2023年全球能源行业发展特点与未来展望

2023年,全球能源行业在调整重塑中渐进式复苏,总体上呈现出能源价格整体回落、能源供需基本平衡和能源转型稳妥推进的3个特征。介绍影响全球能源行业发展的主要原因,分析全球和中国的能源行业发展特点和展望,提出促进全球能源行业发展的建议。主要观点:(1)2023年,受地缘政治、气候变化、低碳转型和技术变革等多重因素的影响,全球能源行业的发展环境日趋复杂;(2)经历2022年地缘政治风险冲击,各国对能源安全的重视明显增强,对能源转型的认识更趋于理性;(3)中国统筹能源安全与转型发展,以构建新型能源体系为契机,在推动自身能源行业高质量发展的同时,也在积极促成全球能源合作和推动全球能源转型。

基于全变分展开的低剂量CT重建网络

针对CT迭代展开重建网络仅对数据保真项进行神经网络展开降低了重建网络计算性能的问题,通过对基于全变分的CT迭代重建算法进行神经网络展开,提出一种对数据保真项和全变分正则项全部进行神经网络展开的重建网络,从而改善了CT重建图像的视觉质量。首先,采用原始–对偶算法求解基于全变分的CT重建问题,得到易于神经网络展开的迭代重建算法。然后,对该迭代重建算法进行神经网络展开,尤其是对正则项部分的算法进行神经网络展开,得到迭代展开CT重建网络。在模拟的低剂量CT数据集上验证了该算法的有效性。实验结果表明,与6种低剂量CT重建算法相比,该算法在抑制低剂量CT图像噪声的同时,很好地保留了图像中的结构和细节纹理。重建图像的定量评价分析显示,该算法取得了良好的峰值信噪比和归一化均方误差指标值,验证了提出的低剂量CT重建算法具有较好的噪声抑制能力和较强的鲁棒性。

对辊式干辣椒脱帽装置设计与试验

针对辣椒机械化脱帽存在的辣椒损伤大、辣椒蒂去除不净等问题,结合辣椒物理力学特性及机械化加工要求,设计了一种对辊式干辣椒脱帽装置。该装置关键部件包括滚筒、脱帽辊和筛网3部分,采用旋转滚筒和回转辊轴的方式实现辣椒脱帽。通过对脱帽装置工作过程分析,确定了去除辣椒蒂的临界条件。借助辣椒受力及运动特征研究,确定了滚筒及脱帽辊的关键参数。滚筒直径为1.8 m、长度为6.0 m、转速为28.83 r/min,脱帽辊的直径为36.0 mm、间隙为0.5 mm、转速为134.21 r/min。通过对筛面利用系数分析,确定了筛分效率较高的方形筛网,且筛面利用系数为60.5%。通过Design-Expert 12软件进行试验设计及数据处理,明确了滚筒转速、脱帽辊转速对损伤率、脱净率的影响规律,并确定了较优参数组合,为辣椒机械化加工技术及装备研发提供理论依据。试验结果表明,该装置损伤率为0.6%,脱净率为98.8%,符合行业标准且满足辣椒机械加工要求。

用于微量生物样本检测的显微动态光散射系统研制

针对微量生物样品的粒径检测需求,提出了一种显微动态光散射测量系统。传统的动态光散射技术在微量生物样品检测中通常需要毫升级别的样品,这种大量样品消耗不适用于微量生物样品的检测。为解决这一问题,设计了一套融合普通显微镜和动态光散射技术的显微动态光散射系统。通过整合这两种技术,文章成功将测量样品的用量降低到几十微升的水平,实现了两个数量级的提升,从而显著减少了样品的消耗,满足了实验室对微量生物样品检测的需求。为验证该系统的可行性,对不同材质和尺寸的纳米颗粒以及生物外泌体样本进行了评估。实验结果显示,针对60nm的聚苯乙烯微球颗粒和208.6nm的外泌体颗粒的测量尺寸误差分别为1.5%和-3.4%,与实际尺寸吻合良好,证明了该系统在实际应用中的可行性。

