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基于激光雷达的沿海风场及风资源预测评估研究

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基于激光雷达的沿海风场及风资源预测评估研究

作者：蒲珺铃广州大学

学位级别：硕士

作为一种清洁、可再生能源,风能近些年在业内受到越来越多的关注。与内陆风资源相比,沿海及海上风资源具有众多优势,并表现出巨大的发展前景。然而,沿海及近海地区不同来流下风场特性差异显著,将沿海地区风场按单一地貌分析的常规做法... 详细信息

作为一种清洁、可再生能源,风能近些年在业内受到越来越多的关注。与内陆风资源相比,沿海及海上风资源具有众多优势,并表现出巨大的发展前景。然而,沿海及近海地区不同来流下风场特性差异显著,将沿海地区风场按单一地貌分析的常规做法可能会给后续研究及实践带来较大不确定性,进而给风场建设和运营维护产生诸多不利影响。此外,风资源短时预测工作在风场运维阶段发挥重要作用,然而由于沿海特别是海上探测设备安装困难,且成本较高,导致相关风场实测数据有限,上述情况制约了海上风电健康快速发展。针对上述问题,本文对沿海及海上风场和风资源进行实测及预测评估研究,主要研究内容如下:(1)基于激光雷达设备系统研究了沿海地区不同来流地貌下风场特征,揭示了其与常规风场假设存在的差异。首先通过平行试验,验证了激光雷达数据的有效性;其次对比分析了沿海地区不同地貌下平均风场和脉动风场特征,以及海面粗糙度随来流风速变化关系,并将所得结果与规范进行比较。研究结果表明,沿海地区海上地貌和城市地貌的实测风场参数值与风荷载规范的规定值存在较大差异。另外,海上实测的风切变指数范围为0.059～0.105,与海上风能评估中常用的值1/7存在较大差异。这一工作为风荷载规范参数的优化提供了重要参考指出了当前风能评估中风参数存在的差异。(2)基于多种的深度学习模型对海上多高度风速和风向进行了多通道的同步预测。并在风向预测中,解决了风向在0°或360°连续变化时预测误差增大的问题。采用LSTM、Conv LSTM、Transformer和Informer四种主流预测模型,通过对模型的训练使其全面捕捉风场的时空变化特征得到最优参数,并对比了不同模型提取时空特征的能力和模型预测精度。随后在对预测结果的分析和讨论中,揭示了不同模型在具有垂直时空变化的风速风向多通道预测中的性能特点。研究结果表明,Conv LSTM模型在不同的时间和空间尺度上提取时序数列有效特征的能力最强。这一工作不仅有助于更加精准地安排风机的输出功率和维护计划,提高电网稳定性和可靠性,还能通过模型的对比筛选出预测效果更优的模型,为后续预测研究提供改进方向。(3)基于不同实测数据对海上风资源进行了不同时间尺度的评估与预测。首先,使用激光雷达数据对香港近海的海上风力资源进行了评估,并利用香港地区多个地面气象站点的风速仪数据进行了风资源评估分析的对比研究,涵盖了对不同高度的风能资源分布和不同地貌风资源年际变化规律的分析。此外,为进一步提高风资源预测精度,本研究提出了一种基于注意力机制和Conv LSTM模型相结合的混合模型。利用该模型进行了两种算例的验证:一是基于激光雷达实测数据和大功率风机参数,预测理论单机发电量;二是利用多个陆地气象站点的风速仪实测数据,进行跨时空风速的预测。结果表明,所提模型无论是对于大功率风机的理论风功率预测,还是对于跨时空的风速预测,预测结果都优于其他对比的预测模型。这部分研究工作为提高风能资源评估与预测的效率和准确性提供了参考,有助于为香港地区及东南沿海地区能源转型和可持续发展提供技术支持。本文研究结果为海上风电场的选址、运维及风资源利用提供科学依据,并有助于推动激光雷达设备在海上风电中的应用工作开展,进而推动海上风电产业的健康、可持续发展。

关键词：海上风电风场观测风速预测风能评估

笃行寻根·鲜活表达·对话时代——重大主题电视剧创作对谈

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中国电视 2024年第2期 88-93页

作者：梁振华覃皓珺北京师范大学文学院北京师范大学戏剧影视文化研究中心

以创作者与研究者对谈的形式回顾《欢迎来到麦乐村》《问苍茫》《理想照耀中国》等重大主题电视剧的创作历程是一次具有探索意味的尝试。沿着素材挖掘、思路破题、叙事突围、类型拓展、美学探求、哲学思辨、文化传播的脉络分析重大主题... 详细信息

