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基于双层协调控制的电池储能参与电网二次调频策略

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电力自动化设备 2024年第8期44卷 9-17页

作者：肖家杰李培强毛志宇刁涵彬刘康涂春鸣湖南大学电气与信息工程学院湖南长沙410082 南方电网科学研究院广东广州510660

针对电池储能参与电网二次调频的场景,为了提升电池储能的寿命以及改善调频效果,提出一种基于双层协调控制的电池储能控制策略。在外层控制中,针对储能参与电网调频的时机与深度,分析基于灵敏度计算的阶跃式控制模式对储能出力特性的影... 详细信息

针对电池储能参与电网二次调频的场景,为了提升电池储能的寿命以及改善调频效果,提出一种基于双层协调控制的电池储能控制策略。在外层控制中,针对储能参与电网调频的时机与深度,分析基于灵敏度计算的阶跃式控制模式对储能出力特性的影响,并提出基于指数函数变换的分配因子平滑式自适应调整策略,在保证调频质量的同时,优化储能出力。在内层控制中,将电池储能系统分为不同充、放电特性的两部分,以减小频繁充、放电切换对电池寿命的影响。提出结合超短期负荷预测的电池储能荷电状态双层模糊优化策略,根据等效荷电状态和负荷变化趋势修正储能分配因子,在维持电网调频质量的前提下优化电池储能的荷电状态,解决在调频过程中因充、放电总能量不均衡而导致的高/低荷电状态极端运行问题,保证电池储能的持续调频能力。基于某电网的实际负荷数据,在MATLAB/Simulink中验证所提策略的有效性。

关键词：电池储能二次调频自适应分配因子协调控制使用寿命双层模糊控制

基于不完全信息补全的产品全生命周期评价方法

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机械工程学报 2024年

作者：杨晨李涛王明宇杨东东闫萌大连理工大学机械工程学院

针对机电产品生命周期清单中存在的混合型不完全信息问题，提出一种基于不完全信息补全的全生命周期评价方法。首先，在界定全生命周期环境影响评价概念和评价体系的基础上，分析了机电产品全生命周期各阶段中的清单信息不完全问题。在... 详细信息

针对机电产品生命周期清单中存在的混合型不完全信息问题，提出一种基于不完全信息补全的全生命周期评价方法。首先，在界定全生命周期环境影响评价概念和评价体系的基础上，分析了机电产品全生命周期各阶段中的清单信息不完全问题。在建立生命周期评价(Life cycle assessment,LCA)案例数据库的基础上，当实时LCA清单信息表中存在不完全但在LCA案例数据库中已有相应数据时，采用基于BP神经网络的匹配填充算法，该算法利用文本和数值相似度计算零部件各参数之间的相似程度，并通过输出层计算与缺失数据相似度达到100%的零部件，从而实现对缺失数据的匹配填充；当实时LCA清单信息表中存在不完全且LCA案例数据库中无相应数据时，运用支持向量机模型预测缺失的分类型变量，并利用基于线性回归的多重插补法填补缺失的连续型变量，实现对混合型不完全信息的有效补全。最后，以YDE3120CNC滚齿机为案例对象，通过目的与范围分析、特征化和标准化等步骤，对其进行了全生命周期环境影响评价，确定全生命周期各阶段中的薄弱环节，并给出相应改善建议。

关键词：生命周期评价不完全信息补全 BP神经网络支持向量机多重插补法

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物料冲击对椭圆振动筛筛分性能的动态影响

振动．测试与诊断 2024年第5期44卷 907-915,1036,1037页

作者：陈兵刘涵任江王彪尹忠俊肖有鹏北京科技大学机械工程学院北京100083 南通联源机电科技股份有限公司海安226600

为了研究物料冲击对振动筛动态特性的影响,加工了某型三轴椭圆振动筛样机。首先,建立简化后的筛机模型,采用离散元法与多体动力学相结合的方法对椭圆振动筛的筛分过程进行数值模拟;其次,引入有限元法对物料冲击下的筛面进行分析,以筛分... 详细信息

为了研究物料冲击对振动筛动态特性的影响,加工了某型三轴椭圆振动筛样机。首先,建立简化后的筛机模型,采用离散元法与多体动力学相结合的方法对椭圆振动筛的筛分过程进行数值模拟;其次,引入有限元法对物料冲击下的筛面进行分析,以筛分效率、物料运输速度、筛上物质量和最大冲击力为筛分性能的评价指标;最后,通过试验对其不同工况下的结构振动和应变信号进行了测试和分析,研究了振幅、振频、筛面倾角以及入料速度对筛分性能的影响,揭示了常规筛机评价指标与振动参数之间的关系,为多目标评价和振动筛机优化设计提供了参考。

