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Computing for power system operation and planning: Then, now, and the future

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iEnergy 2022年第3期1卷 315-324页

作者： Yousu Chen Zhenyu Huang shuangshuang jin Ang Li Energy and Environment Directorate Pacific Northwest National LaboratoryRichlandWA 99352USA College of Engineering Computingand Applied SciencesClemson UniversityNorth CharlestonSCUSA Physical and Computational Sciences Directorate Pacific Northwest National LaboratoryRichlandWA 99352USA

With the global trend of pursuing clean energy and decarbonization,power systems have been evolving in a fast pace that we have never seen in the history of *** evolution makes the power system more dynamic and more distributed,with higher *** new power system behaviors bring significant challenges in power system modeling and simulation as more data need to be analyzed for larger systems and more complex models to be solved in a shorter time *** conventional computing approaches will not be sufficient for future power *** paper provides a historical review of computing for power system operation and planning,discusses technology advancements in high performance computing(HPC),and describes the drivers for employing HPC *** high performance computing application examples with different HPC techniques,including the latest quantum computing,are also presented to show how HPC techniques can help us be well prepared to meet the requirements of power system computing in a clean energy future.

关键词： Power system computing high performance computing quantum computing contingency analysis state estimation dynamic simulation machine learning optimization exascale computing.

An HPC Based Real-time Path Rating Calculation Tool for Congestion Management with High Penetration of Renewable Energy

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CSEE Journal of Power and Energy Systems 2017年第4期3卷 431-439页

作者： Ruisheng Diao Zhenyu Huang Yuri V.Makarov Yousu Chen Bruce Palmer shuangshuang jin James Wong Pacific Northwest National Laboratory RichlandWA 99352USA Pacific Northwest National Laboratory SeattleWA 98109USA Bonneville Power Administration(BPA) SpokaneWA99201USA

Every year, transmission congestion costs billions ofdollars for electricity customers. This clearly identifies the criticalneed for more transmission capacity and also poses big challengesfor power grid reliability in stressed conditions due to heavyloading and in uncertain situations due to variable renewableresources and responsive smart loads. However, it becomesincreasingly difficult to build new transmission lines, whichtypically involve both economic and environmental *** this paper, advanced computing techniques are developedto enable a non-wire solution that realizes unused transfercapabilities of existing transmission facilities. An integratedsoftware prototype powered by high-performance computing(HPC) is developed to calculate ratings of key transmission pathsin real time for relieving transmission congestion and facilitatingrenewable integration, while complying with the North AmericanElectric Reliability Corporation (NERC) standards on assessingtotal transfer capabilities. The innovative algorithms include: (1)massive contingency analysis enabled by dynamic load balancing,(2) parallel transient simulation to speed up single dynamicsimulation, (3) a non-iterative method for calculating voltagesecurity boundary and (4) an integrated package consideringall NERC required limits. This tool has been tested on realisticpower system models in the Western Interconnection of NorthAmerica and demonstrates satisfactory computational speedusing parallel computers. Various benefits of real-time path ratingare investigated at Bonneville Power Administration using realtime EMS snapshots, demonstrating a significant increase in pathlimits. These technologies would change the traditional goals ofpath rating studies, fundamentally transforming how the grid isoperated, and maximizing the utilization of national transmissionassets, as well as facilitating integration of renewable energy andsmart loads.

关键词： Real-time path rating high performance computing total transfer capability transmission congestion voltage stability transient stability massive contingency analysis

防屈曲支撑-钢筋混凝土框架结构基于能量平衡的抗震塑性设计

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建筑结构学报 2017年第1期38卷 125-134页

作者：白久林金双双欧进萍重庆大学山地城镇建设与新技术教育部重点实验室重庆400045 重庆大学土木工程学院重庆400045 重庆交通大学土木工程学院重庆400074 哈尔滨工业大学土木工程学院黑龙江哈尔滨150090

为确定防屈曲支撑在结构中的布置方式以使结构抗震性能充分发挥,提出了基于能量平衡的防屈曲支撑-钢筋混凝土框架结构抗震塑性设计方法。构建了结构的"强柱弱梁"整体屈服机制,采用侧力比将总结构体系离散为防屈曲支撑体系和纯框架体系,... 详细信息

