基于可控串联电抗的新能源送出线路故障性质识别方法

针对不带并联电抗器的新能源送出线,能否正确区分故障性质是确保新能源系统安全可靠运行的重中之重。为降低新能源送出线故障对电力设备和系统的冲击,提高重合闸成功率,减少新能源发电系统脱网的发生,提出基于可控串联电抗限流信息的新能源送出线路故障性质识别方法。在送出线路上设计串联可控限流电抗器,在线路故障相跳闸时基于等值阻抗的预判投入可控电抗,在串联电抗限流特性下分析瞬时性故障和永久性故障时的线路电流差异,建立电流突变量比较判据,并能够确定故障电弧熄灭时刻,进而构建新能源场站送出线路基于故障性质识别的自适应重合闸策略。仿真结果表明,所提方法能快速、可靠地识别结果,应用在新能源场站送出线路工程上能有效提高线路的重合率。

从物理概念理解矩形波导的导波模式

从导体边界条件出发,解释矩形波导内不能存在TEM^(z)模式,并分析TE_(m0)^(z)模式的场结构。根据波数和驻波概念解释导波的截止与传播以及导波的快波特性。从方向阻抗概念得到模式的波阻抗,最后由色散方程解释导波的色散特性。从物理概念推导出导波模式的各种特性,更有助于学生对导波模式的理解。

面向模糊C均值算法的MAME聚类有效性指标

聚类有效性指标可用来评估聚类结果的有效性,并且帮助判别聚类的类别数。现有的面向模糊C均值算法的聚类有效性指标存在对于类内紧致性的刻画不太到位、对于类间分离性的度量刻画不够准确的问题。为此,基于类内紧致性和类间分离性两个角度着手设计,提出了一种新的模糊聚类有效性指标——考虑最大值和均值的指标(maximum-mean,MAME)。首先,考虑了整个数据集的综合特征,计算分别分为K类和1类的情况的比值,提出了一种新的模糊紧致性度量表达式。其次,引入最大聚类中心距离和平均聚类中心距离,提出了一种新的分离性度量方法。最后,从模糊紧致性度量表达式、分离性度量方法出发,提出了MAME指标。面向5个UCI数据集和6个人工数据集,和9个聚类有效性指标(包括CH、DB、NPC、PE、FSI、XBI、NPE、WLI和I指标)一起进行了对比实验,验证了所提指标的准确性、稳定性,说明了MAME指标的鲁棒性较好。

由算例理解电磁场等效定理

通过一个特殊场景的电磁场问题,给出此电磁场问题的多种等效问题,详细说明了等效的过程。在此基础上,引出电磁场等效定理的一般形式,用两个电磁场散射问题说明一般形式的用法。对电磁场等效定理的深入讨论有助于学生在学习过程中完整理解等效定理并能正确地将其应用在电磁场问题的计算中。

从唯一性定理到场计算

分别给出电磁场唯一性定理和定量计算电磁场两者所需要的条件,讨论了两个条件之间的差异和关联。边值问题的例子演示了在满足场唯一性条件后,求解边值问题得到计算电磁场所需要的条件。探讨了课程中不同部分内容间的逻辑关联,及其在教学中强化知识点间的内在关系,有助于学生更完整地理解和掌握所学的课程内容。

基于手机信令数据的城市尺度地震避难疏散模拟

城市尺度避难疏散模拟可发现应急避难服务缺口,为避难场所建设提供量化基础。基于手机信令数据,构建疏散模拟模型,以天津市小白楼CBD地区为例,进行地震应急避难疏散模拟,研究发现:区域内总避难需求人数约79.3万,在全部298个地块中,紧急避难需求人员分布于白天的地块有199个;全部疏散路径的平均疏散时间约为10.8 min,小于10 min的路径占比约80.3%。116个紧急避难场所平均接收人数为6396,其中25处接收人数超过10000,6处接收人数超过20000。超容规模较大的避难场所主要分布于天津站周边地区、海河东岸沿线区域、南京路沿线地区、津湾广场、锦州道及山西路等,其中64个已超出其最大容量,共计超出容量人数为42.68万,场均超容6668人;52个未超容避难场所,总计最大能容纳38.08万人,但实际接收13.73万人,尚能容纳共计24.35万人。

