A Practical Approach Based on Equal Area Criteria for Stability Analysis of Weak Networks with Wind Generation Penetration

The performance of DFIG-based wind generation systems that interconnected to solid networks is well understood and prevalent in Europe and North America. However, the application of these renewable generating stations to weak network has been examined in very limited occasions. Weak networks have a range of limitations from system capacities to CFCT restrictions which would need to be well understood prior to wind energy integration. Of particular interest would be how much wind generation could be integrated into a weak network prior to increasing voltage and frequency stability issues brought about by penetration issues. This paper introduces a simple and practical approach based on the equal area criteria to investigate the stability of weak networks. Simulation results that are presented to show the proposed approach is a viable preliminary assessment tool to determine system stability on weak networks with wind power penetration.

供给侧结构性改革促进了城乡基本公共服务均等化吗?

在区域发展不均衡的现实背景下,政府能否通过深化供给侧结构性改革提升基本公共服务供给水平,进而促进城乡基本公共服务均等化具有重要的现实意义。基于2010—2021年268个地级市面板数据,利用熵权法分别测度城市与农村基本公共服务供给水平,并引入信息熵概念计算得出均等化程度,据此进一步进行回归分析。研究结果表明:供给侧结构性改革对基本公共服务供给水平的提升具有促进作用,并且供给侧结构性改革通过提升公共服务财政支出水平与加强数字基础设施建设两条作用路径提升城乡基本公共服务均等化程度。此外,对西部和低均等化城市而言,供给侧结构性改革对城乡基本公共服务均等化程度的促进作用更加明显。研究的政策启示在于:实现城乡基本公共服务均等化的目标,仍需持续推进供给侧结构性改革,尤其需要发挥公共服务财政支出的调节作用,并进一步提升数字基础设施建设水平及其赋能功效;同时根据区域发展情况、均等化程度实施差异化供给策略,提升公共服务供给侧结构性改革的精准度和有效性。

地理空间数据等积全球格网多模式三维扩展方法

全球离散格网系统是新型地理空间数据组织框架,等面积格网由于在采样和空间分析方面的独特优势而备受关注,但相关研究囿于地球表面,缺乏扩展至三维广域空间的一般方法。本文首先提出将等积球面格网系统扩展为球体格网系统的多种剖分模式,并实现其统一数学描述和详细数学证明;然后引入体积和紧致度指标定量评价不同剖分模式的体元性质,并与球体退化八叉树格网(SDOG)、大圆弧八叉树格网(SGOG)作对比;最后初步探索了本文方法的应用案例,讨论了不同应用需求下选择剖分模式的原则。对比试验结果表明,退化剖分的体元各项指标均优于规则剖分,等体积和退化剖分的体积性质优于SDOG,紧致度性质优于SGOG。本文多剖分模式三维扩展方法不仅符合国际标准等体积的要求,而且兼顾常规剖分设计选项,为不同应用需求提供了参考依据。

拓扑优化结构中棋盘格式的光滑及等面积处理方法

为了解决拓扑优化后出现的边缘棋盘格式问题,提出了用线性最小二乘法对边缘棋盘格式进行线性化处理。在拓扑优化棋盘格式边界线性化处理后,出现了小梁结构端面面积在长度方向不相等和不均匀等问题,对实际工程应用带来不便。针对此问题提出了首先用常规的单边中心分割等面积处理方法对线性光滑处理后的模型进行优化,使重构模型趋于均匀化、规则化,但是发现单边中心分割等面积法处理后重构模型的小梁中心出现了偏离。为了保证小梁结构端面面积相等、同时保证小梁中心线不偏离,又提出了双边中心分割等面积法,这种方法避免了小梁结构等面积变化后的中心线偏离问题,保证拓扑优化结构的完整性。通过计算对比分析,发现双边中心分割等面积法处理后的重构模型在静力学分析中的性能均优于其他两种方法,验证了双边中心分割等面积法处理的可行性。

