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基于极限平衡法和强度折减法的危岩稳定性分析

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矿产勘查 2024年第5期15卷 872-883页

作者：师华鹏占建琴邓曦王宏益广西交通设计集团有限公司广西南宁530029

为了分析评价陡倾结构面相互组合切割形成的危岩体的稳定性,本文以龙寺CIV-1边坡危岩体为例,根据地质调查数据,建立了危岩体的简化地质模型、失稳概化理论模型以及在冻胀、地震、水力等因素影响下的力学分析模型,利用极限平衡理论推导... 详细信息

为了分析评价陡倾结构面相互组合切割形成的危岩体的稳定性,本文以龙寺CIV-1边坡危岩体为例,根据地质调查数据,建立了危岩体的简化地质模型、失稳概化理论模型以及在冻胀、地震、水力等因素影响下的力学分析模型,利用极限平衡理论推导出了危岩体的滑移稳定性系数和倾覆稳定性系数的无量纲表达式,重点分析了不同工况下危岩体的稳定性,并借助UDEC强度折减法对危岩体的形成、破坏机理进行分析研究。结果表明:不同工况下的危岩稳定性为天然工况>地震工况>暴雨工况>组合工况;层面与陡倾结构面的组合关系以及陡倾结构面的贯通程度直接控制着危岩体的稳定性和破坏模式。通过极限平衡法和UDEC强度折减法相结合的危岩体稳定性评价方法,不仅可以通过简单的数学公式高效地获取危岩体的稳定性,还可以通过力与变形的信息,直观的辨别出危岩体易失稳的部位,为陡倾结构面切割形成的危岩提供防治参考。

关键词：陡倾结构面地质调查危岩体稳定性分析极限平衡法强度折减法

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考虑负荷均衡的220 kV电网供电能力多目标优化

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电网技术 2017年第5期41卷 1619-1626页

作者：荆朝霞王宏益江昌旭华南理工大学电力学院广东省广州市510640

负荷均衡性是供电能力研究中不可忽视的一个重要关注点,但在单目标的供电能力计算中常常出现负荷分布失衡的现象。针对考虑负荷均衡的供电能力评估问题,在对上述现象进行系列实验分析的基础上,从协调二者冲突的角度建立了供电能力多目... 详细信息

负荷均衡性是供电能力研究中不可忽视的一个重要关注点,但在单目标的供电能力计算中常常出现负荷分布失衡的现象。针对考虑负荷均衡的供电能力评估问题,在对上述现象进行系列实验分析的基础上,从协调二者冲突的角度建立了供电能力多目标优化模型。该模型以供电能力最大和负荷均衡度最高为目标,并满足N-1安全准则。采用非支配排序遗传算法搜索多目标Pareto前沿,并用熵权理想度排序法进行折中最优解的决策。算例分析结果显示,相比于现有方法,所提方法能够揭示负荷合理分布下电网的安全运行边界,优化结果的合理性且可行性更高。上述研究可为供电裕度的分析提供量化辅助手段,为最大限度消纳新增负荷、制定合理的负荷调整方案提供实用的参考依据。

关键词：供电能力负荷均衡多目标优化熵权 N-1安全准则

考虑N-1安全约束的220kV片区电网最大供电能力计算

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电力系统自动化 2016年第19期40卷 145-152页

作者：荆朝霞江昌旭王宏益华南理工大学电力学院广东省广州市510006

电网最大供电能力(TSC)的准确计算可有效引导电网的规划和运行。在考虑N-1静态安全约束的交流潮流非线性模型的基础上提出了一种完整电网模型与220kV片区电网模型交替迭代的方法来求解220kV片区电网的TSC,该方法在缩减计算规模、加快计... 详细信息

电网最大供电能力(TSC)的准确计算可有效引导电网的规划和运行。在考虑N-1静态安全约束的交流潮流非线性模型的基础上提出了一种完整电网模型与220kV片区电网模型交替迭代的方法来求解220kV片区电网的TSC,该方法在缩减计算规模、加快计算速度的同时,能有效地提高计算精度。实际电网中对负荷分配均衡性有一定的要求,因此,提出了考虑负荷均衡平衡的TSC计算模型。最后,以广州某220kV片区电网为算例分别对所提出的模型和不考虑负荷均衡平衡的模型进行了TSC计算,并对其结果进行了对比分析,验证了所述方法和模型的可行性与有效性。

