基于虚拟电力系统稳定器的低频振荡抑制策略

基于虚拟同步发电机(VSG)控制的新能源机组虽可增强电网惯量及频率稳定性,但可能继承与同步机类似的低频振荡问题。针对该问题,首先基于单台VSG并网的线性化模型,构建了适用于VSG的Phillips-Heffron模型,借助阻尼转矩法挖掘了VSG低频振荡的诱发机理。进一步提出一种附加于VSG无功环节的虚拟电力系统稳定器(VPSS),并给出了控制结构及基于相位补偿法的参数设计过程。研究结果表明:VSG发生低频振荡是由于系统受扰后,虚拟功角的振荡信号经过虚拟励磁调节器对VSG机电振荡回路产生了负阻尼转矩。将所提VPSS接入系统可在几乎不影响振荡频率的前提下,实现0.1~3 Hz下VSG低频振荡的有效抑制。

偏微分方程数值解课程的多层次递进式教学模式构建与分析

本文开展基于问题导向和思政元素驱动的“基础知识-应用实践-科研引导”多层次递进式偏微分方程数值解课程教学改革探索,以激发学习兴趣、驱动学习动力、夯实基础知识、增强实践能力、开阔交叉视野、引导科研探索为目标,更好地发挥偏微分方程数值解在重要交叉领域的科学计算价值.本文同时分析了西北工业大学偏微分方程数值解课程的改革成效.

基于非侵入式负荷分解的家庭负荷两阶段超短期负荷预测模型

精细化负荷预测为制定家庭新型需求响应策略或能效管理模式提供了可靠的指导信息与理论基础,而负荷监测系统的广泛研究与发展为家庭设备层的负荷预测提供了有力的数据支撑。基于家庭负荷智能电能表集中数据,该文提出一种集分解-预测一体化的家庭负荷两阶段超短期负荷预测方法。该方法第一阶段提出了基于卷积神经网络(CNN)和双向门控单元(BiGRU)神经网络的非侵入式负荷分解(NILM)模型,解决了目前深度分解模型中特征提取不充分、分解精度低等问题。第二阶段构建了基于时间模式注意力机制(TPA)的时间卷积神经网络(TCN)负荷预测模型,深度挖掘NILM分解数据、集中负荷数据及日期特征等输入变量的深层交互信息,实现家庭设备层的负荷预测。算例部分通过UK-DALE数据集对所提方法进行验证,结果表明,该方法能够获得较高的分解精度和预测效果,为家庭负荷预测提供了良好的条件。

接枝不同种类氨基酸对聚天冬氨酸阻垢剂阻垢性能的影响

在油田生产过程中结垢问题给油田企业带来巨大损失。常见的处理结垢的方法大致分为物理法、工具法和化学法。采用物理法、工具法处理结垢问题存在费用高、垢物清除效率低等缺陷,化学法因其操作简单、用量少、效果好等优点而被广泛采用。近年来,随着人们对环境保护意识的增强,聚天冬氨酸类阻垢剂被广泛研究。以马来酸酐和碳酸铵为原料合成了聚琥珀亚酰胺(PSI),在此基础上接枝丝氨酸、谷氨酸、酪氨酸并研究其阻垢性能。结果表明:谷氨酸接枝改性聚合物(GUL-PASP)阻垢效率为100%,具有优异的阻垢性能。

土地利用变化对生态系统碳储量的影响研究:以苏州市为例

在全球可持续发展的背景下,研究评估城市扩张中生态系统碳储量的变化对提升区域固碳能力有重要作用。该研究基于1980-2020年苏州市土地利用数据,采用InVEST模型模拟40年间苏州市碳储量时空演变情况,并使用PLUS模型结合相关驱动因子对2030年不同情景下碳储量进行预测。结果表明:(1)1980-2020年间苏州市土地利用类型以耕地、水域和建设用地为主,其中耕地面积持续减少,建设用地面积持续增加,其余地类面积变化相对较小,用地转移类型主要为耕地转为建设用地;(2)1980-2020年,苏州市碳储量呈持续下降趋势,40年间共减少5.768×10^(6)t;(3)2030年自然发展和规划约束情景下碳储量分别较2020年减少6.52×10^(5)和3.54×10^(4)t,规划约束情景下碳流失现象得到缓和。研究结果可为长三角地区“双碳”政策制定及国土空间布局优化提供参考。

