城市河网工程群多目标联合调度优化模型

城市河网工程群联合调度优化是一项复杂的系统工程,涉及多种闸、泵、堰等水利工程,是多时段、多对象、多约束、多目标非线性优化问题。基于此,提出了面向河网水环境改善目标的水工程群多目标联合调度优化模型,综合运用了“水量水质模型—优化调度模型—优化求解算法—方案优选方法”耦合方式,构建面向河网水环境改善的工程群多目标联合调度优化模型,并采用EMMOPSO算法的优化模型求解、基于AHP-TOPSIS的联合调度方案优选,以实现对河网水工程群联合调度的优化与决策支持,选择了长三角地区某城市河网开展了优化模型关键技术的数值试验与案例分析。结果表明:相较于水工程常规调度方式,本优化模型可以减少河网生态引水量23.9%~28.5%、提升河网水体水质达标度11.8%~90.4%,优化模型能够支撑平原城市河网地区取得显著的防洪除涝、水资源调配、水环境改善等多方面的综合效益。

温室环境控制方法研究现状分析与展望

环境控制方法是实现温室蔬菜高效生产的关键。随着现代控制技术的快速发展,温室环境控制方法逐步从手动、定时控制方法,转变为设定值控制和智能控制等方式。该文概述了以设定值为目标实现环境控制的方法,归纳了模糊控制、解耦控制、人工智能控制和表型控制等智能控制方法的特点,总结了现有温室环境调控领域控光、控温、控气、通风、灌溉和“云-边-端”协同控制系统的优劣。针对现存问题,指出该领域的发展趋势为构建考虑扰动因素影响的温室环境控制方法,研制基于作物生长和表型评价体系的环境调控模型,以及建立多模型融合的“云-边-端”协同温室环境调控系统。相关技术的发展将为温室的智能化与信息化发展提供重要的决策依据和借鉴意义。

基于Godunov格式的流域地表径流二维数值模拟

采用完整二维浅水方程组模拟地表径流运动时会遇到干湿转化处理的难题,为解决该问题,本文采用坡面流为均匀覆盖流域地表的片状薄层水流的概念开发完成了一套新的基于Godunov格式的地表径流二维水动力模型。模型中,采用三角形网格离散计算区域,修正的Roe格式计算界面通量,底坡项直接积分求解,对高度非线性的摩阻项进行半隐式处理。本模型的最大优势是干湿处理变得异常简洁,单元水面和地形均无需任何特殊处理。通过4个经典算例验证了该模型具有良好的精度和稳定性。最后将模型用于解家湾流域S曲线的计算和实测场次降雨径流过程的模拟,所得计算结果合理、可靠,表明本文模型具备模拟流域地表径流运动的能力,可为小流域汇流计算提供一种新的解决方案。

基于水库-河道耦合关系的水库水沙联合调度模型研究与应用

为使多沙河流水库既能实现防洪、发电和生态等综合效益,同时又能兼顾下游河道维持一定过流能力的目标,运用动态规划方法构建了基于水库-河道耦合关系的水库多目标优化调度数学模型,集成了水库减淤效益、发电效益、下游河道河床演变3个计算子模块。其中下游河道河床演变计算子模块是整个数学模型的核心模块,它的年度计算结果既作为水库调度寻优的判别条件,又通过实时反馈更新了下一年度水库优化调度计算的边界条件。将该模型应用到黄河小浪底水库水沙联合调度的研究中,结果表明,在维持下游河道4000 m3/s左右的中水河槽的基础上,构建的模型能充分权衡下游防洪、库区减淤、电站发电之间的关系,实现了水库综合效益的优化。该结论为研究多沙河流水库水沙联合优化调度提供了新的思路和理论依据。