数字政府建设是否促进省级共同富裕?——基于城乡基本公共服务均等化门槛效应研究

基于2016—2021年27个省级行政区的面板数据,采用固定效应回归模型、门槛模型、空间滞后模型及量化分析方法,考察数字政府建设促进共同富裕度的线性关系、门槛效应、空间溢出效应,结果发现:数字政府建设可以促进省级共同富裕度且具有区域异质性;城乡基本公共服务均等化对数字政府建设促进省级共同富裕度具有显著的非线性门槛关系,当城乡基本公共服务均等化水平达到门槛值后,其对数字政府建设促进省级共同富裕度才具有正向影响;数字政府建设促进共同富裕度具有显著的空间溢出效应,能显著提升相邻省份的共同富裕度。数字政府建设除了促进经济发展提高共同富裕度外,更重要的是实现社会公正和发展共享的关键作用;城乡基本公共服务均等化水平制约着数字政府建设和省级共同富裕度的成效发挥;要善于使用数字政府建设促进共同富裕的空间溢出效应,同相邻省份共同实现区域数字政府建设水平提升,一同实现共同富裕。

基于虚拟阻抗优化的VSG暂态功角稳定自适应控制策略

在电网短路故障发生的情况下,虚拟同步发电机系统不仅会发生暂态功角失稳,同时还可能会出现过流。为了提升虚拟同步发电机的暂态功角稳定性及故障电流限制性能,首先建立了包含电压和电流控制环、虚拟阻抗及功率控制环结构的虚拟同步发电机系统的总体控制结构,给出了虚拟阻抗功率模型建立的理论依据。对无功功率控制环路恶化暂态功角稳定性,提出了设置电压增量自由控制支路来实现提高暂态功角稳定性的方法。其次,在无功功率控制环路及电压增量自由控制支路的共同作用下,对“不考虑切除故障”和“考虑切除故障”两种不同的运行工况,提出了能够同时满足暂态功角稳定性和故障电流限制的虚拟阻抗优化方法。最后提出了虚拟同步发电机的暂态功角失稳控制和故障电流限制的自适应控制算法,以满足实际运行工况的需求,通过Simulink仿真模型验证了所提自适应控制策略的有效性和可行性。

考虑非线性阻尼效应的孤岛微电网暂态稳定性分析及提升策略研究

随着可再生能源发电及并网技术的快速发展,以电力电子变流设备为主导的微电网受到了越来越多的关注。由于电力电子变流器的低惯量和强非线性特征,孤岛微电网在大扰动下易发生暂态失稳。考虑微电网中构网逆变器与跟网逆变器的交互作用,提出1种基于等面积法则的暂态稳定性判据和暂态稳定提升控制策略。首先,建立了孤岛微电网的简化二阶动态模型,包含依赖于功角的非线性阻尼项。然后,从能量角度分析了非线性阻尼对加减速面积的影响规律。考虑非线性阻尼的分布特性,推导出正阻尼区域内的暂态稳定性判据。根据稳定边界条件,提出1种基于电压前馈的暂态稳定性提升控制策略。最后,利用MATLAB/Simulink仿真对所提稳定性判据和改进控制策略的有效性进行了验证。结果表明,所提微电网暂态稳定性判据和改进控制策略可为电力电子变流器的参数优化设计和提高微电网稳定运行能力提供理论依据。

EASE-Grid投影风云卫星产品地理信息写入方法

风云卫星遥感数据服务网的卫星遥感产品数据集中,风云三系列气象卫星遥感产品数据集中很多采用的是等面积可伸缩地球网格(EASE-Grid)投影方式进行处理,实际应用中对使用者具有较高的数据处理能力要求,不利于遥感产品数据集的省级应用。基于数据集使用中的这些问题,该文以FY3D雪水当量数据集产品为例,采用程序化方法对EASE-Grid投影产品数据集的地理信息进行写入,通过构建地理坐标系参考对象和地理信息目录,将数据矩阵中写入地理信息并以GeoTiff格式文件输出。结果表明,经过该方法处理过的产品数据可与矢量文件实现准确的经纬度信息的匹配,降低了数据分析处理的难度。该方法具有较好的适用性,对于EASE-Grid的三种不同的投影方式均适用,可在一定程度上提高卫星遥感产品数据集的省级科研与应用水平。

