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海洋多能互补系统能量调度优化与低时延通信研究

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海洋多能互补系统能量调度优化与低时延通信研究

作者：徐仁齐鲁工业大学

学位级别：硕士

目前,全球气候变化和能源安全问题日益突出,全球能源结构正在进行快速迭代,清洁能源的崛起成为必然趋势。渤海和黄海围绕山东半岛,蕴藏着太阳能、风能、波浪能、潮汐能等丰富的海洋能源,海洋可再生能源多能互补系统(Ocean Multi Energy ... 详细信息

目前,全球气候变化和能源安全问题日益突出,全球能源结构正在进行快速迭代,清洁能源的崛起成为必然趋势。渤海和黄海围绕山东半岛,蕴藏着太阳能、风能、波浪能、潮汐能等丰富的海洋能源,海洋可再生能源多能互补系统(Ocean Multi Energy Complementary System,OMECS)具有巨大的开发潜力。信息化和智能化时代的到来使得OMECS的智能化水平越来越高,为确保系统能够根据能源供需状况进行快速调整和优化对低时延通信和高算力提出了更高要求。在此背景下本文将OMECS与移动边缘计算技术(Mobile Edge Computing,MEC)进行了结合,对海上可再生能源互补分析技术、发电量预测技术、能量调度技术和无人机辅助海上移动边缘计算技术进行了研究,提高OMECS的整体效能和实时响应能力。本文具体研究内容如下:(1)本文对渤海和黄海海域的真实气象数据进行分析,发现可再生能源具有明显的季节性和日内不确定性。为此,本文从多个角度分析了测试海域可再生能源的互补特性,证明了波浪能的加入可以提升OMECS的稳定性。基于该海域真实气象数据,使用结合卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)和长短期记忆网络(Long Short-Term Memory Network,LSTM)的CNN-LSTM预测模型对测试海域的发电量和负载需求进行日前24h和日内1h两种时间尺度的预测。通过仿真结果证明,CNN-LSTM预测模型在本文数据集中的预测性能最佳。(2)基于CNN-LSTM的多阶段预测结果,本文提出一种日前-日内多时间尺度滚动优化调度策略对海上光伏发电、风力发电和波浪能发电进行互补调度。该策略使用深度确定性策略梯度算法(Deep Deterministic Policy Gradient Algorithm,DDPG)对预测数据进行日前24h调度规划和日内1h滚动调度规划。通过仿真结果证明,所提出的调度策略能够针对渤海黄海海域特有的气候特征,对波浪发电、风力发电和光伏发电进行有效的互补调度。这种策略不仅满足了电力负荷的需求,而且显著降低了由于季节变化和日内能源产量波动给电网带来的不稳定性,在经济性方面也具有显著效果。(3)本文针对OMECS的高实时性要求和巨大的算力需求提出了一种MECUAV协同计算卸载系统。该系统可以协助OMECS在发电侧和配电侧进行实时数据处理,并最大限度减少系统总延迟。本文对无人机轨迹优化、计算资源分配和能耗最优化这三个问题进行整合,并建立马尔可夫决策过程(Markov Decision Process,MDP)模型。提出一种增强型深度确定性策略梯度算法(Enhanced Deep Deterministic Policy Gradient Algorithm,E-DDPG)用于探索上述问题最优解。最后,本文通过仿真实验将E-DDPG算法与DDPG算法和DQN算法进行了比较,证明了E-DDPG算法的优越性。

关键词：多能互补边缘计算能量预测能量调度深度强化学习

铝氧化物对层状硅酸盐矿物和红壤酸化过程中铝活化的影响

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土壤学报 2024年

作者：李科伟徐仁扣中国科学院大学土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所)

层状硅酸盐矿物和铝氧化物是土壤酸化过程中铝活化的主要来源，二者也是土壤中化学反应较为活跃的部分。关于铝氧化物对层状硅酸盐矿物和土壤酸化过程中铝活化的影响及机制还有待深入研究。本文利用恒pH自动电位滴定仪精确控制模拟矿物... 详细信息

