海绵城市背景下合流制改造及溢流污染控制路径研究

我国合流制排水管渠数量多、建设情况复杂、运行问题突出,已成为当前制约城市水环境质量提升的关键,在系统化全域推进海绵城市建设的背景下,合流制系统改造及溢流污染控制成为许多城市的重点任务。根据多年城市建设统计年鉴数据对我国城市合流制排水管渠数量、分布及逐年变化情况进行分析;梳理我国城市合流制管渠系统状况、存在问题及当前海绵城市建设、黑臭水体治理、内涝综合整治、污水提质增效工作对合流制系统的相关要求,在此基础上提出适用于我国城市合流制系统的界定与评价方法;结合当前各城市在推进相关工作过程中存在的问题,提出海绵城市建设背景下合流制系统改造及溢流污染控制路径,即因地制宜制定合流制改造及溢流污染控制系统化方案,并明确系统化方案编制流程及技术要点。

无人船载监控系统的设计与开发

为了满足无人船实时通信和远程操控需要,综合利用计算机、传感器及无线通信等技术,设计一种无人船载监控系统,实现了对无人船的实时监测、控制与实时通信。设计一种双驱动独立控制方案,实现了无人船遥控器控制与计算机控制的相互分离,可提高无人船运行操控的安全性与可靠性。提出采用插件式软件架构,将易变动的功能模块以插件的方式动态加载至系统框架中,加快了开发速度,降低了系统的耦合程度,提高了系统的可扩展性,并利用插件动态加载与卸载方法,实现了插件功能的动态加载与在线升级,提高了系统应对任务多样化的能力。

计及DoS攻击和通信时滞的电力系统负荷频率控制

针对电力系统通信网络中存在的时滞和DoS攻击现象,本文提出了基于采样特性的电力系统离散负荷频率控制方案。首先,计及电力系统负荷波动的情况,在多区域电力系统负荷频率控制系统(LFC)模型的基础上,将通信网络中DoS攻击的危害量化为采样信号连续丢失数,并分别考虑通信网络中通信时滞和输出信号采样特性,建立包含输出状态反馈控制器的电力系统LFC模型。其次,基于此模型,利用含有控制命令更新周期、DoS攻击导致的最大采样信号连续丢失数、通信时滞、H_(∞)稳定指标的双边闭环Lyapunov泛函、LMI技术,提出LFC系统满足一定H_(∞)指标的稳定准则,并给出离散状态输出反馈LFC控制器的设计及求解方法。最后,本文以单区域和双区域LFC系统为例进行了仿真验证。结果表明:与已有文献方法相比,本文方法在保持系统H_(∞)渐近稳定前提下,能够容忍更大的通信时滞,且结果的保守性更低;同时可以看出本文所设计的控制器在保证H_(∞)稳定性能的基础上,对一定能量限制的DoS攻击具有弹性的防御性能。因此本文方案的有效性和优越性得到了验证。

严寒地区地源热泵供热系统运行优化研究

地源热泵供热系统在运行控制方案上的优化,是建筑节能降耗的重要途径。以沈阳市ST办公楼地源热泵系统为研究对象,实地调研获取能源系统运行参数,归纳地源热泵的运行特性,锁定实际建筑中地源热泵系统供热现存问题,利用遗传算法寻求地源热泵系统最优运行控制参数。利用TRNSYS模拟能源系统运行,通过比较系统原有的改变机组负载率的控制方案与优化后最优运行控制参数方案的系统耗电量和性能系数,预测最佳控制方案下地源热泵系统的优化效果。结果表明:在最优运行控制方案下,地源热泵系统性能显著提升,系统耗电量降低14.5%,系统性能系数(COP)提升23.8%,热泵机组耗电量降低15.1%,地源热泵系统运行更加高效节能。

