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基于正弦同源-概率空间协同互补的涌流闭锁方案

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电力自动化设备 2024年第1期44卷 196-202页

作者：陈勇张员宁黄景光刘琦李浙栋林湘宁三峡大学智慧能源技术湖北省工程研究中心湖北宜昌443002 国网湖北省电力有限公司超高压公司湖北武汉430050 湖南大学国家电能变换与控制工程技术研究中心湖南长沙410082 华中科技大学强电磁工程与新技术国家重点实验室湖北武汉430074

为了取消正弦相似性原理中的最小二乘法等中间环节,获得直接固定标准正弦波形所需要的能量信息。借鉴时域概率分布的方法论,从优势互补的角度出发,设计了一种基于Wasserstein距离算法的变压器励磁涌流闭锁方案。该方案采用特征离散化的... 详细信息

为了取消正弦相似性原理中的最小二乘法等中间环节,获得直接固定标准正弦波形所需要的能量信息。借鉴时域概率分布的方法论,从优势互补的角度出发,设计了一种基于Wasserstein距离算法的变压器励磁涌流闭锁方案。该方案采用特征离散化的方式,提取目标对象和模板信号并转化为状态向量作为样本标签,以此来判别两者之间的能量分布差异,从而达到正弦场景同源识别的效果。理论分析与仿真结果表明,该方法实现简便,不需要频域计算。相比于现有正弦相似性原理,降低了保护流程的复杂程度,具有更强的实际应用价值和速动性能。通过PSCAD/MATLAB平台对现场合闸的录波数据进行测试分析,验证了所提方案对促进变压器保护性能的积极意义。

关键词：变压器 Wasserstein距离差动保护能量分布励磁涌流信号同源故障电流

芥末精油复合1-甲基环丙烯保鲜处理对绿花菜贮藏期间品质的影响

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食品工业科技 2024年第11期45卷 270-279页

作者：王盼盼管维良孙志栋蔡路昀浙江大学生物系统工程与食品科学学院浙江杭州310058 渤海大学食品科学与工程学院辽宁锦州121013 浙大宁波理工学院生物与化学工程学院浙江宁波315100

该实验以绿花菜(Brassica oleracea ***)为研究对象,采用1-甲基环丙烯(1-Methylcyclopropene,1-MCP)、芥末精油(Mustard essential oil,MEO)、1-MCP处理复合芥末精油(1-MCP+MEO)对新鲜绿花菜进行保鲜处理,通过感官品质、相对电导率、叶绿素、维生素C、丙二醛含量等生理生化指标的测定,考察其对绿花菜贮藏期间品质的影响。结果表明:随着贮藏时间的增加,各组保鲜剂处理均能够有效地维持绿花菜贮藏期间的品质,其中1-MCP+MEO处理对绿花菜贮藏效果最优,有效地维持了绿花菜外观,避免了黄变和霉斑的出现,减缓叶绿素含量和维生素C降解速率,使绿花菜的叶绿素含量始终高于其他处理组。1-MCP+MEO能够抑制绿花菜的相对电导率和丙二醛(Malondialdehyde,MDA)含量上升。贮藏第28 d时,复合处理组的相对电导率和丙二醛分别为14.94%和9.1μmol/g,比对照组少了43.1%和27.6%,且存在显著性差异(P<0.05),使得绿花菜细胞保持较好的完整性,从而抑制绿花菜的衰老。贮藏28 d时,1-MCP+MEO处理组能够有效减缓绿花菜总酚和总黄酮含量降低,复合处理与对照组相比总酚含量高了51.9%,总黄酮含量高了38.4%,并对与酶促褐变有关的多酚氧化酶(Polyphenoloxidase,PPO)、过氧化物酶(Peroxidase,POD)活性有明显的抑制作用,比对照组PPO活性、POD活性分别低了23.6%、48.1%,均显著低于对照组(P<0.05)。该研究旨在为绿花菜保鲜技术的开发提供理论依据,为保鲜剂研发提供新的思路。

关键词：绿花菜 1-甲基环丙烯芥末精油贮藏品质

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考虑大变形的柔性风电叶片气弹性分析

太阳能学报 2024年第2期45卷 143-151页

作者：王泽栋王靛漆良文陈严黄志鸿中车株洲电力机车研究所有限公司株洲412000 中国科学院工程热物理研究所北京100049 汕头大学智能制造技术教育部重点实验室汕头515063

针对超长柔性风电叶片在传统线性(小变形)条件下发生动力学分析失效的问题,提出考虑大变形结构的柔性叶片模型并进行气动弹性分析。首先将叶片简化成非均匀悬臂梁,利用大变形Euler-Bernoulli梁模型进行离散化建模;后结合叶素动量理论,... 详细信息

