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基于双向长短期记忆网络含间接健康指标的锂电池SOH估计

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电力系统自动化 2024年第4期48卷 160-168页

作者：方斯顿刘龙真孔赖强牛涛陈冠宏廖瑞金输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 重庆市400044

快速准确地对锂离子电池进行全寿命周期的健康状态(SOH)估计有助于提高储能设备的安全可靠性。提出一种基于间接健康指标(IHI)和鲸鱼优化算法(WOA)优化的双向长短期记忆(BiLSTM)网络相结合的锂电池SOH估计模型,该模型考虑了未来状态对当... 详细信息

快速准确地对锂离子电池进行全寿命周期的健康状态(SOH)估计有助于提高储能设备的安全可靠性。提出一种基于间接健康指标(IHI)和鲸鱼优化算法(WOA)优化的双向长短期记忆(BiLSTM)网络相结合的锂电池SOH估计模型,该模型考虑了未来状态对当前SOH的影响。首先,对锂电池恒流恒压(CC-CV)充放电过程进行分析,提取出多个随充放电循环动态变化的电压、电流、温度的时间特征作为IHI,并加入放电负载电压下降时间这一指标;然后,通过相关性分析,从各IHI中筛选出和容量关联度高的IHI作为输入特征;最后,建立基于WOA优化的BiLSTM网络的电池SOH估计模型,并利用美国国家航天航空局锂电池数据集对2个不同工况下的电池SOH进行估计。结果表明,所提方法可有效提高SOH的估计精度。

关键词：健康状态锂离子电池间接健康指标鲸鱼优化算法双向长短期记忆网络

水稻根际芽孢杆菌抗砷胁迫作用及其微生物机制

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土壤学报 2024年第3期61卷 783-793页

作者：王东亚陈冠虹方利平李芳柏中国科学院广州地球化学研究所广州510640 广东省科学院生态环境与土壤研究所广州510650 中国科学院大学北京100049 华南土壤污染控制与修复国家地方联合工程研究中心广州510650

砷甲基化过程作为微生物的砷抗性机制改变砷的毒性和移动性,对土壤砷污染控制有重要意义。砷抗性根际促生菌对砷胁迫下水稻生长产生积极影响,然而水稻根际菌的砷甲基化效率及其影响水稻砷胁迫的机制研究还较为缺乏。从砷污染稻田根际土... 详细信息

砷甲基化过程作为微生物的砷抗性机制改变砷的毒性和移动性,对土壤砷污染控制有重要意义。砷抗性根际促生菌对砷胁迫下水稻生长产生积极影响,然而水稻根际菌的砷甲基化效率及其影响水稻砷胁迫的机制研究还较为缺乏。从砷污染稻田根际土中筛选出一株砷甲基化功能芽孢杆菌Bacillus ***14,探究该菌株的砷甲基化效率、砷抗性和促生相关特性,以及菌株接种对土壤砷形态、水稻生长和根际微生物相互作用的影响。结果表明,菌株LH14具有砷甲基化和挥发能力,34 h内将三价无机砷转化为甲基砷的效率为54.9%,主要形态为二甲基砷和三甲基砷。LH14接种显著提高了土壤中砷甲基转移酶基因(arsM)丰度,增加土壤溶液甲基砷浓度,表明LH14参与了土壤砷形态转化。LH14能在砷胁迫下产生吲哚-3-乙酸(IAA),菌株浸染显著增加高砷条件下种子萌发率、根和芽长及生物量。接种LH14对砷污染土壤中水稻植株生长有促进作用,可能与根际有益菌(例如Burkholderiaceae和Gemmatimonadaceae)相对丰度增加有关。所以,水稻根际存在砷甲基化功能植物促生菌,接种该菌改变水稻根际砷形态,并能产生植物激素和富集根际有益菌从而直接和间接地促进水稻生长,有利于缓解水稻砷胁迫,为砷甲基化功能菌应用于砷污染土壤修复和缓解植物砷胁迫提供理论支撑。