平原河网水动力优化调度与水环境改善的响应关系研究

平原河网河道流动性较差是引起水环境污染严重的主要原因,引调水是改善平原河网地区水环境的重要措施之一。本文以佛山市三山围为例,基于实测资料构建了河网水动力水质耦合模型,采用15天的连续水动力水质监测数据对模型进行了验证,并将NSE和RMSE模型评价指标用于模型评价。同时结合地势、潮汐规律和景观水位等设计了4种闸控模式和7种景观控制水位,共28种模拟工况,模拟分析了不同条件下的水动力水质改善与内外江潮位变化、引排水流量及其空间分布、闸控方式和景观水位等综合响应机理。结果表明:构建的模型合理可靠。研究区域受引排水路径的影响,河道流动性差异较为显著。综合考虑河道流量分布、水流路径、分汊河道分流作用和外江污染物浓度等对河道水质的作用效果并有效结合潮汐河网的动态水环境容量和污染源排放的时空分布对水环境的改善作用将非常显著。与低景观控制水位相比,高景观控制水位的内江动态水环境容量相对较大,污染物浓度较低。景观控制水位从0.2 m上升至0.8 m时,不同引调水路径的引水流量上升28.00%~64.70%,断面氨氮浓度削减了0.85~5.50 mg/L,削减比例达到28.89%~67.23%。本研究为平原潮汐河网水环境优化调度研究提供了新的思路,为相关部门对平原河网的水环境改善提供了重要的参考。

面向新时期新需求的三峡水库运行方案研究

本文回顾三峡水库设计洪水、特征水位、运行方案变化调整过程,综述三峡水库运行调度关键技术研究进展和分析来水来沙变化情况。分别采用最可能洪水地区组成法和非一致性洪水频率分析两种途径,推求考虑上游水库群调蓄影响的三峡水库运行期设计洪水及特征水位。结果表明:近10年三峡入库泥沙量比初设成果减少了84.4%,宜昌站水文情势IHA-RVA综合指标为74%、发生了重度改变,三峡水库运行期1000年一遇7~15 d洪量减少了约81.5亿~142.8亿m^(3),初设确定汛限水位的主要制约因素(防洪、泥沙)发生了很大的变化。原单站设计洪水及确定的三峡水库175-155-145 m运行方案,已无法满足新时期水资源高效利用和生态环境保护的新需求。建议把三峡水库运行方案调整为175-160-155 m,主汛期水位在155~160 m区间动态控制运行,长江中下游梅雨结束后应考虑提前蓄水,8月底蓄至163 m左右,9月底蓄至165 m,10月底蓄满。该方案在保证大坝和下游防洪安全的前提下,汛期减少弃水并增加枯水期补水量,预计可增发10%左右的发电量;抬高运行水位也有利于库区航运和减少消落带;9月份尽量不蓄水或少蓄水,可减少蓄水期对下游河道及两湖生态环境的不利影响,具有巨大的经济、社会和生态环境等综合利用效益。当预测预报长江流域可能发生流域性大洪水时,尽快将库水位消落至汛限水位145 m,确保大坝和下游防洪安全。

瘀滞型肩关节周围炎中医优化方案筛选研究

目的基于随机对照试验进行中医临床治疗优化方案的筛选研究,明确中医治疗瘀滞型肩关节周围炎的最佳临床方案。方法选取2020年6月-2021年12月在长春中医药大学附属医院门诊就诊的瘀滞型肩关节周围炎患者99例,随机分为A、B、C组,3组常规进行推拿及功能锻炼治疗,在此基础上A组联合药物疗法,B组联合针灸疗法,C组联合药物疗法及针灸疗法,疗程2周,于治疗后1周、2周及3个月对患者进行随访。以视觉模拟标尺评分(visual analogue scale,VAS评分)、Constant-Murley肩关节评分量表、肩关节活动范围、红细胞沉降率(erythrocyte sedimentation rate,ESR)及生化指标评价疗效和安全性。结果共92例患者完成研究。相较于本组治疗前,3组在治疗后1周、2周及3个月VAS评分、Constant-Murley肩关节评分、肩关节活动范围有显著改善(P<0.05),完成治疗后ESR有显著改善(P<0.05),肝肾生化指标无统计学意义(P>0.05)。3组组间比较,治疗后1周疗效无统计学意义(P>0.05),C组2周后及3个月效果明显优于A、B组(P<0.05)。完成治疗后的ESR及肝肾生化指标水平无统计学意义(P>0.05)。3组均未发现严重不良事件,不良反应发生率3组比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论针刺、中药内服及外用等疗法对于瘀滞型肩关节周围炎患者的疼痛和活动受限具有显著疗效,能明显地提高患者的生活质量,综合应用中医治疗手段2周后的中远期疗效明显优于单一手段。

