喀斯特森林土壤酶活性的影响,并探讨土壤酶活性与土壤养分之间的关系。结果表明:不同地形土壤养分有较大差异,总体表现为漏斗最丰富,其次为槽谷,坡地土壤的养分较差;除蔗糖酶外,地形对土壤酶活性存在显著影响,过氧化氢酶和蔗糖酶活性的地形差异均表现为槽谷>漏斗>坡地;碱性磷酸酶活性为槽谷>坡地>漏斗;脲酶活性为漏斗>坡地>槽谷。土壤酶活性与土壤养分之间存在弱相关性,其中过氧化氢酶活性的主要影响因素是全氮和速效氮含量,碱性磷酸酶活性的主要影响因素是速效氮和速效钾含量,脲酶活性的主要影响因素为速效钾含量,蔗糖酶活性的主要影响因素是全氮和速效钾含量。过氧化氢酶、碱性磷酸酶、脲酶和蔗糖酶活性的剩余通径系数均较大,表明土壤酶的活性可能还受到其他未被考虑的因素影响。
基于用户点对点交易的共享储能协同优化策略
共享储能作为新型运营模式,可有效降低投资成本与使用成本,为此提出一种基于用户点对点能源交易的共享储能运行优化策略,参与的用户可优先利用自身分布式能源进行点对点能源交易,填补用能缺口,并减少使用储能的成本。在用户与共享储能协同优化中考虑用户的负荷调节特性,根据电价和交易等信息进行适当调节,实现经济运行。利用历史数据进行仿真验证,结果表明所提出的方法能够有效地利用用户各类负荷的调节特性减少用户的运行成本,通过用户能源点对点交易,减少使用共享储能的服务费用和电网购电费用,实现用户共赢。
基于相关增益的电压稳定关键注入区域识别
提出一种识别影响电力系统电压稳定关键节点的关键注入区域新算法。计算系统各节点的电压稳定指标,确定系统电压稳定关键节点。以电压稳定关键节点为关键注入区域的主导节点,借助相关增益矩阵的相关性质,识别与系统中各电压稳定主导节点存在强电压耦合关系的负荷节点和发电机节点,构建含电压稳定主导节点的电压稳定关键注入区域;针对所得注入区域,给出系统稳态和紧急情况下改善系统电压稳定性的相关控制策略。将所提方法应用于New England 39节点系统中,分析、对比结果验证了所提方法的正确性和有效性。最后将该方法应用于波兰电网中,验证了该方法的实用性。
基于等值单机非线性模型的多换流器并联直流系统暂态稳定性分析及控制参数整定方法
针对"状态变量多、阶数高"给多换流器并联直流系统暂态稳定性分析带来的困难,提出计及多换流器动态交互的等值单机非线性模型,简化大扰动稳定性分析及控制参数设计复杂度。首先,对每台换流器下垂双环控制中的所有状态变量做等效变换,建立直流系统的等值单机非线性模型;其次,基于等值单机的Takagi-Sugeno(TS)模糊模型刻画出最大估计吸引域,分析系统控制参数设计不合理导致的"小扰动稳定、大扰动失稳"问题;然后,提出基于等值单机的直流系统控制参数整定方法,通过等值单机设计推导系统中每台换流器的控制参数,降低了直流系统控制参数设计的难度,最后,RT-BOX硬件在环实验平台验证等值单机非线性模型及理论分析的准确性。
基于原-对偶内点法的输电断面有功安全校正控制方法
实施输电断面的识别与控制,对于电力系统防御连锁跳闸事故的发生以及整个系统安全可靠运行具有重要意义。提出了一种基于AP聚类算法的输电断面识别方法,选取各节点的负欧式距离,即考虑地理位置实现电力网络的分区,识别出初始的输电断面。在此基础上,结合网络中各线路的支路开断分布因子,将脆弱线路包含入输电断面的线路构成,从而识别出最终的输电断面。针对输电断面的控制,提出了一种有功安全校正方法。通过原-对偶内点法求解非线性规划模型,进行电力网络的潮流重构,实现消除断面内部线路的有功过载。对IEEE14节点和39节点网络进行了输电断面的识别,并对IEEE 39节点和118节点网络进行了有功安全校正的算例分析和验证。结果表明了所提方法的可行性和有效性。
