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故障期间交流电压和直流电流暂态特性作用下的换流阀晶闸管关断机理研究

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中国电机工程学报 2024年

作者：丁银香郭春义江帆新能源电力系统全国重点实验室(华北电力大学)

传统直流输电逆变侧交流母线故障后，交流电压的跌落和直流电流的上升是导致换相失败的主要原因。为了得到交流电压与直流电流暂态特性综合作用下换流阀晶闸管的关断特性，提出了受端交流系统故障后不同交流电压跌落下最大直流电流的近... 详细信息

传统直流输电逆变侧交流母线故障后，交流电压的跌落和直流电流的上升是导致换相失败的主要原因。为了得到交流电压与直流电流暂态特性综合作用下换流阀晶闸管的关断特性，提出了受端交流系统故障后不同交流电压跌落下最大直流电流的近似解析方法；然后，在SABER平台建立了换流阀晶闸管换相及关断等效电路，研究了故障后综合考虑交流电压和直流电流变化的晶闸管关断特性，并通过载流子迁移恢复特性解析模型对各阶段晶闸管内部的剩余电荷进行计算，定量评估了晶闸管关断特征；最后对比分析了仅考虑交流电压跌落、仅考虑直流电流上升、考虑二者综合作用的晶闸管关断特性。结果表明，随着故障严重程度增加，晶闸管的阻断能力恢复时间(即临界关断角)呈现减小趋势，但是换相时间及总关断时间大幅增加，可能导致换流阀换相失败；故障后仅考虑交流电压跌落或直流电流上升，所得到的临界关断角偏大，一方面会对系统提出更高的关断要求，另一方面很可能将原本未发生换相失败的场景误判为换相失败，而综合考虑交流电压和直流电流动态变化可得到更为准确的晶闸管关断特性。

关键词：换流阀晶闸管换相失败暂态特性解析晶闸管关断特性临界关断角

聚类分析视角下的中国省域碳排放时空格局及驱动因素分析

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生态学报 2024年第11期44卷 4558-4573页

作者：义欣张正勇刘琳雷勇杰梁慧刘星义家安石河子大学理学院石河子832003 石河子大学化学化工学院石河子832003 石河子大学经济与管理学院石河子832003 昆明理工大学管理与经济学院昆明650031

中国碳排放的时空格局对全球气候治理极为重要,其驱动机制是“减排”的关键所在。对中国省域碳排放时空特征和驱动模式进行聚类研究,揭示不同省域的模式相似性与差异性,对于各省域的“双碳”目标达成和路径安排具有重要影响和现实支撑... 详细信息

中国碳排放的时空格局对全球气候治理极为重要,其驱动机制是“减排”的关键所在。对中国省域碳排放时空特征和驱动模式进行聚类研究,揭示不同省域的模式相似性与差异性,对于各省域的“双碳”目标达成和路径安排具有重要影响和现实支撑。研究采用1997—2019年碳排放量及社会经济数据,从聚类分析角度探讨了中国省域碳排放的趋势及驱动模式,基于偏最小二乘法(PLS)模型的归因结果,识别不同省域碳排放的驱动因素的贡献度和敏感性,进一步探寻省域减排方案。研究表明:(1)研究期内中国碳排放以499.25mt/a的速率上升,呈低位平缓波动-大幅上升-高位缓慢波动的趋势变化,省域碳排放呈北高南低、东高西低格局。(2)省域碳排放模式具有差异性,北京、天津等为低起点低速发展类,趋势呈扁平“S”型;吉林、新疆等为低起点高速发展类,呈上升“S”型;河南、广东等为中起点高速发展类,呈扩张“S”型。山东、山西为高起点超高速发展类,呈指数“S”型。(3)中国省域碳排放驱动因子的贡献度和敏感性存在空间差异。经济发展、产业结构、城市化水平与能源消耗等对碳排放的贡献度较高,其中地区GDP、人均GDP、第二产业占比GDP、年底非农人口比例、地区能源消耗总量等是碳排放的主要贡献因子。碳排放对产业结构、科技发展、环境规制的敏感性较强。(4)中国省域碳排放驱动模式的分异性较为明显,同类驱动模式省域多在地理空间范围内形成“集聚”现象。因此,不同省域政府减排策略的落实应考虑其碳排放的发展规模及驱动机制的差异,实现地区发展和减排“两手抓”的同时利用地区优势,资源互通、交流合作,加强省域间碳排放的“共治”,进一步促进高质量发展。