榫卯灌浆钢管框架节点抗震性能试验研究

为探索建筑钢结构低能耗循环利用技术,研究方钢管柱-矩钢管梁采用榫卯连接、砂浆灌浆阻滑的钢框架节点的抗震性能。对榫卯灌浆节点及传统全焊接节点进行了低周往复荷载试验,对比分析其破坏形态、荷载-位移滞回曲线、延性系数以及极限承载力,并建立有限元分析模型,与试验结果进行对比。研究表明:榫卯灌浆节点在弹性阶段的承载力与全焊接节点相当,但榫卯灌浆节点的极限承载力高于全焊接节点,塑性发展平台更长;榫卯灌浆节点的破坏方式为砂浆磨损挤碎,钢构件损伤小;摩擦耗能效果好,滞回曲线饱满,且震后砂浆易修复。

广州市地下管线数据脱敏处理研究与应用

地下管线作为城市重要基础设施与“生命线”,承担城市正常运行和健康发展的重要职责。由于地下管线信息数据属于国家秘密,直接在政务外网、互联网等环境下应用都涉及数据保密和安全问题。为推进管线共享领域创新攻坚,广州市率先开展了地下管线数据脱敏试点工作,实现全市域9万公里地下管线数据脱敏和在线共享,标志着久攻不下的地下管线信息脱敏问题有了突破性进展,形成了可复制可推广的“广州经验”。

基于全变分正则项展开的迭代去噪网络

针对神经网络训练存在解释能力差以及不稳定问题,提出一种基于CP(Chambolle-Pock)算法求解的全变分(TV)正则项展开去噪网络(CPTV-Net),用于解决低剂量计算机断层扫描(LDCT)图像去噪问题。首先,向L1正则项模型引入TV约束项,以保留图像的结构信息;其次,采用CP算法对去噪模型进行求解并得出具体迭代步骤,保证算法的收敛性;最后,借助浅层卷积神经网络学习线性操作的原始对偶变量迭代公式,用神经网络计算模型的解,并通过收集网络参数优化合并数据。在模拟和真实LDCT数据集上的实验结果表明,与残差编码器-解码器卷积神经网络(REDCNN)、TED-Net(Transformer Encoder-decoder Dilation Network)等五种先进的去噪方法相比,CPTV-Net具有较优的峰值信噪比(PSNR)、结构相似度(SSIM)和视觉信息保真度(VIF)评估值,能生成去噪效果明显和细节保留最为完整的LDCT图像。

能源体系建设进入韧性时代——2023年《全球能源安全报告》主要观点

为探索全球能源安全形势的宏观评价体系,中国石油集团经济技术研究院建立了“RASA全球能源安全评价体系”,对从1970年以来的全球安全形势进行了定量评价。认为当前全球能源发展环境正经历深刻转变,四期叠加使能源安全风险更趋复杂难料;能源发展已进入韧性建设的新阶段,增加系统韧性维度使能源安全评价体系更加完善。建议以结构多元、能力充裕、调节灵活、协同高效为目标,构建具有强大韧性的全球能源安全保障体系。在结构多元方面,重点是推进传统能源与新能源多能互补;在能力充裕方面,先立后破,提升能源储备和系统备份能力;在调节灵活方面,重点是推进能源系统的市场化和智能化;在协同高效方面,增强全球能源治理体系,加强利益相关方的合作。