Maxwell's equal area law for Vaidya-Bonner-de Sitter black hole under Lorentz invariance violation

In this study,we investigate the tunneling of fermions with arbitrary spin near the event horizon of a nonstationary Vaidya-Bonner-de Sitter(VBdS)black hole under Lorentz invariance violation(LIV).The modified Hawking temperature of VBdS black holes is calculated by using tortoise coordinate transformation,Feynman prescription,and Wentzel-Kramers-Brillouin approximation.By considering the cosmological constant as a thermodynamic pressure in the extended phase space,we construct a Maxwell's equal area law under LIV and study the phase transitions of VBdS black hole in P-v,P-V,and T-S planes.The LIV increases the length of the liquid-gas coexistence region.The thermodynamic quantities such as the entropy,heat capacity,Helmholtz free energy,internal energy,enthalpy,and Gibbs free energy of the VBdS black hole are discussed.These quantities tend to increase under LIV.The stability of the black hole is also discussed in the presence of LIV.

基于暂态稳定裕度灵敏度的多直流送出能力提升控制方法

多直流送端系统内某一直流线路发生闭锁故障后,可以通过对其他非故障直流进行紧急功率支援(emergency DC power support,EDCPS)控制来提升系统受扰后的稳定性。如何有效量化EDCPS对系统稳定性的改善效果,从而提高安稳控制的效率,目前缺少相应的指标;现有研究也尚未解决如何利用EDCPS最大程度提升多直流综合送出能力的问题。应用扩展等面积法(extended equal area criterion,EEAC)定量分析了EDCPS提升多直流送端系统暂态稳定性的机理;以两送出直流系统为例,推导了基于EEAC的暂态稳定裕度η对EDCPS的灵敏度公式;在此基础上,提出一种在不增加相关设备投入的前提下利用系统中现有稳控措施并结合暂态稳定裕度灵敏度的多直流送出能力提升控制方法,通过计算备选直流的暂态稳定裕度灵敏度,可以完整反映系统在遭受大扰动后的动态特性以及定量评估EDCPS对系统受扰后稳定性的改善效果,避免过去仅凭运行人员经验选取支援直流的问题,提高计算效率;最后,选取西北电网实际算例对所提出的多直流送出能力提升控制方法有效性进行仿真验证,以期为从事交直流混联电力系统稳定性分析与控制的学者和工程师们提供有益的参考。

大型轴件的阻尼油封区表面银钎焊非等强修复

某大型42CrMo4+Ni+V轴件的阻尼油封区因故产生了表面损伤。为恢复受损区油封功能和几何尺寸,采用银钎焊工艺进行表面非等强修复。首先,制作模拟样棒,制定预焊接工艺规程,按照该规程进行了评定试验。对模拟样棒焊前焊后的相同部位进行了拉伸、冲击、硬度试验和金相组织观察。分析得出,热影响区范围约为2 mm,采用银钎焊修复对母材组织和力学性能的影响很小,用于表面损伤的非等强修复是可行的。最后,将该工艺成功用于大型轴件阻尼油封区表面损伤的实际修复。

