考虑快速变负荷和灵活性供需匹配的耦合系统优化调度

可再生能源与快速变负荷改造的火电机组在同一并网点对外形成耦合系统,是提升沙漠、戈壁、荒漠等灵活性发电资源缺乏而可再生能源比例较高地区灵活性的有效手段。为了挖掘火电机组改造后的耦合系统经济性与灵活性,文中提出一种风光火耦合系统多目标优化调度方法。首先,根据实际测算的火电机组灵活性改造后的运行煤耗数据,拟合了机组爬坡过程的煤耗计算公式,并分析了火电快速变负荷能力提高对耦合系统经济性和灵活性的影响。在此基础上,将日综合运行收益与灵活性供需匹配度作为目标函数,考虑包括阶梯式爬坡率在内的系统运行约束,构建多目标优化调度模型。通过在优化算法中使用分组关联多项式变异算子,提高了算法对维度较高、约束较复杂的电力系统多目标优化调度问题的求解能力。最后,以某地区耦合系统为例进行了优化调度仿真。结果表明,文中所述方法能够获得综合经济性与灵活性相对更优的耦合系统优化调度方案。

面向季节性短时高峰负荷的虚拟配电馈线功能架构及协同配置

传统线路增容方式面对季节性短时高峰负荷时存在线路整体利用率低、紧急功率支撑能力差等问题。因此,文中以功能虚拟化为核心,研究了传统配电馈线与储能元件融合的虚拟配电馈线功能架构,利用双端储能元件搭建虚拟电能传输通道,以应对季节性短时高峰负荷、延缓传统线路增容改造工程,并在非高峰时期提供紧急功率支撑和辅助服务功能,提高储能元件整体利用率。为充分挖掘虚拟配电馈线的灵活传输和紧急功率支撑潜力,提出了配电网线路增容优化配置模型,在保证经济性和满足高峰负荷需求的前提下,优化虚拟配电馈线储能配置。算例研究表明,虚拟配电馈线能够有效延缓传统线路增容改造工程、应对季节性短时高峰负荷;对于线路负荷增长较稳定、线路长度较长和设计延缓增容年限较短的配电区域,虚拟配电馈线的优势更加凸显。

BIM协同多源异构数据辅助高校建筑施工进度监测研究

为了优化高校建筑施工进度监测效果,确保施工按照预定计划进行,利用建筑信息模型(BIM)协同多源异构数据开展高校建筑施工进度监测。利用三维激光扫描技术采集工程施工现场信息数据,基于多源异构数据融合建立施工现场三维模型,并集成BIM技术与多源异构数据融合模型,对比实际施工进度与模型中计划进度,计算施工进度偏差。结果显示,工程施工进度偏差率最高不超过2.0%,该方法在监测控制施工进度方面表现出优异的准确性和稳定性。

高校体育馆大跨度钢结构施工与监测关键技术

为控制大跨度复杂钢结构应力和变形,提高施工精度,以辽宁省抚顺市某高校体育馆为研究对象,在分析大跨度钢结构的施工关键技术基础上,采用内环梁分段安装、主拱肋采用整根吊装的施工方案。起重设备为1 250 t履带吊,引入施工无线监测系统对结构内力和变形进行监测。系统主要由无线传感器子系统、实时数据采集子系统、无线网络传输子系统和移动终端数据处理及预警子系统组成。结果表明,引入的施工无线监测可实现施工阶段关键构件结构内力、变形和温度的实时远程监测;主拱肋应力随着时间呈现剧烈的变动,整体规律为先增加后降低再趋于稳定,主拱肋的位移呈现先增加后趋于稳定的变化趋势,最大应力为4.9 MPa,最大位移值为9.2 mm。

基于邻域保持嵌入⁃主成分分析的配电变压器合闸涌流波形特征检测

为有效检测配电变压器合闸涌流的波形特征,区分合闸时励磁涌流和故障电流,本文提出了一种基于邻域保持嵌入(NPE)和主成分分析(PCA)的变压器合闸涌流检测方法。该方法可对数据全局和局部特征信息进行检测及处理,首先利用NPE-PCA算法将电流数据降到二维空间,然后通过对二维空间数据拟合得到拟合误差σ,通过比较拟合误差σ与给定阈值的关系来识别合闸时励磁涌流。最后在ATP/EMTP平台搭建模型对所提出的合闸涌流波形特征检测方法进行测试,仿真结果表明本文所提NPE-PCA涌流波形检测算法能有效识别变压器合闸涌流波形特征,与二次谐波算法对比分析表明本文算法性能更优。