以创作者与研究者对谈的形式回顾《欢迎来到麦乐村》《问苍茫》《理想照耀中国》等重大主题电视剧的创作历程是一次具有探索意味的尝试。沿着素材挖掘、思路破题、叙事突围、类型拓展、美学探求、哲学思辨、文化传播的脉络分析重大主题电视剧的具体样本,既是对创作者过往创作思路的梳理和提炼,也能在一定程度上为未来这一类电视剧的创作提供借鉴与思考。

关键词：重大主题电视剧《问苍茫》《欢迎来到麦乐村》《理想照耀中国》

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土壤中全硫测定——硫分析仪选择及方法优化

中国土壤与肥料 2024年第3期 240-246页

作者：晋琪汪洪北方干旱半干旱耕地高效利用全国重点实验室中国农业科学院农业资源与农业区划研究所国家化肥质量检验检测中心(北京)农业农村部农产品质量安全肥料源性因子风险评估实验室(北京)北京100081

全硫含量是土壤调查项目中的必测项目。在燃烧法直接测定固体样品的硫分析仪中,高频红外碳硫仪检测限低,检测速度快,燃烧温度高,测定土壤标准物质的准确度高,是快速测定土壤中全硫的最佳仪器。应用高频红外碳硫仪测定样品过程中,坩埚空... 详细信息

全硫含量是土壤调查项目中的必测项目。在燃烧法直接测定固体样品的硫分析仪中,高频红外碳硫仪检测限低,检测速度快,燃烧温度高,测定土壤标准物质的准确度高,是快速测定土壤中全硫的最佳仪器。应用高频红外碳硫仪测定样品过程中,坩埚空白、通氧流量、样品称样量、助熔剂添加量、定量方法等均会对测定结果准确度产生影响。通过对上述影响条件进行优化,研究确定了测定土壤中全硫含量的最佳条件:在严格控制坩埚空白的前提下,通氧流量设定为2~3 L/min,依次称取0.1 g样品(精度:0.0001 g)、0.5 g纯铁(精度:0.001 g)和1.0 g钨粒助熔剂(精度:0.001 g)混合后上机分析,对不同浓度样品进行分段校正。值得注意的是,本研究证实了利用化学物质标准品建立工作曲线的可行性,为后期仪器优化和改进提供了宝贵思路。国家土壤标准物质测定结果的相对标准偏差(RSD)小于2%(n=6),测定值与标准值相对误差(RE)的绝对值小于1%(n=6),方法检出限为4.50μg/g,说明方法的准确度和精密度高,适用于低含硫量土壤样品的批量检测。

关键词：硫含量土壤高频红外碳硫仪最佳条件

可降解玉米醇溶蛋白/明胶抑菌膜的制备及其在猪肉保鲜的应用

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可降解玉米醇溶蛋白/明胶抑菌膜的制备及其在猪肉保鲜的应用

作者：崔承珺中北大学

学位级别：硕士

融合VFA和ISSA的多目标优化WSN覆盖算法

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西安电子科技大学学报 2024年

作者：余修武晋诗琪南华大学资源环境与安全工程学院湖南省铀尾矿库退役治理技术工程技术研究中心铀矿冶放射性控制技术湖南省工程研究中心

针对无线传感器网络在监测目标区域过程中存在覆盖率低、覆盖冗余度高、节点移动距离长等问题，提出了一种虚拟力导向的改进麻雀搜索算法。首先，采用Tent混沌映射初始化种群，以增加种群的多样性；其次，引入虚拟力算法引导麻雀种群的... 详细信息

针对无线传感器网络在监测目标区域过程中存在覆盖率低、覆盖冗余度高、节点移动距离长等问题，提出了一种虚拟力导向的改进麻雀搜索算法。首先，采用Tent混沌映射初始化种群，以增加种群的多样性；其次，引入虚拟力算法引导麻雀种群的发现者位置更新过程：节点与节点、边界、障碍物之间的相互作用力可引导发现者前往更优的位置探索，从而增强算法的全局搜索能力；然后，利用莱维飞行扰动策略改善跟随者的位置更新过程，避免算法陷入局部最优的困境；最后，采用随机反向学习策略优化全局最优个体的位置，使其在附近区域进行局部寻优，进一步提高算法的收敛速度和种群多样性。实验结果表明，相比传统算法，该算法在提高覆盖率的同时，还能减少节点的移动距离，节点分布也更加均匀。此外，在含障碍物的监测区域内，该算法将虚拟力算法的有效避障能力与麻雀搜索算法强大的寻优能力相结合，实现了有效避障的同时，仍然可以合理部署节点，实际应用价值更高。

