基于自注意力PPO算法的智能配电网多设备协同无功优化控制策略

针对智能配电网无功可调控资源多样化场景下的快速趋优难题,提出了一种基于多头自注意力近端策略优化算法的多设备协同无功优化控制方法。首先,将无功优化问题建模为马尔可夫决策过程;然后,在深度强化学习框架下使用多头自注意力改进近端策略优化(PPO)算法对策略网络进行优化训练,算法采用多头自注意力网络获取配电网的实时状态特征,并通过剪切策略梯度法动态控制策略网络的更新幅度;最后,在改进IEEE69节点系统进行仿真验证。结果表明,所提算法的控制性能优于现有先进强化学习算法。

城市群网络联系的幂律分布规律与层级结构特征

城市群的网络联系存在幂率分布规律,在这一规律的影响下,城市网络是“有等级倾向的网络”,其网络结构必然表现为明显的层级特征。首先,基于城市引力模型测度城市之间的相互联系,实证检验城市群城市间联系强度的概率分布规律,证明城市网络联系符合幂律分布的特征,且具有标度不变性。城市群的联系网络为服从幂率分布的无标度网络。然后,基于头尾断裂法对城市群城市网络的层级结构进行了划分和比较分析。尽管不同城市群城市网络的规模、强度和发育程度存在较大差异,强关联关系的空间形态也有明显的方向性不同,但其网络结构都具有明显的“核心—边缘”层级特征。

两轮电动车骑车人头部损伤的生物力学分析

两轮电动车(powered two-wheeler,PTW)骑车人头部损伤是我国道路交通事故中一种常见的伤害类型,完善骑车人头部损伤评价标准对制定两轮电动车骑车人安全法规以降低碰撞损伤风险具有重要意义。本文采用头部具有详细解剖学结构的人体数值模型进行骑车人-车辆碰撞仿真,对头部进行生物力学分析和损伤评估,并与行人-车辆碰撞中行人头部损伤进行对比分析。研究发现行人和骑车人在车辆碰撞事故中运动学响应较为相似,但头部生物力学响应存在差异,骑车人头部损伤风险高于行人。同时发现骑车人握力因素影响头部的运动学响应,应考虑其在两轮电动车骑车人头部损伤评估中的影响。

农田灌溉光伏水泵系统性能测试分析

【目的】探究农田灌溉光伏水泵系统综合用能需求特性,提高该系统性能可靠性和实用性。【方法】基于高效水泵和研发的逆变器,构建了农田灌溉光伏水泵系统,结合系统装置构成与运行特点,对不同扬程运行工况下的电性能参数和扬水效率特性及水泵流量与功率特性等进行测试分析。【结果】在一定太阳辐射强度范围内,调速运行的水泵流量与输出频率有较好一致性;稳定运行时段的水泵流量可达到2 m^(3)·h^(-1);定扬程24.8 m下,系统最大扬水效率达12.7%,日平均扬水效率11.6%,日扬水量13.1 m^(3);当扬程降低到14.0 m时,最大扬水效率和日平均效率分别比前者低3.2%和3.6%,表明减低扬程并不一定能提高系统扬水效率,但对输出流量有影响。【结论】该农田灌溉光伏水泵系统配置稳态和动态性能良好,扬水能力可满足省水微灌和植被绿化等基本农业生产需要。

铅山抽水蓄能电站额定水头选择

水蓄能电站是顺应社会发展潮流的朝阳行业,我国大力提倡和扶持水力发电站的建设,而抽水蓄能电站额定水头的选择直接影响机组的使用效率、使用寿命及可靠性和稳定性。水轮机是一种用于发电的重要设备,其安装质量直接影响发电站的安全和运行效率。研究抽水蓄能电站额定水头是水轮机稳定运行的保障,能确保水蓄能电站安全运行。文章对抽水蓄能电站水泵水轮机额定水头的选取方法进行了探讨,进行了铅山抽水蓄能电站额定水头的选择。

HRD800F型水平岩心钻机动力头的研制

自然资源部找矿办装备组开展了找矿装备调研和国内外找矿技术装备对比分析研究。结果表明,历经数十年积累,我国勘查技术装备的发展虽然取得了进步,但仍存在一些短板和挑战。总体上,目前我国地勘队伍装备陈旧,绿色先进装备配备少,先进仪器设备以进口为主,国内研发保障能力不足,装备产业化水平不高,野外生活安全保障条件差,亟需加强找矿装备建设,支撑全面推进绿色勘查,满足新一轮找矿突破战略行动的找矿装备新需求。自然资源部中国地质调查局率先加快构建现代化野外条件保障体系,先后制定了《关于加强地质调查野外综合保障基地使用的指导意见》等制度文件,主要任务是推动绿色勘查、缩短与国外先进装备水平的差距。为适应新一轮战略找矿行动和国家重大工程勘察精细化对装备的要求,我们研制了HRD800F型水平岩心钻机。动力头是岩心钻机的关键部件,本文阐述了该型号岩心钻机动力头设计方案和设计过程以及测试过程,并总结了该动力头的性能特点。