水库群水沙调控的单-多目标调度模型及其应用

为缓解内蒙古河段"二级悬河"形势,以黄河上游沙漠宽谷河段为研究对象,以龙羊峡水库、刘家峡水库为调控主体,开展黄河上游水沙调控研究。建立了输沙量、发电量最大的单目标模型以及多目标模型;分别采用自迭代模拟算法、逐次逼近动态规划算法(DPSA)和改进的非支配排序遗传优化算法(NSGA-II)求解模型;设置了初始、常规、优化和联合优化4种方案。通过实例计算,联合优化调度方案的区间总冲刷量达到了0.38亿t,梯级发电量148.22亿k W·h。该方案以较小的电量损失换来了输沙量的大幅度增加,水沙调控效果显著,推荐为最优方案。研究成果量化了水沙调控效果和各目标间的转化规律,为开展黄河上游水沙调控提供了决策依据,具有重要的应用价值和实际指导意义。

核反应堆功率调节系统控制特性研究

某新型研究堆采用新型燃料元件和堆芯结构,反应堆的控制特性缺乏基本数据,功率调节系统的设计无可借鉴经验。通过半实物仿真试验,在同一功率定值下分别引入阶跃和斜坡反应性扰动,考虑调节棒在不同位置的价值影响,采用PD控制方案研究功率调节系统的调节特性和控制效果,并对控制方案和PD参数进行比较和优化,为反应堆功率调节系统的设计和投入运行奠定基础。半实物仿真试验结果表明:采用同一组控制器参数,无法满足预定的控制要求。充分发挥数字化控制器的优点,在同一功率定值、不同棒位下,采用不同的控制器参数能较好地满足预定的控制指标和性能要求。

高度城镇化地区河网水系生态调控方案

为探究长三角高度城镇化地区河网水系生态调控方案,以秦淮河流域下游地区水系为例,采用生态功能设定法,计算了各河段生态水位和生态流量。通过构建一维水量水质模型,在枯水年非汛期水量调控及截污措施协同驱动下,对水位、流量及污染物浓度的时空分布特征进行多情景数值模拟,并对生态水量保障率及水质改善效果进行评估。结果表明,水位调控措施对水质改善作用非常有限,无法保障河道生态基流需求;引水措施的调控效果较为明显,但水质改善率增幅随引水流量增加而下降;截污措施的水质改善效果优于水量调控方案,但存在显著的空间异质性,且无法提高生态基流保障率;将截污措施与引水措施结合,是满足城市水系生态水量及水质要求的最佳选择。

水库供水发电多目标优化调度模型及应用研究

提出了一种研究确定水库最优供水量的多目标水库优化调度数学模型,此模型以供水量最大和发电量最大为目标函数,考虑水量平衡、防洪、发电、航运及水库综合利用要求约束条件。提出一种交互式的求解方法对模型进行解算,此方法首先采用约束法,通过松驰供水量最大目标将多目标模型转换成多个单目标模型,在单目标模型中引入2个参数,用于调整模型的计算结果。对单目标模型,采用动态规划法求解,求得多目标模型的不劣解集。提出一个用于选择多目标最优解的决策偏好系数,对多目标模型的不劣解集进行对比分析,从而确定多目标模型的最优解。应用所提出的方法研究了广东省白盆珠水库的调度方案,提出了白盆珠水库的最优供水方案。

基于大规模储能融合蓄热式电锅炉的风电消纳多目标优化控制

我国"三北"地区存在源荷供需矛盾凸出、电网灵活性差的问题。风电场弃风现象严重问题的一个重要原因是热电机组在冬季以"以热定电"的方式运行,导致其调峰能力下降。利用蓄热式电锅炉供热,将电能转化为热能,能够提高风电就地消纳的能力。但采用电极加热的蓄热式电锅炉,其功率调节受电极机械部件限制,频繁调节将严重影响蓄热式电锅炉的使用寿命。将具有快速、灵活功率调节能力的电化学储能引入蓄热式电锅炉消纳风电的系统中,以风电消纳最大和蓄热式电锅炉电极调节次数最小为目标,提出了一种基于储能融合蓄热式电锅炉的风电消纳多目标优化控制方法。仿真结果表明:所提方法能够兼顾蓄热式电锅炉系统的弃风消纳与锅炉电极的调节次数,有效地解决了蓄热式电锅炉功率调节能力与风功率变化不匹配的问题。