不同蓝莓品种幼苗氮素利用效率和适宜施氮水平分析

为筛选蓝莓(Vaccinium spp.)氮高效品种及探究不同蓝莓品种幼苗的适宜施氮水平,本研究以长江流域4个蓝莓主栽品种‘莱格西’(‘Legacy’)、‘绿宝石’(‘Emerald’)、‘优瑞卡’(‘Eureka’)和‘蓝美1号’(‘Lanmei 1’)为实验材料,通过盆栽实验,设置不施氮(0.000 g·kg^(-1))、低氮(0.214 g·kg^(-1))、中氮(0.429 g·kg^(-1))和高氮(0.857 g·kg^(-1))4个处理,分析不同施氮水平下不同蓝莓品种幼苗农艺性状及氮素利用效率的差异。结果显示:‘莱格西’和‘绿宝石’属于低氮高效型,‘优瑞卡’属于中氮高效型,‘蓝美1号’属于氮高效型。随着施氮水平的提高,4个蓝莓品种幼苗的单株干质量增加量,株高,冠幅,基径,叶片叶绿素相对含量,根、茎、叶和单株氮素增加量,以及单株磷素增加量总体呈上升趋势;单株分枝数和单株钾素增加量呈先上升后趋于稳定的变化趋势;氮素效率、氮素吸收效率和氮素生理利用效率总体呈先上升后下降的变化趋势;根冠比则总体呈下降趋势。相关性分析结果显示:在不施氮和3个施氮水平下,蓝莓幼苗的氮素效率与单株干质量增加量、茎氮素增加量、单株氮素增加量、单株磷素增加量、单株钾素增加量、氮素吸收效率均呈显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)正相关。综合分析结果表明:‘蓝美1号’为氮高效品种,可作为氮高效遗传改良种质资源;单株干质量增加量可作为蓝莓氮素利用效率评价的重要指标;氮高效品种‘蓝美1号’和中氮高效品种‘优瑞卡’幼苗的推荐施氮水平为0.429 g·kg^(-1),低氮高效品种‘莱格西’和‘绿宝石’幼苗的推荐施氮水平为0.214 g·kg^(-1)。

生姜植株提拉力学特性的试验研究

针对提拉式生姜收获过程中存在姜秆易断裂等问题,采用剪切、挤压、拉伸试验的方法测定生姜植株的提拉力学特性参数,寻找夹持位置、加载速度等因素对生姜植株力学特性的影响规律。试验发现:姜秆的剪切强度随着取样位置与加载速度的增大而减小;抗压强度随着取样位置的增加而增大,随着加载速度的增加略微增加后减小,姜秆的平均剪切强度与抗压强度分别为0.85 MPa、3.29 MPa。生姜块茎与姜秆结合部位的抗拉强度受到夹持位置的影响显著,呈二次函数关系,随着加载速度的增加而呈现先减少后增加的趋势,且平均抗拉强度为0.6 MPa。通过对姜秆最佳剪切与挤压位置、最佳提拉位置的寻优,确定剪切与挤压力较大的位置为结合点以上393.9 mm处、姜秆与姜块茎结合点受力最大的位置为结合点以上400 mm处。生姜植株最佳的剪切挤压位置与最佳提拉位置趋于一致,且姜秆的抗压强度远大于剪切强度。因此,选用适宜的夹紧方式及位置,可减小姜秆受到的剪切力,达到顺利拉拔生姜的效果,为提拉式生姜收获机的整体设计提供数据支撑。

Oligo(dT)亲和层析介质的载量比较和机制分析

针对Oligo(d T)亲和层析介质的吸附性能,以poly(A)为模型分子,考察了4种Oligo(d T)亲和层析介质的静态吸附平衡、吸附动力学和动态结合载量(DBC),探讨了载量影响相关机制。结果表明,4种介质的合适吸附条件均为0.6 mol·L-1Na Cl、p H=6~7;Monomix d T20静态吸附容量最大,且poly(A)能扩散至介质微球深层孔内,而Poros Oligo(d T)25、Praesto Jetted (d T)25和Nano Gel d T20等3种介质中poly(A)均主要为表层吸附、静态吸附容量稍低;对于DBC,Nano Gel d T20和Monomix d T20的10%穿透的DBC较高,而Poros Oligo (d T)25和Praesto Jetted (d T)25相对略低。经分析,影响载量的主要因素包含基质种类、微球孔径、配基密度、间隔臂和配基长度等。对于基质种类,聚苯乙烯基质可能孔道结构较为特别。对于微球孔径,应针对不同大小的m RNA分子定制不同孔径的微球,以平衡传质阻力与可及吸附表面积之间的矛盾,从而增大DBC。

油气安全与能源转型的新趋势

党的二十大报告提出,推动绿色发展,促进人与自然和谐共生,确保能源安全。2023年COP28大会重申既定气候目标,并达成了实现科学净零排放的新共识。全球能源市场格局重塑,油气在能源安全中的地位得到重视,油气企业转型仍聚焦核心竞争优势,但上游投资复苏偏慢。全球二氧化碳捕集与封存(CCS)项目数量爆发式增长,直接空气捕集(DAC)技术受到关注,二氧化碳捕集、利用与封存(CCUS)是实现“双碳”目标的兜底保障技术。针对全球未来发展目标和中国国情,分析了世界油气行业发展趋势和国内油气安全形势,提出了中国油气行业发展趋势及能源转型过程中因势利导和应对挑战的措施,为油气企业转型决策提供参考。中国能源自给率高,能源安全形势总体可控。中国油气产业呈现“三个维度”的发展趋势,勘探深度向万米挺进、油气储集空间尺度拓展到纳米、老油气田开启百年建设新征程,需要从释放“两深一非一老”增储上产潜力、深化“一带一路”重点地区能源合作、扩大油气储备能力,完善管网布局、建立系统化、智能化的风险管理和决策支持体系、大力发展CCUS产业链等方面发力。

