不同施氮水平对油莎豆农田土壤养分表观平衡和块茎产量的影响

研究不同施氮水平下沙质土壤油莎豆(Cyperus esculentus)土壤养分表观平衡及块茎产量,为沙质土壤油莎豆科学施氮提供理论依据。以油莎豆品种“中油莎1号”为研究对象,分别设置0 kg·hm^(-2)(N0)、75 kg·hm^(-2)(N1)、150 kg·hm^(-2)(N2)、225 kg·hm^(-2)(N3)4个施氮水平。分析4个施氮水平对油莎豆农艺性状、土壤表观养分平衡及块茎产量的影响。结果表明:随着施氮量增加,两地油莎豆茎蘖数、株高、单片叶面积等均有增加,但过高的施氮量会造成油莎豆地上部徒长,导致产量下降;施氮量为150 kg·hm^(-2)(N2),油莎豆最大根长、根体积等农艺性状最优,油莎豆整株干重及块茎产量均最高,块茎鲜产可达到9298.87~10336.06 kg·hm^(-2);两地氮素表观盈余率在0 kg·hm^(-2)(N0)和75 kg·hm^(-2)(N1)水平下均为负值,150 kg·hm^(-2)(N2)和225 kg·hm^(-2)(N3)水平下均为正值,表明两地氮素均在N2水平即施氮量为150 kg·hm^(-2)时达到氮素平衡状态。冗余分析也表明油莎豆茎蘖数、最大根长、根体积、氮携出量是驱动油莎豆干物质及块茎产量形成的主要因素。因此在北方沙质土壤条件下,N素施入量为150 kg·hm^(-2)时,可促进油莎豆对养分的吸收、维持土壤表观养分平衡,有利于油莎豆良好的生长发育和产量的提高。

国内外输氢管道相关标准及技术要求分析

为了更好地了解国内外输氢管道标准制定和应用情况,对ASME B31.12—2019 《氢气管道和管线》、CGA G-5.6—2005 (R2013)《氢气管道系统》以及GB/T 34542 《氢气储存输送系统》、GB/T 9711 《石油天然气工业管线输送系统用钢管》和T/CSPSTC 103—2022 《氢气管道工程设计规范》等标准分别从标准内容、适用范围、管材设计与选用、检测评价以及试验方法等方面进行了分析对比,以期为我国输氢管材研究、输氢管道标准制定以及管道建设提供参考。

基于混合电解槽自适应控制的光伏制绿氢系统研究

构建光伏阵列与混合电解槽耦合于交流母线的制氢系统。为提高光伏发电系统在环境变化下的能效,采用基于自适应步长扰动观测式的最大功率点追踪技术,光伏直流侧利用超级电容的快速响应和电荷平滑的特性稳定母线电压,网侧变流器采用虚拟同步机控制策略,实现快速响应电网变化需求,提供电网惯性和频率支撑,增强系统稳定性和可靠性;并针对传统单一电解槽制氢系统在固定工作模式下面临的能源浪费、适应性不足等问题,结合碱性电解槽和质子交换膜电解槽的优势,引入一种电解槽自适应控制系统,根据光伏输出功率和电解槽的状态实时调整工作模式,使系统在不同场景下保持较高的灵活性和稳定性。最后通过仿真验证所搭建模型与控制策略的正确性与有效性。

基于PEM电解槽的风氢耦合系统能量管理研究

构建包含永磁同步直驱风电机组、质子交换膜电解槽、高压储氢罐、氢燃料电池耦合于交流母线的风氢耦合一体化系统。依照各单元自身物理约束条件及典型运行场景模式,提出一种包含9种运行工况的风氢耦合能量管理策略,使分散式风电与负荷需求之间的功率差值能完全被PEM电解槽与燃料电池消纳或补偿,保证分散式风电系统功率动态平衡。仿真结果表明,所提能量管理策略能有效协调分散式风电与制氢电解槽和负荷间功率流动,保证风氢耦合一体化系统多时间尺度下协同稳定运行。