关键词：椭圆振动筛冲击离散元法筛分性能多因素分析

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大断面斋堂隧道爆破近区围岩损伤研究

北京理工大学学报 2024年第6期44卷 597-605页

作者：王蒙刘殿书陆欣雨侯晓倩中国矿业大学(北京)力学与土木工程学院北京100083

爆破荷载作用下隧道爆破近区围岩损伤特性研究较少.以斋堂隧道为工程背景,通过现场声波测试和数值模拟的方法,研究了隧道围岩损伤效应及毫秒延期爆破中不同段炮孔对围岩损伤的影响.研究结果表明:隧道围岩损伤范围约为2.4 m,隧道围岩累... 详细信息

爆破荷载作用下隧道爆破近区围岩损伤特性研究较少.以斋堂隧道为工程背景,通过现场声波测试和数值模拟的方法,研究了隧道围岩损伤效应及毫秒延期爆破中不同段炮孔对围岩损伤的影响.研究结果表明:隧道围岩损伤范围约为2.4 m,隧道围岩累积损伤由爆炸冲击损伤和爆破振动损伤两部分组成.隧道保留岩体根据损伤分布特征情况可划分为4个不同区域,即严重破坏区、强扰动区、弱扰动区和未扰动区.其中,严重破坏区和强扰动区主要受崩落孔VI和周边孔影响;弱扰动区中的“带状损伤”则是各个段位炮孔综合作用的结果.

关键词：大断面隧道爆破损伤声波测试数值模拟

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土的统一硬化本构理论及其工程应用

中国科学：技术科学 2024年第2期54卷 179-195页

作者：姚仰平北京航空航天大学交通科学与工程学院北京100191

塑性力学奠基人Drucker首次构建了可统一考虑土的变形和强度的塑性本构理论框架,在此基础上, Roscoe结合土的基本力学特性,建立了剑桥模型,实现了对正常固结黏土的变形和强度特性的统一定量描述.针对剑桥模型无法合理描述超固结黏土和... 详细信息

塑性力学奠基人Drucker首次构建了可统一考虑土的变形和强度的塑性本构理论框架,在此基础上, Roscoe结合土的基本力学特性,建立了剑桥模型,实现了对正常固结黏土的变形和强度特性的统一定量描述.针对剑桥模型无法合理描述超固结黏土和砂土的应力应变特性的缺陷,主要做出以下贡献:(1)构建统一硬化(unified hardening, UH)方程,建立了UH模型,该模型能够合理描述正常固结黏土、超固结黏土和砂土的应力应变特性,回答了剑桥学者Wroth-Houlsby之问(一),并进一步扩展为能够考虑各种复杂因素影响的特色鲜明的UH本构体系;(2)提出了广义非线性强度准则及变换应力的三维化方法,实现了本构模型和三维强度准则的合理结合,回答了剑桥学者Wroth-Houlsby之问(二);(3) UH本构体系、广义非线性强度准则和三维变换应力方法共同形成了UH本构理论,由于UH本构理论概念清晰、参数较少、实用性强,已服务于多个重大工程,并分别结合机场“锅盖效应”“智能预警”和“智能压实”等三类特殊问题开展应用.

关键词：本构模型强度准则统一硬化方程三维化方法机场工程锅盖效应智能压实

利用质子能损诊断部分电离等离子体靶中的束缚电子密度

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物理学报 2024年第7期73卷 144-151页

作者：陈燕红王昭周泽贤陶科伟金雪剑史路林王国东喻佩雷瑜吴晓霞程锐杨杰中国科学院近代物理研究所兰州730000 中国科学院大学北京100049 西北师范大学物理与电子工程学院兰州730070 先进能源科学与技术广东省实验室惠州516000

部分电离等离子体是惯性约束聚变燃料及天体等离子体中的重要组成部分,该等离子体的输运及流体力学等性质受到束缚电子的显著影响,然而当前基于光谱学的技术手段难以对其进行高精度诊断.本文基于中国科学院近代物理研究所低能离子束与... 详细信息

部分电离等离子体是惯性约束聚变燃料及天体等离子体中的重要组成部分,该等离子体的输运及流体力学等性质受到束缚电子的显著影响,然而当前基于光谱学的技术手段难以对其进行高精度诊断.本文基于中国科学院近代物理研究所低能离子束与等离子体相互作用实验平台,精确测量了100 ke V质子束穿过部分电离氢等离子体靶后的能损,该能损是质子同靶区内自由电子与束缚电子碰撞共同作用的结果.利用已有的能损理论模型,结合激光干涉诊断获得的自由电子密度信息,最终得到了部分电离氢等离子体靶中沿离子路径上的束缚电子密度,并给出了该等离子体的离化度参数.该离子束诊断技术具有在线、原位、分辨率高等优势,为解决部分电离等离子体内部束缚电子密度的诊断问题提供了新的途径.