关键词：无线传感器网络节点部署多目标优化麻雀搜索算法虚拟力算法融合算法

考虑模块冗余和系统状态的多端柔性直流输电系统可靠性的蒙特卡洛分析

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电网技术 2024年

作者：李康黄萌查晓明陈蓉珺综合能源电力装备及系统安全湖北省重点实验室(武汉大学) 武汉大学电气与自动化学院国家电网有限公司直流技术中心

与传统柔性直流输电系统相比，基于模块化多电平变换器的多端柔性直流输电系统(modular multi-level converter based multi-terminal high voltage direct current， MMC-MTDC)因子模块数量更大、结构更复杂、运行状态更多，使其可靠... 详细信息

与传统柔性直流输电系统相比，基于模块化多电平变换器的多端柔性直流输电系统(modular multi-level converter based multi-terminal high voltage direct current， MMC-MTDC)因子模块数量更大、结构更复杂、运行状态更多，使其可靠性建模更具挑战。该文提出一种考虑模块冗余和系统状态的MMC-MTDC可靠性的蒙特卡洛分析方法。首先，以可靠性框图法为基础，建立考虑模块冗余的换流阀可靠性模型，并进一步构建了考虑多设备影响的换流站可靠性模型。其次，在实际运行的多状态转移过程分析基础上，建立了考虑状态转移持续时间的MMC-MTDC概率密度模型，提出了基于蒙特卡洛的MMC-MTDC可靠性模型求解方法。最后，以某实际±200kV的MMC-MTDC系统为例，对多运行方式下的状态概率、状态持续时间及状态频率等可靠性指标进行了求解，研究可为多端柔性直流输电系统可靠性分析提供一定的参考。

关键词：多端柔性直流输电系统可靠性蒙特卡洛分析

一种适用于半互质阵的高精度波达方向估计方法

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电子与信息学报 2024年第8期46卷 3228-3237页

作者：梁国龙滕远鑫王晋晋付进哈尔滨工程大学水声技术全国重点实验室哈尔滨150001 海洋信息获取与安全工信部重点实验室(哈尔滨工程大学)工业和信息化部哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001

在半互质阵列(SCA)下,经典波达方向估计(DoA)算法在面对邻近相干信源时估计性能退化。为了解决该问题,该文提出一种适用于半互质阵列的高精度波达方向估计方法。首先,将半互质阵划分为3个均匀线阵并利用常规波束形成算法对子阵1、子阵2... 详细信息

在半互质阵列(SCA)下,经典波达方向估计(DoA)算法在面对邻近相干信源时估计性能退化。为了解决该问题,该文提出一种适用于半互质阵列的高精度波达方向估计方法。首先,将半互质阵划分为3个均匀线阵并利用常规波束形成算法对子阵1、子阵2和子阵3的阵列输出信号进行处理;然后,对子阵3的输出信号进行加权后与子阵1,2的输出信号加和构建和波束,利用子阵1与子阵2的输出信号做差构建差波束;最后,将上述和差波束做差得到最终输出信号,计算最终信号的功率得到方位谱。该方法基于半互质阵列特点构建和差波束,充分利用了3个子阵的重叠阵元实现估计精度的提高。通过仿真和湖上实测数据验证表明,该方法可以适用于半互质阵列实现波达方向估计,并且在面对邻近相干信源时其波达方向估计性能优于最小方差无失真估计算法(MVDR)和最小处理算法(MP)。

关键词：波达方向估计半互质阵列邻近相干信源波束形成

基于生成对抗网络的膝关节磁共振图像分割与生成

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基于生成对抗网络的膝关节磁共振图像分割与生成

作者：任宏晋北京化工大学

学位级别：硕士

膝关节磁共振成像(MRI)是临床上诊断膝关节病变常用的一种影像技术,相比低场MRI系统,高场MRI系统(场强1.5 T及以上)图像信噪比更高,成像功能更丰富。然而场强越高,用于激发的射频波长越短,会在人体组织中沉积更多射频能量,也就是局部比... 详细信息