关键词：碳排放聚类分析时空格局驱动机制偏最小二乘法(PLS)模型敏感性分析

分址建设特高压直流输电系统的暂态低/过电压特性及抑制方法

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中国电机工程学报 2024年

作者：肖然郭春义赵东君新能源电力系统全国重点实验室(华北电力大学)

为抑制送端分址建设特高压直流输电系统在换相失败及恢复过程中的暂态低/过电压，研究了高低压阀组所连不同交流母线低/过电压不平衡的机理，探究了不平衡特性对系统低/过电压的影响，然后分析了高低压阀组各电气量的不平衡特征，并提... 详细信息

为抑制送端分址建设特高压直流输电系统在换相失败及恢复过程中的暂态低/过电压，研究了高低压阀组所连不同交流母线低/过电压不平衡的机理，探究了不平衡特性对系统低/过电压的影响，然后分析了高低压阀组各电气量的不平衡特征，并提出一种适用于该系统的暂态低/过电压抑制方法。该方法将直流电压不平衡量转化为直流电流补偿量，通过调控直流电流调节高低压阀组无功功率消耗，进而抑制高低压阀组所连交流母线的暂态低/过电压。基于PSCAD/EMTDC搭建了分址建设特高压直流输电系统模型，对高低压阀组不平衡特性及所提控制策略进行仿真验证，仿真结果证明了理论分析的正确性，验证了所提控制策略抑制交流母线低/过电压的有效性，具有一定的工程应用价值。

关键词：分址建设特高压直流输电高低压阀组不平衡特性低电压过电压

碳纤维复合材料飞机蒙皮表面漆层激光清洗工艺研究

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中国激光 2024年第12期51卷 72-85页

作者：顾军义李文琴苏轩徐杰郭斌哈尔滨工业大学(深圳)材料科学与工程学院广东深圳518055 哈尔滨工业大学郑州研究院河南郑州450046 哈尔滨工业大学微系统与微结构制造教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150080

激光清洗碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)表面涂层一直面临着形貌破坏与基体过热的风险。为了明晰工艺参数对激光清洗CFRP飞机蒙皮表面油漆的影响规律,探究CFRP表面油漆的激光清洗机理,进行了红外纳秒激光清洗CFRP表面油漆的实验。首先... 详细信息

激光清洗碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)表面涂层一直面临着形貌破坏与基体过热的风险。为了明晰工艺参数对激光清洗CFRP飞机蒙皮表面油漆的影响规律,探究CFRP表面油漆的激光清洗机理,进行了红外纳秒激光清洗CFRP表面油漆的实验。首先利用田口正交阵列开展了不同参数下的清洗实验。随后采用信噪比(S/N)与方差分析(ANOVA)探讨了激光功率、扫描速度、搭接率与重复频率等工艺参数对油漆清洗深度、表面粗糙度和清洗温度的影响。最后借助红外热成像与高速摄像技术,对激光清洗过程中的温度响应、羽流形成与消逝及漆层动态行为进行了观测。研究结果表明:搭接率是影响清洗深度、表面粗糙度和清洗温度的最主要参数,扫描速度与激光功率的影响同样显著,而重复频率的影响不显著。CFRP表面油漆的激光去除机制主要以激光热效应造成的热烧蚀、气化为主。

关键词：激光技术激光清洗碳纤维增强复合材料除漆机理清洗工艺

高热稳定性Zr_(60)Al_(10)Co_(22)Ag_(8)非晶合金团簇状非晶相形成与分解

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稀有金属材料与工程 2024年第7期53卷 1978-1984页

作者：万义兴刘亚南程延海中国矿业大学机电工程学院江苏徐州221116 中国矿业大学现代分析与计算中心江苏徐州221116

通过引入具有正混合焓和大原子尺寸差的Co-Ag原子对、降低Zr元素含量,设计出一种高热稳定性的Zr_(60)Al_(10)Co_(22)Ag_(8)非晶合金,采用真空熔融甩带法制备出合金非晶条带。将非晶条带在不同温度下进行退火,通过X射线衍射仪(XRD)、差... 详细信息