针对超长柔性风电叶片在传统线性(小变形)条件下发生动力学分析失效的问题,提出考虑大变形结构的柔性叶片模型并进行气动弹性分析。首先将叶片简化成非均匀悬臂梁,利用大变形Euler-Bernoulli梁模型进行离散化建模;后结合叶素动量理论,建立叶片的非线性结构动力学方程,并运用Newton-Raphson和逐步积分相结合的方式进行时域仿真。整个过程重点考虑大变形结构的刚度变化、以及柔性叶片截面扭转运动和外形变化。以DTU 10 MW风力机为算例,比较叶片在大变形和小变形结构下的动态气动特性,结果表明:动态响应中,大变形结构的刚度变化导致挥舞方向的叶尖位移明显增加,略微减小摆振方向的位移,同时叶尖扭角也会显著减小。此外,叶根面外载荷在大变形条件下会显著下降,但叶根面内载荷则会略微增加。这与传统线性条件下的气弹现象具有明显差异。该文的叶片模型能有效预测长柔叶片的动态气动特性。

关键词：风力机柔性叶片大变形结构气动弹性截面扭转

基于动作时限曲线拟合思想的含DG型配电网后备保护新方法

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电网技术 2024年第5期48卷 2199-2206,I0115页

作者：黄景光赵珩李浙栋张宇鹏梅诺男孙佳航张员宁翁汉琍三峡大学电气与新能源学院湖北省宜昌市443002 国网浙江省电力有限公司绍兴供电公司浙江省绍兴市312000 国网湖北省电力有限公司超高压公司湖北省武汉市430050

分布式电源(distributed generation,DG)的接入可能会改变电力系统的短路电流特性,从而影响到反时限过流保护的选择性和配合关系。为此,提出一种基于动作时限曲线拟合思想的含DG型配电网后备保护新方法。从配电网主保护和后备保护的动... 详细信息

分布式电源(distributed generation,DG)的接入可能会改变电力系统的短路电流特性,从而影响到反时限过流保护的选择性和配合关系。为此,提出一种基于动作时限曲线拟合思想的含DG型配电网后备保护新方法。从配电网主保护和后备保护的动作时间差入手,建立曲线拟合模型,并运用梯度下降法对反时限过流保护的动作时限曲线进行优化。通过在优化整定计算中考虑保护的选择性以及DG接入所带来的影响,使优化参数适用于配电网中各分段位置。然后,在配电网中设置两相、三相短路故障,并根据故障位置、类型进行整定参数再调整,最终得到参数的全局最优解。基于PSCAD/EMTDC仿真软件进行仿真分析,验证了所提方法的有效性和实用性。

关键词：反时限过流保护分布式电源梯度下降算法曲线拟合速动性选择性

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基于半监督学习的未知异常检测方法

计算机研究与发展 2024年第7期61卷 1670-1680页

作者：程渝栋周昉华东师范大学数据科学与工程学院上海200062

异常检测旨在识别偏离预期行为模式的数据.虽然半监督异常检测方法可以充分利用有限的标签数据作为先验知识来提高检测准确性,但是收集到的标记异常(即已知异常)很难覆盖所有类型的异常并且在现实场景中往往存在着一些新型的异常(即未... 详细信息

异常检测旨在识别偏离预期行为模式的数据.虽然半监督异常检测方法可以充分利用有限的标签数据作为先验知识来提高检测准确性,但是收集到的标记异常(即已知异常)很难覆盖所有类型的异常并且在现实场景中往往存在着一些新型的异常(即未知异常),这些异常可能与已知异常表现出不同的特性,因此难以被现有的半监督异常检测方法识别.针对该问题,提出了一种基于半监督学习的未知异常检测(semi-supervised unknown anomaly detection,SSUAD)方法,旨在同时识别已知异常和未知异常.该方法利用闭集分类器对已知异常和正常分类,利用未知异常检测器检测未知异常.此外,还考虑了异常场景中异常和正常极端不平衡的情况,设计了有效的数据增强方法来扩充异常样本的数量.在UNSW-NB15和KDDCUP99数据集以及一个真实数据集SQB上进行了实验,实验结果表明,相较于现有的异常检测方法,SSUAD在异常检测性能指标AUC-ROC(area under receiver operating characteristic curve)和AUC-PR(area under precision-recall curve)上都有明显的提升.证明了SSUAD的有效性和合理性.

