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基于图卷积网络和双向门控循环单元的电力系统主导失稳模式辨识

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中国电机工程学报 2024年

作者：王长江张千龙姜涛陈厚合陶宇轩现代电力系统仿真控制与绿色电能新技术教育部重点实验室(东北电力大学) 国家电网有限公司西南分部

为快速准确辨识电力系统主导失稳模式，本文提出一种基于图卷积神经网络(Graph Convolutional Network， GCN)和双向门控循环单元（Bi-directional Gated Recurrent Unit，Bi-GRU）的电力系统主导失稳模式辨识方法。首先，根据系统故障... 详细信息

为快速准确辨识电力系统主导失稳模式，本文提出一种基于图卷积神经网络(Graph Convolutional Network， GCN)和双向门控循环单元（Bi-directional Gated Recurrent Unit，Bi-GRU）的电力系统主导失稳模式辨识方法。首先，根据系统故障前后暂态电气量时序演变规律及空间分布特性，构建表征电力系统运行状态的特征矩阵；然后，建立GCN与Bi-GRU相结合的深度学习模型，利用GCN整合拓扑空间信息来提高模型泛化性，同时利用Bi-GRU自适应感知输入特征的全局时间序列信息，以深度挖掘特征矩阵的空间特性和时序特性，进而明晰暂态过程中各暂态电气量间的深层联系及交互影响，实现电力系统主导失稳模式的精确辨识；最后，通过修改后IEEE-39节点系统和某地区实际电网的实验结果表明，所提方法具备一定可解释性，相比其他深度学习方法在有效性、准确性和适应性方面存在一定的优势。

关键词：主导失稳模式电压稳定功角稳定图卷积神经网络双向门控循环单元

乡村振兴背景下乡村咖啡馆的公共空间活化策略研究

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中外建筑 2024年第6期 96-101页

作者：聂进刘何聂飔飏朱洲铖陶宇轩湖南艺术职业学院设计艺术学院湖南艺术职业学院湖南文理学院

随着乡村振兴全面推进,乡村咖啡馆作为乡村文化公共空间重塑范围,成为研究城乡居民人际社交场所与休闲娱乐空间的重要内容。从乡村咖啡馆的社会人际交往功能和村民幸福度介入研究,调查发现城乡居民在乡村咖啡馆的体验感与环境条件、场... 详细信息

随着乡村振兴全面推进,乡村咖啡馆作为乡村文化公共空间重塑范围,成为研究城乡居民人际社交场所与休闲娱乐空间的重要内容。从乡村咖啡馆的社会人际交往功能和村民幸福度介入研究,调查发现城乡居民在乡村咖啡馆的体验感与环境条件、场所功能诉求和人际交往便捷度等因素有关。乡村咖啡馆的兴起可以提升乡村公共空间重塑效应,促进乡村数字经济发展、文化科技赋能、农产品销售渠道多样化等,为乡村农旅融合发展提供新路径。

关键词：乡村咖啡馆社会交往幸福度人际交往全面振兴

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基于激光对刀仪的高精度在位测量及补偿方法

仪器仪表学报 2021年第12期42卷 1-8页

作者：陶宇轩刘秀峰曹海印华中科技大学机械科学与工程学院武汉430074

球型砂轮在位修整前后的直径变化将导致理想与实际的磨削轨迹之间出现位置偏差,造成加工误差,因此在超精密磨削加工前获取该变化信息是十分有必要的。针对于此,提出了一种球型砂轮在位测量方案,包括搭建基于激光对刀仪的在位测量系统以... 详细信息

球型砂轮在位修整前后的直径变化将导致理想与实际的磨削轨迹之间出现位置偏差,造成加工误差,因此在超精密磨削加工前获取该变化信息是十分有必要的。针对于此,提出了一种球型砂轮在位测量方案,包括搭建基于激光对刀仪的在位测量系统以及设计在位测量步骤,并针对该方案存在的系统误差进行分析,抽象出了激光对刀仪安装误差模型,结合齐次坐标变换推导了误差公式,借助最小二乘法求解安装误差,从而实现了对测量数据的补偿与对球型砂轮的高精度在位测量。最后以12.5 mm半径的标准球做标定,计算出误差角度值用作补偿,再分别测量12.5 mm与3 mm标准球作为验证。实验表明该方案可将测量精度从4μm提高到1.2μm。