通过引入具有正混合焓和大原子尺寸差的Co-Ag原子对、降低Zr元素含量,设计出一种高热稳定性的Zr_(60)Al_(10)Co_(22)Ag_(8)非晶合金,采用真空熔融甩带法制备出合金非晶条带。将非晶条带在不同温度下进行退火,通过X射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)和透射电子显微镜(TEM)等手段研究了非晶条带的结构特征、晶化行为,探讨了Zr_(60)Al_(10)Co_(22)Ag_(8)非晶合金中团簇状非晶相的形成及其对合金热稳定性的作用。结果表明,Zr_(60)Al_(10)Co_(22)Ag_(8)熔纺条带形成了完全非晶相(fully amorphous phase,am),加热时存在2个结晶放热峰。在高于第1次放热开始温度(Tx1)下退火后形成了团簇状非晶相(clustered glass phase,C-glass),即使退火时间高达24 h,Zr_(60)Al_(10)Co_(22)Ag_(8)合金仍表现为原子排布无序结构。其晶化行为为:[am]→[C-glass]→[C-glass’+Al_(2)CoZr_(6)+AgZr+Ag_(2)Al]→[Al_(2)CoZr_(6)+AgZr+AlZr_(3)](其中,C-glass’为结晶残余团簇状非晶相)。具有正混合焓和大原子尺寸差的Co-Ag原子对的大量存在,导致组成元素长程重排困难,使得团簇状非晶相抵抗晶化的能力极高。这种形成团簇状非晶相、在较宽退火条件下具有抵抗晶化能力的非晶合金,为新型耐热非晶合金提供了新的设计思路。

关键词：非晶合金热稳定性团簇状非晶相相分解

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地面沉降对地下水可采资源的影响

地球科学 2024年第1期49卷 238-252页

作者：骆祖江王鑫代敬李子义李硕河海大学地球科学与工程学院江苏南京211100 河北省地矿局第四水文工程地质大队河北沧州061008

为研究地面沉降对地下水可采资源量的影响,以华北地区沧州市为例,基于Biot固结理论,建立了地下水开采与地面沉降三维变参全耦合黏弹塑性数值模型.分别预测了2019-2030年按现状开采地下水,2031-2040年禁采(方案一);2019-2030年规划开采,2... 详细信息

为研究地面沉降对地下水可采资源量的影响,以华北地区沧州市为例,基于Biot固结理论,建立了地下水开采与地面沉降三维变参全耦合黏弹塑性数值模型.分别预测了2019-2030年按现状开采地下水,2031-2040年禁采(方案一);2019-2030年规划开采,2031-2040年禁采(方案二);和2019-2040年地下水持续禁采(方案三)三方案的地面沉降量和各个方案在2041-2050年的地下水可采资源量.结果表明,2041-2050年,方案一、方案二和方案三的地下水可采资源量分别为1.29×10^(8)m^(3)/a、1.35×10^(8)m^(3)/a和1.43×10^(8)m^(3)/a.方案二比方案一的累计地面沉降减少84.4 mm,地下水可采资源量多6×10^(6)m^(3)/a;相较于方案一,方案三发生了88 mm的地面回弹,地下水可采资源量多1.4×10^(7)m^(3)/a.说明了地面沉降严重的情况下,地下水可采资源量相对较少.

关键词：地面沉降地下水可采量三维全耦合数值模拟水文地质

有限标记样本下基于GSSL-GraphSage的半监督故障诊断方法

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控制理论与应用 2024年

作者：曹洁王庭义王进花兰州理工大学电气工程与信息工程学院兰州城市学院信息工程学院

鉴于在实际工程中采集的齿轮箱标注监测数据是有限的,且基于图神经网络的齿轮箱故障诊断方法研究仍存在标签信息挖掘不充分的问题,提出一种有限标记样本下基于图的半监督学习(Graph-based semi-supervised learning, GSSL)与图采样聚合... 详细信息

鉴于在实际工程中采集的齿轮箱标注监测数据是有限的,且基于图神经网络的齿轮箱故障诊断方法研究仍存在标签信息挖掘不充分的问题,提出一种有限标记样本下基于图的半监督学习(Graph-based semi-supervised learning, GSSL)与图采样聚合算法(Graph sample and aggregate, GraphSage)的齿轮箱半监督故障诊断方法.基于K最近邻算法和基于图的标签传播策略,将标签信息沿边传播给分布相似的邻域样本,从而充分利用有限样本的标签信息,提高模型性能.将每个振动频谱样本视为一个节点构建基于图的半监督学习框架,最后将半监督学习框架输入到节点级GraphSage网络中进行故障分类,避免新加入节点重新训练的情况,可有效防止训练过拟合,增强泛化能力.将所提方法用于分析齿轮箱故障实验数据,结果表明所提方法能够在6%的低标签情况下准确诊断齿轮箱的不同故障模式,验证了对齿轮箱故障诊断的可行性和有效性.