为确定防屈曲支撑在结构中的布置方式以使结构抗震性能充分发挥,提出了基于能量平衡的防屈曲支撑-钢筋混凝土框架结构抗震塑性设计方法。构建了结构的"强柱弱梁"整体屈服机制,采用侧力比将总结构体系离散为防屈曲支撑体系和纯框架体系,并建立了结构的双线性能力曲线。基于能量平衡方法计算结构的设计基底剪力并分别得到支撑体系和框架体系的设计侧向力,进而完成支撑的截面设计。按照塑性内力分配机制和考虑支撑屈服后性能,计算梁柱构件内力需求。以一幢5层结构为例,分别设计了不同侧力比的14个结构模型,对比了基底剪力、防屈曲支撑面积和梁柱钢筋用量等。通过22条地震波下的弹塑性时程分析,研究了不同侧力比结构的最大层间位移角、屈服机制、楼层剪力比、支撑最大位移延性、累积位移延性和结构残余层间位移角。分析结果表明:所提出的方法能实现结构的预期失效模式,并满足结构的抗震性能要求,并建议设计侧力比选取在0.3~0.5之间。

关键词：钢筋混凝土框架结构防屈曲支撑能量平衡塑性设计地震失效模式侧力比

适用于滞变性能退化结构体系抗震设计的新型侧向力模式

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振动与冲击 2021年第20期40卷 223-231页

作者：白久林孙博豪金双双重庆大学山地城镇建设与新技术教育部重点实验室重庆400045 重庆大学土木工程学院重庆400045 重庆交通大学土木工程学院重庆400074

基于规范格式的抗震设计侧向力模式主要是基于弹性结构系统的动力特性获得的,这与强震下结构的非线性地震响应具有不兼容性,不能很好的预测和控制结构的地震损伤。基于强震均匀损伤的抗震理念,提出了滞变性能退化结构体系抗震设计的新... 详细信息

基于规范格式的抗震设计侧向力模式主要是基于弹性结构系统的动力特性获得的,这与强震下结构的非线性地震响应具有不兼容性,不能很好的预测和控制结构的地震损伤。基于强震均匀损伤的抗震理念,提出了滞变性能退化结构体系抗震设计的新型侧向力模式。建立了以峰值指向性改进I-K模型为基础的分析模型,构建了结构的均匀损伤优化设计程序,系统研究了收敛参数、地震动特性、目标延性、结构周期、阻尼比、软化刚度系数、材料延性能力、材料循环退化速度等对新型侧向力模式的影响。提出了以结构基本周期、目标延性和楼层相对高度为变量的新型侧向力模式量化表达式。结果表明,采用新型侧向力模式设计的结构,能实现结构的损伤分布均匀化,降低结构的地震响应,提高结构的抗震性能。

关键词：均匀损伤侧向力模式抗震性能优化设计抗震设计

人文关怀视角下养老设施专项规划编制方法探索——以杭州市为例

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上海城市规划 2023年第1期1卷 114-120页

作者：李钧金霜霜王珏杭州市规划设计研究院

在大力提升社会治理能力和建设治理体系现代化的背景下,国土空间规划的编制工作需要置于技术和治理的双重语境中。养老设施作为现今重要的民生服务平台,其空间供给更应符合空间公平以及“人的现代化”的内在逻辑。为提升专项规划的空间... 详细信息

在大力提升社会治理能力和建设治理体系现代化的背景下,国土空间规划的编制工作需要置于技术和治理的双重语境中。养老设施作为现今重要的民生服务平台,其空间供给更应符合空间公平以及“人的现代化”的内在逻辑。为提升专项规划的空间治理效用,以杭州的养老设施专项规划编制为例,着眼编制方式方法的探讨,分析现阶段养老设施的空间供需状况和困境,并从人文关怀的视角出发,明确指出养老设施规划的编制应与当今老年人的多元化需求相耦合,与老年人的空间分布相匹配,与人口的动态演变相呼应。以此为导向,从注重差异化配置、推进均衡化布局和强化可实施路径3个方面提出优化对策,以期为新时代专项规划编制提供思路参考。

关键词：人文关怀养老设施专项规划供需匹配编制方法国土空间规划空间治理

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基于剩余制冷度时数的建筑夜间通风降温潜力研究

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建筑科学 2022年第4期38卷 175-182页

作者：金双双杨柳白鲁建西部绿色建筑国家重点实验室西安710055 西安建筑科技大学建筑学院西安710055 西安科技大学建筑与土木工程学院西安710054

本文探究夜间通风降温潜力的时空分布规律,为早期建筑设计作参考依据。通过分析全国572个城镇的典型气象年数据,基于“剩余制冷度时数”方法以夜间通风可以降低的降温需求(NVCP)为量化指标分析了我国建筑夜间通风降温潜力的时空分布特... 详细信息