膝关节磁共振成像(MRI)是临床上诊断膝关节病变常用的一种影像技术,相比低场MRI系统,高场MRI系统(场强1.5 T及以上)图像信噪比更高,成像功能更丰富。然而场强越高,用于激发的射频波长越短,会在人体组织中沉积更多射频能量,也就是局部比吸收率(SAR)加大,从而加热组织。为了避免造成热损伤,需要在扫描之前获得局部SAR的分布。局部SAR无法直接测量,可以通过对受试者人体组织进行建模,进行电磁仿真后计算,这就要求快速、自动地构建精准度高的个体特异膝关节模型。膝关节模型是通过将磁共振图像分割成不同的组织来生成的,由于成像视野的局限,会造成膝关节模型短于线圈模型长度的问题,这会降低电磁仿真的准确度。因此,不仅需要精准的图像分割,而且需要扩展模型的长度。以往的局部SAR估计中,一般是简单地外扩(填充肌肉),这使得模型不够精准。针对以上问题,本文采用深度神经网络进行膝关节图像的组织分割与生成,从而构建更加精准的膝关节模型,实现高准确度的局部SAR估计,主要研究工作如下:(1)提出了一种结合生成对抗网络与注意力机制的架构,用于对膝关节磁共振图像(视野150 mm)进行简化的组织分割并且沿头-足方向在图像两端生成扩展区域(扩展到230 mm)。所提出的方法可以同时完成分割与扩展生成任务,简化了流程,结合的注意力门控模块,帮助网络自适应地学习输入数据的注意力权重分配,提高了网络的性能。对所提方法以及各种对比方法得到的膝关节模型进行电磁仿真,计算它们与手动标注模型的局部SAR最大值的相对误差,结果表明可以获得相对精确的局部SAR估计。(2)为了实现基于更小视野(120 mm)的全组织磁共振图像组织分割与扩展(扩展到230 mm),提出了一种改进的生成对抗网络结构,在生成器中引入上下文引导模块,以更好地建模待生成区域与原始磁共振图像之间的长程关系,采用多尺度梯度的结构使得判别器可以接收多个尺度的梯度信息,并且在损失函数中加入多尺度特征匹配损失函数。实验表明该方法能够很好的生成头-足扩展部分的组织,并且可以进一步提高组织分割准确度,对重建模型的局部SAR估计结果表明,所提方法生成的膝关节模型与手动标注模型高度一致。本文的研究将有助于基于临床上常见视野的MR图像构建精准的个体特异膝关节模型,从而获得高准确度的局部SAR估计,为高场MRI的应用建立扎实的安全基础。

关键词：图像生成图像分割局部比吸收率生成对抗网络电磁仿真

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中职学生在线深度学习的影响因素研究

中职学生在线深度学习的影响因素研究

作者：晋静贵州师范大学

学位级别：硕士

学生职业能力发展是职业教育高质量发展的核心目标,在线教学目前已经成为一种重要的教学方式,是学生获得职业能力发展的重要途径,尤其是在线深度学习将成为促进中职学生职业教育核心素养发展的关键。中职学生在线学习情况如何,是否实现... 详细信息

学生职业能力发展是职业教育高质量发展的核心目标,在线教学目前已经成为一种重要的教学方式,是学生获得职业能力发展的重要途径,尤其是在线深度学习将成为促进中职学生职业教育核心素养发展的关键。中职学生在线学习情况如何,是否实现深度学习,哪些因素可能会对其深度学习产生影响?这一系列研究问题的探讨,对于深入推进职业教育现代化具有重要意义。本研究以在线学习为研究情境,聚焦在线学习背景下的中职学生深度学习,通过文献研究、问卷调查、构建结构方程模型等方法,分析了中职学生在线深度学习的影响因素。研究内容有:(1)分析中职学生在线深度学习现状;(2)建立中职学生在线深度学习影响因素理论模型;(3)验证中职学生在线深度学习影响因素模型;(4)最后给出了能够提升促进中职学生在线深度学习的合理化建议。研究主要取得以下认识:(1)确定中职学生在线深度学习的影响因素。基于本文研究,主要厘清了国内外学者关于在线学习、深度学习的影响因素的研究成果,以班杜拉的三元交互理论为主要理论基础,确定了深度学习受到学习者个人因素、教学者因素、学习环境三个方面的影响。这三个方面包含6个因素,分别是:自我效能感、学习观、师生交互、教师教学能力、教学设计、平台易用性。(2)揭示出在线学习环境下中职学生深度学习的现状。通过SPSS26软件对中职学生在线深度学习调查数据进行统计分析,从描述性统计分析结果和差异性分析结果来看,性别不造成学生在线深度学习的显著性差异;年龄分布上,年龄越大更倾向于深度学习;不同学习成绩排名学生的深度学习水平有所不同,整体上中职学生在线深度学习处于中等偏上水平。(3)构建并验证了中职学生在线深度学习影响因素模型。通过文献分析,确定了各影响因素与在线深度学习的关系,构建了中职学生在线深度学习影响因素模型,并提出了研究假设。通过AMOS24软件对数据进行统计分析,对研究假设进行检验,结果表明:自我效能感、学习观对深度学习动机具有显著的正向影响;师生交互、学习观对深度学习投入具有显著正向影响;师生交互、学习观对深度策略投入具有显著正向影响;自我效能感、教学设计对深度学习结果具有显著正向影响。(4)提出了促进中职学生在线深度学习的策略建议。根据数据分析结果总结中职学生在线深度学习的影响因素,并结合行动研究和深度访谈,针对学习者围绕激发内在动机、培养自学能力、强化互动合作提出建议;针对教学者围绕技术提升、教学策略创新、持续专业发展提出建议;针对学习环境围绕资源服务、交互界面、交互体验提出了相应的建议。

关键词：在线学习深度学习中职学生影响因素