构网型风氢耦合系统电解槽轮值优化控制

针对制氢电解槽阵列能量分配效率偏低的问题,文中结合电解槽自身物理特性和整体系统要求,分析电解槽阵列输入功率与效率的耦合关系。构建多电解槽阵列的效率函数和约束条件,通过拉格朗日函数将其转化为无约束问题,以实现电解槽阵列功率自适应分配的控制,保证系统处于最优工作状态。在最优工作状态进行电解槽阵列轮值优化控制策略,提高电解槽的使用寿命。考虑风电功率波动情况,提出构网型直驱风电机组,提高并网点的电压和频率稳定性。最后通过MATLAB/Simulink搭建的风氢耦合模型进行验证,与传统能量分配方式相比,该方法可以明显提升电解槽阵列协调工作效率,同时也增加了电解槽的使用寿命,为风电的大规模制氢提供了有效途径。

2D+3D表检系统在连续管外观检测中的应用

检测并消除连续管制造过程中的表面缺陷,提高连续管表面质量,对于提高连续管的使用寿命和作业安全性具有重要意义。本文介绍了连续管生产中常用的几种无损检测技术,对比分析漏磁检测、涡流检测和2D+3D检测对4种标样管件的检测情况,并通过实际案例阐述了2D+3D机器视觉检测技术在生产现场应用情况。案例表明:2D+3D机器视觉检测对于连续管检测图像清晰直观、检测效率高,检出的缺陷可与数据库核对,实现机器自学习,提高同类缺陷的识别准确率。该技术对于降低人工成本,提高连续管产品的表面质量水平,提高企业核心竞争力,具有重要的意义。

北方农牧交错区秸秆覆盖防风蚀技术创新与应用

北方农牧交错区是我国遏制荒漠化和沙化东移南下的重要生态安全屏障,对国家粮食安全和边疆稳定具有重要战略意义。长期以来,由于严重土壤风蚀和过度耕作而导致的农田沙化退化和产能下降等问题日益凸显,国内外开展实施的秸秆粉碎覆盖地表防风蚀技术,在农牧交错区应用时秸秆易吹移造成土壤裸露、防风减蚀稳定性差,因此,秸秆覆盖防风蚀技术的深入研究在农田生态治理方面具有重要意义。文章论述了留茬覆盖、碎秆覆盖、茬-秆复合覆盖等秸秆覆盖技术的防风蚀效应和保墒培肥效应,阐明了秸秆覆盖对土壤微生物群落结构和作物农艺性状与产量性状的影响,总结了茬-秆复合覆盖技术的创新内容和应用效果,明确了结合农牧交错区生态特点和复杂耕种制度创建的差异化茬-秆复合精准覆盖技术的防风减蚀效果和适宜性。差异化茬-秆复合精准覆盖技术已成为我国东北黑土地保护、国家耕地保护与质量提升等重大工程的主导技术并大面积推广应用,为农田保护利用和国家粮食安全提供了重要科技支撑。

含Cu抗细菌腐蚀管线钢的研制及其性能

采用超低碳、低锰和微合金元素技术开发了Cu质量分数分别为0.9%,1.4%,1.8%的高强度抗细菌腐蚀板材,并对板材进行了硫酸盐还原菌(SRB)腐蚀试验。结果表明:随着Cu含量的增加,板材的抗细菌腐蚀能力增强,SRB均匀腐蚀速率降低,SRB点蚀深度也降低。优选了Cu质量分数1.4%的抗细菌腐蚀管线钢,经过时效热处理工艺后,可析出大量30~50 nm的球状富Cu相,经过500℃+1 h的时效热处理后,试样的-20℃夏比冲击结果为184~220 J。调节时效处理工艺可获得X80钢级抗菌板材需要的力学性能,含Cu管线钢时效后的富Cu相对管线钢的抗细菌腐蚀性能起到了关键作用。

双馈虚拟同步机快速励磁控制和功角补偿策略

针对以激磁电势为目标控制电压的双馈虚拟同步发电机策略下运行功角大而带来的功率耦合问题,提出采用快速励磁控制消除功角扰动对无功控制的影响,采用功角补偿消除激磁电势扰动对功角有功控制的影响的功率解耦方案。在分析双馈电机数学模型及双馈虚拟同步机整体控制策略的基础上,构建计及无功控制环节的双馈虚拟同步机小信号模型。通过分析无功环节PI控制器参数对功角稳定性的影响,设计快速励磁控制策略。通过分析无功扰动与功角变化的关系,确定功角补偿传递函数。设定风速扰动、电网频率扰动和电网电压扰动3种不同工况进行验证。结果表明:所提控制策略可有效避免双馈虚拟同步机大功角运行时有功功率控制和无功功率控制间的相互影响,实现功率解耦。

