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基于图像分析的电能质量扰动边-云协同辨识框架

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中国电机工程学报 2024年

作者：张玺郑建勇梅飞高昂缪惠宇东南大学网络空间安全学院东南大学电气工程学院河海大学能源与电气学院国网江苏省电力有限公司电力科学研究院

随着分布式源荷渗透率的提高，传感器监测数据呈海量增长，电网运维服务对于电能质量数据分析提出了快速响应需求。为实现快速响应和高精度电能质量扰动(power quality disturbances， PQDs)辨识服务，本文提出了一种基于图像分析的PQDs... 详细信息

随着分布式源荷渗透率的提高，传感器监测数据呈海量增长，电网运维服务对于电能质量数据分析提出了快速响应需求。为实现快速响应和高精度电能质量扰动(power quality disturbances， PQDs)辨识服务，本文提出了一种基于图像分析的PQDs边-云协同辨识框架。借助图像分析领域最新进展，提出了双相Lissajous轨迹(double-phase Lissajous locus， DPLL)概念，将PQDs信号转换成具有特殊形状的轨迹图像。在边缘和云部署相同结构的轻量级卷积神经网络(convolutional neural network， CNN)，分别执行快速响应和训练任务。通过边-云共享模型权重，该框架能够实现快速、高精度PQDs辨识。为持续提升模型性能，设计了一个深层CNN部署至云端进行数据标记以辅助模型更新。实验结果表明，该框架能够提供精度更高的PQDs辨识，同时满足工程实际中的实时响应需求。

关键词：边-云协同电能质量扰动双相Lissajous轨迹轻量级卷积神经网络图像识别

改性玉米芯制备太阳能界面蒸发体及其性能分析

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农业工程学报 2024年第9期40卷 236-241页

作者：段慧玲凌童付小强阚阚河海大学电气与动力工程学院南京211100

针对天然生物质材料应用于海水淡化领域,蒸发效率较低、材料容易降解等问题,采用多巴胺对天然玉米芯进行改性处理,以改性玉米芯为基底,在其表面包覆炭黑-纤维素薄膜,制备了一种集光热转换、输水、隔热于一体的太阳能界面蒸发体。对改性... 详细信息

针对天然生物质材料应用于海水淡化领域,蒸发效率较低、材料容易降解等问题,采用多巴胺对天然玉米芯进行改性处理,以改性玉米芯为基底,在其表面包覆炭黑-纤维素薄膜,制备了一种集光热转换、输水、隔热于一体的太阳能界面蒸发体。对改性玉米芯蒸发体的光学吸收性能、输水性能、接触角进行表征,并搭建了室内蒸发试验和户外蒸发试验系统,测试了改性玉米芯的蒸发性能,与天然玉米芯相比,改性玉米芯蒸发体的蒸发速率相对未改性的提升了约10.4%。对改性玉米芯蒸发体进行了30次循环试验,蒸发体均保持稳定的蒸发速率,整个循环测试中蒸发速率波动不超过1%。并且,长期工作后,蒸发体表面没有盐分沉积,没有出现材料软化、降解现象。改性玉米芯蒸发体在海水环境中能够保持良好、稳定的蒸发性能,且能够有效降低海水中的Na^(+)、K^(+)、Mg^(2+)、Ca^(2+)等离子浓度,达到世界卫生组织所规定的饮用标准中的相应限值。改性玉米芯蒸发体的制备方法简单、成本低廉、蒸发性能稳定,为扩展生物质材料在海水淡化领域的应用提供了有效途径。

关键词：改性太阳能玉米芯界面蒸发体输水性能蒸发性能长期工作稳定

基于Lissajous轨迹的电能质量扰动边-云协同高效辨识框架

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电力系统自动化 2024年

作者：张玺郑建勇梅飞缪惠宇东南大学网络空间安全学院东南大学电气工程学院河海大学能源与电气学院国网江苏省电力有限公司电力科学研究院

边缘计算的就地实时诊断模式能够有效解决传统电能质量扰动云集中识别模式存在的强信息时延问题。针对当前电能质量扰动边-云协同辨识方法中识别算法普适性差、训练模型规模庞大且下发边缘端会造成精度缺陷的难题，提出了一种基于Lissaj... 详细信息