关键词：超精密磨削激光对刀仪齐次坐标转换最小二乘法误差补偿

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预应力混凝土框架结构抗连续倒塌性能分析

预应力混凝土框架结构抗连续倒塌性能分析

作者：陶宇轩湖南大学

学位级别：硕士

我国的预应力技术发展迅速,目前已经处于国际领先水平。随着预应力技术的成熟,预应力混凝土结构在我国的使用越来越广泛。相对于普通混凝土(RC)框架,预应力混凝土(PC)框架的跨度和承载更大,因此在爆炸和火灾等偶然荷载作用下PC框架更易... 详细信息

我国的预应力技术发展迅速,目前已经处于国际领先水平。随着预应力技术的成熟,预应力混凝土结构在我国的使用越来越广泛。相对于普通混凝土(RC)框架,预应力混凝土(PC)框架的跨度和承载更大,因此在爆炸和火灾等偶然荷载作用下PC框架更易发生连续倒塌事故。本文以PC框架抗连续倒塌试验为基础,结合有限元模型和理论模型分析,阐述了PC框架抗连续倒塌受力机制。主要内容如下:(1)本文利用PKPM设计了一个五层的混凝土框架,选取该结构的底层边框架子结构作为原型结构,设计了1个RC和4个PC梁柱子结构,试件的缩尺比例为三分之一。试验时在这5个试件的失效中柱上施加静力下推荷载,并且采集了这些试件的竖向和水平荷载、梁柱变形、钢筋应变以及预应力筋的预应力,对比研究了RC和PC试件的抗连续倒塌表现,讨论了预应力筋线型对框架抗连续倒塌性能的影响,并为有限元和理论分析提供了数据支撑。试验结果表明预应力筋线型对框架抗连续倒塌性能影响较大。(2)利用Abaqus建立了RC、现浇预应力和预压装配式框架子结构有限元模型,将内聚力模型和库伦摩擦模型联合起来描述梁柱界面的力学性能,讨论了内聚力单元对框架抗连续倒塌性能的影响,并利用试验结果验证了模型的合理性。此外,对比分析了现浇预应力和预压装配式框架抗连续倒塌受力机理,并且进行了参数分析工作。(3)建立了PC框架压拱理论模型和悬链线理论模型。压拱模型根据变形协调、力平衡和边界条件,通过迭代的方式计算梁上受压区钢筋的压应变,进而求解得到框架压拱承载力;悬链线模型基于混凝土和钢筋之间的粘结滑移作用修正了钢筋的极限应变,通过识别钢筋和预应力筋的断裂,计算得到框架悬链线承载力和位移。通过收集的试验数据以及与现有模型的对比,验证了这两个模型的合理性以及准确性,然后使用这两个模型讨论了混凝土和钢筋的材料性能对混凝土框架抗连续倒塌性能的影响。

关键词：预应力混凝土框架连续倒塌试验研究有限元模型理论模型

SSZ-13分子筛优化制备及其CO2吸附性能研究

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SSZ-13分子筛优化制备及其CO2吸附性能研究

作者：陶宇轩大连理工大学

学位级别：硕士

SSZ-13分子筛由于其独特的八元环小孔结构和结构中阳离子的排列,使其对二氧化碳的亲和力高于其他气体,因而在CO吸附方面比其他多孔材料更受关注。但昂贵的模板剂和较长的制备时间限制了SSZ-13的工业化生产。目前已有许多关于优化SSZ-13... 详细信息