分散式风-氢用户群集成区域共享储能容量优化配置

针对分散式风力发电多用户群的风-氢-热耦合系统,引入区域共享储能协调方案。以区域共享储能日运行收益最高为上层目标,以分散式风电用户群日运行成本最低为下层目标,建立双层规划模型。上层通过区域共享储能容量优化配置,减少储能投建成本,提升储能的利用率;下层通过分散式风电与电负荷、热负荷、制氢储能的多元互动及区域共享储能服务,优化风-氢耦合系统运行的可靠性、经济性与灵活性。在Matlab软件环境下对内蒙古某分散式多用户群风-氢-热-储系统进行仿真建模与算法高效求解,研究结果表明,在分散式风电用户群间引入区域共享储能可有效降低储能的初始投资,提高系统整体经济性。

偏高岭土对NaOH预处理橡胶混凝土力学性能的影响

采用偏高岭土(MK)对NaOH预处理橡胶混凝土进行改性并对其进行力学性能试验,同时结合扫描电镜(SEM)、压汞仪(MIP)和热重分析仪(TG-DTG),探究了MK对橡胶混凝土孔隙结构特征和水化产物含量的影响.结果表明:掺加MK能够提高改性橡胶混凝土水化产物的生成量,改善骨料与胶凝材料界面过渡区的质量,细化橡胶混凝土的孔隙结构,减少其内部孔隙率,进而提高橡胶混凝土的力学性能;改性橡胶混凝土的力学性能随着MK掺量的增加先上升后下降,当MK掺量为15%时,改性橡胶混凝土力学性能的提升最为显著.

含UDE附加阻尼支路的构网型直驱永磁同步风电机组次同步振荡抑制策略

针对构网型直驱永磁同步风电机组在弱电网下的次同步振荡问题,该文提出了基于不确定性和扰动估计器(UDE)的附加阻尼支路振荡抑制策略。首先,网侧变流器采用虚拟同步机(VSG)技术,并基于谐波线性化理论建立了网侧变流器序阻抗模型;其次,深入分析引入电压电流双闭环控制对弱电网下构网型直驱永磁同步风电机组产生次同步振荡的影响特性,提出了电流环引入UDE附加阻尼支路的振荡抑制策略,并基于UDE的附加阻尼控制采用滤波带宽思想对系统扰动进行估计,通过动态电压补偿方式实现阻尼支撑,可有效抑制次同步振荡,提升系统鲁棒性;最后,通过时域仿真验证了所提振荡抑制方法的有效性。

施氮水平对沙质土壤油莎豆氮磷钾累积、分配及产量的影响

探讨了沙质土壤条件下不同氮肥施用水平对油莎豆干物质及养分累积、分配和产量的影响,为沙质土壤条件下油莎豆合理施用氮肥提供理论依据。以油莎豆品种“中油莎1号”为试验材料,采用大田试验,设不施氮(N0)、低氮(N1)、中氮(N2)、高氮(N3)4个施氮水平,分析不同氮肥施用水平对油莎豆干物质及养分累积、分配和产量的影响。结果表明,随生育期的推进油莎豆茎叶、根、块茎干物质累积量的变化趋势均呈上升趋势。在块茎形成期前油莎豆主要以地上部茎叶营养生长为主,块茎形成期后生长中心逐渐向地下部块茎转移,至收获期块茎干物质累积分配比例高达43.34%~51.00%。2年N2水平块茎干物质累积量及分配比例均高于其他水平,较其他施氮水平平均提高17.50%和4.00%。油莎豆对氮、钾需求量较大,磷较少。收获期油莎豆氮、磷、钾累积量表现为块茎>茎叶>根,块茎成为油莎豆氮磷钾最终的贮藏器官。N2水平下油莎豆氮、磷、钾累积吸收量在整个生育期内一直呈较高水平,特别是块茎在收获期的氮、磷、钾分配比例分别达到47.09%、65.82%和56.40%。N2水平下,油莎豆地上部生物量、地下部生物量、千粒重、块茎产量均高于其他水平,较其他施氮水平平均提高5.57%、7.40%、15.83%和18.12%。在沙质土壤栽培条件下,油莎豆氮施肥量以150 kg hm^(-2)较为适宜。