面向多元负荷和优质供电的虚拟增容配电变压器:概念、应用与展望

随着海量分布式新能源、柔性负荷、储能接入配电网,配电变压器在增强配电网多元负荷适应性及供电质量等方面将面临更严峻的挑战。为系统地梳理现有配电变压器在技术性、经济性等方面的优劣和异同,该文总结了其拓扑结构、关键技术、应用场景及局限性。在考虑储能技术规模化应用的基础上,以现有配电变压器配合储能为硬件基础,提出对现有配电变压器进行“虚拟增容”的新概念——虚拟增容配电变压器,以探索传统配电变压器与储能元件信息物理融合的新模式、新场景。该文对虚拟增容配电变压器的概念进行了定义,并阐述了其拓扑结构与功能架构,进而探讨了虚拟增容配电变压器的应用场景与关键实现技术,以期为我国智能配电变压器的发展与研究提供新思路。

基于“景观-植被-土壤”框架的海岛生态系统遥感评价——以辽宁长海县为例

随着人类开发利用的日趋剧烈,海岛生态系统正承受着多重压力。全面准确地评估海岛生态系统是开展海岛保护与管理工作的基础,但这同时也对本底数据提出了更高的要求。由于海岛自身明显的空间隔离性和复杂的地形条件,现场调查难度大、成本高,本底数据获取困难。遥感技术的快速发展为海岛生态评估提供了丰富的数据来源,如何基于遥感数据全面准确地评估海岛生态系统亟待探索。本研究以辽宁长海县18个有居民海岛为研究对象,精细刻画了包含10大类、27小类的海岛地表覆盖体系,充分挖掘遥感影像生态意义,并构建了一套涵盖海岛景观、植被与土壤三方面要素的海岛遥感生态指数(Island Remote Sensing Ecological Index,IRSEI),以期通过遥感数据替代现场调查,实现海岛生态评估工作的成本降低和过程简化。在30 m×30 m网格尺度与海岛尺度计算三类遥感生态指数与IRSEI,并与海岛地理参数进行相关性分析。结果表明:网格尺度上,海拔、坡度、距岸线距离对IRSEI具有正相关性,其中海拔与坡度对结果的贡献度高;海岛尺度上,海岛离岸距离对IRSEI具有正相关性。本研究验证了IRSEI对于评估海岛生态系统的全面性、准确性及其在不同尺度上的空间显示性,可推广至不同区域、多时空尺度的海岛生态系统研究中。

庙岛群岛北五岛景观格局特征及其生态效应

海岛由于自然特征的空间差异、人类活动的日益增强以及生态系统的脆弱性,其景观格局空间分异性明显且生态效应趋于复杂。以庙岛群岛北五岛为研究区,基于现场调查和3S技术,从景观尺度、海岛尺度和区块尺度分析海岛景观格局空间特征,进而探讨景观格局与净初级生产力(NPP)、植物多样性和土壤性质的关系。结果显示:(1)不同尺度景观格局均表现出了空间差异。景观尺度上,针叶林、阔叶林和草地3类植被景观面积最大,斑块密度、边缘密度和平均形状指数总体较高,建筑用地也具有较大规模,其斑块密度较高,平均形状指数处于最低值,裸地也具有一定规模,其各项景观指标处于中间位置;海岛尺度上,随着海岛面积、人口和GDP的增加,斑块密度和人为干扰指数均明显增大;区块尺度上,斑块密度、边缘密度和平均形状指数与海拔呈显著正相关,人为干扰指数与海拔和坡度均呈显著负相关。海岛面积、地形和人类活动分别是北五岛景观格局的基本因子、重要限制因子和直接驱动因子。(2)海岛景观格局的生态效应与尺度密切相关。景观尺度上,各项生态效应指标在不同景观类型上均具有显著差异,海岛尺度上的生态效应指标对景观格局的响应不甚灵敏;区块尺度上,生态效应指标与景观格局指数表现出了显著的简单相关性和偏相关性,但二者结果具有差异。NPP和土壤水分主要受到景观类型和植被生长状况的影响,多样性和土壤养分同时受到景观类型和景观格局破碎度、边缘效应的影响,人为活动强度的增大地带来了各项生态效应指标的降低。控制建设规模、优化景观布局与改进开发利用方式是维系海岛生态系统稳定性的重要措施。

