Closed Loop Control of Bi-Directional Soft Switched Quasi Z-Source DC-DC Converter

Quasi Z-source converter is a single stage soft switched power converter derived from Z-source converter topology, employing an impedance network coupling the source with the converter. The quasi Z-source source converter can buck or boost the voltage and current flow is bidirectional. The duty cycle of the switch can be adjusted to maintain constant voltage during load change. To obtain constant output voltage, proper controller design is a must. This paper presents closed loop control of quasi Z-source converter using PI controller where controller parameters are estimated using the small signal model of the entire system. The transfer function of the system with AC sweep is used to obtain appropriate proportional and integral gain constants to reduce transient dynamics and to reduce steady state error.

我国农业面源污染监测研究进展与发展建议

针对农业面源污染排放形式分散、随机性和不确定性强、进入环境过程具有间接性等特点,本文梳理了农业面源污染形成过程、监测核算常用研究方法,剖析了目前农业面源污染监测评估在技术方面存在的难点和问题,并提出完善相关监测制度、统筹多尺度监测、优化监测方法、设立研发项目、深化结果应用等方面建议,以期为农业面源污染治理实践提供参考借鉴,助力乡村生态振兴和农业绿色发展.

我国农田径流污染及其控制技术研究进展

以农田流失的氮磷为主要来源的农业面源污染已成为制约我国农业高质量发展的重要因素。针对农田径流污染发生规律及阻控方法等问题,剖析了影响农田径流污染的关键要素,系统梳理了以“源头减量-过程阻断-末端净化”为主体思路的农田径流污染控制技术,分析了不同种类技术措施在实际应用中的优缺点及限制因子。指出未来应进一步加强农田径流污染的监测并建立风险评估模型,深入探究以施肥优化为主、多种手段为辅的农田径流污染源头控制体系,提升农田径流污染处理设施对污染物的净化能力,建立适用性强的集约化农区面源污染绿色低碳综合防控技术模式,为农业面源污染控制提供理论基础和技术支撑。

提升集中供热系统运行稳定性方式探索

结合供热生产实践中电厂温度波动、热网失水治理、室温如何用于提升供热质量等问题进行了讨论,给出了储热及热电协同、全方位统计、实时视频监测站内失水、室温数据Pearson相关性系数等方面的分析与建议,以期为提升供热生产运行稳定性提供一些经验借鉴和优化思路。

淮北平原区沟渠控制排水与不同植被覆盖条件下农田氮磷流失特征分析

为综合分析沟渠控制排水与植被覆盖对淮北平原典型农田氮磷流失变化的影响,充分发挥农田沟渠生态服务功能和环境效益。本文以利辛试验区不同沟渠断面的氮磷观测点数据为依据,分析沟渠氮磷养分流失特征规律。研究表明:控制排水期间车辙大沟春店闸下游断面TN、NO_(3)^(-)-N浓度分别较闸上游减少24.3%、19.7%,闸上TP浓度较闸下虽未显著降低,但随时间变化动态波动表现放缓。控制排水条件下的排水沟渠中TN和NO_(3)^(-)-N浓度变化对植被盖度高低有更显著的响应关系,植被生长状态较植被覆盖度对TP流失有更好的吸收拦蓄作用。因此,通过在淮北平原大沟采取控制排水措施能够有效减少农田氮素向下游流失,并能促进植物对氮、磷的吸收拦蓄作用。

基于反向传播神经网络的光伏电站运营策略研究

针对光伏电站运营过程中发电量波动大、消纳率低的问题,提出了一种基于反向传播神经网络的光伏电站运营策略。建立光伏电站发电预测策略,通过长短期记忆网络对光伏电站历史发电数据和天气气象预报数据进行分析,获得光伏电站的短期发电功率预测曲线。建立光伏电站源储控制策略,通过反向传播神经网络实现光伏电站内部的储能优化控制。建立光伏发电盈亏分析策略,通过计算最佳的光伏电站上网策略,实现光伏电站最优的并网发电。将基于反向传播神经网络的光伏电站运营策略应用在某地区的光伏发电站,其运行结果验证了该方法的有效性和可行性。

紫色土减磷配施有机肥的磷肥效应与磷素动态变化

为探索长江上游稻油轮作系统减少农田磷素流失和有效提高磷肥利用率的最佳施肥模式,降低磷对水体富营养化的影响,采用长期田间定点试验并结合室内试验分析,研究了化肥配施猪粪和水稻秸秆还田对紫色土磷肥效应及磷素迁移的影响。结果表明：在常规作物施肥基础上配合施用有机肥,适当减少化学磷肥施用量,对作物产量没有显著的减产效应,且能在一定程度上减少农田磷素损失,提高磷肥利用率。水稻磷肥利用率总体表现为常规施磷量减20%＋猪粪有机肥（MDP）〉常规施磷量减20%＋秸秆还田（SDP）〉常规施肥＋猪粪有机肥（MP）〉常规施肥＋秸秆还田（SP）≈优化施肥（P）,各处理利用率在20%-25%之间。油菜磷肥利用率总体表现为SDP〉MDP〉MP〉SP〉P,各处理利用率在17%-29%之间。在水稻生长前一个月内,田面水总磷含量随着施磷水平的增加而增加,其中常规施肥（P）比不施磷肥（P0）处理总磷含量高4倍左右。各处理中磷含量大小表现为P〉MP〉SP〉MDP〉SDP〉P0,配施有机肥可以提高稻田土壤对磷的吸附,降低前期土壤磷向水体中释放,配施秸秆比配施猪粪对减少土壤磷素流失效果更好,磷肥施用后的7-10天内是控制稻田磷素流失的关键时期。油菜蕾苔期的土壤有效磷含量较苗期明显降低,但在油菜开花期和收获后期,土壤有效磷含量明显上升,油菜生长花期以后是土壤有效磷淋失的主要时期。有机无机肥配施可以显著提高土壤有效磷含量。化学磷肥减量并配施有机肥是应对农业面源污染＂控源节流＂的较好措施。