神经退行性疾病相关蛋白病理性聚集和液液相分离研究进展

蛋白质的错误折叠和聚集与一系列神经退行性疾病密切相关,比如阿尔茨海默病、帕金森病等,其主要病理特征是以蛋白质异常聚集形成的淀粉样纤维为主要成分的包涵体。近期研究表明疾病相关蛋白大多能够发生液液相分离,形成动态可逆的液态凝聚物(亦称无膜细胞器),并参与细胞生理过程,而突变、翻译后修饰以及微环境等因素则能促进其发生不可逆液固相变形成病理性纤维。本文以几种神经退行性疾病相关蛋白为例,重点介绍蛋白质病理性聚集和液液相分离的实验研究方法和前沿进展,蛋白质相互作用、聚集和相分离微观机理的理论和计算研究,以及预测蛋白相分离能力的机器学习方法。这些研究对深入理解蛋白质病理性聚集、相变和相分离的微观机制,以及相关疾病致病机理具有重要的科学意义,并对治疗药物的设计和开发具有潜在应用价值。

医疗人工智能伦理:问题·原因·对策

近年来人工智能在医疗实践过程中的广泛应用,为国内医疗卫生行业带来契机的同时,也引发了一系列的伦理问题和挑战。本文主要从社会性、安全性、责任性三个维度探讨人工智能在医疗实践应用过程中带来的伦理问题,并从伦理原则、法律法规、医疗人工智能边界、公众接受度等方面分析引发伦理问题的原因,再提出需以伦理原则为框架进行程序设计、完善法律和监管体系、明确人工智能机器的社会地位、加强医疗人工智能的正确宣教等应对策略,以期为未来相关的临床工作和医疗卫生决策提供理论和方法支持,推动医疗人工智能健康、快速和有序发展。

低成本高性能背腔缝隙阵列天线

基于基片集成空腔波导(ESIW)结构设计并研制了一款低成本、宽带、高增益的背腔缝隙阵列天线。天线工作在K波段,由5层低成本FR4介质板组成,通过激励谐振腔中的TM_(130)与TM_(310)模式以及TM_(320)模式来拓展天线带宽。测试结果表明,该天线的子阵和阵列的反射系数小于-10 dB的工作带宽分别为27.6%和23.7%,带内最大增益为27.1 dBi,与仿真结果比较吻合。与传统背腔缝隙天线相比,该天线具有频带宽、辐射性能良好、加工成本低等特点。

计及管网选型与潮流约束的区域综合能源系统分期协同规划

区域综合能源系统作为能源互联网的重要物理载体,对提高区域综合能效、保障用能安全以及实现可再生能源大幅消纳具有重要意义。该文建立一种考虑管网选型与分期规划的区域综合能源系统最优配置模型。首先,以项目周期为优化时间尺度,计及各类设备的寿命差异,对连续和离散设备以及热电管网的选型与替换约束分别进行建模;然后,基于线性化技术与凸优化理论,推导建立含节点电压、支路潮流以及有/无功损耗的线性潮流模型,并引入热网运行约束,形成以节点为单元的冷热电能量平衡方程;最后,考虑通货膨胀、名义利率等因素的影响,构建以经济性最优为目标计及投资成本、运行成本以及残值收入的目标函数。采用混合整数线性规划技术对该文模型进行求解。4种场景的结果对比表明,考虑设备替换的分期规划相比单阶段规划能够更合理地配置设备的投运与退出计划,确保方案的整体最优性。同时,将多个能源系统协同规划、联合运行,不仅可以减少冗余设备的安装容量,提高设备利用率,而且能够为区域用能安全以及综合能效提升提供重要支撑。