南屯煤矿通风阻力测定与分析

为了能够准确获取南屯煤矿通风阻力数据,采用精密气压计逐点测定法,对南屯煤矿中央风井和白马河风井的通风阻力进行测定。通过分析数据,得出中央风井通风系统通风阻力为1238.8 Pa,风阻为0.14 N·s^(2)/m^(8),等积孔为3.17 m^(2);白马河风井通风系统的通风阻力为1390.1 Pa,白马河风井通风系统风阻为0.29 N·s^(2)/m^(8),等积孔为2.22 m^(2),2个风井的通风难易程度均为容易通风。经计算,测定误差均小于5%,满足精度要求,测定数据能够为通风系统阻力优化提供精确数据支持。

基于特征匹配的暂态稳定紧急控制策略快速生成

“在线计算、实时匹配”的紧急控制模式是降低控制策略失配风险的有效途径和技术发展趋势。为进一步提高在线紧急控制策略生成的快速性,提出了一种基于特征匹配的暂态稳定紧急控制策略快速生成方法。借助扩展等面积准则对暂态稳定性以及电网故障下轨迹时变程度的量化分析能力,综合利用电网暂态稳定轨迹特征和稳态潮流关键特征量,建立运行方式特征量匹配指标,在历史方式中匹配最接近方式,实现紧急控制策略的快速生成,通过校核验证后下发装置执行。最后,基于实际电网验证了所提方法的有效性。

基于多状态量特征的电网安全稳定紧急控制策略制定方法

高比例新能源大电网的运行方式呈现强不确定性和强非线性,利用单一状态量作为方式字(如断面功率)制定的紧急控制策略失配风险愈发增加。基于扩展等面积准则量化分析理论,分析了节点功率注入空间变化引起主导模式稳定性变化及紧急控制策略失配的机理,提出了一种从海量节点功率注入空间中获取影响策略失配的主导特征挖掘方法。基于主导特征的暂态稳定参与因子,通过主导特征量的分群聚合,提出基于多状态量特征的紧急控制策略扩展方式字确定方法。通过扩展紧急控制策略方式字,降低离线紧急控制策略失配风险,提高紧急控制策略的适应性。最后,以实际电网的算例验证了所提方法的有效性。

基于均压理论的寺河煤矿采空区瓦斯防治技术研究

寺河煤矿53032巷与5303采空区相邻,目前巷道变形严重,瓦斯抽采能力不足,具有严重的瓦斯安全隐患。本文基于均压原理,研究通风系统调控方案,以此对瓦斯抽采系统进行改造。结果表明:采空区两侧压差点大幅降低,瓦斯扰动减少,流场汇流点发生改变;瓦斯抽采系统改造当月53032巷内平均瓦斯浓度及风排瓦斯涌出量降幅达50%,7个月后降幅达78%。可见本文所得的均压调控措施有效解决了53032巷的瓦斯问题,可为类似条件矿井或区域提供瓦斯问题解决思路。

动态采煤沉陷区预回填施工控制模式研究

鉴于传统采煤沉陷区“先稳沉后治理”方式存在治理滞后的问题和国家对于生态环境保护的愈加重视,动态采煤沉陷区预治理的理念和思想越来越成为业内共识。对于预治理为农业用地或建设用地的动态采煤沉陷区场地而言,一项基础性工作就是需要对上述场地进行预先回填以满足该场地对于设计使用标高的要求。动态采煤沉陷区内预回填工程的传统控制模式是通过施工高程进行控制,且施工高程随着地表动态沉陷呈降低趋势,即不同沉陷时刻对应不同的施工高程。由于预回填工程的实际施工时间往往滞后于勘察设计时间,施工时如果仍采用勘察设计时间节点所确定的施工高程,则会造成最终稳沉后场地实际高程与原预期规划高程出现偏差。为解决传统的以高程控制预回填工程施工模式存在的问题,提出了以土方回填厚度控制预回填施工的新思路,分析推导了地表各点不同情况下土方预回填厚度的计算公式,为绘制土方回填等厚线平面图提供理论依据。研究表明:在地下工作面开采计划和地表规划高程不变的情况下,以填厚控制预回填工程的施工模式克服了以高程控制的不足,该方法具有预回填土方厚度不随时间变化的特点,对于动态采煤沉陷区预治理设计和施工具有一定的适用性。