氮磷钾配施对油莎豆产量及肥料利用效率的影响

为明确油莎豆合理配施,提高油莎豆产量及肥料利用效率,以油莎豆为研究对象,利用“3414”肥料田间试验于2020-2021年在巴彦淖尔市磴口县乌兰布和农场分析了14个氮磷钾肥料配比处理对油莎豆生物产量、块茎产量、肥料偏生产力和农学效率的影响。结果表明:在N3P2K_(2)处理下油莎豆地上生物量最高,N_(2)P_(2)K_(3)处理下油莎豆地下生物量最高,且两年生物量较空白区分别提高45.75%、31.39%和53.96%、32.27%。在N_(2)P_(2)K_(3)处理下油莎豆块茎鲜产最高,较空白区分别提高101.86%、77.24%,且油莎豆对磷肥依赖较大。N、P、K肥偏生产力分别在N_(1)P_(1)K_(2)、N_(2)P_(1)K_(1)、N_(2)P_(2)K_(1)处理下达最高;农学利用率分别在N_(1)P_(2)K_(2)、N_(2)P_(1)K_(2)、N_(2)P_(2)K_(3)处理下达最高。氮磷钾肥对油莎豆产量存在明显的互作效应,两年数据均表现为在中磷中钾、中氮中钾、中氮中磷水平时最利于氮、磷、钾肥效的发挥。两年最高产量的氮磷钾施肥用量分别为N 151.7~174.0 kg/hm^(2);P2O5192.0~195.3 kg/hm^(2);K_(2)O 95.9~102.4 kg/hm^(2)。两年的理论产量分别达到9454.5 kg/hm^(2)和9674.8 kg/hm^(2)。

毛叶苕子与燕麦混播对作物产量、土壤酶活性和微生物群落的影响

【目的】探究内蒙古阴山北麓农业旱作区不同比例毛叶苕子与燕麦混播对作物产量、土壤酶活性和土壤微生物群落的影响。【方法】以毛叶苕子和燕麦为试验对象,设置单播毛叶苕子(DB1)、单播燕麦(DB2)、80%毛叶苕子+20%燕麦(HB1)、60%毛叶苕子+40%燕麦(HB2)、40%毛叶苕子+60%燕麦(HB3)、20%毛叶苕子+80%燕麦(HB3)6个处理,分别在生育前期、生育中期、生育后期采集0~20、20~40 cm土层样品,分析不同混播处理对作物产量和土壤酶活性以及微生物量碳、氮含量的影响;采用高通量测序技术,分析土壤微生物群落多样性和结构的变化。【结果】HB1、HB2、HB3处理较DB1处理毛叶苕子相对籽粒产量提高1%~11%,较DB2处理燕麦相对籽粒产量提高3%~25%。0~20 cm土层下生育中期,与DB1和DB2处理相比,HB2处理土壤过氧化氢酶活性显著提高9.65%和11.55%(P<0.05)、蔗糖酶活性显著提高11.47%和15.44%(P<0.05),HB1处理脲酶活性提高8.07%和19.41%(P<0.05);HB2处理微生物量碳含量、HB1处理微生物量氮含量均最高,分别为95.79、21.02 mg/kg。与DB2处理相比,HB2处理土壤细菌OTU指数显著增加15.79%(P<0.05)、Shannon指数增加5.41%;与DB1处理相比,HB2处理真菌OTU指数增加33.58%(P<0.05)、Shannon指数增加36.50%、Chao1指数增加6.56%。在门水平上,HB2处理提高了变形菌门(Proteobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、被孢菌门(Mortierellomycota)的相对丰度,同时降低了放线菌门(Actinobacteriota)、酸杆菌门(Acidobacteriota)、子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)的相对丰度。【结论】60%毛叶苕子+40%燕麦混播处理为内蒙古阴山北麓农业旱作区较适宜的混播比例,该处理下作物籽粒产量最高,土壤酶活性与微生物量碳、氮含量较高,土壤细菌和真菌多样性、丰富度与有益菌门的相对丰度均有所提高。