基于RFRM-有限云模型的智能船舶航行风险预警

为了对L3级别智能船舶的远洋航行风险进行预警,提出1种基于RFRM-有限云模型理论的智能船舶航行风险预警模型,全面识别出恶劣气象海况下影响智能船舶远洋航行安全的28个风险指标,对识别出的风险指标进行双重标准过滤和多重标准评估,运用有限云模型理论结合风险指标动态权重对11个关键风险指标进行定量化评级。研究结果表明:采用定性与定量相结合的方式能实现对航行风险的动态预警,研究结果可为船舶航行风险管理提供参考。

基于数字孪生车间的虚实融合研究综述

数字孪生车间近年来逐渐成为大众关注的热点,它可借助虚实融合技术实现物理车间与虚拟车间的互联互通,使得虚拟车间的信息更加贴合现实,有助于实际生产。基于数字孪生概念、数字孪生车间的特性和研究应用,对数字孪生车间的虚实融合研究进行综述。介绍了虚实研究对象,即物理车间和虚拟车间;论述了虚实融合系统中车间服务系统的工作过程;分析了虚实融合技术的三大关键部分及相关技术的支撑。最后对数字孪生车间的虚实融合问题进行了展望。

基于线粒体DNA和核DNA遗传标记的中华鲟种属鉴定

目的 构建一种基于线粒体DNA和核DNA遗传标记的中华鲟及其潜在杂交种的鉴定方法。方法 根据美国国立生物技术信息中心(National Center for Biotechnology Information, NCBI)已公布的中华鲟cytb基因序列设计引物,并选用鲟鱼单拷贝核基因fam43a扩增引物对中华鲟DNA进行扩增与测序,其中对fam43a基因扩增产物进行TA克隆测序。通过BLAST序列相似性检索确定样本来源,并基于邻接法构建鲟形目系统进化树。结果 中华鲟样本测序所得cytb和fam43a基因序列长度分别为728 bp和730 bp,且10个克隆群所测fam43a基因序列完全一致。基本局部比对搜索工具(basic local alignment search tool, BLAST)序列相似分析显示,所测cytb与fam43a基因序列均与GenBank数据库中的中华鲟相似性最高,相似性分别为99.86%和100%。系统进化分析显示,中华鲟样本所测得序列均与GenBank数据库中的中华鲟DNA序列聚类在一起,且与鲟形目其他物种位于不同分支。结论 联合使用线粒体DNA和核DNA遗传标记能够快速准确地鉴定中华鲟及其潜在杂交种,该方法能够满足法医日常检案的鉴定需求,为中华鲟的拯救和保护提供科学技术支持。

基于智慧教学环境下实验动物学教学的创新与探索

目的在传统的实验动物学授课环境中,存在师生互动较少,学生兴趣不足、学习投入度不高等现象。为进一步提升实验动物学的教学质量,本教研室基于多媒体教室与智慧教室的不同教学环境,以《医学实验动物学》的理论课程教学为研究对象,对课程授课形式、教学模式、教学手段等方面进行创新与探索。方法研究通过问卷调查了解学生学习投入度变化和智慧教室使用偏好情况,采用NVivo质性分析软件编码分析师生课堂行为。结果相对于传统教学,智慧教学环境下,学生的兴趣更高,课堂师生互动频次更多。同时,学生学习投入度显著高于传统教学,学生课内、后习题有更高的正确率,对实验动物学相关概念的把握程度更好。结论智慧教学环境能给学生带来更好的感受和体验,提高学生对实验动物学的兴趣,增加课堂学习投入度,取得了良好的教学效果。

碱矿渣再生混凝土单轴受压应力-应变关系研究

为获取碱矿渣再生混凝土(AASRAC)的力学性能参数,对18个混凝土试件进行单轴受压试验,分析再生骨料取代率对受压应力-应变全曲线的影响,并建立AASRAC单轴受压应力-应变曲线全曲线方程。研究结果表明,AASRAC试件均呈现明显脆性破坏特征,随着再生骨料取代率增大,混凝土峰值强度、弹性模量呈现先小幅增加后降低的趋势。由于碱性激发基体更为致密的孔隙结构以及再生骨料中未水化水泥颗粒在碱激发剂作用下的二次水化作用,当再生骨料取代率为75%时,AASRAC的抗压强度与未掺组强度基本相同。所建立的应力-应变关系方程的计算结果与试验结果吻合良好,该曲线方程能够较好地预测AASRAC在单轴受压荷载下的力学性能参数。