关键词：砷胁迫砷甲基化芽孢杆菌水稻根际微生物互作

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富里酸驱动发酵梭菌砷甲基化的代谢机制解析

环境科学学报 2024年第6期44卷 404-413页

作者：梁永美陈冠虹朱潇方利平李晓敏 Hemmat-Jou Mohammad Hossein 李芳柏华南师范大学环境研究院广东省化学品污染与环境安全重点实验室环境理论化学教育部重点实验室广州510006 广东省科学院生态环境与土壤研究所广东省农业环境综合治理重点实验室广州510650 华南师范大学环境学院广州510006 中国科学院广州地球化学研究所广州510640

微生物介导砷甲基化是砷生物地球化学循环中的重要过程.已有研究表明,腐殖质添加能促进稻田土壤厌氧微生物砷甲基化,但其关键机制尚不明确.本研究以砷污染稻田土壤中分离的一株砷甲基化功能厌氧发酵梭菌Clostridium sporogenes LHA6为对... 详细信息

微生物介导砷甲基化是砷生物地球化学循环中的重要过程.已有研究表明,腐殖质添加能促进稻田土壤厌氧微生物砷甲基化,但其关键机制尚不明确.本研究以砷污染稻田土壤中分离的一株砷甲基化功能厌氧发酵梭菌Clostridium sporogenes LHA6为对象,探究富里酸对梭菌细胞代谢活性的影响,并解析其与砷甲基化效率的内在关系.结果表明,相比对照处理,特定浓度(0.5~2 g·L^(-1))富里酸处理中菌株LHA6的水溶态和细胞结合态甲基砷生成量分别增加25.7%~84.4%和39.8%~60.4%,挥发性甲基砷产物增加0.68~1.86倍,主要产物形态为二甲基砷及其氢化物.综合电化学、代谢物和基因表达定量等方法证实:富里酸可作为胞外电子受体,抑制梭菌胞内发酵产氢活性,增加NADH/NAD+比率;同时,富里酸存在时梭菌显著上调S-腺苷甲硫氨酸(SAM)合成相关基因转录活性,增强SAM合成代谢通量,很可能是富里酸促进梭菌产生甲基砷及其氢化物的关键机制.本研究系统揭示了富里酸调控梭菌细胞代谢,进而强化其砷甲基化及挥发的砷解毒机制,获得了对砷的生物地球化学循环的新认知,有望为土壤砷污染控制提供新思路.

关键词：砷甲基化砷挥发发酵梭菌富里酸产氢

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电子穿梭体介导土壤锑还原成矿的微生物机制

生态环境学报 2024年第2期33卷 272-281页

作者：蓝浚陈冠虹张俊涛 Hemmat-Jou Mohammad Hossein 舒小华方利平李芳柏桂林理工大学环境科学与工程学院广西桂林541000 广东省科学院生态环境与土壤研究所/广东省农业环境综合治理重点实验室广东广州510650 广州市林业和园林科学研究院广东广州510405

微生物锑还原成矿有助于降低土壤锑的生物有效性和移动性,是土壤锑污染修复的重要策略之一。电子穿梭体AQDS能够加速土壤富集菌群锑还原速率,可能与其促进微生物呼吸及细胞生长有关。理解电子穿梭体(ES)介导微生物锑还原过程与机制可为... 详细信息

微生物锑还原成矿有助于降低土壤锑的生物有效性和移动性,是土壤锑污染修复的重要策略之一。电子穿梭体AQDS能够加速土壤富集菌群锑还原速率,可能与其促进微生物呼吸及细胞生长有关。理解电子穿梭体(ES)介导微生物锑还原过程与机制可为土壤锑污染控制提供关键理论支撑。醌类和黄素类电子穿梭体(AQDS和FMN)存在时可能改变微生物呼吸代谢中的电子传递过程,然而ES介导下的微生物锑还原过程及转录响应机制尚不清楚。利用锑污染稻田土壤分离的兼性厌氧锑还原细菌Mesobacillus jeotgali PS1作为研究对象,探究醌类和黄素类电子穿梭体(AQDS和FMN)对菌株PS1锑还原过程及关键功能基因转录活性的影响。结果表明,菌株PS1驱动Sb(Ⅴ)还原为Sb(Ⅲ)过程中水溶态Sb(Ⅲ)随培养时间先累积后下降,培养72 h后水溶态锑去除率为64%,生成十四面体方锑矿,表明菌株PS1驱动锑还原成矿有助于锑的钝化。两种ES能够加速细菌锑还原反应,而对胞外生成的方锑矿晶型没有影响。通过定量分析菌株PS1潜在功能基因转录表达活性,结果表明AQDS相比FMN更能促进菌株PS1细胞膜二甲基亚砜还原酶(DMSOR)基因和胞内解毒型砷还原基因(arsC)转录活性,有助于增加菌株PS1呼吸代谢活性和胞内锑解毒从而加速锑还原,所以AQDS可能在强化微生物锑还原钝化中更具有优势。该研究揭示了不同电子穿梭体介导锑还原的微生物机制,为锑污染土壤生物修复提供重要理论支撑。

