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精细积分方法的发展与扩展应用

计算力学学报 2024年第1期41卷 2-25页

作者：姚伟岸高强谭述君吴锋大连理工大学力学与航空航天学院工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室大连116024

钟万勰院士于1991年首先提出计算矩阵指数的精细积分方法,其要点是2N类算法和增量存储。精细积分方法可给出矩阵指数在计算机意义上的精确解,为常微分方程的数值计算提供了高精度、高稳定性的算法,现已成功应用于结构动力响应、随机振... 详细信息

钟万勰院士于1991年首先提出计算矩阵指数的精细积分方法,其要点是2N类算法和增量存储。精细积分方法可给出矩阵指数在计算机意义上的精确解,为常微分方程的数值计算提供了高精度、高稳定性的算法,现已成功应用于结构动力响应、随机振动、热传导以及最优控制等众多领域。本文首先介绍矩阵指数精细积分方法的提出、基本思想和发展;然后依次介绍在时不变/时变线性微分方程、非线性微分方程以及大规模问题求解中发展起来的各种精细积分方法,分析了其优缺点和适用范围;最后介绍了精细积分方法的基本思想在两点边值问题、椭圆函数和病态代数方程等问题的扩展应用,进一步展示了该思想的特色。

关键词：精细积分方法矩阵指数常微分方程时程积分

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有无相生：从知识动员到无知动员的理论嬗变

情报理论与实践 2024年

作者：姚伟张佶周鹏石梦茹王少楠天津科技大学南开大学商学院

[目的/意义]已知、未知和知识边界之间的动态相互作用对于推动知识社会发展至关重要，探索知识与无知的轮回转化，构建无知动员的理论模型和实践机制可促进知识社会的认知发展。[方法/过程] 从认识论与知识动员的相关研究出发，解析无... 详细信息

[目的/意义]已知、未知和知识边界之间的动态相互作用对于推动知识社会发展至关重要，探索知识与无知的轮回转化，构建无知动员的理论模型和实践机制可促进知识社会的认知发展。[方法/过程] 从认识论与知识动员的相关研究出发，解析无知动员的概念与内涵，构建无知动员空间、时间、内容三维度下的理论模型，并探究无知动员的运行机制及其在创新中的应用。[结果/结论] 无知动员是利用合理的知识边界和限制来实现目标的一系列动态调度过程，具备启发性、能动性与创新性。无知动员理论在空间、时间、内容三个维度上与知识动员理论对立统一、阴阳相生，共同推动知识与无知螺旋上升式发展，体现了无知动员多维性、动态性与开放性的特征。无知动员为解锁知识黑箱（无知情境）提供了新的实践路径，为创新实践提供理论指导。此外，通过无知反身性与知识确定性为企业或组织匹配创新路径具有重要战略价值。

关键词：无知动员无知知识动员创新路径理论嬗变

远海岛屿海上风电经柔性直流并网系统单极接地故障下的容错运行策略

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南方电网技术 2024年

作者：李韬赵海宇周泓宇姚伟文劲宇强电磁技术全国重点实验室(华中科技大学电气与电子工程学院)

针对以远海岛屿特殊地理环境为背景的海上风电经柔性直流输电并网系统的直流单极接地故障问题，提出了一种故障期间实现一半额定功率传输的容错运行策略，以减少停运损失，并提高受端电网安全稳定性。首先采用岛上风电侧半桥型模块化多... 详细信息

针对以远海岛屿特殊地理环境为背景的海上风电经柔性直流输电并网系统的直流单极接地故障问题，提出了一种故障期间实现一半额定功率传输的容错运行策略，以减少停运损失，并提高受端电网安全稳定性。首先采用岛上风电侧半桥型模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)和岸上并网侧混合型MMC的输电拓扑，并分析了其直流线路故障特性；通过利用风电侧换流站可串联备用变压器组网方案，避免了风电场因低压脱网，实现了故障期间的直流持续降压运行；进而在岛上配置了风电侧直流耗能装置，解决了风电场长时间减载下风电侧换流站的能量盈余问题，使系统进入一半额定功率传输的容错运行模式。最后基于PSCAD/EMTDC仿真平台验证了所提远海岛屿海上风电经柔直并网系统直流单极接地故障下容错运行策略的有效性。

关键词：远海岛屿海上风电柔性直流输电容错运行单极接地模块化多电平

基于知识融合和深度强化学习的智能紧急切机决策

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中国电机工程学报 2024年第5期44卷 1675-1687,I0001页