基于多元暂态特征故障度的配电网单相接地选线方法
针对配电网发生单相接地故障时电流较弱、故障条件复杂、现有的故障检测技术性能不可靠的问题,提出一种利用基频移频的多元暂态特征故障度配电网单相接地选线方法。为了保留暂态特征的全景性,去除暂态零序电流中的基频分量,采用希尔伯特变换对暂态零序电流解析信号进行计算。之后,引入位移因子去除基频,保留所有的瞬态特征,并计算了3种典型瞬态特征指标。最后,采用Copula计算瞬态特征随机变量的联合分布密度函数并计算各线路的故障度,选择故障程度最大的馈线作为故障馈线。建立不同故障条件下的径向配电网样本模型、电弧故障模型以及风机和光伏模型的IEEE 34节点测试系统,验证了所提方法的有效性。
平茬高度对香椿生长及其光合特性和非结构性碳水化合物含量的影响
该研究以4年生香椿为试验材料,设置平茬20 cm(T_1)、50 cm(T_2)、80 cm(T_3)和不平茬(CK)4种处理,观测其萌枝和叶片生长情况,以及叶片的气体交换参数、光合色素含量、非结构性碳水化合物(NSC)含量的变化,分析不同平茬高度的生长生理响应差异,以明确平茬措施下香椿植株更新复壮再生的生理机制。结果表明:(1)平茬能够显著提高香椿的萌枝能力,促进侧枝和叶片生长,其萌枝数、侧枝长度在T_3处理下最高,成枝数、叶长、叶宽、叶面积及侧枝粗度在T_2处理下达到最大值。(2)随着平茬高度的增加,香椿叶片净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和水分利用效率均先升后降,并在T_2处理达到最大,较CK分别显著提高了17.33%、10.00%、13.51%和6.98%;平茬也提高了叶片光合色素含量,叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量和类胡萝卜素含量在T_2处理下分别比CK显著提高了18.34%、27.07%、21.11%和23.05%。(3)不同平茬高度处理下,香椿叶、枝、根各器官中可溶性糖、淀粉和NSC含量均高于CK,且T_2和T_3处理增幅均达到显著水平;平茬处理与未平茬处理下香椿叶、枝、根不同器官中可溶性糖、淀粉和NSC含量分配规律一致,NSC含量表现为叶>根>枝。研究发现,平茬能够通过提高叶片光合色素含量和光合气体交换参数来促进香椿的光合能力,并通过优先储存策略促进不同器官中非结构性碳水化合物的积累和分配来适应平茬作业带来的影响,调控香椿萌枝发生及生长,并以平茬50 cm香椿更新恢复生长和光合能力最佳。
基于并查集的柔性多状态开关定容方法
柔性多状态开关(FMSS)作为配电网改造中的重要电力电子元件,因成本较高和相关技术的不成熟,尚未得到广泛应用。为合理规划FMSS的容量,同时兼顾配电网经济性和供电可靠性,以年均总成本最小为优化目标,建立了含新能源配电网的综合成本评价模型,并应用粒子群优化算法进行求解。为考虑FMSS运行模式的动态切换,等效简化了复杂工况下FMSS的工作模式,引入并查集算法以快速、有效地确定FMSS实时运行模式,大幅提升了定容问题的求解速度,克服了现有优化配置方案对FMSS运行策略多样性和动态性考虑不够充分的缺陷。IEEE 14节点和IEEE 33节点互联配电系统的多组对比仿真结果表明,所提方法在求解速度上有一定的优越性,优化所得方案能促进新能源消纳,提高配电网供电可靠性,且具备良好的经济效益。