考虑分期规划与设备替换的园区型综合能源系统最优配置方法

综合能源系统作为能源互联网的重要物理载体,对于提高区域综合能效、保障用能安全以及实现节能减排具有重要意义。建立一种基于全生命周期的园区型综合能源系统分期协同规划模型。首先,根据综合能源设备的安装容量是否连续,将设备分为离散和连续设备,分别对其配置和运行约束进行提炼和统一化表示;然后,以整个项目周期为优化时间尺度,通过引入设备选型和运行决策变量,对设备安装年份与当前剩余寿命之间的关系进行数学建模;最后,考虑名义利率与通货膨胀率等因素的影响,构建以经济性最优为目标,计及投资成本、运行成本与设备残值收入的目标函数。采用混合整数线性规划技术对模型进行求解。4种场景的测试结果表明:相比传统的单阶段规划,考虑设备替换的分期协同规划可以减少14.76%的设备投资。在引入储热装置和弃热约束后,热电耦合系统运行成本可以进一步减少11.78%。

大型并网光伏电站无功电压控制策略与现场试验

自动无功电压控制是保证光伏电站安全稳定运行的重要手段。文章对大型并网光伏电站无功电压控制策略进行分析,依据相关标准给出现场试验方法;利用江苏某光伏电站进行实测研究,验证了无功出力和控制能力,发现指令下发通道错误和汇集系统电压越限造成的问题;通过指令甄别机制和电压闭锁逻辑分析,寻找出试验过程中出现问题的原因,并给出今后的改进措施。

“项目教学+深度学习”为双主线教学模式的探索和实践——以研究生多媒体信息技术课程为例

结合本科、硕士研究生阶段的多年授课及管理经验,对深度学习理论进行深入研究,分析了项目教学与深度学习两者之间的相关性,提出了“项目教学+深度学习”的双主线教学模式,通过对研究生多媒体信息技术课程的教学实施,探索了面向深度学习和深度教学的实践策略,表明了所提教学模式和实践策略的可行性及有效性,对其他课程的教学也具有一定借鉴作用。

储能协助风电机组参与电网调频控制策略研究

风机通过电力电子设备连接至电网,当转子动能与系统频率解耦,无法为电网频率变化提供惯性支撑,随着系统中风电比例的增加,系统频率稳定受到严峻挑战。文中提出一种变系数综合惯性控制方法,风机能够根据频率的扰动灵活调节输出功率;在此基础上,提出结合桨距角备用控制协同调频方法,通过对风速的分段处理,使风电机组参与电网调频具有针对性;为进一步优化风电机组调频性能,风电并网系统增加了储能装置,通过对风储系统惯性进行详细分析,提出了一种风储系统联合调频控制策略,采用模糊控制策略对中高风速区间风储出力分配制定相应的规则,实时调节储能出力系数。最后对风储调频策略进行仿真验证,结果表明,所提方法能有效改善风电机组调频效果,保证高比例风电并网的频率稳定。

基于负荷曲线等效斜率提升光伏消纳能力的需求响应策略

在高渗透率光伏电网系统中,针对由于爬坡率限制,火电机组无法应对由光伏发电功率减少引起的数小时级大规模功率失衡问题,通过削减光伏出力,降低净负荷曲线的峰谷差以维持功率平衡,但可能加剧电网中弃光现象。文章计及火电机组爬坡率限制,提出基于负荷曲线等效斜率的需求响应功率量化方法增加光伏消纳能力,并缓解由于光伏减少造成的电网功率不平衡。该方法首先分析了舒适度、动作次数等多种因素对需求响应聚合功率的影响;然后,根据负荷曲线等效斜率的计算方法,并提出超前调整法和动态因素调整法。超前调整法工作在日前时间尺度,转移峰值负荷至光伏资源充沛时段以增加光伏消纳能力;动态因素调整法工作在日内时间尺度,根据净负荷曲线的等效斜率量化计算需求响应功率并合理调整需求响应策略。最后通过算例仿真结果验证了所提方法的有效性。

区外故障引起的发电机功率突降保护误切机动作分析

在发电机组甩负荷初始状态时,发电机功率突降保护装置可快速作出判断并安全停机。文中描述了某电厂出线故障引起功率振荡,发电机组功率变送器传变周期与汽轮机数字电液控制系统(DEH)的设定值不匹配,且波形发生畸变,继而造成机组调门误关闭,功率突降保护动作导致跳机的事件,分析了此动作事件成因,并就如何防范与解决大型机组发生类似问题提出了合理化建议和改进思路。