关键词：束缚电子密度质子能损自由电子密度离化度

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多因素影响下射孔段管柱振动力学分析

振动与冲击 2024年第10期43卷 223-229页

作者：杨文武李浩林勇任四武张智亮徐少俊李富强西南石油大学机电工程学院成都610500 四川宝石机械石油钻头有限责任公司成都610052 中国石油集团西部钻探工程有限公司井下作业公司新疆克拉玛依834000 成都信息工程大学自动化学院成都610200 中国石油集团西部钻探工程有限公司工程技术研究院乌鲁木齐830011

聚能射孔爆轰产生的冲击载荷作用于井下射孔段管柱系统,导致管柱发生屈曲断裂等事故。结合管柱自重、射孔液阻尼、地层围压和爆炸冲击载荷的影响,建立射孔冲击载荷下油管—射孔枪动力学模型,得到射孔段管柱纵向振动微分方程。应用有限... 详细信息

聚能射孔爆轰产生的冲击载荷作用于井下射孔段管柱系统,导致管柱发生屈曲断裂等事故。结合管柱自重、射孔液阻尼、地层围压和爆炸冲击载荷的影响,建立射孔冲击载荷下油管—射孔枪动力学模型,得到射孔段管柱纵向振动微分方程。应用有限元软件,对射孔段管柱进行显示动力学响应分析,并将模拟结果同理论数值解进行对比验证。结果显示,应力波由管柱底端向上传播,管柱等效应力和轴向位移均呈现周期性变化,且逐渐衰减。分析不同油管长度、外径、壁厚和单发装药量对管柱动态响应的影响。基于数值模拟结果,利用MATLAB软件进行多元非线性回归,拟合得到射孔段管柱应力峰值经验公式,并与现场试验数据进行对比,验证公式可靠性。

关键词：冲击载荷射孔管柱振动力学动态响应

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塔里木盆地富满油田走滑断裂带通源性评价

石油与天然气地质 2024年第3期45卷 787-800页

作者：张艳秋陈红汉王燮培王彭苏丹梅谢舟中国石油塔里木油田公司勘探开发研究院新疆库尔勒841000 中国石油天然气集团有限公司超深层复杂油气藏勘探开发技术研发中心新疆库尔勒841000 新疆维吾尔自治区超深层复杂油气藏勘探开发工程研究中心新疆库尔勒841000 中国地质大学(武汉)资源学院石油地质系湖北武汉430074

塔里木盆地走滑断裂带对油气藏形成具有控制作用,走滑断裂带与油源连通性对油气运移、聚集非常重要。基于3D地震资料,运用Riedel剪切离散元模型和完全塑性介质-应力上升函数模型,对塔里木盆地富满油田Ⅱ区块FI 17走滑断裂带油源连通性... 详细信息

塔里木盆地走滑断裂带对油气藏形成具有控制作用,走滑断裂带与油源连通性对油气运移、聚集非常重要。基于3D地震资料,运用Riedel剪切离散元模型和完全塑性介质-应力上升函数模型,对塔里木盆地富满油田Ⅱ区块FI 17走滑断裂带油源连通性进行了评价。研究结果显示:①FI 17走滑断裂带海西晚期雁列断裂拖曳点深度(h)理论计算值远小于实测值,表明其走滑断裂T张破裂成因,而非R剪切断裂。②FI 17走滑断裂带通源深度平均达9~18 km,表明该断裂能够将其下伏埋深10 km以下的玉尔吐斯组烃源岩生成的油气直接输导至上覆奥陶系断(缝)溶体圈闭中聚集成藏。③FI 17走滑断裂带通源深度(H)自北而南增加,其断控形成油气藏中的原油密度、天然气干燥系数、油气充注期次及各期次贡献度与油源连通性密切相关,表明油源连通性对油气聚集具有控制作用。走滑断裂级别、走向分段性、活动强度和断穿地层不同,控制作用也不同。油源连通性会沿着走向发生显著变化,影响油气垂向输导效能。

关键词：通源性古老烃源岩超深层走滑断裂富满油田塔里木盆地

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基于多目标优化的低速大力矩超声电机设计

压电与声光 2024年

作者：刘军牛瑞坤张益铭朱华南京电子技术研究所金陵科技学院南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室

低速、大力矩是超声电机的重要特性之一，电机外径尺寸对该特性有正相关的影响。为了提高低速大力矩特性而不增大电机外径，本文提出了基于电机定子特征参数的多目标优化方法。该方法以自研的TRUM-70HA样机为研究对象，以定子齿面法向... 详细信息

低速、大力矩是超声电机的重要特性之一，电机外径尺寸对该特性有正相关的影响。为了提高低速大力矩特性而不增大电机外径，本文提出了基于电机定子特征参数的多目标优化方法。该方法以自研的TRUM-70HA样机为研究对象，以定子齿面法向振幅与切向速度的数值比（简称为幅速比）为低速大力矩特性表征参数，利用ANSYS优化设计平台AWE对其定子进行参数化建模，实现了对定子特征参数的多目标优化。制作了优化后的第二代样机TRUM-70HB，并搭建了电机机械特性测试平台。测试结果显示，优化后的70HB的最大转速从65r/min降低到50r/min，降幅为23.1%；最大堵转力矩从1.2N·m增大到2.4N·m，增幅为100%。该研究结果有助于节省电机的空间应用资源。

关键词：超声电机低速大力矩多目标优化机械特性曲线