层状硅酸盐矿物和铝氧化物是土壤酸化过程中铝活化的主要来源，二者也是土壤中化学反应较为活跃的部分。关于铝氧化物对层状硅酸盐矿物和土壤酸化过程中铝活化的影响及机制还有待深入研究。本文利用恒pH自动电位滴定仪精确控制模拟矿物和土壤悬液的pH，研究了三水铝石对高岭石、无定型铝氧化物对高岭石和蒙脱石酸化过程中铝活化的影响；此外，还研究了两种铝氧化物和两种层状硅酸盐矿物在不同pH条件下的铝活化动力学；最后，选择了一种第四纪红黏土发育的红壤进行了包铝处理，研究了包铝对土壤铝活化的影响。结果表明，三水铝石对高岭石酸化过程中铝活化有促进作用。而包铝处理对高岭石酸化过程中交换性铝的产生有抑制作用，对水溶性铝的产生有促进作用。对于蒙脱石，无定型铝氧化物主要对交换性铝的产生有明显的促进作用。四种矿物的铝活化动力学结果表明，矿物铝释放的难易程度为：无定型铝氧化物>蒙脱石>高岭石>三水铝石。土壤包铝处理后，在pH4.3条件下，土壤交换性铝和水溶性铝含量均明显增加，水溶性铝含量增加幅度更大。这与高岭石包铝处理后的结果一致，主要原因是该土壤中的主要黏土矿物为高岭石。因此，铝氧化物对不同层状硅酸盐矿物铝活化有不同影响，主要与矿物的本性有关（如1:1或2:1型矿物）。而对于土壤酸化过程中铝活化的影响主要与其所含黏土矿物类型有关。

关键词：土壤酸化高岭石蒙脱石三水铝石铝氧化物铝活化

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陨石坑残留“旋转”的痕迹

物理 2024年第1期53卷 41-42页

作者：徐仁新(编译) 不详

数值模拟显示,撞击坑的形状取决于撞击物的旋转及其内部结合的松紧。20世纪初,商人Daniel Barringer因未寻获铁陨石而丢了一笔财富,他笃信那颗铁陨石就藏在亚利桑那陨石坑的下面。虽然鲜有大型陨石撞击(这值得庆幸)发生,但是物理学家认... 详细信息

数值模拟显示,撞击坑的形状取决于撞击物的旋转及其内部结合的松紧。20世纪初,商人Daniel Barringer因未寻获铁陨石而丢了一笔财富,他笃信那颗铁陨石就藏在亚利桑那陨石坑的下面。虽然鲜有大型陨石撞击(这值得庆幸)发生,但是物理学家认为Barringer的努力是徒劳的:那颗陨石在撞击时基本上蒸发了!不过我们对陨石残骸分布的细节仍知之甚少,包括撞击时陨石坑如何成形。

关键词：铁陨石陨石坑撞击坑陨石撞击亚利桑那数值模拟

镍铁氢氧化物-磷化钴复合电极电催化分解水研究

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无机材料学报 2024年第4期39卷 374-382,I0003-I0006页

作者：杨博吕功煊马建泰中国科学院兰州化学物理研究所羰基合成与选择氧化国家重点实验室兰州730000 中国科学院大学北京100049 兰州大学化学化工学院兰州730000

本研究采用水热-磷化-电化学沉积法在磷化钴表面构筑了金属氢氧化物层,制备了NiFeOH/CoP/NF复合电极,考察了复合电极电解水制氢的性能。在1.0 mol/L的KOH介质中,NiFeOH/CoP/NF复合电极表现出良好的催化电解水性能。在电流密度为100 mA/c... 详细信息

本研究采用水热-磷化-电化学沉积法在磷化钴表面构筑了金属氢氧化物层,制备了NiFeOH/CoP/NF复合电极,考察了复合电极电解水制氢的性能。在1.0 mol/L的KOH介质中,NiFeOH/CoP/NF复合电极表现出良好的催化电解水性能。在电流密度为100 mA/cm^(2)时,NiFeOH/CoP/NF复合电极电催化析氢(HER)和析氧反应(OER)所需的过电势分别为141和372 mV。在电流密度为10 mA/cm^(2)时,NiFeOH/CoP/NF同时用作阴极和阳极电解水所需电压仅为1.61 V。NiFeOH保护层增强了CoP在电解水反应中的活性和稳定性,NiFeOH/CoP/NF复合电极在恒电流电解中表现出高的HER和OER稳定性,活性可维持60000 s,性能未见明显衰减。将NiFeOH/CoP/NF两电极电解池与GaAs太阳能电池组成光伏-电解水系统,该系统在100 mW/cm^(2)模拟光照条件下,太阳能至氢能转化效率达到18.0%,并可稳定运行200 h。