关键词：锑还原细菌电子穿梭体方锑矿锑解毒转录响应二甲基亚砜还原酶

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Overall benefits of biochar, fed to dairy cows, for the farming system

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Pedosphere 2023年第1期33卷 225-230页

作者： Sara TAHERY Melissa REBBECK Stephen JOSEPH Paul MUNROE guanhong chen Maree O'SULLIVAN Wayne SPITCHFORD School of Materials Science and Engineering University of New South WalesSydney2052Australia Climate and Agricultural Support Pty Ltd. P.O.Box 25Goolwa 5214Australia National-Regional Joint Engineering Research Center for Soil Pollution Control and Remediation in South China Guangdong Key Laboratory of Integrated Agro-Environmental Pollution Control and ManagementInstitute of Eco-Environmental and Soil SciencesGuangdong Academy of SciencesGuangzhou 510650China Davies Livestock Research Centre School and Animal and Veterinary SciencesUniversity of AdelaideRoseworthy CampusSA 5371Australia

Dear Editor,Biochar has been used as an input in the animal farming industry since 2010(Gerlach and Schmidt,2012;Schmidt et al.,2019).Several studies have documented the positive effects of biochar,used as a feed supplement,on both livestock and soil *** et al.(2019)examined 112 studies,in which the addition of a small amount of biochar to fodder improved the animal immune system,digestibility,and quality of milk and meat,while eliminating *** and Schmidt(2012)conducted a survey,in which biochar was fed to 150 cattle,and found that both the milk protein and fat increased when biochar was added to *** et al.(2011)investigated the effect of activated biochar,fed to Holstein dairy cows at 0,20,and 40 g daily,on fungal-contaminated feed *** to the control,biochar considerably improved feed intake and digestibility,and increased milk fat.

关键词： cows soil system

A method and device for online magnetic resonance multiphase flow detection

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Petroleum Exploration and Development 2020年第4期47卷 855-866页

作者： DENG Feng XIONG Chunming chen Shiwen chen guanhong WANG Mengying LIU Huabing ZHANG Jianjun LEI Qun CAO Gang XU Dongping TAO Ye XIAO Lizhi PetroChina Research Institute of Petroleum Exploration&Development Beijing 100083China Beijing Limecho Technology Co. LtdBeijing 100089China China University of Petroleum Beijing 102249China Institute of Computing Technology China Academy of Railway Sciences Corporation LimitedBeijing 100081China

Most multiphase flow separation detection methods used commonly in oilfields are low in efficiency and accuracy,and have data *** online multiphase flow detection method is proposed based on magnetic resonance technology,and its supporting device has been made and tested in lab and *** detection technology works in two parts:measure phase holdup in static state and measure flow rate in flowing ***-water ratio is first measured and then gas *** device is composed of a segmented magnet structure and a dual antenna structure for measuring flowing fluid.A highly compact magnetic resonance spectrometer system and intelligent software are *** experiments and field application show that the online detection system has the following merits:it can measure flow rate and phase holdup only based on magnetic resonance technology;it can detect in-place transient fluid production at high frequency and thus monitor transient fluid production in real time;it can detect oil,gas and water in a full range at high precision,the detection isn’t affected by salinity and *** is a green,safe and energy-saving system.