基于刺槐年轮重建黄土丘陵区小流域年径流输沙研究
刺槐是广泛分布于黄土高原的典型水土保持植物。以黄土丘陵区甘肃天水吕二沟小流域为研究区,分析了刺槐径向生长过程及其对气候因子的响应,并开展了利用刺槐年轮估算小流域年径流量、年输沙量的适用性评估。研究表明: (1)吕二沟刺槐人工林的径向生长随林龄呈明显的下降趋势,在幼龄林阶段(1-10 a)刺槐处于快速径向生长期((4.17±0.74) mm/a),之后逐渐下降,中龄林、成熟林、过熟林阶段(11-40 a)平均生长速率为(2.31±0.41) mm/a,较前期下降了44.60%。刺槐胸高断面积增量(BAI)在1-10 a平均以(5.46±2.13) cm~2 /a的速度生长,在11-40 a仍保持上升趋势但年际间生长波动较大,生长速率平均为(10.80±1.95) cm~2 /a,流域刺槐生长并未发生明显衰退。(2)刺槐的径向生长与温度多呈负相关,与降水、相对湿度及帕默尔干旱指数(PDSI)多呈正相关。其中刺槐径向生长与上年8月、9月(P<0.05)及当年7月均温、最高温呈显著负相关(P< 0.01),与当年5月最低温呈显著正相关(P<0.05);与当年6月、7月降水量和上年8月、当年7月相对湿度呈显著正相关(P< 0.05),与当年3月相对湿度显著负相关(P<0.05);与上年6月、上年10月-当年1月及当年3月-8月PDSI显著正相关(P< 0.05),干旱胁迫明显抑制流域刺槐生长。(3) 1978-2017年吕二沟流域年径流量、年输沙量呈减少趋势,年际间波动较大,存在明显丰枯阶段。流域径流输沙受降水量影响显著,且径流输沙显著正相关(P<0.001) 。(4)利用刺槐年轮估算吕二沟流域年径流量、输沙量效果良好(P<0.02),方法可行。比较而言,相对自然条件下即人类干扰较少时径流输沙估算优于人类活动影响时期。利用树轮宽度反演水文过程可为缺乏水文观测资料区域提供参考。
基于模型预测控制的模块化多电平变流器桥臂能量控制策略
已有模块化多电平变流器(MMC)控制策略大多采用单一子模块电容电压参考给定的控制方式,存在无法分别控制不同桥臂子模块电容电压等不足。提出一种基于模型预测控制的MMC桥臂能量控制策略,通过引入桥臂能量共模分量和差模分量控制,实现各桥臂子模块电容电压的灵活控制;同时,基于MMC的暂态数学模型设计相电流及环流模型预测控制器,并引入电流误差反馈滚动优化,有效地实现了外部相电流和内部环流的解耦控制,使环流控制器具有能灵活实现环流抑制和环流注入的特性,且对系统参数不敏感。仿真结果验证了所提控制策略的正确性和有效性。
考虑新能源发电出力特征的电煤储备决策模型