关键词：磷化钴金属氢氧化物保护层电催化水分解稳定性

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一支没有休止符的壮歌

南方自然资源 2024年第2期 15-21页

作者：徐仁海防城港市作协

中国中国,地大物博!960万平方千米的国土面积,在世界200多个国家和地区中,仅次于俄罗斯、加拿大,雄踞第三!然而,茫茫宇宙,人类生活的这个蓝色星球,十分却只有三分是陆地,七分全是水。即便是这“三分陆地”,还得减除一部分人类不能生存... 详细信息

中国中国,地大物博!960万平方千米的国土面积,在世界200多个国家和地区中,仅次于俄罗斯、加拿大,雄踞第三!然而,茫茫宇宙,人类生活的这个蓝色星球,十分却只有三分是陆地,七分全是水。即便是这“三分陆地”,还得减除一部分人类不能生存的南极和北极的部分区域以及森林秘境等。

关键词：国土面积休止符俄罗斯蓝色星球加拿大地大物博

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十万大山生态兴青山绿水消金银

广西林业 2024年第6期 12-17页

作者：徐仁海中国作家协会中国自然资源作家协会中国林业生态作家协会

十万大山,东起钦州市贵台,西至中越边境,分布于钦州、防城、上思和宁明等地。山脉呈东北西南走向,长约100多公里,宽约30-40公里,总面积达2600平方公里。

关键词：十万大山中越边境钦州市青山绿水

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EPB盾构刀盘泥饼成因分析及评价模型构建

华南理工大学学报（自然科学版） 2024年第5期52卷 71-83页

作者：丁小彬杨辉泰施钰华南理工大学土木与交通学院广东广州510640 华南岩土工程研究院广东广州510640

目前土压平衡(EPB)盾构机刀盘结泥饼的研究大都聚焦在单一因素上,缺少整体的、量化的评价标准,难以满足工程上对刀盘结泥饼的预测需求。针对以上问题,文中从地质条件、盾构选型、施工因素3个层面出发,系统总结了导致土压平衡盾构机刀盘... 详细信息

目前土压平衡(EPB)盾构机刀盘结泥饼的研究大都聚焦在单一因素上,缺少整体的、量化的评价标准,难以满足工程上对刀盘结泥饼的预测需求。针对以上问题,文中从地质条件、盾构选型、施工因素3个层面出发,系统总结了导致土压平衡盾构机刀盘泥饼形成的23个主要因素;将土压平衡盾构机在掘进过程中的刀盘结泥饼风险划分为4个等级:高风险、中风险、低风险和无风险。同时提出了结泥饼的风险因子量化标准,并结合层次分析法构建了土压平衡盾构的刀盘结泥饼风险评价模型;基于广州地铁14号线马创区间右线115-165环盾构隧道工程的掘进数据,计算出盾构机掘进过程中不同环的刀盘结泥饼风险程度,验证了刀盘结泥饼风险评价模型的预测性能。研究结果表明:结泥饼风险评价模型的23个影响因子中,以塑性指数、刀盘扭矩、液性指数、总推力的影响权重最大,启动扭矩的影响权重最小;结泥饼风险评价模型表现出了良好的预测性能,计算得到的结泥饼风险变化曲线与现场施工情况基本吻合;盾构掘进参数的变化能很好地反映掘进过程中泥饼的形成,其中总推力对泥饼产生最敏感,刀盘扭矩、土仓压力、推进速度和螺旋机转速的敏感度依次降低。研究成果可适用于类似工程中的土压平衡盾构机刀盘结泥饼的评价分析。

关键词：土压平衡盾构泥饼量化分析评价模型

县域农业比重的时空格局及其演变研究——以内蒙古自治区为例

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安徽农业科学 2016年第24期44卷 223-225,234页