基于全局特征引导和注意力的宫颈细胞核分割

针对宫颈细胞中正常和异常细胞核大小形态各异、细胞图像中存在干扰物影响分割等问题,本文提出一种基于全局特征引导和注意力的分割网络来提高细胞核分割精度。首先以U型网络结构作为主体,引入全局特征引导模块,充分提取各个阶段的特征获得不同层次的全局上下文信息,克服了U型网络单阶段上下文信息提取能力不足的问题以更好地处理不同形状的细胞核,提高边缘分割精度;其次,引入改进的注意门结构抑制图像中干扰物的信息,突出细胞核的信息,提高模型对干扰信息的辨别能力。在Herlev数据集上的实验结果表明,本文的方法能够有效地提高细胞核分割精度,在定量分析中Dice系数为0.9413,相较于其他方法具有一定的优势。

环糊精超交联聚合物纤维顶空固相微萃取-气相色谱-质谱法分析植物油中的邻苯二甲酸酯

邻苯二甲酸酯(PAEs)因具有改善塑料柔软性和柔韧性的特性而被作为增塑剂广泛应用于各种食品包装材料,然而,其对人类健康的重大危害使得建立准确的分析方法显得至关重要。为了解决油性基质样品前处理费时费力的问题,我们开发了一种基于顶空固相微萃取(HS-SPME)结合气相色谱-质谱(GC-MS)检测的分析方法,用于快速检测植物油基质中的12种PAEs。将苄基化环糊精超交联聚合物(BnCD-HCP)涂敷在不锈钢纤维上制备了一种具有较大比表面积、良好稳定性好和较高重复性的固相微萃取探针,并对其结构、形貌进行了表征。将油脂样品以甲醇改性后以该探针顶空萃取PAEs,优化得到如下最佳萃取参数:萃取时间20 min,萃取温度50℃,解吸时间4 min,解吸温度275℃。在优化的分析条件下,12种目标PAEs在线性范围内具有良好的线性关系(相关系数(R^(2))均大于099),检出限和定量限分别为021~374μg/kg和069~1234μg/kg,单针的相对标准偏差(RSD)≤114%,针间RSD≤139%。将此方法应用于大豆油、花生油和葵花油样品中PAEs的检测,加标试验结果表明该方法具有良好的精密度(RSD为117%~1173)和回收率(7249%~12443%)。该研究建立的基于BnCD-HCP的HS-SPME方法不需要溶剂萃取和净化等繁琐操作,具有快速、灵敏、准确、环保等优点,为植物油中PAEs的灵敏筛检提供了新的方法和技术。

考虑运动副磨损的锁止系统可靠性响应面试验仿真

锁止系统在武器挂载与投放过程中承受的集中载荷可能导致铰链和运动副产生机械磨损,进而影响武器挂架机构系统的功能可靠性,文中重点探讨运动副磨损演化对锁止系统可靠性的影响。构建了锁止系统的刚柔耦合多体动力学模型,以模拟挂架在不同承载工况下的动态行为。通过Archard磨损模型精确计算了主要运动副的磨损量,为后续可靠性分析提供数据支撑。采用响应面法设计了锁止系统可靠性分析的正交试验,并通过蒙特卡罗法模拟得到了锁止系统在设计寿命内的可靠性退化规律。研究结果表明运动副磨损对机构运动功能和精度影响显著,在设计寿命内机构的运动可靠度可维持在99%以上。然而,当使用时间超过设计寿命2倍时,可靠度显著下降至约85%,通过灵敏度分析得到了不同磨损位置对可靠性的影响程度。研究结果不仅为锁止系统的优化设计提供了科学依据,也为武器挂架锁止系统的可靠性评估和维护策略提供了新的视角和方法。