胶体颗粒在多孔介质中的迁移沉积行为研究进展

胶体在地下环境中的迁移沉积行为是其重要环境过程之一。胶体穿过土壤层进入地下水环境后,其携带污染物会随地下水流而迅速扩散迁移。由于地下环境相对复杂,地下水污染通常较难治理和控制,其会直接或间接地影响生态环境以及人类健康。因此,研究胶体在多孔介质中的迁移和沉积机制,对维护地下水安全有重要的实际意义。从五个方面综述了胶体在多孔介质中迁移沉积的影响因素,包括多孔介质特性、土壤类型结构和化学因素,并对未来研究的发展进行了展望。

含高比例新能源的电力系统低频振荡分析与抑制综述

随着碳达峰、碳中和目标的持续推进,由火力发电主导的传统电力系统逐步转变为以新能源为主体的新型电力系统.然而,高比例新能源的接入不仅会改造传统机组的低频振荡特征,亦会引入"类机电振荡".为深入综述该问题,从电力系统潮流、惯量和动态交互的角度,分析了新能源并网对低频振荡的本质影响因素.针对不同的低频振荡类型,系统梳理了对应的产生机理及分析方法.进一步地,在新型电力系统"源-网-荷-储"架构下,对比分析了各类低频振荡抑制方法及其作用效果.最后,针对低频振荡影响因素、振荡机理及其分析与抑制方法的最新研究成果进行总结与展望.

太阳极紫外光谱探测的历史与展望

围绕国际一流科学目标,发展顶级探测设备是中国太阳物理位列国际先进行列的立足点。70多年的空间太阳探测历程中,极紫外波段探测发挥了极其重要的作用,极紫外观测设备也几乎成为了太阳探测卫星的必备载荷之一。中国在极紫外探测,尤其是光谱探测方面的基础非常薄弱,导致相关科学研究几乎全部依赖国外数据,从而严重制约了中国太阳物理学科的发展。本文根据太阳极紫外探测的特点,系统分析了国外光谱探测的历史、现状以及未来发展趋势,并归纳了三类主要探测方式,即全日面积分光谱探测、低速光谱成像探测、快速光谱成像探测的当前水平,包括其技术方案及取得的部分科学成果。在此基础上,提出中国太阳极紫外光谱探测“三步走”的发展思路,并对每一步的科学目标、指标需求和候选探测方案提出建议。同时,展望了在太阳极紫外成像探测方面开展创新性尝试的思路。

低温高速永磁电机转子屏蔽套的设计及强度分析

针对低温泵用高速永磁电机的屏蔽套厚度和过盈量的确定问题,从电机转子强度的角度分析,提出了以厚度最小化作为设计目标的研究方法。首先确定转子各材料的强度约束准则,建立电机转子的三维有限元强度计算模型,并通过解析法验证,分析了分别采用钛合金和碳纤维作为屏蔽套材料时不同转速和温度下转子应力的变化规律,探究各材料的失效极限;并以此作为约束条件,确定了符合强度要求的屏蔽套厚度及过盈量,最终得到的碳纤维屏蔽套较钛合金的厚度更小,在强度方面更具优势。该屏蔽套的设计方法在满足转子强度的前提下,使得材料尽限利用,对低温泵用电机和高速电机的屏蔽套设计具有参考意义。

计及磁路分布特性的电磁轴承解析模型建立与支撑性能影响因素研究

综合考虑磁路分布特性的电磁轴承解析模型是对电磁轴承优化设计的快速有效手段。该文通过计及铁心材料非线性磁导率、磁极边缘效应、磁场透入深度等影响因素,研究了磁极宽度对电磁轴承定子结构参数及其最大静态电磁力的影响,揭示了定子结构参数与磁路动态磁阻之间的规律,构建了计及磁路分布特性的电磁轴承解析模型。在此基础上,以异极径向电磁轴承结构参数为研究对象,分别以构建的解析模型和有限元法对其结构与最大电磁力及气隙磁通密度的影响规律进行计算对比,同时搭建了对应的实验平台进行验证分析,验证了解析模型的准确性和有效性。另一方面,基于构建的电磁轴承解析模型,揭示了定子极弧系数、励磁电流、气隙长度对于电磁轴承支撑性能的影响规律,为径向结构电磁轴承的设计及运行控制提供理论参考。