水土流失防治措施在非点源污染控制中的作用

从非点源污染的概念出发,阐述了水土流失触发的非点源污染及其危害,对不同的水_十流失防治措施在非点源污染控制中的作用进行初步分析,试图从水土流失防治的角度为非点源污染控制和治理提供一些依据。

计及功率损耗的分布式光伏-储能系统出力优化及容量配置方法

分布式光伏与储能(PV-BES)接入配电网可将不可控的光伏电源转化为可控电源,进而减小功率损耗并提高电压水平与稳定性。文章建立了以功率损耗变化率为判据的含有功、无功损耗的PV-BES系统出力优化模型;基于遗传算法对模型求解,在配电网不同负荷水平下对PV-BES系统出力进行优化;考虑成本经济性对光伏、储能系统容量进行配置。基于IEEE33节点系统仿真结果表明,文章方法与传统解析法相比,能明显降低功率损耗并提高电压水平。

不同氮肥管理模式对太湖流域稻田土壤氮素渗漏的影响

针对太湖流域稻田土壤氮素流失引起的面源污染问题,以农户常规施肥处理、化肥减量施肥处理、缓控释肥处理、有机无机肥配施处理以及按需施肥处理5种稻田氮肥管理模式,探讨了不同施氮水平与肥料类型的处理对20～40 cm、40～60 cm、60～80 cm以及100～120 cm四个深度土壤氮素渗漏的影响。结果表明,20～40 cm渗漏液中总氮(TN)浓度与施肥量成正比;农户常规施肥处理会出现40～60 cm TN浓度高于20～40 cm的现象;缓控释肥处理具有较高的20～40 cm TN淋失量;溶解性有机氮(DON)是稻田氮素进入地下水的主要形态,占TN的60%～70%;减少33%的氮素施用量,可降低进入地下水体36.9%～49.0%的TN浓度。按需施肥处理能在保证产量的情况下降低施氮水平,减少氮素渗漏损失,是适宜该地区的环境友好型氮肥管理模式。

低纬高原湖泊农业面源污染防治研究进展

农业面源污染是各种导致水体污染的最主要的因素之一,在总体水污染中所占的比例不断增加,农业也逐渐成为水体富营养化最主要的污染源,其主要的污染物质是氮、磷营养元素,由于其具有随机性、污染物排放及污染途径的不确定性、污染负荷的时空差异性大等特征,长期以来控制农业面源污染成为水体污染防治的重点和难点。作者从氮、磷的流失方式、途径、形态和流失特征,影响氮、磷流失的主要因素及农业面源污染控制等三个方面,重点综述了低纬高原湖泊流域的农业面源污染及其防治的研究进展,具有重要的科研指导意义。

基于最优功率分配的多端直流网络改进下垂控制策略

由于多端直流系统各输电通道距离不一致以及直流线路本身电阻较大,导致远距离、大容量直流输电系统的铜耗较大。为了实现整个系统铜耗最小的站间协调控制,构建未考虑本地负荷与考虑本地负荷时直流电压下垂系数的计算方法,提出一种改进的直流电压下垂控制策略。引入换流站可调容量大小,使得各换流站"量力而行"地参与下垂控制功率调整。利用PSCAD/EMTDC建立该四端直流系统的详细模型,仿真验证了正常运行及故障工况下该系统的运行特性。结果表明,所提出的控制方法可有效减少直流系统铜耗,有效改善交流侧故障引起的直流侧功率振荡,实现紧急功率支援。

实际运行点动态修正的VSC-MTDC改进下垂控制策略

针对传统下垂控制因下垂系数设置不当而产生的换流站过载及运行损耗较高现象,提出一种改进下垂控制策略。该控制策略综合考虑运行损耗与换流站功率裕度,建立运行损耗最小时的最优潮流与优化下垂系数间的关系,推导得到经济分布的下垂系数,并将该下垂系数与考虑功率裕度的下垂系数进行加权平均。同时设置低压加速因子,使得换流站动态修正实际运行点,在直流电压偏高时以具有功率裕度为主控制目标,直流电压偏低时以具有最小运行损耗为主控制目标。最后,在PSCAD/EMTDC仿真平台中搭建五端柔性直流输电系统,仿真结果表明：改进下垂控制后,换流站能够针对运行工况的改变,协调保有功率裕度与降低系统运行损耗控制目标,实现了运行点的动态修正。仿真结果与理论分析一致,证明了所提控制策略的有效性。