翻转课堂中“翻转掌握教学模式”的应用研究

伴随信息技术发展产生的慕课与翻转课堂为掌握学习法的实施提供了有利的支持与保障。实施翻转掌握教学模式,需要事先确定教学目标,制作学习导引单,组织学生课前自学,达到基本掌握。课堂上有效探究、落实目标。一个单元学习后进行测试与反馈等。翻转掌握教学模式在不同学科实施时有不同要求,教师需恰当选择,灵活运用。

长江流域梯级枢纽泥沙调控关键技术

通过将水沙动力学与水库调度优化理论相结合,围绕长江流域梯级枢纽泥沙调控关键技术开展研究。在改进恢复饱和系数、非均匀沙挟沙力等关键计算模式的基础上,完善并集成长江上游梯级水库群水沙数学模型、长江中下游复杂江湖河网水沙数学模型和典型河段平面二维水沙数学模型,构建了江河湖库水沙输移模拟模块。基于泥沙对防洪、发电、航运和长期使用4个主要目标的影响,构建了长江泥沙优化调控目标函数,进而集成水沙输移模拟模块构建了长江泥沙优化调度模型,并提出了基于预构泥沙信息库、结合BP神经网络的模型求解方法和非劣解集的改进灰靶评价方法。在此基础上,以三峡水库为例,提出了汛期"蓄清排浑"动态运用方案以及长期分阶段泥沙调控策略。

一类变参数对象的双鲁棒串级控制方法及应用

针对一类变参数对象，本文提出了一种主、副调均采用鲁棒调节器的双环串级控制方法，并给出了这种系统的设计和整定步骤。应用该方法对某电厂变参数过热汽温控制的实例表明：该方法对一类变参数对象的控制具有很好的动态品质和鲁棒性。该方法还可推广应用于采用鲁棒调节器的多环串级控制系统。

利用一次调频扰动计算火电机组锅炉蓄热系数

锅炉蓄热系数是火电机组负荷-压力被控对象中一个关键动态参数,准确估计出其大小能够为优化协调控制系统提供重要支持。依据对象负荷-压力简化非线性动态模型构建炉跟机方式的协调控制系统,从时域及频域角度分析其闭环响应特性,发现汽轮机调节门输入与燃料量输入对机前压力和发电负荷输出响应的时间及频率存在较大差异,可认为在小时间尺度范围内机前压力和发电负荷仅受汽轮机调节门输入的影响。因此可利用短周期的一次调频扰动工况下的数据辨识锅炉蓄热系数,准确度与汽轮机调节门开度扰动试验相当。通过某330 MW机组数据辨识及现场调试,证明以上方案可行。

面向实践的“法科”培养新模式初探

从法学方法论的角度,深入分析法律规则教育不能回应实践需要的根本原因,指出抽象规则无法"反向还原"为社会生活现实,只有把握制定法的社会基础才是理解法律调整的根本所在。超越传统培养模式中的法律规则教授主导,培养模式创新定位就在于确立法学理论教育的实践导向,在教学方式和培养方案上进行创新。

理脾调脂胶囊对血脂失调症大鼠及ApoE基因敲除小鼠PPARs mRNA的调控作用

目的研究理脾调脂胶囊对血脂失调症大鼠及ApoE基因敲除(ApoE-/-)小鼠PPARα、γmRNA的调控作用,探讨其调节脂质代谢的作用机制。方法 48只Wistar大鼠随机分为空白组、模型组、理脾调脂胶囊治疗组(理脾调脂组)、血脂康对照组(血脂康组),造模4周,将ApoE-/-小鼠30只随机分为空白组、血脂康组、理脾调脂组。理脾调脂组大鼠、ApoE-/-小鼠(以下简称大、小鼠)每日灌胃理脾调脂胶囊,血脂康组每日灌胃血脂康,用药8周。酶法测定大、小鼠血清总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)浓度,沉淀法测定大、小鼠血清高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C);内参照模板法荧光定量PCR检测大、小鼠肝脏PPARα、γmRNA的表达。结果理脾调脂组大、小鼠血清TC、TG、LDL-C浓度较模型组、空白组显著降低(P<0.01),HDL-C浓度显著提高(P<0.01),大、小鼠PPARα、γmRNA表达较模型组(或空白组)显著提高(P<0.01);与血脂康组比较,理脾调脂组大、小鼠血清TC、TG、LDL-C浓度均降低(P<0.05),HDL-C浓度均显著提高(P<0.01,P<0.05),PPARα、γmRNA表达明显提高(P<0.05)。结论理脾调脂胶囊能显著提高实验性血脂失调症大、小鼠肝脏PPARα、γmRNA的表达,具有调控核因子而影响血脂代谢的作用。