海岛生态脆弱性的内涵、特征及成因探析

海岛生态系统拥有明显且独特的脆弱性,对海岛的生态环境和社会经济构成威胁。准确把握和有效控制海岛生态脆弱性是维护海岛生态系统、合理开发利用海岛的根本前提,一套科学、统一且针对性强的概念体系是海岛生态脆弱性研究的基础。参考相关研究,以海岛生态系统的特殊性为基点,以我国海岛为侧重点,通过梳理和分析大量海岛典型案例,提出并探析海岛生态脆弱性的内涵、特征和成因。海岛生态脆弱性是在独特的自身条件和复杂的系统干扰下海岛生态系统表现出的易受损性和难恢复性,具备长期性、分异性和可调控性的特征;特殊的地理位置、有限的规模大小和明显的空间隔离使得海岛生态系统具有明显的海陆二相性、资源短缺性和独立完整性,与不同类型、不同程度的自然扰动和人为干扰相互作用,形成并加剧海岛生态脆弱性。概念体系的建立能够为海岛生态脆弱性的深入分析与合理调控提供切实依据。

近30年来黄河三角洲植被净初级生产力时空特征及主要影响因素

我国拥有丰富的海岸带蓝色碳汇,准确把握海岸带蓝碳生态系统净初级生产力(NPP)状况,辨识不同人为干扰下蓝碳生态系统NPP的时空分布特征具有重要意义。以黄河三角洲为研究区,以近30a(1987年、1995年、2005年、2016—2017年)为时间尺度,通过遥感手段和现场调查,对黄河三角洲NPP时空变化特征及其主要影响因素进行研究。结果显示:(1)近30年来研究区NPP均值和总量呈现先下降又略微增长的特征,2016—2017年度NPP平均值为294.38g C m^(-2)a^(-1),总量为710.05Gg C/a,表现出显著的季节差异。(2)研究区NPP在各行政区、保护区和地表覆盖类型中均表现出了明显的空间分异性;2016—2017年度NPP分区结果显示,不同分区面积由大到小依次为中生产力区(49.5%)、低生产力区(38.3%)和高生产力区(12.1%)。(3)研究区NPP的时空分异性是地表覆盖类型和植被生长状况共同影响的结果,海陆交互作用、开发利用活动和近年来的生态建设是NPP时空变化的主要影响因素。(4)湿地植被和农田是研究区碳汇的主要贡献者,20世纪90年代以来二者NPP均值逐渐上升,在2016—2016年度分别达570.28g C m^(-2)a^(-1)和335.92g C m^(-2)a^(-1);近30年来,湿地植被NPP总量逐渐减少,农田NPP总量则逐渐增加。湿地植被是海岸带蓝碳的典型载体,农田作为位于滨海地区、由湿地植被转化而来、本身具有较高固碳能力和潜力的碳汇类型,可作为海岸带蓝碳的重要补充。

庙岛群岛南五岛生态系统净初级生产力空间分布及其影响因子

净初级生产力(NPP)估算对于海岛碳源/汇研究具有重要意义。以庙岛群岛南五岛为例,结合CASA模型和区域特征构建NPP估算模型,借助RS和GIS技术进行NPP估算,进而分析南五岛NPP空间分布特征及其影响因子。结果表明:南五岛NPP总量为11043.52 t C/a,平均密度为340.19 g C m^(-2)a^(-1),处于全国平均水平,高于同纬度的西部地区,低于东部沿海大陆地区;夏季NPP总量占全年的80%左右,春季和秋季分别占11%和7%,冬季仅占1.3%;不同海岛的NPP平均密度由大到小依次为大黑山岛、北长山岛、庙岛、南长山岛和小黑山岛,各岛NPP平均密度与建设用地比例呈明显负相关;不同地表覆盖类型的NPP平均密度由大到小依次为阔叶林、针叶林、农田、草地、建设用地和裸地,林地具有较高的NPP值,说明南五岛的人工林建设具有重要生态作用;NDVI和地表覆盖类型是NPP最主要的影响参数,地形参数通过影响NDVI和地表覆盖类型间接作用于NPP结果;NPP与土壤p H、有效磷、全磷、全钾呈显著负相关,与全氮、总碳、总有机碳呈显著正相关,与含水量、速效钾和含盐量之间相关关系不明显。