SSZ-13分子筛由于其独特的八元环小孔结构和结构中阳离子的排列,使其对二氧化碳的亲和力高于其他气体,因而在CO吸附方面比其他多孔材料更受关注。但昂贵的模板剂和较长的制备时间限制了SSZ-13的工业化生产。目前已有许多关于优化SSZ-13分子筛制备方法以降低SSZ-13分子筛工业化生产门槛的研究,但考察铝源对产物影响的研究较少。多级孔分子筛及中空分子筛因其独特结构能够很好地解决了大分子在微孔中扩散效率过低的问题而备受密切关注。但是多级孔分子筛或中空分子筛的合成是具有难度的。目前已通过在合成体系中添加介孔模板剂制备得到了多级孔SSZ-13分子筛,但关于中空SSZ-13分子筛的研究并不多见。考虑到铝源提供的铝原子是沸石骨架搭建的基本原子之一,以及关于中空SSZ-13分子筛的研究较少,本论文做了如下工作:(1)采用异丙醇铝作为Al源,发现产物的合成速度无明显变化,但晶体形貌由传统的立方形变为了由立方形晶体堆叠组装的球状体。在此基础上,考察了陈化时间对产物的影响,发现随着陈化时间的增加,层叠组装现象更加明显。当陈化时间达到12 h时,产物的比表面积较传统的574.91 m/g提高至647.85m/g。(2)在SSZ-13合成过程中通过采用硝酸铝、硫酸铝作为Al源,向合成体系中引入了无机含氧阴离子,反应时间分别缩短至72 h、40 h时。其晶体符合非常规生长方式,由小的单元晶体组装成大晶体。且延长反应时间、陈化时间与添加氟离子能够在分子筛表面引入多级孔结构。陈化24 h、反应4 d、氟的添加量为0.05(F/Si)时,样品具备最佳的多级孔结构。氟添加量为0.1的SSZ-13分子筛具备最佳的CO吸附性能,在0.25 bar时的吸附量为2.74 mmol/g,较传统方法制备的SSZ-13提高了54.8%;在1 bar时为4.55mmol/g,较传统方法制备的分子筛提高了20.4%。(3)在合成过程中采用超声进行陈化并添加晶种诱导,在SSZ-13分子筛中成功引入了中空结构,并考察了晶种添加量和超声时间对产物的影响。当晶种添加量为0.5wt%,超声时间为60 min时,样品为直径50 nm的空心立方晶体,其比表面积达到了791.50 m/g,介孔占比为66.3%。对样品进行273 K下的CO吸附性能测试。发现晶种添加量为0.5 wt%时,无论是在低压还是高压的情况下,样品对CO的吸附能力均要优于传统方法制备的微孔SSZ-13分子筛。在吸附压力为0.27 bar时,其吸附量达到了2.53mmol/g,高于传统方法制备的SSZ-13的1.83 mmol/g。同时,发现超声时间的改变对CO吸附量影响有限。其中,超声45 min的SSZ-13分子筛在1 bar时的吸附量最高,达到了4.24 mmol/g。

关键词：多孔材料 SSZ-13 快速合成中空沸石气体吸附

人民币汇率、房地产价格和居民消费的相关关系研究

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人民币汇率、房地产价格和居民消费的相关关系研究

作者：陶宇轩南京财经大学

学位级别：硕士

2005年汇改以后,我国开始实行有管理的浮动汇率制度,人民币汇率不再盯住美元。自此,人民币不断升值。我国自2005年以来进行汇率改革的意义在于促进人民币汇率的市场化,缓解经济下行压力,促进宏观经济稳定,但同时也存在着人民币贬值和资... 详细信息

2005年汇改以后,我国开始实行有管理的浮动汇率制度,人民币汇率不再盯住美元。自此,人民币不断升值。我国自2005年以来进行汇率改革的意义在于促进人民币汇率的市场化,缓解经济下行压力,促进宏观经济稳定,但同时也存在着人民币贬值和资本外流的风险。目前我国面临人民币升值和国内房地产升温两大热点问题,而中美贸易战会给人民币汇率带来波动,对进出口企业造成影响,影响消费;同时对房地产市场的间接影响增加了房价未来走势的不确定性,而房价问题关乎民生大计,会影响人们生活质量。本文梳理和总结了国内外学者关于汇率与房地产价格、汇率与居民消费和房地产价格与居民消费消费的互动影响的研究,考虑到现实经济状况非常复杂和三者波动所呈现的非线性趋势,认为人民币汇率、房地产价格、居民消费之间很可能存在非线性的动态关系,选取人民币兑美元汇率、商品房平均销售价格、社会消费品零售总额作为研究变量,选取2005年7月-2018年10月的月度数据,先通过DCC-GARCH模型证实三者之间的动态相关关系,再通过构建MS-VAR模型,对汇改后的人民币汇率、实际房地产价格和实际居民消费的相关关系就行实证分析。通过研究得出结论:(1)人民币汇率、实际房地产价格和实际居民消费之间的相关关系会随经济状态发生变化,不仅是大小上的变化,还有可能是方向上的变化。(2)根据研究变量的时间序列在样本期内的不同波动特性,可以将样本期分为波动较大的经济状态和波动较小的经济状态,根据MS-VAR模型估计结果可知,在不同经济状态下三者之间的相关关系有所不同。在此基础上,本文提出了有关的政策建议,以期能推动汇市和房市的健康稳定发展,拉动内需以增加居民整体消费,促进经济平稳增长,并不断提高人民生活水平,为全面实现小康社会作出贡献。

关键词：人民币汇率房地产价格居民消费 DCC-GARCH MS-VAR

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精密磨床球形砂轮在位测量系统研制

精密磨床球形砂轮在位测量系统研制

作者：陶宇轩华中科技大学

学位级别：硕士

平行磨削利用砂轮球形截面包络加工,有助于提高工件面形精度和砂轮寿命,是自由曲面超精密磨削的有效方法。考虑到加工过程砂轮磨损直接引起加工误差,必须进行砂轮轮廓在位测量与修整。然而,在位测量普遍存在效率与精度难以兼顾的问题。... 详细信息