随着新能源占比不断升高,电力保供安全受到新能源发电出力不确定性的影响,强化电煤储备能力成为确保新型电力系统安全稳定运行的关键任务。基于k-均值聚类原理对多时间尺度的新能源发电出力数据进行特征提取,以解决新能源发电出力的计量与电煤储备决策时间尺度不匹配的难题。在此基础上,兼顾经济性和安全性要求,设计综合响应日常电力生产需求和应对极端天气影响的电煤二元储备结构,将所提取的新能源发电出力特征纳入考虑,构建电煤储备动态规划模型并给出相应的求解思路。最后,以我国N省实际数据为例开展算例分析,结果显示电煤储备中心这种二元储备结构能够以较低的代价实现大多数应急情景下的供电安全,为应对极端天气等异常事件所额外支付的储备成本仅占未发生中断的总成本的3%。研究结果能够为煤炭储备中心的运营提供管理启示与决策参考。
考虑频率特性及储能电池状态的电化学储能参与一次调频控制策略
针对新能源富集电力系统频率波动的问题和储能电站内部锂电池状态不一致的问题,本文首先分析了储能电站参与电力系统一次调频的控制模型;随后,研究了电化学储能针对不同频率变化特征的虚拟下垂控制模式和虚拟惯性控制模式;接着,基于频率特征和模糊控制,提出了储能控制模式自适应调节方法;为了抑制各储能单元电池健康状态(state of health,SOH)的差异化,本文通过SOH的大小对储能单元进行分组,而后基于各电池组荷电状态(state of charge,SOC)及SOH提出了储能参与一次调频的出力分配方法;基于此,提出了考虑频率特性及储能电池状态的电化学储能参与一次调频综合控制策略;最后,在阶跃负荷扰动和连续负荷扰动工况下,搭建系统模型,进行考虑频率特性及储能电池状态的电化学储能参与一次调频综合控制策略的有效性仿真验证。结果表明,本文所提控制策略在一次调频效果方面优于传统的控制策略,在电池组状态方面,本文所提策略可以减小SOH较差的储能单元的动作深度,提高各储能单元电池SOH的一致性,增加储能电站电池的整体使用寿命。
结合CNN与软共享机制的综合能源系统多元负荷预测
综合能源系统可有效提升能源利用效率、减少碳排放,而精准的负荷预测是其开展运行调度和能源管控的重要前提。为实现更高的负荷预测精度,提出了一种新的多元负荷耦合预测模型,该模型以卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)为核心,融合多门混合专家(multi-gate mixture of experts,MMoE)模型和长短期记忆(long short-term memory,LSTM)神经网络模型,通过与软共享机制多任务学习有机结合,实现了冷热电负荷关系的深入耦合,显著提升了多元负荷的预测精度。结果表明,提出的CNN-MMoE-LSTM多元负荷耦合预测模型可进一步提高多元负荷的联合预测精度,电、热和冷负荷的均方根误差相比基于多门混合专家模型的长短期记忆神经网络模型(MMoE-LSTM)分别降低了5.86%、5.98%和2.67%。
海陆过渡相页岩储层特征及含气赋存机理——基于与海相页岩储层对比的认识
中国海陆过渡相页岩储层分布广泛,但至今未取得较大的勘探突破。详细调查和分析了海陆过渡相页岩储层特征和含气赋存机理,并展望了海陆过渡相页岩气的研究方向,旨在明确海陆过渡相页岩气成藏机理,以期为有利层段优选提供理论支持。海陆过渡相泥页岩储层具有单层厚度薄、岩性变化快、干酪根类型差等特点。由于有机质纳米级孔数量少,储集空间以黏土矿物孔缝为主。富有机质海相页岩实际解吸气量与理论含气量基本一致,但海陆过渡相页岩实际含气量远低于理论含气量,主要机制为砂泥煤"三明治"空间结构致使大部分天然气高效排出以及高含水饱和度致使游离气储集空间不足。与海相页岩气赋存状态不同,海陆过渡相页岩气以吸附气为主,游离气普遍较低,优势岩相类型为高TOC、高硅质/钙质页岩。