基于LSTM神经网络和残余力向量法的结构损伤识别

目的 为减少传统残余力向量法的工作量,提高计算效率,提出一种采用LSTM神经网络与残余力向量法相结合方法。方法 以结构损伤后的残余力作为LSTM神经网络的损伤识别指标,建立输入与输出之间模型,同时运用分步损伤识别法,对可能存在损伤的结构进行判断,并通过简支梁模型进行验证。结果 LSTM神经网络对简支梁损伤情况判断较为准确,在样本数为350组的情况下,其分类准确率为97%,训练结果的均方根误差值为0.64,预测结果的最大误差为3.7%;噪声水平在10%及以下时,最大误差为6.8%,噪声水平在15%及以下时仍可对单损伤做出较为准确的判断,最大误差为9.4%,抗噪性较好。结论 所设计的基于残余力LSTM神经网络对结构损伤定位与程度识别效果较好,具有一定可行性。

虚拟同步发电机对系统低频振荡的影响及抑制方法综述

为梳理虚拟同步发电机接入后对系统低频振荡的影响,进一步发掘其在提供阻尼和惯量方面的潜力和应用,开展相关梳理和研究工作。首先,归纳和总结电力系统低频振荡的研究现状;然后,对非同步发电机电源并网后对系统低频振荡的影响进行概括和分析;最后,综述伴随非同步发电机电源接入的虚拟同步发电机对系统低频振荡的影响和抑制方法,并针对虚拟同步发电机在新型电力系统应用过程中亟需解决的关键问题提出进一步的思考和展望。

驱油用Janus片状纳米材料研究现状

纳米流体驱作为一种新型的低渗透油藏驱油技术,具有注入性好、储层伤害小、驱油能力强、智能响应等优势,越来越受到广泛关注。相比于球形纳米颗粒,Janus片状纳米材料界面自由能低、转动更加受限、可进一步阻止内外相分子扩散并形成界面强度更高的固体颗粒膜,展现出优异的驱油性能。目前,已开发出多种Janus片状纳米材料的制备方法,其在驱油方面的应用主要集中于纳米乳液技术和纳米稳泡技术,此外,智能响应特性同样赋予其更多潜能。当片状纳米材料两面呈现不同的亲油-亲水性时,则同时具有两亲特性和“Pickering”乳液效应,大大提高其作为高效纳米流体驱的能力。随着未来低成本、大规模、绿色环保的可控制备,以及耐温耐盐等性能的进一步提高,应用Janus片状纳米材料有望大幅提高原油采收率,为油田稳产增产带来创新性解决方案。

IVIM-DWI与钆塞酸二钠增强MRI T1mapping对肝储备功能评估的比较研究

目的对比体素内不相干运动扩散加权成像(IVIM-DWI)及钆塞酸二钠(Gd-EOB-DTPA)增强T1mapping对肝脏储备功能评估的诊断效能。资料与方法回顾性纳入2017年11月—2021年11月云南省第一人民医院1周内完成Gd-EOB-DTPA增强MRI、IVIM-DWI及吲哚菁绿(ICG)滞留试验的乙型肝炎背景患者82例,根据ICG 15 min滞留率(ICG R15)将患者分为3组(<10%49例,10%~30%21例,≥30%12例)。比较3组间T1弛豫时间(T1_(pre)、T1_(20 min))、肝细胞增强分数(HEF)、表观扩散系数(ADC)、真性扩散系数(D)、灌注系数(D*)和灌注分数(f)的差别,采用受试者工作特征曲线评估上述参数对肝储备功能的诊断效能,采用DeLong检验比较不同参数的诊断效能。结果T1mapping参数(T1_(pre)、T1_(20 min)、HEF)在3组中差异均有统计学意义(F=14.290、38.343、42.978,均P<0.01),而IVIM-DWI参数中仅ADC、f、D值差异有统计学意义(F=21.687、24.040、17.949,均P<0.05)。HEF的曲线下面积大于ADC与f值,但ADC、f值的曲线下面积大于T1pre,HEF与ADC、f值的曲线下面积差异无统计学意义(均P>0.05)。结论IVIM-DWI对肝储备功能的评估有一定价值,其诊断效能与T1mapping相近。

广东海域风电施工窗口期及工效精细化对比研究

为合理规划施工流程及船机资源,降低建设成本,适应平价上网时代海上风电开发要求,提出基于混合整数线性规划的施工窗口期及功效计算分析方法,基于25 a(1996—2020年)逐小时风浪数值后报数据对广东沿海海上风电基础施工及机组安装的工效时空特征进行评估,并结合“十四五”期间拟建设风电场进行具体分析。结果表明,海上风电基础施工及机组安装效率受施工方法影响,具有显著的时空变化特征,对于具体风电场,应综合考虑环境条件、施工工效以及船机资源等,缩短建设工期,从而降低施工成本。