作者：李舟平曾令康姚伟胡泽帅航汤涌文劲宇强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学电气与电子工程学院) 湖北省武汉市430074 田纳西大学电气工程与计算机科学系美国田纳西州诺克斯维尔市37996 中国电力科学研究院有限公司北京市海淀区100192

紧急控制是在严重故障后维持电力系统暂态安全稳定的重要手段。目前常用的“人在环路”离线紧急控制决策制定方式存在效率不高、严重依赖专家经验等问题,该文提出一种基于知识融合和深度强化学习(deep reinforcement learning,DRL)的智... 详细信息

紧急控制是在严重故障后维持电力系统暂态安全稳定的重要手段。目前常用的“人在环路”离线紧急控制决策制定方式存在效率不高、严重依赖专家经验等问题,该文提出一种基于知识融合和深度强化学习(deep reinforcement learning,DRL)的智能紧急切机决策制定方法。首先,构建基于DRL的紧急切机决策制定框架。然后,在智能体处理多个发电机决策时,由于产生的高维决策空间使得智能体训练困难,提出决策空间压缩和应用分支竞争Q(branching dueling Q,BDQ)网络的两种解决方法。接着,为了进一步提高智能体的探索效率和决策质量,在智能体训练中融合紧急切机控制相关知识经验。最后,在10机39节点系统中的仿真结果表明,所提方法可以在多发电机决策时快速给出有效的紧急切机决策,应用BDQ网络比决策空间压缩的决策性能更好,知识融合策略可引导智能体减少无效决策探索从而提升决策性能。

关键词：紧急切机决策深度强化学习决策空间分支竞争Q网络知识融合

直流受端馈入站与近区风电场系统振荡特性分析

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中国电机工程学报 2024年第7期44卷 2685-2698,I0014页

作者：孙康怡李大虎姚伟周泓宇林思齐文劲宇强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学电气与电子工程学院) 湖北省武汉市430074 国网湖北省电力公司湖北省武汉市430077

随着高压直流输电工程的不断投产,以及风电项目的增多,越来越多的风电场出现在电网换相换流器高压直流输电(line-commutated-converter based high voltage direct current,LCC-HVDC)受端换流站近区,两者构成的系统存在振荡风险。为此,... 详细信息

随着高压直流输电工程的不断投产,以及风电项目的增多,越来越多的风电场出现在电网换相换流器高压直流输电(line-commutated-converter based high voltage direct current,LCC-HVDC)受端换流站近区,两者构成的系统存在振荡风险。为此,该文针对直流受端馈入站与近区风电场系统的振荡特性展开研究。首先,建立并验证系统的状态空间模型,基于该模型计算出系统特征值,确定LCC-HVDC与风电场共同参与的振荡主导模式并进行参与因子分析。进一步地,通过对比是否接入LCC-HVDC的主导模式,得到LCC-HVDC的接入会削弱系统阻尼的结论。最后,从系统额定容量、交流系统短路比、风电场并网线路长度等方面探究系统稳定性的影响因素,并分析系统的不同短路比、潮流比对风机网侧换流器(grid-side converter,GSC)外环控制和换流站定电流控制器性能的影响。

关键词：直驱风电场电网换相换流器高压直流输电直流馈入站耦合振荡小信号分析参与因子分析

致密砂岩储层微观孔喉结构及可动流体分布特征:以鄂尔多斯盆地东部神木地区盒8段储层为例

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地质科技通报 2024年第2期43卷 41-51页

作者：夏玉磊兰建平姚伟中国石油天然气集团川庆钻探工程有限公司长庆井下技术作业公司西安710018 中国石油天然气集团油气藏改造重点实验室-二氧化碳压裂增产研究室西安710018

致密砂岩复杂的孔喉结构导致多变的可动流体分布,而微观孔隙结构和可动流体分布又是研究致密砂岩储层的重点。基于核磁共振可动流体测试原理,采用离心试验、高压压汞、扫描电镜、X射线衍射及铸体薄片等方法,建立了神木地区盒8段储层孔... 详细信息