海陆过渡相特别是潮坪-潟湖相地层中纵向上发育多层含菱铁矿层、横向上连续分布,在含菱铁矿泥岩内部易形成页岩气"微圈闭"储存气体,且菱铁质泥页岩低孔低渗和高突破压力的特性致使其具有强封闭性,可在页岩内部实现局部超压富集,这为海陆过渡相页岩气垂向有利层段优选和勘探突破提供新的研究视角。今后的研究应加强海陆过渡相系统性沉积学研究,进一步揭示页岩气的赋存状态及动态转化,优化有利层段评价体系以及探索砂泥煤"三气"合采的可行性。
基于麻雀搜索算法的微电网分层优化调度
为综合考虑微电网供给侧和需求侧的利益,建立了微电网分层优化模型;上层以净负荷成本和用电满意度为目标优化负荷曲线,下层以运行成本和环境成本为目标优化各单元出力,并选择麻雀搜索算法(SSA)求解这类复杂优化问题。针对SSA易陷入局部最优的问题,提出一种改进麻雀搜索算法(ISSA),改进了发现者搜索方式,引入了变异、贪婪策略;并且加入非支配排序和轮盘赌法将ISSA改进为多目标算法。算例结果表明可转移负荷占比为10%时能够协调微电网供需两侧的利益;对比ISSA与SSA、粒子群算法(PSO)、鸡群算法(CSO)和灰狼算法(GWO)的迭代结果,证明ISSA具有良好的寻优效果和稳定性。
基于分子模拟的纳米孔内甲烷吸附与扩散特征
页岩气是目前非常规油气研究热点,加强甲烷渗流机理研究对页岩气藏开发具有重要意义。基于分子动力学模拟甲烷分子在纳米孔隙中的流动行为,构建了狭缝孔隙模型,并在此基础上分析孔径、压力、矿物种类和孔隙含水量对甲烷分子扩散能力的影响,讨论了天然气在微观多孔介质中的扩散规律。研究表明,甲烷分子在温度升高和孔径增大时扩散加快,而在压力增大时扩散变缓。孔隙壁面的矿物类型对甲烷分子的扩散有显著影响,在有机质、石英和高岭石中扩散系数依次减小。石墨烯构成的有机质孔隙对甲烷的吸附能力大于无机孔隙,主要是因为石墨烯特有的结构和光滑的表面对甲烷分子的扩散有促进作用。水分子对甲烷分子的扩散起抑制作用,甲烷的扩散系数随含水量的增加逐步下降,在有机孔隙中水分子以团簇的形式阻碍甲烷分子的扩散,而无机孔隙中水分子则以“水膜”的形式吸附在孔隙壁表面。当无机矿物孔隙内水含量过高(ρ_w≥50%)时,孔隙内的水分子会聚集形成 “水桥”,导致无机孔隙内甲烷的扩散系数低于有机孔隙。
固体充填采煤沿空留巷围岩稳定性控制研究
以济宁三号煤矿63下04(南)-2运矸巷沿空留巷为工程背景,提出固体充填采煤沿空留巷上覆岩层协同控制系统的概念,分析了上覆岩层协同控制系统各要素的支护特性;以顶板允许下沉量及采煤成本等指标为依据,采用FLAC~(3D)确定了影响巷道围岩稳定性的3个因素的参数值,也即在充填工作面充实率需达到80%,矸石带强度需达到4 MPa,矸石带宽高比需达到1∶1的条件下,可保障巷道的稳定控制;同时结合济宁三号矿具体地质条件,给出了沿空巷道加固支护方案。现场工业性试验表明:该技术的实施下沿空巷道顶底板移近量最大300 mm,两帮移近量最大240 mm,沿空巷道维护效果良好。
基于电压跌落安全需求的直流微电网多端协同支撑技术