关键词： multiphase flow magnetic resonance(MR) flow rate phase holdup detection method detection device

计及高比例风电暂态电压安全的主从协同动态无功优化方法

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电力系统自动化 2023年第17期47卷 57-66页

作者：薛霖牛涛方斯顿陈冠宏输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 重庆市400044

相比于传统电力系统,大规模高比例的风电馈入导致处于末端电网的风电基地网架结构更为薄弱,低电压穿越能力和动态无功支撑水平进一步降低。为保证整个风电系统的电压安全,必须精确计及大规模风电汇集区域内每台风电机组的暂态电压特性... 详细信息

相比于传统电力系统,大规模高比例的风电馈入导致处于末端电网的风电基地网架结构更为薄弱,低电压穿越能力和动态无功支撑水平进一步降低。为保证整个风电系统的电压安全,必须精确计及大规模风电汇集区域内每台风电机组的暂态电压特性。该优化问题具有规模大、暂态约束多、主从系统交互变量多等特点,传统无功优化方法还存在计算时间长、收敛性无法充分保证等问题。因此,针对含高比例风电馈入系统的动态无功备用优化问题,提出一种计及暂态电压安全约束的广义主从分裂优化算法,实现主从系统的协同优化,同时保证计算的精度和收敛性。首先,基于轨迹灵敏度分析法将暂态稳定性约束转化为代数方程约束。然后,根据Karush-Kuhn-Tucker条件将原问题分解为主网无功优化模型和各风电子系统无功优化模型,主、子系统通过交互边界信息实现主从协同优化,并基于边界信息一致性保障含暂态约束问题的求解精度。最后,通过实际系统验证了所提方法的计算速度和结果精度。

关键词：高比例风电主从协同优化暂态电压动态无功

面向虚拟电厂的协同网络攻击模型及跨空间故障传播机理

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电力系统自动化 2023年第8期47卷 34-43页

作者：殷浩洋刘东陈冠宏张王俊电力传输与功率变换控制教育部重点实验室(上海交通大学) 上海市200240 国网上海市电力公司上海市200122

电力专网与公用互联网的互动可深度挖掘虚拟电厂的灵活性潜力,然而虚拟电厂在提供灵活性服务时易受到公网侧的网络攻击致使系统出现灵活性缺额,进而影响新型电力系统的运行安全。针对虚拟电厂遭受协同网络攻击,首先根据虚拟电厂的运行... 详细信息

电力专网与公用互联网的互动可深度挖掘虚拟电厂的灵活性潜力,然而虚拟电厂在提供灵活性服务时易受到公网侧的网络攻击致使系统出现灵活性缺额,进而影响新型电力系统的运行安全。针对虚拟电厂遭受协同网络攻击,首先根据虚拟电厂的运行机制和通信网络架构,给出了公网侧潜在的网络攻击途径;其次,建立了电动汽车的混合逻辑动态模型来推演其后续时间断面的灵活性调节容量;然后,建立了虚假数据注入和拒绝服务两种典型网络攻击的事件驱动模型,在此基础上提出了基于事件驱动-融合流模型的电网安全状态动态推演方法;最后,对改进的IEEE 30节点系统进行了仿真计算,结果表明所提方法能够刻画跨空间故障的传播路径并量化协同网络攻击对电网的危害,为电网运行人员开展动态风险评估与信息安全防护奠定基础。

关键词：虚拟电厂协同网络攻击虚假数据注入拒绝服务融合流模型事件驱动模型跨空间故障

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基于PPO的移动平台自主导航

北京航空航天大学学报 2022年第11期48卷 2138-2145页

作者：徐国艳熊绎维周彬陈冠宏北京航空航天大学交通科学与工程学院特种车辆无人运输技术工业和信息化部重点实验室北京100191

为解决强化学习算法在自主导航任务中动作输出不连续、训练收敛困难等问题,提出了一种基于近似策略优化(PPO)算法的移动平台自主导航方法。在PPO算法的基础上设计了基于正态分布的动作策略函数,解决了移动平台整车线速度和横摆角速度的... 详细信息

为解决强化学习算法在自主导航任务中动作输出不连续、训练收敛困难等问题,提出了一种基于近似策略优化(PPO)算法的移动平台自主导航方法。在PPO算法的基础上设计了基于正态分布的动作策略函数,解决了移动平台整车线速度和横摆角速度的输出动作连续性问题。设计了一种改进的人工势场算法作为自身位置评价,有效提高强化学习模型在自主导航场景中的收敛速度。针对导航场景设计了模型的网络框架和奖励函数,并在Gazebo仿真环境中进行模型训练,结果表明,引入自身位置评价的模型收敛速度明显提高。将收敛模型移植入真实环境中,验证了所提方法的有效性。

关键词：近似策略优化算法移动平台自主导航强化学习人工势场