基于SHAP重要性排序和时空双流的多风场超短期功率预测

针对多风场风功率预测中时空特征提取不充分的问题,提出一种基于空间、时间双流特征提取的功率预测方法。采用沙普利加性解释(SHAP)方法分析原始高维数值天气预报(NWP)中各变量的重要性,选择贡献度高的变量子集作为预测模型输入,降低模型复杂度。构建基于自适应动态邻接矩阵的改进图注意力网络(IGAT)提取多风场的动态空间特征;同时将多头注意力机制(MHA)与时间卷积网络(TCN)结合,加强关键时序特征的学习。使用前馈神经网络输出多风场功率预测结果。以西北某十风场的数据进行案例研究,结果表明所提模型的预测效果优于其他模型。

多功能全液压动力头式履带钻机的研发

目前,市场上全液压动力头式履带钻机虽生产厂家较多,但产品功能都比较单一,只能适应常规水井钻井施工、工程钻孔施工或常规勘查钻井施工不能满足用户对于可施工多种钻孔的多功能全液压动力头式履带钻机的需求。我中心根据水井钻井施工、工程钻孔施工和勘查钻井施工特点,研发了带动力头变速箱的多功能全液压动力头式履带钻机,实现了一台钻机满足多种钻孔施工的需求。本文介绍了多功能全液压动力头式履带钻机ST400B的总体结构和主要优点,尤其是动力头旋转水封可调偏心轮结构、以及动力头刹车盘和浮动轴所采用的特有技术。

波动载荷下旋挖钻机动力头液压系统控制技术

在施工过程中,旋挖钻机的主要作用是成孔,传统旋挖钻机动力头液压系统,在波动载荷下控制的稳定性和控制效果较差,为了提高旋挖钻机动力头在波动载荷下的工作性能,设计一种针对波动载荷环境的旋挖钻机动力头液压系统控制方法。通过对旋挖钻机动力头液压系统的结构展开分析,根据分析结果建立数学模型,研究系统刚体在波动载荷下的受力情况;基于受力情况分析结果建立控制模型,分别控制系统的发电机、液压泵和负载,实现旋挖钻机动力头液压系统的发动机-液压泵-负载联合控制。实验结果表明:设计的方法控制稳定性高,且控制性能好。

基于SPC煤矿用全液压钻机动力头装配过程质量控制

动力头作为全液压钻机的核心部件,其装配质量直接影响钻机的整体性能。探讨了如何应用统计过程控制(SPC)方法来提高煤矿用全液压钻机动力头的装配质量,通过分析动力头装配过程中的关键质量控制点并结合SPC控制图,建立一套系统的质量控制流程。结果表明,运用SPC可以有效监控和控制装配过程,减少质量波动,确保产品满足设计要求。

基于BIRCH聚类的L-Transformer分布式光伏短期发电功率预测

精准的分布式光伏短期发电功率预测有助于电力系统运行与功率就地平衡。该文提出一种基于BIRCH(balanced iterative reducing and clustering using hierarchies)相似日聚类的L-Transformer(LSTM-Transformer)模型进行短期光伏功率预测。首先使用BIRCH无监督聚类算法对历史数据聚类得到3种典型天气,根据聚类结果划分测试集对模型进行训练。为提高不同天气类型下的预测精度,采用双层架构的L-Transformer模型,首层通过长短期记忆网络(long short term memory,LSTM)的门控单元机制捕捉时间序列中的长期依赖关系;次层结合Transformer模型的自注意力机制聚焦于当前任务更关键的特征量,通过多注意力头与光伏数据特征量相结合生成向量,注意力头并行计算,从而高效、精确地预测短期光伏功率。实测数据验证结果表明L-Transformer模型对于不同天气类型功率预测泛化性优异、精确度高,气象数据波动大时鲁棒性强。

旋挖钻机动力头数字化设计平台开发

现阶段我国节能减排的具体工作逐渐展开,机械设计中节能减排的研究方向主要围绕机械元件性能提升等方面开展。本文通过数字化平台实现无纸化高效设计,减少重复性开发,提升设计效率,达到减少碳排放的目标。动力头是旋挖钻机的核心部件,具有结构紧凑、噪声小和效率高的特点。针对动力头设计中计算复杂、效率低的问题,开发了旋挖钻机数字化设计平台系统,简化设计流程,缩短设计周期。系统基于Visual Studio 2019平台开发,采用MFC(Microsoft Foundation Classes)框架C++语言编写,将参数化设计、参数传递、参数化分析、工程图管理和数据库管理划分为不同的模块进行设计,实现了零部件参数化设计、有限元分析与工程图自动生成与管理功能的集成。通过调用APDL程序语言,将命令流整合进而构建了完整的有限元分析中的建模、分析、后处理的流程,将传统较为复杂的机械设计流程用程序编写的方式集成到平台,实现部分设计参数的平台自动选取。经验证,设计与测试结果一致,提高了数字化平台的自动化水平和设计效率,通过高效的设计流程实现节能减排的目标。