量化直流电压稳定判据,在多端换流器协同下完成暂态电压支撑是直流微电网稳定运行的关键。根据直流微电网运行特性,分析功率波动、直流故障下系统运行点变化轨迹,获得系统具备暂态恢复能力下的直流电压跌落安全区间。基于直流微电网须遵循的等电量原则,根据电压跌落安全区间,计算系统允许放电电量,从而得到直流微电网量化稳定判据。在此基础上,利用交流主网、蓄电池、风机侧换流器的控制潜力,提出直流微电网的多端协同支撑技术,通过释放附加电量满足直流微电网在不同扰动下差异化的电压跌落安全需求,提升系统的暂态稳定裕度。搭建5端直流微电网仿真系统,验证所提控制策略对于直流电压的暂态支撑效果。
基于ADPSS新一代仿真平台的大规模交直流电网数模混合仿真
我国电网已成为世界上运行特性最复杂、控制难度最大的电网,基于ADPSS新一代仿真平台构建大规模交直流电网数模混合仿真系统,开展直流控制保护闭环仿真试验研究及进行交直流相互影响的分析工作,对提高直流输电系统及交流电网正常、故障、异常运行工况条件下主要电气量以及相关运行数据的仿真分析水平,有十分重要的现实意义。该文介绍了该项技术的详细方案和实现方法,并通过西北全网带7回直流控制保护装置的数模混合仿真案例验证了所提方法的正确性。
考虑电网阻抗耦合的模块化多电平换流器交直流侧阻抗通用计算方法
以模块化多电平换流器(modular multilevel converter, MMC)为技术路线的柔性直流输电技术在风电接入、电网异步互联等领域迅速发展。MMC的阻抗建模是分析柔性直流输电系统振荡起源的重要依据。文中分析MMC在交、直流侧激励下的谐波传递机制,建立一种适用于交、直流侧阻抗计算的通用方法。对一次系统频域建模关联了MMC所连接的交、直流侧网络阻抗,并考虑包含解耦双同步参考坐标系锁相环及负序内环控制在内的全部控制模块。通过求解线性方程组对MMC阻抗进行计算,并在PSCAD/EMTDC环境中对双端背靠背MMC系统在多种工况下1~5kHz频段内进行扫频,验证该方法的准确性,并详细分析网络阻抗耦合、控制链路延时、功率等级、负序内环和外环控制等因素对MMC阻抗的影响。
基于小波和灰色关联度的消除负频率干涉方法
对于机械振动与故障诊断领域中常见的低频滚振等信号,负频率干涉是影响其频谱分析校正精度的重要因素。为消除负频率干涉,提出了一种基于小波变换和灰色关联度的极低频信号频率分析校正新方法。首先将原信号构造为标准参考序列,然后对原信号进行一维小波变换,得到以变换尺度和采样点数为行数和列数的信号分量矩阵,计算变换后的信号分量矩阵中各行分量与标准参考序列之间的灰色关联度,得到灰色关联序列。由于负频率干涉分量的灰色关联度系数较小,可视为信号中的"无用成分"。以灰色关联度系数平均值作为阈值,将小于阈值的负频率干涉分量剔除,最后对剩余信号分量重构恢复出已消除负频率干涉后的原信号。仿真实验和工程实例验证均表明了所提方法的有效性。
考虑储能备用的电动汽车负荷连续追踪弃风曲线优化模型
在大力推动高比例可再生能源并网的背景下,风电的强随机波动特征导致的大量弃风问题给电力系统的经济可靠运行带来了挑战,而电动汽车、储能等作为需求侧的灵活性资源参与曲线追踪交易为弃风问题带来了解决方案。首先,分析了电动汽车消纳风电的可行性;然后,对电动汽车聚合负荷消纳风电的交易模式进行了梳理,聚焦连续曲线追踪交易,在充分考虑电动汽车聚合的物理经济约束下建立了混合整数线性规划模型以求解聚合调用方案。由于电动汽车的移动储能能力与追踪效果有限,引入储能系统进行联合优化,采用逐步搜索法在降低聚合成本的同时,得到储能的最优容量与功率配置以及同时优化物理弃风电量与经济成本的聚合方案。算例分析结果表明:考虑储能备用的聚合方法能够提高风电曲线的追踪精度,减小聚合成本,验证了所建模型在连续曲线追踪中的可行性与适用性,可为曲线追踪交易市场的完善与新型电力系统的建设提供借鉴。