本文探究夜间通风降温潜力的时空分布规律,为早期建筑设计作参考依据。通过分析全国572个城镇的典型气象年数据,基于“剩余制冷度时数”方法以夜间通风可以降低的降温需求(NVCP)为量化指标分析了我国建筑夜间通风降温潜力的时空分布特征。研究发现云南南部和塔里木盆地地区的夜间通风降温潜力最大,全年降温潜力达3742~6476℃·d,我国中部和南部沿海地区降温潜力为1919~2830℃·d,东北地区和青藏高原的降温潜力为0~1919℃·d;上半年随着温度的上升,降温潜力较大的地区逐渐向北移动,下半年反之。通过将新建立的NVCP指标与气候降温潜力(CCP)指标计算结果对比分析,发现NVCP规避了以往CCP仅考虑夜间低温程度而未考虑地区实际降温需求的不足,可以揭示出各个地区建筑夜间通风降温潜力真实差异以及建筑夜间通风技术应用的可行性高低。

关键词：建筑节能夜间通风被动式设计度时数 CCP

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方钢管混凝土框架-钢板剪力墙结构抗震分析

应用基础与工程科学学报 2013年第6期21卷 1145-1156页

作者：金双双郭兰慧戎芹张素梅哈尔滨工业大学土木工程学院黑龙江哈尔滨150090 黑龙江省建工集团博士后科研工作站黑龙江哈尔滨150090

将具有承载力高、耗能能力强等优点的非加劲薄钢板剪力墙用于抗震性能优越的方钢管混凝土框架中,形成一种新型组合结构体系,利用有限元对其进行模拟分析对推广应用尤为重要.通过OpenSees有限元软件设计并建立了方钢管混凝土框架-钢板剪... 详细信息

将具有承载力高、耗能能力强等优点的非加劲薄钢板剪力墙用于抗震性能优越的方钢管混凝土框架中,形成一种新型组合结构体系,利用有限元对其进行模拟分析对推广应用尤为重要.通过OpenSees有限元软件设计并建立了方钢管混凝土框架-钢板剪力墙结构体系的分析模型,在校准模型的基础上,采用Pushover方法探讨结构的弹塑性发展过程、层间位移和层间剪力的分布规律.研究表明,框架与钢板剪力墙可以很好地协调工作,此类结构具有良好的延性;结合动力时程分析方法研究了不同地震动作用下结构的动力响应,计算得到的结构影响系数和位移放大系数,可为方钢管混凝土框架-钢板剪力墙体系基于性能的抗震设计提供一定参考.

关键词：钢板剪力墙方钢管混凝土抗震性能结构影响系数位移放大系数

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中国传统仕女画与当代陶瓷仕女画之比较研究

陶瓷 2022年第1期 46-48页

作者：金双双景德镇陶瓷大学江西景德镇333000

当代陶瓷艺术发展逐渐呈多元化发展,陶瓷绘画占据极重要的位置,绘画题材更是丰富多彩。仕女题材绘画上,传统仕女绘画依旧是仕女绘画的重要部分,然而缺少与当今时代的联系。本文就中国传统仕女画与当代陶瓷仕女画两者比较分析,探讨仕女... 详细信息

当代陶瓷艺术发展逐渐呈多元化发展,陶瓷绘画占据极重要的位置,绘画题材更是丰富多彩。仕女题材绘画上,传统仕女绘画依旧是仕女绘画的重要部分,然而缺少与当今时代的联系。本文就中国传统仕女画与当代陶瓷仕女画两者比较分析,探讨仕女画在不同时代、在不同载体中所呈现出独特的艺术魅力与艺术面貌。

关键词：仕女画当代陶瓷仕女画研究

白细胞对偏振光的散射特性及散射特性与细胞结构的关系

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中国激光 2017年第10期44卷 211-220页

作者：卜敏胡双双陶兆禾金卫凤王亚伟江苏大学理学院江苏镇江212013 江苏大学机械工程学院江苏镇江212013

为了研究白细胞对偏振光的散射特性,运用几何光学近似理论修正偏振光传输的斯托克斯-穆勒矩阵元,基于偏心球模型数值模拟了两束偏振化方向互相垂直的偏振光入射时,不同形状、大小、折射率的无粒白细胞的散射光强空间分布以及散射特性与... 详细信息

为了研究白细胞对偏振光的散射特性,运用几何光学近似理论修正偏振光传输的斯托克斯-穆勒矩阵元,基于偏心球模型数值模拟了两束偏振化方向互相垂直的偏振光入射时,不同形状、大小、折射率的无粒白细胞的散射光强空间分布以及散射特性与细胞结构的关系。不同条件下偏振光散射三维分布图像呈现不同的条纹特征,表明分布规律与细胞模型的形体参量和光学参量具有相关性。散射光强的差值、比值、差和比的分析结果表明,偏振光的后向散射反映了细胞内部更丰富的结构信息和光学信息。

关键词：生物光学细胞分析光散射偏振光穆勒矩阵几何光学近似