关键词：最大供电能力 N-1静态安全负荷均衡交叉迭代自适应差分进化算法

220 kV电网供电能力计算的改进Benders分解法

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中国电机工程学报 2017年第17期37卷 4893-4900页

作者：荆朝霞王宏益吴青华华南理工大学电力学院广东省广州市510640

Benders解耦技术在求解含N-1静态安全约束的最大供电能力(total supplying capability,TSC)问题上具有乐观的应用前景,但不同的求解策略存在效率和性能上的显著差异。为更高效地求解TSC问题,该文提出一种改进的伪串行策略。首先,在处理... 详细信息

Benders解耦技术在求解含N-1静态安全约束的最大供电能力(total supplying capability,TSC)问题上具有乐观的应用前景,但不同的求解策略存在效率和性能上的显著差异。为更高效地求解TSC问题,该文提出一种改进的伪串行策略。首先,在处理子问题时加入核心事故筛选环节,减少冗余计算量;其次,采用"逐个添加,均值反馈"策略,避免子问题对主问题的过度修正。算例分析表明,相比于现有文献中的方法,文中方法得到了更优的解,同时加快了收敛速度。文中方法可为电网的优化规划及运行提供量化辅助手段,为实现供电能力的在线计算、实时掌握电网运行的安全裕度探索实用的解决途径。

关键词：最大供电能力 N-1静态安全约束 Benders分解核心事故筛选伪串行策略

城市输电网最大供电能力改进Benders算法

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中国电机工程学报 2019年第15期39卷 4373-4384页

作者：荆朝霞陈达鹏谭慧娟王宏益华南理工大学电力学院广东省广州市510640 广东电网公司惠州供电局广东省惠州市516000

考虑静态电压稳定约束的城市输电网最大供电能力(total supply capability,TSC)问题是一类大规模、高维度、多约束、非凸、非线性优化问题。为了快速、准确地求解TSC问题,该文应用Benders分解法并对其进行改进,提出了"多级分层,逐批选取... 详细信息

考虑静态电压稳定约束的城市输电网最大供电能力(total supply capability,TSC)问题是一类大规模、高维度、多约束、非凸、非线性优化问题。为了快速、准确地求解TSC问题,该文应用Benders分解法并对其进行改进,提出了"多级分层,逐批选取,变速反馈"的策略。首先,将子问题按照越限情况分为若干层,层级越高,子问题越限故障越严重;其次,在最高层级中选取一批有代表性的子问题形成反馈集,最后,将反馈集中子问题Benders割约束进行变速处理后反馈给主问题。该文对MATPOWER4节点、IEEE30节点、IEEE118节点算例进行了仿真计算,结果表明该文策略相比现有文献策略,在计算结果和计算速度方面均有提高。

关键词：最大供电能力静态安全稳定 Benders分解法

城市220kV电网供电能力计算模型及方法研究

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城市220kV电网供电能力计算模型及方法研究

作者：王宏益华南理工大学

学位级别：硕士

近年来,在网架规模随负荷增长而逐步扩大的同时,城市电网的运行复杂性也日趋增加。随着500kV网架的发展,作为我国多数城市主干网架的220kV电网的角色正在由承担输电功能逐渐向承担配电及供电功能的方向转化。把握220kV电网供电能力,对... 详细信息

近年来,在网架规模随负荷增长而逐步扩大的同时,城市电网的运行复杂性也日趋增加。随着500kV网架的发展,作为我国多数城市主干网架的220kV电网的角色正在由承担输电功能逐渐向承担配电及供电功能的方向转化。把握220kV电网供电能力,对于揭示电网安全运行边界、分析供电裕度、提高电网规划前瞻性等均有重要意义。但目前无论是在网架规划还是运行方式安排时,仍主要采用潮流计算的方法对电网静态安全进行校核,尚未形成有效的方法对220kV电网供电能力进行计算。本文首先阐述了220kV电网供电能力(TSC)的概念,对城市220kV电网的拓扑结构和接线形式进行了详细的分析。结合各种典型接线形式的共同特点,考虑220kV电网分片区运行的实际情况,提出了将220kV电网从完整多级电网模型中解耦出来进行计算的思路。在对上级500kV电网和下级110kV电网进行一定简化处理后,建立了基于交流潮流、并精确计及N-1静态安全约束的220kV片区电网最大供电能力计算的非线性优化模型。面对大量N-1安全约束所带来的“维数灾”难题,本文根据220kV片区电网最大供电能力计算模型的特点,采用分解的思想对模型进行求解,并应用Benders分解法的基本框架研究了高效的TSC解耦计算方法。首先根据Benders分解法的解耦思想构建了N状态主问题和若干N-1状态子问题,将单个问题的规模大幅缩减;然后针对Benders分解法的传统串/并行策略的缺陷提出了改进的方法,并设计了一套包含核心预想事故快速筛选的高效执行策略。本文还通过一系列仿真实验分析了供电能力与负荷均衡的关系,展示了单目标的TSC计算中可能出现的负荷失衡现象。据此提出了一种考虑负荷均衡的220kV片区电网供电能力多目标优化模型,其中采用一种基于负载率推荐值的方法来衡量负荷分布的均衡度。采用快速非支配排序遗传算法(NSGA-II)搜索多目标优化模型的Pareto前沿,并基于熵权理想度排序法对最优解集进行筛选和决策,以此求取负荷均衡分布下的最大供电能力,为在安全可靠运行前提下最大限度发挥电网供电潜力提供了实用的参考依据。