玛曲高寒草甸地表辐射与能量收支的季节变化
利用中国科学院黄河源区气候与环境综合观测研究站2010年观测资料,分析了玛曲高寒草甸地表辐射与能量收支的季节特征。结果表明:玛曲高寒草甸入射太阳辐射与净辐射年累积量分别为6482.2和2577.2MJ·m~(-2)·a~(-1);年平均地表反照率为0.25,生长期平均地表反照率为0.22;全年入射太阳辐射的38%转换为地表长波辐射,明显高于低海拔地区的草地;净辐射占入射太阳辐射的38%,低于全球以及低海拔地区的草地;在冻结期,感热通量占净辐射的93%,在生长期,潜热通量占净辐射的62%。
一种新型多电平逆变器拓扑及调制策略研究
提出一种新型不对称的双向多电平逆变器,通过10个开关器件以及4个直流电压源在输出端产生17个电平,用较少的开关数量得到较多的电平,有利于提高电压波形质量,降低开关损耗。与其他同类型逆变器相比,在输出相同电平数下,该拓扑开关电压应力更低,更具有优势,降低了逆变器成本。最后用Matlab对系统进行仿真,搭建实验平台进行实验,所得结果验证了所提拓扑及调制策略在理论上的正确性。
模块化多电平高压直挂电池储能系统
基于模块化多电平变换器(MMC)的高压直挂电池储能系统(MMC-BESS)将海量电芯分散到众多功率子模块中进行分割管控,能够克服电芯参数不一致、电池管理系统等对单机容量的限制。分析了MMC-BESS的拓扑结构、工作原理及其子模块直流侧固有的脉动电流成分,进而解析出在电池与功率子模块间引入LC无源滤波器参数对电池电流和直流侧电压成分的影响。电池和滤波电感支路接入后使得MMC-BESS相间环流产生的机理不同于传统的MMC,从理论上推导出环流与桥臂电抗和LC无源滤波器之间的耦合关系,进而提出了一种桥臂电抗和LC无源滤波器的参数设计方法。在MATLAB/Simulink中搭建了35 kV/100 MW/ 100 MW·h的MMC-BESS,仿真结果验证了所提关键参数的设计方法及其对环流影响规律的正确性。
鄱阳湖-乐安河湿地水土环境中重金属污染的时空分布特征
选取流域两岸富含有色金属矿产资源的乐安河及至鄱阳湖段的典型湿地区域,分别于2012年4月(平水期)、 8月(丰水期)、 11月(枯水期)等不同时段采集不同样点底泥、 表土、 上覆水等环境样品,监测分析重金属Cu、 Pb、 Cd的含量,并借助统计分析方法识别乐安河湿地重金属污染的时空分布特征及其来源. 结果表明,乐安河流域各样点的重金属Cu含量最高,且各样点重金属的含量值均表现为Cu>Cd>Pb. 以丰水期的重金属污染最严重,平水期次之,枯水期的重金属污染最轻. 重金属Cu含量的高值区出现在乐安河上游; 而重金属Pb含量的高值区出现在乐安河下游及入湖区域; 重金属Cd的高值区出现在乐安河中游. 表征重金属Cu污染的主成分贡献率为36.99%,表征重金属Cd的主成分贡献率为30.12%. 底泥Cu和上覆水Cu、 河滩表土Cu含量具有较强的相关性; 底泥Cd和表土Cd的含量也表现出强相关性. 以上结果反映出水体、 底泥和土壤中的Cu污染或Cd污染的来源具有一致性,主要来源于矿山开采排放的重金属酸性污废水; 而其余组分间的相关性则表现不甚明显,反映出不同污染物的来源存在一定的差异性.