无刷双馈电机研究综述与展望

无刷双馈电机具有结构可靠、变频器容量小等优势,非常适合灵活运行于防爆、易燃等特殊或极端工况,近年来受到广泛关注。该文根据无刷双馈电机的基本工作原理,明确了该类电机的命名原则与规范名称;总结了现有定转子方案的结构及性能特点,综合考虑性能指标与结构工艺,提出了转子双套绕组的发展方向;梳理了无刷双馈电机的稳态等效电路模型及基于各类数学模型的优化设计方法,针对现存难以完整考虑不同转速工况性能的不足,阐明了利用新型同步-异步相串联等效电路进行优化设计的思路;对比分析了经典及新近出现的无刷双馈电机控制系统拓扑和控制策略特点,面向典型电动、发电工况建立了完整的电机及控制系统。最后,对无刷双馈电机的上述理论研究问题及工业应用的发展方向进行了总结阐述,为该类电机的深入研究及加快推广应用提供参考和指导。

基于AQUATOX模拟的小球藻处理水产养殖废水试验

目的 为实现低碳快捷处理水产养殖废水,探究利用小球藻处理废水的最优方案。方法 以某鲅鱼养殖基地水体为对象,利用AQUATOX软件建立水生态环境模型,根据不同的水产养殖废水浓度、水力停留时间和流量建立5个试验组,稀释后投加5 mg/L的小球藻藻种,模拟分析小球藻的处理效果,并将结果与实测数据进行对比。结果 投加小球藻的最适比例为:ρ(小球藻)∶ρ(TN)∶ρ(NH_(3)-N)∶ρ(TP)∶ρ(CODcr)=1∶16.8∶3.2∶0.8∶40;最适投加比例的小球藻对废水中的TN、TP、NH_(3)-N、CODCr的处理效率分别达到了73%、72.5%、94%、75%;藻生物量也达到了初始值的26倍。结论 应用AQUATOX模型可以快速实现小球藻处理水产养殖废水方案优化,TN、TP、NH_(3)-N和CODcr质量浓度模拟结果的平均相对误差分别为0.32%、2.52%、4.83%和0.10%。

面向直流受端新型电力系统暂态电压稳定的紧急控制策略

在直流受端新型电力系统中,新能源电源及直流的接入导致同步机开机减少,动态无功功率相对紧张,暂态电压失稳风险显著增大。为高效快速获取紧急控制策略,即直流电流控制方案,并使其适应不同的电网运行方式和故障场景,尤其是电网拓扑结构的变化,基于图卷积神经网络(GCN)对常规深度强化学习模型深度确定性决策梯度(DDPG)的网络结构进行改造,构建了GCN-DDPG融合模型。在此基础上,引入双评价网络机制和评价网络与动作网络非同步更新策略以提升算法效果。进一步地,在应用方面,基于GCN-DDPG融合模型构建紧急控制模型并将其下达至安控主站,安控主站将依据电网实际运行方式和故障等信息,对紧急控制策略进行在线量化计算,并发送至直流控保系统执行。最后,通过改造的IEEE 14节点系统验证所提方法的有效性和优越性。

新疆大石门水利枢纽防汛调度运用方案研究

新疆大石门水利枢纽作为新疆车尔臣河重要山区控制性工程,对保障流域灌区防洪安全具有重要的作用。文章在对车尔臣河洪水特点、防洪保护对象及防洪标准、河道安全泄量、防洪总体布局分析的基础上,制定了基于“入库流量+水库水位”双重判别的大石门水利枢纽工程防洪调度运行方案,对水库充分发挥防洪功能、指导水库实际防洪调度提供理论参考。

对某城乡供水工程自动化控制的设计和应用研究

城乡供水自动化是解决农村饮水安全的重要措施,能够有效保证供水工程的管理决策能力和应用服务水平。总结了某城乡供水项目中自动化控制的设计和应用,不仅能有效的弥补水利工程建设过程中存在的不足,此外在实现水利工程长远发展、提高水利工程管理水平中也发挥了重要性作用,可以实现城乡供水后期运行中节水、减员、降本、增效的功能优势,推动了城乡供水的均等化服务,有效巩固当地的脱贫攻坚工作。