关键词：异常检测分布外检测半监督学习未知异常表格数据

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高铁新能源混合储能系统低碳经济优化运行研究

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电气工程学报 2024年第1期19卷 67-78页

作者：李光耀袁佳歆甘栋良杨爱民兰州交通大学自动化与电气工程学院兰州730070 武汉大学电气与自动化学院武汉430072

随着“双碳”目标的全面推进,对新能源的需求日益增加,迫切需要推进铁路、新能源、储能的耦合互联,推动铁路低碳绿色发展。为此,提出一种高铁新能源混合储能系统低碳经济优化运行模型。首先,为进一步调动铁路行业的减碳积极性,将碳收益... 详细信息

随着“双碳”目标的全面推进,对新能源的需求日益增加,迫切需要推进铁路、新能源、储能的耦合互联,推动铁路低碳绿色发展。为此,提出一种高铁新能源混合储能系统低碳经济优化运行模型。首先,为进一步调动铁路行业的减碳积极性,将碳收益纳入到高铁系统运行模型中,并建立由钒电池和超级电容组成的混合储能系统数学模型;然后,采用拉丁超立方机会约束规划法处理新能源的不确定性,提出一种混合储能系统能量管理策略,以钒电池停止充放电阈值与储能容量配置参数为优化变量,以新能源混合储能系统在全寿命周期内为高铁系统带来的总净收益最大为优化目标,采用基于柯西变异的自适应粒子群算法对实际算例进行求解;最后,通过对比与分析,验证了所提方案和算法的有效性和优越性。

关键词：高铁新能源碳收益混合储能不确定性

花青素对植物反射特性的影响及遥感估算:叶片尺度

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光谱学与光谱分析 2024年第1期44卷 275-282页

作者：梁守真隋学艳王猛王菲韩冬锐王国良李洪忠马万栋山东省农业科学院农业信息与经济研究所山东济南250100 中国科学院深圳先进技术研究院先进计算与数字工程研究所广东深圳518055 生态环境部卫星环境应用中心生态保护红线监管中心北京100029

花青素是植物三大色素之一,与植物的生长发育、生长状态以及生长环境状况密切相关,花青素动态变化对生态环境的监测和预警具有重要意义。对叶片光学特性与色素关系的深入理解是估算色素浓度的前提,然而花青素对叶片光学属性的影响并未... 详细信息

花青素是植物三大色素之一,与植物的生长发育、生长状态以及生长环境状况密切相关,花青素动态变化对生态环境的监测和预警具有重要意义。对叶片光学特性与色素关系的深入理解是估算色素浓度的前提,然而花青素对叶片光学属性的影响并未能得到系统地分析,极大地限制了植物花青素的反演和监测。该研究从机理出发,采用包含花青素参数的新一代植物叶片辐射传输模型PROSPECT-D,结合改进的Sobol’算法,获取输入参数协同变化条件下叶片的光学表现,计算模型参数的全局敏感性指数,全面分析花青素对叶片光学属性的影响,探索花青素的光学敏感波谱区间,在此基础上,以地面实测的叶片波谱和色素数据为样本,发展并探讨叶片尺度花青素的遥感反演方法。结果表明,Sobol’全局敏感性分析结果受样本量变化的影响,总敏感性指数在样本数为3 000时达到稳定;花青素主要影响400~689 nm波谱范围的叶片反射特性,叶片对光子的反射能力随花青素含量的增加而降低;叶绿素、类胡萝卜素与花青素对叶片的反射存在协同作用,在467~589 nm波谱区间,花青素对叶片反射的贡献高于其他参数,花青素总敏感性指数在509 nm处最高(86.64%);基于叶绿素、类胡萝卜素对叶片反射能力的贡献程度,花青素的波谱敏感区间可分为三个部分:467~505 nm(花青素、叶绿素、类胡萝卜素共同影响区)、 506~541 nm(花青素、类胡萝卜素影响区)、 542~589 nm(花青素、叶绿素影响区);叶片花青素含量与敏感区间的高光谱窄波段、波谱指数之间存在显著的线性关系。在所有的窄波段中,样本花青素含量与560 nm的叶片反射率的相关性最好,相关系数为0.948,但由于花青素与叶绿素、类胡萝卜素光谱吸收波段重叠,考虑其他色素干扰的波谱指数ARI、 mARI(Sentinel-2波段参考)与花青素表现出了好的相关性(相关系数分别为0.953 2, 0.953 6),但由于波段设置的差异,不同卫星的波谱指数表现并不一致。该研究可为未来更大范围的花青素遥感估算奠定重要的理论基础。