计及相关性的分布式光伏接入配电网运行风险评估

随着环境问题的加剧和鼓励政策的陆续出台,越来越多的分布式光伏将接入到配电网中。分布式光伏渗透率较高时,配电网中的潮流分布会发生较大变化,可能对线路以及变压器的安全可靠运行产生影响。首先,分析了分布式光伏接入对配电网运行的影响因素;然后给出了计及天气状态变化的运行风险指标,并针对分布式光伏多点接入的特点,采用计及节点等效功率相关性的概率潮流算法计算运行风险指标;最后通过算例分析证实了所提出的运行风险评估方法的实用性,为分布式光伏的接入规划提供依据。

有源配电网多阶段动态无功高效求解策略

为快速高效求解有源配电网动态无功优化问题,本文提出了一种计及分布式电源无功调整能力的多阶段无功协调调度策略。首先,利用二阶锥松弛技术,将支路潮流方程进行凸化松弛,使原始非凸非线性的优化模型转化为混合整数二阶锥规划问题;其次,基于预优化-粗优化-精优化的多阶段协调调度策略对其进行求解;然后,基于改进的IEEE 33节点配电算例,验证了所提策略可以在实现分布式电源最大化消纳的情况下,达到节能降损、改善电压水平的目的;最后,基于多种测试算例,验证了所提求解方法在保证求解精度的基础上,能够大幅度提高求解效率。

山西铁桥山省级自然保护区华北豹及其猎物的时空动态研究

生态位分化使时空资源利用重叠的物种实现共存,并且生态位研究在野生动物管理、种间关系和群落结构等方面有广泛应用和深远影响。放牧作为最主要的人为干扰之一,通过资源(食物、时间、空间等)竞争改变野生动物资源利用特征,甚至影响同域分布物种的生存。华北豹(Panthera pardus japonesis)是我国特有的珍稀野生动物,而其野生猎物种群数量会因与家畜资源竞争而减少,甚至直接或间接地影响华北豹种群生存。因此掌握保护区内家畜与野生动物的空间、时间利用情况,得以评估野生动物的生存状态。于2018年10月-2019年5月,通过架设62台红外自动相机获取铁桥山自然保护区4种哺乳动物活动数据,采用双物种单季节模型(Two⁃species single season model)和核密度估计(kernel density estimation)分析华北豹与猎物及其家畜在圈养、散养期的空间互作关系和活动规律,并且通过重叠系数(Coefficient of overlap)计算两物种间日活动时间重叠。结果表明:(1)家畜放养期间,华北豹⁃狍,华北豹⁃野猪的空间回避作用均比无家畜存在时减弱,可能是时间重叠程度增大的补偿机制。华北豹⁃牛的空间回避作用最强。(2)华北豹⁃牛时空重叠程度不大,牛⁃狍时空重叠程度较大,牛⁃野猪空间上共存而时间重叠程度较小。(3)日活动节律的结果说明狍为昼行性,野猪为晨昏活动。因探测到华北豹的次数有限,故关于其的日活动节律仍待考究。研究表明,放牧将影响华北豹与猎物的时间、空间资源利用情况,并有可能导致人⁃豹冲突加剧。

交通可达性与土地利用互动关系研究——以深圳市为例

围绕城市交通与土地利用的相互关系,以交通可达性为切入点,构建土地利用与城市交通协调评价指标体系,运用超效率数据包络分析模型,以城市化发展后期的深圳市为研究区,探索了城市土地—交通综合系统的协调关系,并量化分析了影响系统协调性的因素。结果表明:深圳市道路网络呈现西密东疏、南密北疏的空间形态,与城市土地开发强度和功能分区契合,相应形成西高东低的区域可达性格局。街道尺度土地与交通技术效率具有空间分区特征,城市核心区和西部滨海区技术效率相对较低,外层城市中部、东部和东部滨海区技术效率值较高,快速城市化发展带来的土地空间不足和人口承载压力对土地—交通综合系统协调性产生重要影响。研究结论可为促进城市土地空间资源集约高效利用和交通发展规划提供参考。