喀斯特峰丛洼地4种典型植物蒸腾作用及其影响因素
[目的]对广西壮族自治区喀斯特峰丛洼地4种典型植物(甘蔗、五节芒、灰毛浆果楝和青冈)蒸腾作用及其影响因素进行研究,为进一步开展区域植被生态需水研究提供科学依据。[方法]于2015年4月至2016年1月对4种主要植物群落不同季节蒸腾速率(T_r)、叶面积指数(LAI)和相关环境因子开展现场观测。[结果]4种植物T_r夏季与春、秋、冬3季呈极显著差异(p<0.01),不同植物类型其T_r也存在差异,其中,甘蔗T_r的季节变化为96.55~197.42 g/(m~2·h),五节芒为95.26~169.13 g/(m~2·h),灰毛浆果楝为97.20~239.11 g/(m~2·h),青冈四季T_r为81.65~124.42 g/(m~2·h)。4种植物T_r均与空气温度(T_a)呈极显著(p<0.01)或显著正相关关系(p<0.05),与土壤含水率(SWC),LAI,土壤容重(ρ_b),空气相对湿度(RH)呈显著或极显著相关关系。SWC和T_a对甘蔗T_r起主导作用,是主要决策变量;T_a是五节芒T_r的主要决策变量;SWC和ρ_b是灰毛浆果楝T_r的主要影响因子;LAI,SWC和T_a是青冈T_r的主要影响因子。[结论]研究区域4种典型植物蒸腾作用存在差异,且均呈季节性变化趋势,不同植物T_r影响因素不同,可通过人工诱导水、光、热等环境因子进而合理调控植被生态需水。
自动避障式葡萄藤防寒土清土机研制
针对目前葡萄藤防寒土清土机自动化程度低、清土不彻底和易伤藤等问题,该研究基于多体动力学软件RecurDyn和离散元软件EDEM耦合仿真的方法,面向中国北方砂壤土地区葡萄园内的葡萄藤防寒土清除,提出采用柔性刷子与橡胶组合的清土作业部件,并设计了一种自动避障式葡萄藤防寒土清土机,主要由机架、避障摆动机构、避障信号采集机构、控制器、清土部件、挡土板、传动部件和限深轮等部分组成,在机具前进作业过程中,通过触杆感知自动避开水泥柱,并将葡萄藤上覆盖的防寒土清除干净。采用耦合仿真试验,模拟整机避障清土的作业过程,以机具前进速度、避障油缸速度、清土部件转速和触杆转动角度阈值为试验因素,以土壤清除率为试验指标,进行四因素二次回归正交旋转中心组合模拟试验,采用Design-Expert软件对试验数据进行回归显著性分析,确定了对试验结果影响显著的因素,以土壤清除率最大为优化目标,获得了机具的最佳作业参数组合:机具前进速度0.43 m/s、避障油缸速度60 mm/s、清土部件转速550 r/min、触杆转动角度阈值10°,此时仿真优化的土壤清除率为54.65%。加工物理样机并进行田间验证试验,得到田间试验的土壤清除率为59.73%,与仿真试验的土壤清除率相对误差约为8.50%,田间试验结果与仿真优化结果基本一致,满足自动避障式葡萄藤防寒土清土作业要求。研究结果可为触土机具避障机构的整体设计及优化提供理论依据和技术支撑。
基于CT扫描技术的低渗油藏水敏效应后微观孔隙结构特征
为了研究水敏效应对低渗油藏微观孔隙结构特征的影响,将CT在线扫描技术和岩心驱替实验相结合,开展了低渗油藏不同渗透率岩心水敏性评价实验,对水敏过程中孔、喉半径分布特征、配位数、孔隙变化特征、物性参数变化及对储层渗流能力的影响进行了实验研究,并绘制了水敏前后极限注采井距对比图版。结果表明,随着渗透率降低,水敏效应对孔隙、喉道伤害程度越大、平均孔喉配位数减少越多。两者共同作用是造成储层启动压力梯度增加的主要原因;水敏效应对储层喉道伤害程度远大于对孔隙伤害程度;水敏效应造成黏土膨胀、颗粒运移几乎发生在所有孔隙中,但对岩心整体孔隙结构和分布特征影响不大。通过极限注采井距可知,水敏效应造成新沟嘴组低渗油藏极限注采井距减少了153 m,需要通过加密井来调整注采井距,改善注水波及范围。该研究结果对长期注水的水敏性低渗储层开发调整具有现场指导意义。