致密砂岩复杂的孔喉结构导致多变的可动流体分布,而微观孔隙结构和可动流体分布又是研究致密砂岩储层的重点。基于核磁共振可动流体测试原理,采用离心试验、高压压汞、扫描电镜、X射线衍射及铸体薄片等方法,建立了神木地区盒8段储层孔隙结构分类标准,明确了3类岩石孔隙结构参数及孔隙、喉道类型,提出了适用于目标储层转换系数的新方法,并定量评价了3类岩石可动流体分布特征。研究结果表明,目标储层中Ⅰ、Ⅱ类岩石孔隙以孔径大于10μm的残余粒间孔和孔径大于1μm的溶蚀孔为主,喉道以缩小型和弯片状喉道为主,孔隙结构参数较好,大孔隙发育程度高、孔喉间连通性好、可动流体赋存量大,大部分可动流体赋存于T_(2)谱右峰对应的大孔隙中,而左峰对应的小孔隙中可动流体含量低。Ⅲ类岩石孔隙结构参数差、可动流体百分比低、孔喉以晶间孔和管束状喉道为主。目标储层平均转换系数为0.029μm/ms,但Ⅰ、Ⅱ类岩石转换系数小于Ⅲ类,转换后的Ⅰ、Ⅱ类岩石T_(2)谱的右峰与压汞孔隙半径分布的主峰相对应,而Ⅲ类岩石T_(2)谱的左峰与压汞孔隙半径分布的主峰相对应。Ⅰ、Ⅱ类岩石孔径大于1μm的孔隙中可动流体百分比高,是未来勘探开发的主要方向。研究成果为提高致密油藏采收率提供了参考和借鉴。

关键词：致密砂岩储层高压压汞核磁共振可动流体微观孔喉结构

基于运行短路比的新能源场站中跟/构网可切换单元的最优配置方法

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电网技术 2024年第3期48卷 1091-1102页

作者：周于清姚伟宗启航周泓宇赵海宇文劲宇强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学) 湖北省武汉市430074

现有新能源场站中的发电单元基本采用跟网控制,难以在极弱电网下保持安全稳定运行。在发电单元全采用跟网控制的新能源场站内配置少量跟/构网可切换发电单元,可提升场站在弱网下的运行能力,避免失稳问题。首先建立跟/构网可切换单元模型... 详细信息

现有新能源场站中的发电单元基本采用跟网控制,难以在极弱电网下保持安全稳定运行。在发电单元全采用跟网控制的新能源场站内配置少量跟/构网可切换发电单元,可提升场站在弱网下的运行能力,避免失稳问题。首先建立跟/构网可切换单元模型,实现无扰切换。其次,分析了新能源发电单元在跟/构网控制下的稳定特性,进而选取运行短路比并作为跟/构网切换指标。再次,提出基于运行短路比的新能源场站跟/构网切换方案,并提出了跟/构网可切换单元最优配置方法。最后,通过算例仿真验证了所提配置方法的合理性和优越性。

关键词：新能源场站跟/构网切换容量配置次同步振荡特征值分析

基于半解析涡环模型的农用单旋翼直升机流场快速计算

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中国农机化学报 2024年第3期45卷 163-172页

作者：金济薛新宇姚伟祥华南农业大学工程学院广州市510642 农业农村部南京农业机械化研究所南京市210014 沈阳农业大学信息与电气工程学院沈阳市110866

农业航空领域中,定量获取风场(流场)速度分布对单旋翼直升机辅助授粉作业、农药施用效率提升具有重要意义。基于此提出一种半解析理论方法能够快速完整计算单旋翼流场速度。以涡环模型为基础,将农用直升机旋转桨盘下的尾涡系等效为涡环... 详细信息

农业航空领域中,定量获取风场(流场)速度分布对单旋翼直升机辅助授粉作业、农药施用效率提升具有重要意义。基于此提出一种半解析理论方法能够快速完整计算单旋翼流场速度。以涡环模型为基础,将农用直升机旋转桨盘下的尾涡系等效为涡环连续叠加所形成的圆柱涡面,再由涡环速度诱导公式半解析计算直升机旋翼空间各点速度。理论模型与仿真和文献试验数据比较,结果表明:涡环模型简单快速,普通计算机(CPU 2 GHz,内存2 GB)上2.8 s完成计算;悬停时与计算流体力学仿真结果下洗速度径向平均误差小于1.9 m/s,平均相对误差小于39.1%,轴向平均误差小于2.26 m/s,平均相对误差小于54.6%;悬停时,诱速从中央往桨尖递增;前飞时,平飞速度越大诱速越小;流场主要影响因素依次为前飞速度、旋翼半径、飞机总重、空气密度。为定量计算农用直升机旋翼风场、辅助授粉作业和田间施药喷头布置提供一种快速方法和参考。

关键词：农用单旋翼直升机流场计算涡环模型流场影响因素农业航空

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10kV跌落式熔断器故障分析及治理举措

云南电业 2024年第4期 31-36页

作者：姚伟云南电网有限责任公司玉溪通海供电局云南通海652700

某电网公司2023年发生了多起10kV跌落式熔断器故障,通过收集多起故障案例,分析归纳出5类故障原因,提出对应治理举措。并在一定范围实施举措取得成效,具有一定的专业参考意义。

关键词： 10kV跌落式熔断器故障原因治理举措