计及灵活性资源的综合能源系统源荷协调优化调度

可再生能源和负荷的波动性、不确定性等给综合能源系统(integrated energy system,IES)的安全灵活运行带来了极大挑战。为提高IES灵活调节能力与可再生能源消纳水平,提出一种计及灵活性资源的IES源荷协调优化调度方法。针对系统内运行灵活性需求,精细刻画各类资源灵活性能力,源侧根据电氢耦合单元运行特性构建热电联产机组(combined heating and power,CHP)和氢燃料电池(hydrogen fuel cell,HFC)联合运行模型,荷侧考虑综合需求响应的灵活性供给能力,建立系统综合灵活性供给模型。根据不同时刻运行灵活性不足问题分成2种调度模式,构建基于IES灵活性约束的优化调度模型,并进行仿真分析。仿真结果表明,所提出的优化调度方法能够有效提高IES灵活调节能力和可再生能源消纳水平。

农村中小学寄宿生亲子关系对抑郁的影响:基于变量中心和个体中心的分析

为考察亲子关系对农村中小学寄宿生抑郁的影响及其作用机制,研究基于资源保存理论对1773名农村中小学寄宿生的亲子关系、归属需要、心理资本及抑郁进行测量。基于变量中心的分析发现:农村中小学寄宿生亲子关系负向预测其抑郁水平,心理资本在其中发挥部分中介作用,且归属需要在亲子关系与心理资本的关系间发挥调节作用;基于个体中心的分析发现:农村中小学寄宿生按亲子关系与归属需要可划分为“优关系高需要型”、“中上关系高需要型”、“中下关系高需要型”、“差关系低需要型”四类;以“优关系高需要型”为参照,发现其他三个类别均显著正向预测其抑郁水平,且心理资本在其中发挥部分中介作用。这表明亲子关系、归属需要及心理资本在预防农村中小学寄宿生抑郁中具有重要作用,且其亲子关系与归属需要存在不同匹配模式。

并联导弹挂架结构减重优化设计

为实现某新型并联导弹挂架的减重需求,以并联挂架的转接梁为典型对象,利用有限元进行了转接梁的强度分析,确定了最大应力位置和应力分布。通过等效静态载荷法和子模型技术相结合的方式,进行了转接梁子模型的多工况拓扑优化,获取了材料最佳分布。对几何重建模型进行了尺寸优化,在同时考虑质量、变形和应力的基础上,实现了转接梁结构的详细设计。结果表明,优化后的结构在满足强度条件下,重量减少了43.1%,最大应力下降了13.1%,可为同类产品的减重设计提供参考。

VSC并网逆变器振荡的频率耦合导纳建模及影响因素分析

随着双高电力系统的发展,并网逆变器与交流电网之间的振荡问题频发。近年来,此类振荡问题逐渐表现出振荡频率互相耦合的特性,正负序解耦的导纳模型不再适用于这种情况下的振荡分析。频率耦合的导纳模型以及不同因素是如何影响频率耦合的,尚需进一步研究。首先建立了考虑频率耦合的并网逆变器导纳模型,随后基于灵敏度方法分析了不同因素对于频率耦合的影响,并给出了1个可以定量描述系统频率耦合程度的参数。对影响较大的锁相环带宽进行了优化设计,最后通过仿真验证了影响因素的灵敏度分析以及优化设计的正确性。

色素辣椒套种西瓜栽培技术

随着辣椒、西瓜种植面积的扩大,主产区也出现了一些制约产业发展的因素,如重茬连坐造成病害发生严重。采用西瓜和辣椒套种可以有效提高复种指数和经济效益,减少病害发生。高温季节西瓜的叶蔓遮住强光,可降低土表温度5℃以上,减轻了高温强光对辣椒的危害,使辣椒病害少,结果多,为高产创造了条件。同时辣椒植株对西瓜的部分遮光,减少了强光对西瓜的暴晒,有利于西瓜的生长。该技术以促进农业产业发展和农业增效、农民增收为目的,对于加快内蒙古地区农业种植业结构调整、新型现代农业发展以及促进我区农业产业长期、健康、高效发展均有重要的作用和意义。