右美托咪定与利多卡因靶控输注在无痛胃肠镜麻醉中的相互作用和配伍方案优化

目的:探究右美托咪定与利多卡因靶控输注在无痛胃肠镜麻醉中的相互作用和配伍方案优化。方法:选择进行无痛胃肠镜检查的患者92例为研究对象,随机分为A、B、C、D四组,每组23例。比较四组麻醉时(T_(1))、无痛胃肠镜置入时(T_(2))、无痛胃肠镜检查第5 min时(T_(3))疼痛视觉模拟量表(VAS)评分、拉姆赛(Ramsay)镇静评分、心率(HR)、平均动脉压(MAP)、脉搏氧饱和度(SpO_(2))、麻醉满意度以及不良反应方式情况。采用等辐射法分析右美托咪定与利多卡因在脑电双频谱指数(BIS)为50时的相互作用。结果:A组患者T_(2)和T_(3)时Ramsay镇静评分高于其他三组(均P<0.05);T_(3)时HR、MAP低于其他三组,SpO_(2)高于其他三组(均P<0.05)。A组麻醉诱导时间长于其他三组,麻醉满意度低于其他三组(均P<0.05)。D组苏醒时间和离院时间长于其他三组,恶心呕吐和嗜睡发生率高于其他三组(均P<0.05)。等辐射法分析结果显示,右美托咪定和利多卡因在无痛胃肠镜麻醉中有协同作用。结论:右美托咪定和利多卡因在麻醉作用上有协同作用。0.50μg/kg右美托咪定+0.80 mg/kg利多卡因与0.60μg/kg右美托咪定+0.60 mg/kg利多卡因靶控输注在无痛胃肠镜麻醉中麻醉效果和血流动力学指标稳定性更好,不良反应发生率更低,麻醉满意度更高。

基于直流母线电压信号的小型独立直流微电网自主平滑模式切换控制策略

在独立直流微电网中,储能系统(ESSs)和光伏(PV)是主要能源。在极端条件下,储能和光伏变换器需要进行工作模式切换以协调功率,为了优化切换性能,该文提出一种基于直流总线信号(DBS)的自主平滑模式切换控制策略,用于多个光伏电源和ESS的无通信协同工作,提高了系统的可靠性。针对多模式切换过程中的抖振和死锁问题,所提出的控制策略利用具有反馈抑制机制的PI控制器实现了在饱和与激活之间无缝切换。同时,为了进一步提升光伏能量的利用率,所提出的控制策略充分考虑了ESS的荷电状态(SOC),并使光伏电源能够直接参与直流母线电压的调节。此外,还对模式切换时间与控制器参数的设计进行了详细的分析建模,以优化模式切换性能。最后,建立了一个小型独立直流微电网实验系统,以验证所提出的直流微电网控制方法的可行性。

基于暴雨管理模型的长江流域丘陵城镇面源污染控制方案效果评估

随着我国长江流域城镇工业源和生活源污染控制的持续加强,面源污染贡献率明显增加,利用相关技术组合有效控制城镇面源负荷,已经成为长江流域城镇控制污染负荷和提升水体生态环境质量的主要内容。为探讨面源污染控制技术设施对长江流域丘陵地区城镇降雨径流降污减量的效果,以重庆市永川区新城区内某区域作为研究对象进行汇水区概化,并对其构建暴雨管理模型(SWMM)和进行参数确定及验证,采用该模型模拟透水铺装、绿色屋顶、雨水花园和下凹式绿地4种单项技术设施方案及其9种组合设施方案对研究区域降雨径流总量及污染物(包括SS、COD、TN、NH_(3)-N和TP)负荷削减情况;并采用基于群决策的层次分析法,从效益-经济-技术3个角度综合评估各种组合控制方案对降雨径流水量水质控制效果。结果表明:所构建的研究区SWMM模型的水文、水力参数率定结果误差小于1%,水质参数率定结果纳什效率系数均在0.7以上且误差平方均值(B%MSSE指数)接近于0,实现了模型参数本土化;在各降雨重现期下,4种单项技术设施方案中透水铺装对径流量和污染物负荷控制效果最优;基于效益-经济-技术3个角度综合评估组合方案,确定方案P7为研究区域面源污染削减最佳组合方案,即布设面积比例为35%透水铺装、30%绿色屋顶、7%雨水花园和30%下凹式绿地,其径流总量削减率达到29.4%,SS、COD、TN、NH_(3)-N和TP负荷削减率分别达到36.2%、35.1%、35.1%、30.6%和32.2%。