关键词：城市220kV电网供电能力 N-1静态安全 Benders分解负荷均衡多目标优化

四川省青川县麻柳沟斜坡形成演化机制及失稳运动特征

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四川省青川县麻柳沟斜坡形成演化机制及失稳运动特征

作者：王宏益成都理工大学

学位级别：硕士

麻柳沟斜坡是典型的软弱基座型逆向层状岩体斜坡，其特殊的坡体结构决定了独特的形成演化机制，其前缘往往形成规模较大的危岩体或局部崩塌，带来比较严重的灾害问题。深入研究对麻柳沟斜坡形成演化机制及失稳运动特征，对有效防治该类... 详细信息

麻柳沟斜坡是典型的软弱基座型逆向层状岩体斜坡，其特殊的坡体结构决定了独特的形成演化机制，其前缘往往形成规模较大的危岩体或局部崩塌，带来比较严重的灾害问题。深入研究对麻柳沟斜坡形成演化机制及失稳运动特征，对有效防治该类斜坡工程灾害具有重要的理论价值和实际意义。本文系统地研究了麻柳沟斜坡坡体结构、岩体变形破坏特征及其空间分布特征，建立了斜坡四种变形破坏模式。在深入分析斜坡形成演化影响因素的作用机理的基础上，建立了斜坡形成演化的地质力学模式，运用二维离散元动态模拟斜坡形成演化过程，建立斜坡形成演化机制模式，进而评价预测斜坡危岩体稳定性。结合落石运动学计算理论及落石风险统计分析软件，深入研究落石在自重作用与强震抛射作用下的运动特征。具体内容及成果如下：1）研究区斜坡为软弱基座型中～缓倾逆向坡，上部陡崖出露白云岩，下部缓坡出露钙质绢云千枚岩。随着河谷下切及各种内外营力作用，引起斜坡应力重分布及应力集中效应，软弱基座产生弯曲、压缩、蠕变变形，致使白云岩产生倾倒拉裂或整体滑移下错破坏，根据已有变形破坏迹象及空间分布位置，将其划分为四个危岩单体。“5.12”汶川地震致使危岩Ⅰ东侧表层岩体发生楔形体抛射破坏，体积达5.0×103m3，崩塌总方量90%以上的落石停积于距离崖脚10m～140m范围内。2）建立了研究区斜坡岩体四种变形破坏模式：①滑移式破坏;②倾倒式破坏;③坠落式破坏;④强震抛射破坏。3）研究区斜坡形成演化地质力学模式为压致蠕变—拉裂—倾倒型，将其形成演化过程分为卸荷回弹陡立裂缝形成、前缘（压致蠕变—拉裂—倾倒）变形及深部（压致蠕变—拉裂）变形三阶段。采用二维离散元软件模拟沟谷下切至1300m高程时，斜坡岩体拉裂—倾倒的动态成因过程。4）研究区危岩稳定性的定性分析和定量计算评价预测结果一致，即危岩Ⅰ与危岩Ⅳ稳定状态良好，一般不会发生整体失稳，而危岩Ⅱ与危岩Ⅲ在强震等不利作用下会产生局部破坏甚至整体失稳。5）运用落石运动学计算理论，计算研究区落石在自重作用与强震抛射作用下，分别沿四条典型剖面的初始运动、碰撞过程及坡面运动各阶段运动特征：①落石与坡面碰撞使其运动特征急剧改变，斜坡总体较缓，落石运动速度和弹跳高度逐渐衰减，运动方式从跳跃转化为滚动直至停止;②缓坡平台对减小落石运动速度及弹跳高度起到良好缓冲作用;③落石主要停积在距离崖脚10m～140m范围内，符合现场调查结果;④强震抛射作用下的落石初始作斜上抛运动，其速度经历先减小后增大的变化过程，与自重作用相比，同坡段落石速度与弹跳高度均较大，且运动距离较远。选取运动轨迹2为典型剖面，采用落石风险统计分析软件，对自重作用与强震抛射作用下落石运动特征进行模拟分析，为使模拟运动特征更加接近实际，设定计算参数取值范围内进行动态取值，模拟结果与运动学计算基本符合。