连续换相失败对大电网功角稳定影响分析

连续换相失败对交直流大电网的安全稳定运行存在严重威胁,容易引发跨大区电网的连锁故障。采用理论分析和实际电网仿真相结合的方式研究连续换相失败对交流系统功角稳定性的影响。首先从交直流系统无功功率交换的角度,分析连续换相失败的形成原因。然后以简化的三区域交直流互联系统为例,基于等面积法则分析连续换相失败过程中交流系统同步发电机相对功角的变化情况。最后,仿真分析当绍兴换流站发生连续换相失败时,送端电网和受端电网功角变化情况。仿真结果表明,连续换相失败在短时间内对交流系统造成多次能量冲击,长时间的连续换相失败会造成交流系统功角失稳。

公共文化服务均等化推进路径——以天津市滨海新区图书馆为例

文章阐释公共文化服务均等化的内涵和意义,以天津市滨海新区图书馆为例,探讨区属公共图书馆推进公共文化服务均等化的路径,即健全图书馆总分馆制,做好免费开放服务工作,依托“汽车图书馆”打通阅读服务“最后一公里”,开展社会化合作,推进智慧图书馆建设,依托现代物流技术提升文献传递效率。

Volume, Side-Area, and Force Direction of Berkovich and Cubecorner Indenters, Novel Important Insights

The iteration-free physical description of pyramidal indentations with closed mathematical equations is comprehensively described and extended for creating new insights in this important field of research and applications. All calculations are easily repeatable and should be programmed by instrument builders for even easier general use. Formulas for the volumes and side-areas of Berkovich and cubecorner as a function of depth are deduced and provided, as are the resulting forces and force directions. All of these allow for the detailed comparison of the different indenters on the mathematical reality. The pyramidal values differ remarkably from the ones of so-called “equivalent cones”. The worldwide use of such pseudo-cones is in severe error. The earlier claimed and used 3 times higher displaced volume with cube corner than with Berkovich is disproved. Both displace the same amount at the same applied force. The unprecedented mathematical results are experimentally confirmed for the physical indentation hardness and for the sharp-onset phase-transi- tions with calculated transition energy. The comparison of both indenters provides novel basic insights. Isotropic materials exhibit the same phase transition onset force, but the transition energy is larger with the cube corner, due to higher force and flatter force direction. This qualifies the cube corner for fracture toughness studies. Pile-up is not from the claimed “friction with the indenter”. Anisotropic materials with cleavage planes and channels undergo sliding along these under pressure, both to the surface and internally. Their volumes add to the depression volume. These volumes are essential for the exemplified pile-up management. Phase-transitions produce polymorph interfaces that are nucleation sites for cracks. Technical materials must be developed with onset forces higher than the highest thinkable stresses (at airliners, bridges, etc.). This requires urgent revision of ISO 14577-ASTM standards.

一种扩展的Drucker-Prager准则及数值应用

已有Mohr-Coulomb(M-C)准则的匹配圆Drucker-Prager(D-P)准则只能在有限的应力点与M-C准则等效,且不具备应力角效应,在工程数值分析中受到限制.因此,对D-P准则设置了角隅函数来反映应力角效应,采用与M-C准则在π平面上面积等效的方法构建了等面积扩展D-P准则,进一步对等面积扩展D-P准则在中主应力影响下的强度特性进行了分析,最后通过三个算例比较了不同等效D-P强度准则在岩土工程分析中的适用性.结果表明:等面积扩展D-P准则相比其它D-P准则和M-C准则的强度离差更小,整体上在和M-C准则的等效性上表现更佳;数值模拟算例表明等面积扩展D-P准则能够适应各种应力状态,在数值模拟结果上和M-C准则具有更好的等效性,且在计算收敛性上还具有较好的表现,可作为M-C准则的替代.