新孟河运南支河闸控方案下河湖水动力影响探讨

通过构建太湖流域北部一维、二维耦合的河湖水动力数学模型,模拟并分析了新孟河延伸拓浚工程运南段主要无闸控支河设控前后对引水沿线河道和滆湖水动力的影响。结果表明,新孟河运南段支河口门设控下,引水后运南段河道水位、流速将明显上升,经北干河东侧入滆湖流量有所增加,但支河闸控有利于北干河西侧分流比升高,支河口门东侧闸控将导致滆湖北部水体交换能力降低、水动力有所减弱,滆湖东侧出湖河道流量受新孟河运南段支河闸控的影响较小。为提高新孟河工程引水效益,探讨提出了支河闸控方案在引水期、非引水期和应急排水期等时期的实施建议,为新孟河工程运行及优化调度提供一定的参考。

构网型VSC暂态稳定机理及改进限幅策略

针对构网型变流器(grid-forming voltage source converter,GFM-VSC)系统在大扰动下暂态稳定问题,现有研究未能充分考虑电力电子电源暂态快速响应与控制可塑的特点。为此,以GFM-VSC为对象,借助等面积法原理与相平面图法,从能量角度揭示了其暂态响应机制与传统同步机系统的差异,分析了控制塑造下GFM-VSC系统的暂态稳定机理;然后,针对大扰动下易于触发的限幅环节,分析了系统无法自主退出限幅而失稳的机制,并提出了附带电流分配系数的改进限幅策略,有效增强了系统暂态稳定性。最后,通过仿真验证了理论分析与改进方法的正确性。

VPSA制氧系统中离心鼓风机变工况调节规律研究

为提升离心鼓风机的变工况性能,以某真空变压吸附(VPSA)制氧系统中的离心鼓风机为研究对象,采用数值计算的方法分别对转速、扩压器角度单独调节以及二者联合调节时离心鼓风机的性能变化规律进行了研究。结果表明,相较于固定式,联合调节的工作压比范围扩大42%,可以使离心鼓风机在全压比范围内保持高效稳定运行;通过建立效率与转速、扩压器角度、压比之间的函数模型,采用内点法寻优得出了联合调节的最佳控制方案,为离心鼓风机的高效运行提供了依据。最后为验证寻优结果的可靠性,结合离心鼓风机的实际工作压比变化规律,按照最佳控制方案对试验模型的转速与扩压器角度进行联合调节,经测量可使离心鼓风机保持效率为87%以上持续运行。

复杂地层长距离盾构隧道施工关键技术优化

针对复杂地层长距离越江管廊隧道盾构密封难度大、刀盘刀具磨损严重、燃爆事故风险高和人工巡视检修困难等风险和难题进行系统分析,通过增强主轴承密封、改善盾尾密封、优化管片接缝密封,增设耐磨合金和优化刀具形状,采用克泥效工法、加强生物成因气体监测和改造电气类设备,以及研发无人自动系统巡检长距离越江管廊隧道等综合技术措施用于实际工程中。结果表明:通过采取合理的技术措施,提升了盾构隧道整体密封性能,延长了刀盘刀具使用寿命,阻隔了富含生物成因气体进入盾构隧道,确保了隧道安全高效施工和运维安全。通过采用上述施工和运维技术优化方案,越江管廊隧道掘进速度显著提升,施工和运维期间未发生安全事故。

快慢自适应大夹持力机构设计及实验验证

通过快慢自适应夹持机构的锁紧和开启可以实现部件之间紧密地连接和分离,为保证提供足够且稳定的垂向夹持力,在该机构设计过程中采用了大杠杆比例的机械原理;同时考虑到部件之间的连接需要快速完成,在该机构设计过程中考虑了气路原理设计和电气控制逻辑及方案,共同完成自动判断夹持快慢的时间段。利用精密力传感器对该机构进行夹持力的测试,测试结果表明该设计具有足够的可靠性及稳定性。