我国农田农药流失现状及减控策略

农业面源污染已经成为全球水污染的主要来源,其中具有生物毒性的农药污染物对人体健康和生态环境安全构成了严重威胁。分析了我国农田农药流失现状,指出流失的主要农药品种与用药历史和特点密切相关,水体中检出的有机氯农药主要源于早期农药残留,检出的有机磷农药和长残效除草剂部分种类目前仍在使用。提出从影响农药流失的各个环节入手,制定严密的减控策略。植物缓冲带是拦截农药流失的常用措施,可以实现对农业面源污染的可持续治理。建议实行生态功能区划,严格限制高毒农药的施用,减少化学农药施用量,规范农药喷洒器械和施药技术,从源头上控制农药流失,从而降低农业非点源污染带来的危险。

一种新型的电压源换流器

为了改善轻型直流输电网络的波形质量,目前电压源换流器使用较多的高频开关器件,导致成本增高,损耗加大,限制了其实际应用。提出了一种Buck型电压源换流器 (BVSC),该BVSC由一组双Buck变换器和一个工频逆变桥组成,仅用 2个高频开关,即可取得较好的输出波形。为了进一步解决大功率应用时的高频开关的局限性,还提出了一种新型的双频控制Buck型电压源换流器 (DB VSC),DBVSC在BVSC的基础上附加了一个双Buck变换器,使原BVSC工作在高频,仅处理谐波功率,而附加的BVSC工作在低频,处理基波功率。DBVSC既可以改善换流器输出电流波形质量,又可以减小系统损耗,提高功率等级,特别适合于大功率应用。推导了基于单周控制思想的控制方程,运用简单的控制电路实现要求,通过仿真研究,证实了理论分析的正确性。

城市饮用水源农业面源污染综合防治措施研究

以黑龙江省宾县县城水源地二龙山水库为例,阐述了水源污染状况,面源污染形成的过程、机理及来源和途径。分析了流域农业生产管理中的化肥和农药施用,农业生物质类废弃物利用管理和水土流失对水源污染的影响。从污染物的源头控制,迁移途径控制和水生态修复控制体系构建出发,提出了加强坡耕地农业生产管理、新农村建设工程、水土流失综合防治工程和河流廊道生态修复工程措施控制农业面源污染,实现人水和谐。

坡地水土流失对水体富营养化贡献的研究进展

面源污染逐渐成为世界头号的环境问题,而坡地水土流失伴随着化肥营养元素流失引起的面源污染更是不容忽视,详细介绍了国内外在这一方面的研究进展,面源污染问题的提出直至目前各种污染和流失模型的建立修正,并提出今后水土流失将作为面源污染的重要原因及其主要的研究方向。

水土流失及其对农业非点源污染的影响

农业非点源污染已经成为制约经济、社会和环境可持续发展的重要因素,并直接影响人们的饮水和粮食安全。文章介绍了水土流失和农业非点源污染的概念,分析指出水土流失是农业非点源污染发生的重要形式和运输载体。在概括水土流失影响因素的基础上,提出了水土流失的防治对策,给出了水土流失和农业非点源污染研究的建议。

无源无损软开关中压控可变电容的研究

在无源无损软开关中采用压控可变电容的方法来进一步减少IGBT的关断损耗,从而缓解其散热压力。该压控可变电容由两个缓冲电容和辅助MOSFET构成,其控制方法简单,可自动实现电容容值的变换。同时,辅助MOSFET由其串联支路上的电容电压和辅助电源控制。在IGBT关断之前,MOSFET由于其控制信号为高电平而处于导通状态,因此当IGBT关断时,可变电容等效为两个电容并联,从而表现为大电容特性,减少其CE两端电压的上升斜率;当MOSFET的控制信号下降到关断阈值时,可变电容表现为小电容特性,从而快速达到IGBT的关断稳态。依据可变电容的理论波形对其工作原理进行详细分析,并对该无源无损软开关回路中额外损耗进行理论计算。最后通过搭建Buck变换器的实验平台对上述理论进行验证。

计及换流器损耗与电压下垂控制的交直流系统最优潮流算法

提出一种考虑换流器精确损耗与电压下垂控制的交直流系统最优潮流计算方法。基于计及换流器精确有功损耗的电压源换流器(VSC)换流站一般模型,建立了多端柔性直流互联交直流系统的最优潮流数学模型,推导了不同控制方式对寻优变量设定和等式约束构建的影响。针对电压下垂控制换流器交流侧有功功率与换流器损耗之间的"耦合"问题,提出了一种下垂控制VSC交流侧有功功率的计算方法。进而,在分析雅可比矩阵构成的基础上,采用步长控制原对偶内点法实现了模型求解。最后通过改进的IEEE 30节点算例仿真,分析了换流器损耗、电压下垂控制方式对最优潮流计算的影响,验证了所提方法的有效性、准确性和适用性。