计及需求响应的风-光-火耦合系统优化调度

北方地区普遍存在风电、火电和光伏机组处于同一并网点集成耦合系统的场景。在该场景下考虑负荷的需求响应,可以有效缓解火电调峰压力,使耦合系统更好地响应上级电网的调度指令。本文首先研究传统火电机组模型,考虑了不同时间尺度下爬坡率随负荷大小改变的机组运行特性,并针对耦合系统整体参与辅助调峰服务的场景建立了切负荷和平移负荷的需求响应模型;其次分析了考虑需求响应对耦合系统调度策略与综合运行效益的影响,构建了耦合系统双层优化调度模型;算例结果表明,计及需求响应可以更充分地利用火电与新能源的特性和优势,提升耦合系统综合运行效益。

海岛生态系统承载力空间分异性评估——以庙岛群岛南部岛群为例

构建了一套能够反映陆海双重特征及其空间分异性的海岛生态系统承载力评估模型,以庙岛群岛南部岛群为研究区开展应用.结果显示:研究区生态系统总体上处于轻度超载状态,其中岛陆子系统为轻度超载,环岛近海子系统为临界超载.不同海岛中,南长山岛、北长山岛和庙岛为轻度超载,小黑山岛和大黑山岛为临界超载,其他5个海岛为可载.空间分布上,海岛生态系统承载力表现出了显著的异质性特征,不同承载力等级分区面积由大到小依次为临界超载区、轻度超载区、可载区、中度超载区和重度超载区.控制建设规模、优化开发布局、改进利用方式以及开展合理的生态建设,是提升海岛生态系统承载力的重要途径.

南长山岛草本植物多样性及影响因子

由于特殊的地理位置和有限的规模大小,海岛生态系统具有明显的脆弱性特征,植物多样性对维护海岛生态系统稳定具有基础性作用.以山东南长山岛草本植物为研究对象,在现场调查的基础上,分析多样性及其空间分布,通过CCA排序和方差分析,辨识地形、土壤、人工林和海洋因子对草本植物多样性的影响.结果显示:(1)调查记录南长山岛草本植物85种,各样地Shannonwiener指数和Pielou指数平均值分别为2.16和0.838,相邻环境梯度区间的Jaccard指数均小于0.5;(2)不同样地Shannon-wiener指数和Pielou指数由林缘至林内均呈降低趋势,且在土壤pH、含水率、全磷、全钾较低以及海拔较高的位置总体较高;在海拔较高和坡度较小的区域,相邻梯度区间的Jaccard指数总体较低;(3)地形、土壤和人工林均对南长山岛草本植物多样性具有显著影响,其中海拔、全磷和距林缘距离是最主要的影响因子.

基于频域滤波的间谐波在线检测算法

在线实时检测谐波、间谐波的幅值和相位等参数是改善电网电能质量的基础,而在线检测技术的关键是计算速度和精度。针对基波和谐波对间谐波频谱泄漏的影响,提出一种基于频域滤波的间谐波在线检测算法。该算法将信号分为基波、谐波与间谐波,先采用双峰谱线修正算法计算出谐波及基波参数,并在频域将谐波以及基波信号滤除,消除其对间谐波的频谱干扰后,再进行间谐波检测。该算法在保证测量精度的基础上,只需计算1次FFT(fast Fourie transform),显著降低了算法所需的计算量,易于在电能质量实时在线监测装置中应用。在Matlab中比较了不同采样周期下的普通双峰谱线修正算法、基于时域和频域滤波的改进算法,验证了所提出算法的精度和计算速度。