关键词：花青素敏感性分析辐射传输模型遥感

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基于对偶四元数的多体系统动力学建模和控制

力学学报 2024年第7期56卷 2091-2102页

作者：王培栋王天舒清华大学航天航空学院北京100084

空间机械臂的在轨作业是当前空间在轨服务中应用最为广泛的技术之一,然而,机械臂在操作过程中漂浮基座与臂体之间的位姿耦合效应极为显著,这给控制系统设计带来了新挑战.针对多刚体系统的位姿一体化建模与控制问题,文章改进了基于对偶... 详细信息

空间机械臂的在轨作业是当前空间在轨服务中应用最为广泛的技术之一,然而,机械臂在操作过程中漂浮基座与臂体之间的位姿耦合效应极为显著,这给控制系统设计带来了新挑战.针对多刚体系统的位姿一体化建模与控制问题,文章改进了基于对偶四元数的位姿一体化建模和控制方法,使之可以应用于多刚体系统.该方法不仅能够精确描述复杂的力学关系,还能够在统一的数学框架中有效地处理位姿耦合问题,这为后续设计姿轨一体化的控制系统提供了极大的便利.首先,基于铰链模型建立了对偶四元数形式的铰链和臂体之间的速度和加速度递推关系,然后,利用铰链和臂体间力-力矩传递关系建立了递推形式的逆向动力学方程,为了便于控制系统设计与分析,随后推导建立了矩阵形式的位姿一体化的正向动力学方程.然后针对推进器和控制力矩陀螺讨论了具体的执行机构的动力学建模问题,并分别讨论了机械臂和漂浮基座的位姿一体化控制问题.最后,对一个6自由度机械臂和漂浮基座的组合体进行了动力学建模和控制仿真,动力学仿真的结果证明了所提动力学建模方法的正确性,控制仿真表明控制系统能较快地抵消机械臂运动对基座产生的干扰力和干扰力矩,证明了所提控制方法的有效性和可行性.

关键词：多刚体动力学对偶四元数一体化控制空间机械臂漂浮基座

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基于GRACE的新疆平原区地下水干旱时空变化及其对气象干旱的响应

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干旱区地理 2024年

作者：龚栋栋高凡吴彬刘坤新疆农业大学水利与土木工程学院新疆水利工程安全与水灾害防治重点实验室

地下水资源具有重要的资源保障和生态安全维系功能，随着全球气候变暖及人类活动强度增大，导致新疆平原区地下水资源量呈减少趋势，进一步加剧地下水干旱发生的风险。揭示新疆平原区地下水干旱时空变化特征及其对气象干旱的响应关系，... 详细信息

地下水资源具有重要的资源保障和生态安全维系功能，随着全球气候变暖及人类活动强度增大，导致新疆平原区地下水资源量呈减少趋势，进一步加剧地下水干旱发生的风险。揭示新疆平原区地下水干旱时空变化特征及其对气象干旱的响应关系，对区域经济可持续发展、生态系统安全有重要意义。基于GRACE重力卫星数据和全球陆地同化系统(GLDAS)数据估算2003-2022年新疆平原区地下水储量变化，在此基础上对地下水储量变化进行标准化处理，构建地下水干旱指数，分析新疆平原区地下水干旱时空变化特征，最后使用最大相关系法分析地下水干旱对气象干旱的响应关系。结果表明：(1)新疆平原区地下水储量变化呈下降趋势，其下降速率为0.60 cm·a-1，下降较为明显的区域主要集中在天山区域山前平原区，上升区域主要集中在昆仑山北麓山前平原区及阿尔泰山北麓西部山前平原区。(2)地下水干旱指数监测到新疆平原区于2014年4月—2015年4月、2022年5—12月分别发生了历时13个月、8个月的地下水干旱事件。整体来看，新疆平原区地下水干旱频率为0.21，地下水干旱平均强度为1.0～2.0，地下水平均干旱历时为4～28个月；其中，平均干旱历时为4～10个月、11～16个月、17～22个月、23～28个月的面积占比分别为80.68%、9.54%、4.15%、5.63%。(3)新疆平原区地下水干旱对气象干旱的平均响应时间为18个月；响应时间为1～3个月、4～6个月、7～9个月、10～12个月、13～24个月的面积占比分别为11.00%、2.13%、2.75%、2.00%、14.66%、67.46%。其中，近20 a来天山北麓山前平原区的响应时间呈增大趋势，响应时间由1～3个月增大为18～24个月，昆仑山北麓山前平原区部分区域的响应时间则先由9～12个月减缓至1～3个月，后延长至12～24个月。

关键词： GRACE 地下水储量变化地下水干旱气象干旱响应关系