关键词：软弱基座危岩破坏模式演化机制数值模拟运动特征

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基于注意力机制的高容量通用图像隐写模型

软件学报 2024年第3期35卷 1502-1514页

作者：袁超王宏霞何沛松四川大学网络空间安全学院四川成都610065

随着深度学习与隐写技术的发展,深度神经网络在图像隐写领域的应用越发广泛,尤其是图像嵌入图像这一新兴的研究方向.主流的基于深度神经网络的图像嵌入图像隐写方法需要将载体图像和秘密图像一起输入隐写模型生成含密图像,而最近的研究... 详细信息

随着深度学习与隐写技术的发展,深度神经网络在图像隐写领域的应用越发广泛,尤其是图像嵌入图像这一新兴的研究方向.主流的基于深度神经网络的图像嵌入图像隐写方法需要将载体图像和秘密图像一起输入隐写模型生成含密图像,而最近的研究表明,隐写模型仅需要秘密图像作为输入,然后将模型输出的含密扰动添加到载体图像上,即可完成秘密图像的嵌入过程.这种不依赖载体图像的嵌入方式极大地扩展了隐写的应用场景,实现了隐写的通用性.但这种嵌入方式目前仅验证了秘密图像嵌入和恢复的可行性,而对隐写更重要的评价标准,即隐蔽性,未进行考虑和验证.提出一种基于注意力机制的高容量通用图像隐写模型USGAN,利用注意力模块,USGAN的编码器可以在通道维度上对秘密图像中像素位置的扰动强度分布进行调整,从而减小含密扰动对载体图像的影响.此外,利用基于CNN的隐写分析模型作为USGAN的目标模型,通过与目标模型进行对抗训练促使编码器学习生成含密对抗扰动,从而使含密图像同时成为攻击隐写分析模型的对抗样本.实验结果表明,所提模型不仅可以实现不依赖载体图像的通用嵌入方式,还进一步提高了隐写的隐蔽性.

关键词：图像隐写注意力机制生成对抗网络对抗样本

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面向可穿戴电子产品的自供能摩擦电纺织品研究进展

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纺织学报 2024年第4期45卷 41-49页

作者：王宁龚维王宏志东华大学材料科学与工程学院上海201620 安徽农业大学安徽省汽车用高功能性纤维制品工程研究中心安徽合肥230036

伴随着人们对智能穿戴的需求日益增加,为解决可穿戴电子产品的供能问题,各种能源转化技术接连涌现,摩擦电纺织品凭借其在低频机械能收集和自驱动传感器等方面的优异表现脱颖而出,成为能源织物领域的佼佼者。为提高摩擦电纺织品的能量转... 详细信息

伴随着人们对智能穿戴的需求日益增加,为解决可穿戴电子产品的供能问题,各种能源转化技术接连涌现,摩擦电纺织品凭借其在低频机械能收集和自驱动传感器等方面的优异表现脱颖而出,成为能源织物领域的佼佼者。为提高摩擦电纺织品的能量转换效率与舒适自然的穿戴感,基于摩擦电技术的理论,探讨了接触起电的物理机制,从材料、结构、运行模式以及功能性等角度出发,总结了纱线基摩擦纳米发电机、织物基摩擦纳米发电机与非织造布基摩擦纳米发电机的发展历程,综述了摩擦电纤维在柔性传感、电子皮肤、智能机器人、交互式设备等领域的应用情况,指出目前摩擦电纺织品所面临的挑战以及未来的机遇,以期为摩擦电技术与传统纺织业的高值化结合提供一些理论参考。

关键词：可穿戴电子产品摩擦起电摩擦电纺织品摩擦电纤维自供能