GY-2000L型双动力头钻机在新疆额敏抽水蓄能项目水平定向钻孔中的应用

在新疆额敏抽水蓄能电站勘察任务中,使用GY-2000L新型双动力头岩心钻机,完成735 m空间曲线导向绳索取心钻进,倾角从14°定向至水平0°,钻孔轨迹方位角从236°定向至262°,精准实现靶区取心勘探目的。该钻孔“空间曲线精准造斜到靶区+水平绳索连续取心”工法,硬岩导向钻进435 m,复杂地层绳索取心钻进300 m,靶区岩心采取率大于98%,在水利行业工程勘察创新了水平定向绳索取心工艺技术,为该区同类钻孔施工提供宝贵经验和借鉴依据。

基于马尔可夫转换场与多头注意力机制的电能质量扰动分类方法

新型电力系统中的电能质量扰动愈加复杂,为提升电能质量复杂扰动分类准确率并增强算法的噪声鲁棒性,提出了一种基于马尔可夫转换场与多头注意力机制的电能质量扰动分类方法。首先,利用马尔可夫转换场对电能质量扰动时序数据进行模态变换,得到图像模态数据;然后,将图像模态数据输入卷积神经网络进行特征提取;最后,利用多头注意力机制着重关注卷积神经网络提取特征的重要部分并进行扰动分类。与常规的图像模态转换方法相比,该方法具有更好的扰动分类效果与抗噪声能力。

可分离式液压动力头设计

目前煤矿钻机所用的动力头主要采用整体式结构,整体式动力头箱体结构复杂,更换卡瓦耗时较长,也存在卡瓦打不开的情况,同时夹持管体时只能等分夹持圆周,不能满足全周接触夹持,无法满足对三棱钻杆、螺旋钻杆夹紧。介绍了可分离式动力头的总体方案设计、各个零部件的功能和工作原理,该动力头不需要旋转供油也能满足夹紧力大、卡瓦更换方便和三棱钻杆或螺旋钻杆的夹持,满足用户动力头能加持不同钻杆的需求。

单向流水域蘑菇头式排水口热扩散特性三维数值模拟

由于蘑菇头排水口近区温排水受排水射流、环境流和密度流多因素协同驱动,输移扩散规律较复杂,理清蘑菇头式排水口近区水力及热力特性对指导工程设计具有重要意义。采用三维数值模拟方法,研究单向流环境水域蘑菇头式排水口(四面开窗)近区三维水力和热力特性,结果表明:随着单向流流速的增大,各窗口排出的温排水向单向流下游方向的偏移程度逐渐增大;逆单向流方向窗口排出的水流受单向流顶冲影响显著,流量随着单向流流速的增大而减小,减小的流量主要通过垂直于单向流方向的两个窗口排出,顺单向流方向窗口的流量对单向流的响应并不敏感;随着单向流流速的增大,顺单向流方向窗口射流逐渐由向水面的“上喷射”流态转变为向海床的“下扫掠”流态;各窗口温排水的温升分布随着流速比增大,先汇合后逐渐呈“元宝”形;单向流流速增加能有效减小1.0℃温升水体积。

基于ZYWL-2000G动力头传动系统的动态激励研究

在煤矿井下实现变速、变矩的动力头是钻机的重要零部件之一,其减速箱的内部激励主要包括齿轮副的时变啮合刚度、综合啮合误差;外部激励主要包括原动机的扭矩波动以及负载的扭矩变化激励。在综合研究了内部激励和外部激励基础上,获得了ZYWL-2000G动力头内部激励力图和外部激励力图。可为研究动力头在动态激励下的响应和对动力头的进一步优化设计提供了一定的理论基础。

大扭矩低矮型液控反井钻机关键技术研究

依据目前国内部分老矿井施工条件和钻井要求,分析研究了满足在老矿井井下狭小空间内钻进大直径井筒的大扭矩低矮型液控反井钻机关键技术,研发了反井钻机新型主机结构,主机宽度不大于1 600 mm、主机高度不大于3 700 mm,完成大扭矩低矮型液控反井钻机研制和应用。

钻机动力头的优化设计及对比

为解决钻机动力头在实际钻孔过程中由于地质条件不均匀而出现的振动影响钻孔效率和安全性的问题,在对全液压钻机动力头结构概述的基础上,基于ANSYS软件对其传动系统的固有特性进行分析;基于MATLAB软件构建了动态优化设计的目标函数、变量以及约束条件完成对传动系统关键参数的优化;基于ANSYS软件对优化效果进行综合评估,并达到预期效果。

煤矿长套管水平顶管钻机关键技术研究

针对现有煤矿大直径、长距离水平定向输水孔套管敷设中存在的钻机给进能力不足、给进行程过短、套管规格适应性差等问题,设计了大直径、长套管水平顶管钻机。该钻机采用分体式结构,由箱式液压动力站和撬装式顶管钻机组成,方便运输及井场布局。设计带滑轨支撑的水平伸缩油缸钢丝绳倍速推进系统,在短机身运输长度下实现长给进行程,满足10 m长套管加杆作业需求;设计大扭矩动力头及夹持卸扣器,完成φ219 mm套管接头螺纹强力拧卸扣作业;最终实现10 m长φ219 mm螺纹套管安全高效水平顶管敷设。