长江中游湖广—罗湖洲河段航道整治方案河工模型试验研究

根据长江中游湖广—罗湖洲水道近年来实测资料,分析了本河段河床演变特点、碍航特性和航道存在的主要问题,通过建立平面比尺1∶420、垂直比尺1∶120的变态实体河工模型,对该段河道及航道演变趋势进行预测。在此基础上,根据该段浅滩碍航特征和航道整治目标,研究了不同类型的航道整治方案,最后提出推荐方案。

水轮机及调节系统模型辨识试验研究

目前水轮机及其调节系统建模工作已经成为水电厂涉网试验的重要组成部分,但是长期以来人们对其建模方法的研究尚不够充分。为了形成实用化的标准建模方法、客观地评估模型的合理性及准确性,分析研究了水轮机及调节系统模型辨识的方法,并结合现场试验数据,对模型辨识结果进行验证对比,同时提出了最终模型的确立与模型辨识精度的考核依据。对水轮机及调节系统模型辨识的一般原则、模型辨识的基本方法及过程、模型辨识精度的评价以及模型的适用性和最终模型的确定等方面的情况作了介绍。

基于熵权TOPSIS模型的温黄平原单季水稻水肥最优调控模式研究

不同的稻田水肥调控方式,将产生不同的经济、资源和环境效益。合理优化的稻田水肥调控方案应基于水稻节水、增产、减污3个方面的指标综合评价所得。以温黄平原单季稻为研究对象,以田间水肥调控为研究载体,建立基于水资源、环境和经济相统一的水稻水肥调控评价指标体系;同时利用熵权TOPSIS多目标决策模型,对浙东温黄平原单季水稻7种水肥调控方案进行优选。结果表明,浙东温黄平原地区"蓄雨薄露灌溉+3次施肥"模式最有利于水稻高产、节水、减污综合效益的发挥。

基于C-PRO模型的数字化适航审定研究及应用

为解决中国航空器型号合格审定过程中审查方所面临的审查资源配置不均衡、全局监控难、审查经验传递难等问题,首先,基于当前航空器型号合格审定体系及审查实践,分析了航空器型号合格审定管理中存在的痛点及管理需求;其次,建立了以适航审定计划树、适航审定规章树和适航审定对象树为核心的C-PRO模型(certification-plan,regulation and object model),并基于该模型建立适航审定管理方式;最后,基于上述研究构建了数字化适航审定协同工作平台。该平台已在国内重点型号合格审定项目中投入使用,有效弥补了中国在传统适航审定领域内的能力短板,并提高了审查效率,保障了国内航空器型号合格审定工作的开展。

合流调蓄系统多目标GA优化工程应用

合流制调蓄设计与优化是城市雨水面源污染控制的重要内容。考虑排水系统的排水能力和污染控制效果的同时,又需确保系统工程的经济效益,是当前合流制多目标优化亟待解决的现实问题之一。建立以工程造价和运行费用为目标函数,以不发生溢流、管网水力参数为约束条件的合流制多目标优化模型,利用遗传算法(GA)寻求最优工程设计方案,提高投资回报率。将所建模型应用于上海某区域的优化设计,获得了较佳的效果,且相对于手工计算提高了准确度,减少10%~20%的投资,减少了对环境的污染。其成果对截流式合流制排水系统评估与规划具有现实和推广意义。