基于森林健康视角的北长山岛人工林生物量

以山东省长岛县北长山岛为研究区,通过现场调查、数学模型和3S技术,分析人工林生物量的总量(全部生物量)、存量(活树生物量)、失量(死树生物量)和存量失量比,并探讨生物量的影响因子.结果显示:(1)北长山岛人工林生物量总量共5.88万t,均值为145.8t/hm2,高于全国和山东省的平均水平;生物量存量共3.79万t,失量共2.09万t,其均值分别为93.9t/hm2和51.9t/hm2,森林健康问题已经成为影响北长山岛人工林生物量的重要因素.(2)随着林分密度的增加,生物量总量和存量呈现先上升后下降的趋势,失量持续上升,存量失量比则不断下降;随着胸径的增大,黑松的存量失量比逐渐减小,刺槐则相反;NDVI与生物量总量、存量和存量失量比呈显著正相关,与失量呈显著负相关.(3)存量失量比与坡向、土壤含水率、全磷和总氮呈显著正相关,与海拔、坡度、含盐量和全钾呈显著负相关,与坡位、p H值和总碳关系不明显.

苯酚-硫酸法测定南瓜籽多糖含量的条件优化

对苯酚-硫酸法测定南瓜籽多糖含量的条件进行探讨,研究在苯酚-硫酸法中吸收波长、浓硫酸用量、苯酚用量、显色温度和显色时间等因素对显色结果的影响,并对该法的精密度、加标回收率等进行研究。结果表明,优化后的测定条件为显色波长486nm、6%苯酚的用量1.0mL、浓硫酸用量5.0mL、30℃水浴30min。该条件下,平均加样回收率为100.75%,相对标准偏差(RSD)为0.83%。证明苯酚-硫酸法是测定南瓜籽多糖含量的一种稳定性好、回收率高的简便方法。

主动配电网储能应用新形态:虚拟配电变压器与馈线

虚拟配电变压器与虚拟配电馈线将传统配电变压器、配电馈线分别与可控型电力电子变换电路及串并联储能单元有机结合,是探索储能融合发展新场景、构建清洁低碳和安全高效的配电网、实现分布式可再生能源多区域高比例消纳的重要手段。以配电网设备“功能虚拟化”为核心思想,文中对虚拟配电变压器与虚拟配电馈线的概念进行了定义,并阐述了其功能架构。在此基础上,总结国内外相关研究现状及工程实践情况,探讨了虚拟配电变压器与虚拟配电馈线的关键技术,并对未来的研究方向进行了展望,希望对虚拟配电变压器与虚拟配电馈线未来的研究和应用提供有益的参考。

北长山岛人工林健康状况评价

人工林对维护海岛生态系统稳定性具有重要意义,但由于恶劣的环境条件和频繁的自然灾害,海岛人工林健康状况受到较大威胁。以山东省长岛县北长山岛为研究区,在现场调查的基础上,结合GIS技术,评价其人工林健康状况。结果显示:(1)北长山岛树木总体死亡率达31.4%,黑松和刺槐是人工林建群种,二者死亡率分别为33.5%和29.8%,北长山岛人工林健康状况已经面临严重问题。(2)树木死亡率随着林分密度的增加总体呈上升趋势;随着胸径的增大,黑松死亡率总体上升,刺槐则逐渐减小;海拔、坡向、坡位对树木死亡率没有显著影响,坡度与死亡率呈显著正相关;(3)风电场对海岛人工林健康状况未见直接影响。

基于改良模糊综合评价法的城市湖泊水环境质量分析——以南京玄武湖为例

城市湖泊对于城市而言具有重要的生态意义,但随着城市的发展,城市湖泊受到的水环境压力日益增大.基于模糊综合评价法,摒弃传统方法中依据"隶属度最大原则"的结果分析方法,根据水质对各等级的隶属特征,将水质分为"单一突出型"和"非单一突出型",以南京市玄武湖为例,共选取14项参数,对其2006年～2010年的水环境状况及变化趋势进行分析.结果显示:2006年～2010年,玄武湖水质类型除2008年为单一突出型,其余年份均为非单一突出型;水环境质量状况总体上较复杂,且水质呈逐年波动趋势;水质隶属度整体呈现"两边高、中间低"的特征,但该特征有着显著的"平均化"趋势.同综合污染指数法和传统模糊综合评价法相比,改良模糊综合评价法能够充分发挥模糊数学方法的优点,全面客观地反映水环境质量状况及变化趋势,可为城市湖泊的水环境整治提供有效依据.