平行磨削利用砂轮球形截面包络加工,有助于提高工件面形精度和砂轮寿命,是自由曲面超精密磨削的有效方法。考虑到加工过程砂轮磨损直接引起加工误差,必须进行砂轮轮廓在位测量与修整。然而,在位测量普遍存在效率与精度难以兼顾的问题。为此,本文分别研究了视觉测量系统与激光对刀仪测量系统,开发了砂轮在位粗精两级协调测量系统。论文主要研究内容如下:(1)面向砂轮状态辨识和砂轮尺寸测量效率与精度兼顾的需求,设计了由视觉粗测子系统与激光对刀仪精测子系统组成的砂轮在位测量系统;阐述了视觉粗测及激光对刀仪精测子系统方案;搭建了相应机械结构;规划了砂轮在位测量及修整流程。(2)针对砂轮状态辨识及砂轮尺寸测量效率的问题,设计了视觉测量系统方案;提出了面向空间轮廓测量的相机标定方法;构建了以基于阈值分割和中心法的边缘检测算法为核心的视觉测量算法;以实验验证了视觉测量系统测量精度优于0.05mm;完成了视觉粗测系统的开发与集成。(3)针对砂轮尺寸测量精度的问题,设计了激光对刀仪测量系统方案;分析了激光对刀仪安装误差对测量精度的影响;推导了误差计算公式;构建了安装误差检验及消除方法;开展了精度验证实验。实验结果显示激光对刀仪测量系统单点测量精度可达1.6μm,完成了激光对刀仪精测系统的开发。(4)开展了正常、磨损两种砂轮状态的在位测量实验,实现了砂轮状态辨识以及砂轮尺寸粗、精两级精准测量,验证了本文砂轮在位测量系统的有效性,为目标工件超精密磨削误差降低提供了方法与技术支撑。

关键词：超精密磨削砂轮修整在位测量机器视觉激光对刀仪

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计及VSC的交直流混联电网扩展规划研究

电力系统保护与控制 2019年第13期47卷 30-36页

作者：胥威汀欧阳雪彤苏运掣陶宇轩国网四川省经济技术研究院四川成都610041

为解决交直流混联电网供电问题,提出了计及VSC(Voltage Source Converter)的交直流混联电网扩展规划模型与方法。首先分析了VSC元件稳态模型与典型控制策略,在此基础上研究了计及VSC的交直流潮流计算方法。然后,以发电运维成本最小化为... 详细信息

为解决交直流混联电网供电问题,提出了计及VSC(Voltage Source Converter)的交直流混联电网扩展规划模型与方法。首先分析了VSC元件稳态模型与典型控制策略,在此基础上研究了计及VSC的交直流潮流计算方法。然后,以发电运维成本最小化为目标,提出了一种交直流混联电网扩展规划优化模型。通过算例验证了模型方法的可行性与有效性,并展示了计算全过程。此外,算例结果也表明差异化VSC元件控制策略会影响潮流分布水平,进而影响最终扩展规划结果。

关键词：交直流混联电网 VSC-HVDC 交直流潮流计算规划

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基于网络划分算法的电磁环网快速解环方法

电网技术 2019年第11期43卷 4133-4140页

作者：胥威汀张凤刘翔宇陶宇轩王云玲国网四川省电力公司

在大型城市电网中,高低压电磁环网运行的短路电流问题非常突出,解环是控制短路电流增长、保障可持续发展和安全运行的重要手段。而近年随着电网规划建设的变数增多和运行方式灵活性要求提高,解环方案不得不及时滚动调整,传统解环方法难... 详细信息

在大型城市电网中,高低压电磁环网运行的短路电流问题非常突出,解环是控制短路电流增长、保障可持续发展和安全运行的重要手段。而近年随着电网规划建设的变数增多和运行方式灵活性要求提高,解环方案不得不及时滚动调整,传统解环方法难以满足时效性要求。该文提出一种基于网络划分算法的快速解环方法。主要优势在于利用聚类划分代替元件开断组合遍历搜索,避开了NP完全难题,计算耗时不到传统算法的1%,大幅提高决策效率。方法的结构分为两层,第一层分析高压下网点的组团方案,第二层基于高压组团方案划分低压网络。算例显示,方法能在分钟级别的时间内分析得到一个实际大型城市电网的多种有效解环方案,具有工程应用价值。

关键词：电磁环网解环:城市电网网络拓扑:聚类划分