作者：刘进徐仁泰赵祎聂普璇中国地质大学(北京)土地科学技术学院北京100083 北京建筑大学环境与能源工程学院北京100044

运用空间自相关、空间马尔科夫链方法对1987-2014年内蒙古自治区县域农业比重数据的时空分布及时空演变特征进行了研究。结果表明：①内蒙古自治区农业比重空间自相关性强且空间聚集现象明显;②农业比重存在区域趋同趋势,“低”水平县... 详细信息

运用空间自相关、空间马尔科夫链方法对1987-2014年内蒙古自治区县域农业比重数据的时空分布及时空演变特征进行了研究。结果表明：①内蒙古自治区农业比重空间自相关性强且空间聚集现象明显;②农业比重存在区域趋同趋势,“低”水平县域趋同趋势有所加强,“高”水平县域趋同趋势有所减弱;③县域自身及其邻域同时向上转移的地区主要集中在蒙东以及蒙西的乌兰察布且呈收缩态势,县域自身或邻域有一方或双方均向下转移的区域绝大多数位于蒙西;④农业比重水平转移显著受到时间和区域背景的制约,区域趋同趋势在时间和空间上表现出不稳定与不独立的特征;⑤1987-2001年,农业比重低水平地区和高水平地区的区域背景对水平转移均起到了负面影响;2001-2014年,农业比重低水平地区的区域背景对水平转移起到了负面影响,而高水平的区域背景则产生了正面影响。这为内蒙古自治区不同时期、不同区域的区域趋同趋势存在及差异提供了空间上的解释。

关键词：农业比重时空演变空间自相关空间马尔科夫链内蒙古自治区

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砖红壤中铬的溶出和外源三价铬的氧化转化

土壤学报 2024年第4期61卷 1021-1030页

作者：施杨潇潇姜军李科伟徐仁扣土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所) 南京210008 中国科学院大学北京100049

砖红壤铬(Cr)的背景值和锰氧化物的含量均较高,当土壤中Cr溶出或者受到Cr(Ⅲ)污染,可能被氧化生成毒性较高的Cr(Ⅵ),从而对周围环境造成威胁。为考察砖红壤中Cr的环境风险,以云南、海南和广东采集的部分砖红壤为对象,研究土壤中Cr的溶... 详细信息

砖红壤铬(Cr)的背景值和锰氧化物的含量均较高,当土壤中Cr溶出或者受到Cr(Ⅲ)污染,可能被氧化生成毒性较高的Cr(Ⅵ),从而对周围环境造成威胁。为考察砖红壤中Cr的环境风险,以云南、海南和广东采集的部分砖红壤为对象,研究土壤中Cr的溶出和外源Cr(Ⅲ)的氧化。连二亚硫酸钠-柠檬酸钠-重碳酸钠法提取和电子探针扫描分析的结果表明,砖红壤中的Cr主要与铁氧化物和硅酸盐矿物结合,呈非活性状态。盐酸和柠檬酸的酸化和络合作用促进了Cr的溶出,但即使1 mol·L^(-1)的盐酸也仅使海南3和广东9砖红壤中3.68%和3.54%的Cr溶出。向砖红壤中添加Cr(Ⅲ)并培养42d,发现少量添加的Cr(Ⅲ)氧化为Cr(Ⅵ),但不同土壤中Cr(Ⅵ)的生成量与亚锰的净产生量不一致,说明土壤中Cr(Ⅲ)氧化生成的Cr(Ⅵ)可能会被土壤有机质重新还原为Cr(Ⅲ)。去除土壤有机质后,一次平衡实验中观察到外源添加的Cr(Ⅲ)氧化为Cr(Ⅵ),氧化量与土壤易还原锰的含量一致。随着溶液pH的增加,Cr(Ⅲ)的氧化量呈先上升后降低的趋势,在pH4.5时Cr(Ⅲ)氧化量达最大值,但Cr(Ⅲ)的氧化转化量在Cr(Ⅲ)添加量中的占比很小,外源Cr(Ⅲ)在土壤中氧化转化的风险也很低。虽然砖红壤的背景Cr和易还原锰的含量较高,但自然条件下Cr的溶解和Cr(Ⅲ)的氧化反应很难发生,Cr(Ⅲ)不易转化为Cr(Ⅵ),因此无需过度担忧砖红壤中Cr的环境风险。

关键词：砖红壤背景铬土壤铬溶解 Cr(Ⅲ)氧化铁锰氧化物