关键词：故障诊断 GraphSage网络有限标记样本半监督学习标签传播策略

三体对抗中的主动防御鲁棒最优预测制导律研究

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北京理工大学学报 2024年第6期44卷 645-654页

作者：陈维义何凡李逸源董海迪海军工程大学兵器工程学院湖北武汉430030

考虑防御导弹和我方目标控制系统内部扰动和未准确建模动态特性等因素造成的不确定性影响,设计了鲁棒最优预测制导律(robust optimal predictive guidance law,ROPGL)和鲁棒协同最优预测制导律(robust cooperative optimal predictive g... 详细信息

考虑防御导弹和我方目标控制系统内部扰动和未准确建模动态特性等因素造成的不确定性影响,设计了鲁棒最优预测制导律(robust optimal predictive guidance law,ROPGL)和鲁棒协同最优预测制导律(robust cooperative optimal predictive guidance law,RCOPGL)拦截来袭寻的导弹.首先,通过对非线性运动学方程线性化和降阶得到简化后的标称系统的状态方程;其次,考虑控制系统的不确定性,建立鲁棒制导问题的模型;再次,基于动态规划方法得到最优制导问题的制导指令关系式,并利用李雅普诺夫稳定性理论证明了最优制导问题的制导指令能够使鲁棒制导问题稳定;然后,引入界值函数得到线性二次型最优制导问题,通过求解黎卡提矩阵微分方程得到制导指令;最后,对设计的制导律的性能进行仿真验证.仿真结果表明,相比于其他制导律,设计的制导律能够抑制不确定性的影响,实现防御导弹对寻的导弹的拦截.

关键词：最优制导预测制导鲁棒性不确定性主动防御

长江口九段沙湿地潮沟发育与典型景观格局演变关系研究

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长江流域资源与环境 2024年第3期33卷 510-524页

作者：王岩郑光辉赵成义南京信息工程大学地理科学学院江苏南京210044

长江口九段沙是我国最重要的湿地之一,是国家级自然保护区。基于GF-2、Landsat以及GoogleEarth遥感影像数据,解译九段沙潮沟及景观类型空间分布,选取潮沟长度、曲率等10个潮沟特征参数以及斑块面积比、斑块密度等4种景观格局指数,探究... 详细信息

长江口九段沙是我国最重要的湿地之一,是国家级自然保护区。基于GF-2、Landsat以及GoogleEarth遥感影像数据,解译九段沙潮沟及景观类型空间分布,选取潮沟长度、曲率等10个潮沟特征参数以及斑块面积比、斑块密度等4种景观格局指数,探究九段沙潮沟特征参数与典型景观格局之间的关系。结果表明:U-Net卷积神经网络提取典型景观总体精度最高为93.15%,Kappa系数为0.94;长江口九段沙区域受人类活动影响较小,2011~2021年潮沟网络持续发育,逐渐扩大且复杂化,上沙与上沙潮沟长度分别增加52.821和133.467 km,与下沙相比,上沙潮沟发育网络连通性较好;在没有外来物种和人为干扰下,芦苇为九段沙上沙的优势物种,芦苇斑块面积比处于高值,互花米草为九段沙下沙的优势物种,互花米草斑块面积比处于高值;上沙潮沟长度、潮沟密度、潮沟曲率与芦苇斑块面积比呈较强正相关(p≤0.05),潮沟曲率与海三棱藨草破碎化程度呈一般正相关,与海三棱藨草斑块面积比呈较强负相关,下沙潮沟曲率与芦苇破碎化程度呈一般负相关,与芦苇斑块面积比呈较强正相关,γ指数与互花米草斑块面积比呈较强负相关,潮沟曲率与互花米草斑块面积比呈显著正相关(p≤0.01)。通过探究潮沟发育与湿地景观格局演变间的关系,可以为九段沙湿地保护工作提供理论依据。

关键词：长江口九段沙湿地潮沟景观格局演变规律