大兴安岭沿麓黑土区翻耕农田微立垡覆盖阻风减蚀技术创新与应用

大兴安岭沿麓是我国重要的农畜产品生产基地,由于长期过度耕作和单一翻耕等不合理的耕作方式,加速了该地区农田风蚀退化、质量下降和产能降低,因此,减少土壤风蚀、提升农田地力和作物产量是农业可持续发展亟待解决的问题。文章综述了不同类型生态区传统翻耕、长期免耕、合理轮耕技术及其应用效果,论述了翻耕地微立垡覆盖阻风减蚀核心技术的内容及其对土壤风蚀、蓄水保墒、作物生长与产量等方面的影响,明确了微立垡覆盖是大兴安岭沿麓黑土区翻耕地冬春季风蚀防控的关键技术和途径。翻耕地微立垡覆盖阻风减蚀技术大面积应用效果显著,破解了长期以来翻耕农田裸露风蚀重、水土流失损失大导致农田逐步退化的科技难题,为大兴安岭沿麓及其生态类型相似区翻耕农田风蚀防控研究提供了重要支撑。

自抗扰控制的九开关变换器提升分散式风电系统电能质量

为了提升高风电渗透率场景下分散式风电的电网故障穿越能力和系统抗扰性能,提出了九开关变换器型统一电能质量调节器方案。在分析九开关变换器数学模型的基础上,设计直流母线电压一阶自抗扰控制策略,可利用线性扩张状态观测器对扰动进行补偿,以降低直流电压的暂态超调;在分析永磁直驱风电机数学模型的基础上,网侧变换器采用线性自抗扰控制策略,以提高系统的动态性能。设计电压对称故障、不对称故障和连续故障3种电网复杂运行工况,对所提方案进行对比验证。研究结果表明,所提方案提升了分散式风电系统的响应速度,降低暂态超调约50%,实现了柔性故障穿越运行。

含可再生能源的多微网系统负荷频率控制策略

为解决多微网之间频率控制问题,考虑多级能源参与调控的特点,提出了含可再生能源的多微网系统负荷频率控制策略。分析了多微网系统的运行特点,建立了光伏、生物质能发电、柴油发电机、储能系统、风电的频率模型,并阐述了多微网系统联络线功率偏差控制原理。分析了多微网频率控制策略,提出基于模糊逻辑的PIDN控制方法,利用改进正余弦优化算法对控制模型进行求解。在仿真系统中进行了算例分析,对比传统PID控制验证了文章所提方法的有效性。

调质工艺对低碳微合金钢管组织及性能的影响

为提高管材的强度、韧性和抗疲劳性能,针对给定成分的低碳微合金钢管开展不同调质热处理工艺下管材组织性能试验研究。结果显示:不同淬火保温时间、回火温度、回火保温时间对钢管组织及力学性能均有影响,而回火温度和回火保温时间的影响更为明显,回火温度升高,回火保温时间延长,材料的强度下降,塑性、韧性随之上升;实验室调质试验,样管加热至930℃、保温4 min、水冷,600℃回火、保温6 min,调质后样管屈服强度为940 MPa,抗拉强度为1055 MPa,断后伸长率为18.4%,达到130 ksi钢管拉伸性能的标准要求,且具有良好的塑性及抗弯曲疲劳性能,整体力学性能显著提升。

基于改进型DVR的DFIG低、高压连续故障穿越控制策略

动态电压恢复器(Dynamic voltage restorer,DVR)因具有动态响应速度快、补偿精度高的特点被广泛应用于双馈式风电机组低电压故障穿越中,但在低、高压连续故障等复杂工况下易产生控制性能下降问题。针对该问题提出了基于扰动观测器(Disturbance observer,DOB)的改进型DVR故障穿越控制策略,推导了改进型和常规型DVR跟踪性能和抗干扰性能传递函数,通过伯德图对改进前后性能进行了对比分析。改进型DVR在常规型电压-电流双闭环控制基础上引入了扰动观测器和模型逆环节,可有效增强系统抗扰能力,并提升系统跟踪性能。最后,基于PSCAD软件平台建立了2 MW双馈式风电系统模型,在低、高压连续故障工况下,通过时域仿真验证了所提改进故障穿越方法的有效性。