边缘计算的就地实时诊断模式能够有效解决传统电能质量扰动云集中识别模式存在的强信息时延问题。针对当前电能质量扰动边-云协同辨识方法中识别算法普适性差、训练模型规模庞大且下发边缘端会造成精度缺陷的难题，提出了一种基于Lissajous轨迹的电能质量扰动边-云协同辨识框架。首先，根据图像处理领域最新进展，提出了基于双相Lissajous轨迹的视觉转换方法，将扰动信号转换成具有特殊形状的轨迹图像。然后，为了在增强特征捕捉能力的同时降低计算复杂度，开发了一种轻量级循环挤压卷积神经网络以执行主辨识任务。通过边-云共享权重参数，该框架能够实现扰动的实时辨识。为持续优化模型性能，设计了一个更深层的云端网络以辅助模型更新。最后，基于IEEE标准仿真数据集和变电站实测扰动数据集验证了所提框架的有效性。结果表明，该框架在取得优异扰动辨识泛化性能的同时，实现了云端与边缘端识别模型的同步轻量化，并通过边-云权重交互避免了训练模型下发所造成的性能损失。

关键词：电能质量扰动边-云协同 Lissajous轨迹循环挤压卷积神经网络图像分类

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城市排水泵站水力特性及整流措施

水利水电科技进展 2024年第2期44卷 7-14页

作者：丁哲张睿陈毓陵徐辉冯建刚牟童河海大学农业科学与工程学院江苏南京211100

为了解弧形进水箱涵城市排水泵站水力特性,探寻改善泵站内部不良流态的整流措施,采用数值模拟方法对城市排水泵站水力流态及整流措施进行研究,并通过物理模型对整流效果进行验证。研究结果表明:弧形进水箱涵城市排水泵站的前池存在主流... 详细信息

为了解弧形进水箱涵城市排水泵站水力特性,探寻改善泵站内部不良流态的整流措施,采用数值模拟方法对城市排水泵站水力流态及整流措施进行研究,并通过物理模型对整流效果进行验证。研究结果表明:弧形进水箱涵城市排水泵站的前池存在主流偏斜与分离流动现象,前池主流集中在中上层,中下层出现大范围的立面环流,底层存在回流,进水池内流态紊乱并出现旋涡,导致水泵进水不够顺畅;设计优化的“方形立柱+组合横梁”的组合式整流措施能够改善前池和进水池的水力流态,前池内的偏流和分离流动消除,底层回流消失,进水池旋涡得到有效抑制,3台水泵进水流道入口流速分布均匀度分别提升了12.0%、8.7%、8.3%,入流速度加权平均角分别提升了7.08°、9.07°、11.40°。

关键词：城市排水泵站弧形进水箱涵水力特性整流措施数值模拟

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电场调控生物柴油液滴燃烧行为

化工学报 2024年第8期75卷 2983-2990页

作者：左磊王军锋高健王道睿江苏大学能源与动力工程学院江苏镇江212013 重庆大学能源与动力工程学院重庆400044

电场作用下的液滴燃烧是研究静电喷雾燃烧的基础。设计搭建了电场作用下燃料液滴燃烧实验装置,通过可视化手段研究了竖直电场中生物柴油液滴的燃烧行为,分析了不同电场度下的火焰形貌、液滴形态演变特征及液滴燃烧规律。结果表明,电场... 详细信息

电场作用下的液滴燃烧是研究静电喷雾燃烧的基础。设计搭建了电场作用下燃料液滴燃烧实验装置,通过可视化手段研究了竖直电场中生物柴油液滴的燃烧行为,分析了不同电场度下的火焰形貌、液滴形态演变特征及液滴燃烧规律。结果表明,电场力与自然浮力的竞争决定了火焰形貌,随着电场强度增大,向上火焰、准球形火焰和向下火焰相继出现,表现为上火焰高度减小、下火焰高度增大、火焰宽度先增大后减小、火焰锋面面积先减小后增大,其最大变化幅度依次为69.9%、243.1%、17.0%、10.9%。由于火焰锋面是燃料蒸气和氧气的反应区域,液滴的燃烧持续期随着电场强度增大而呈现先增大后减小的趋势,最大变化幅度为18.1%。

关键词：生物柴油多相流界面电场液滴燃烧火焰形貌燃烧持续期

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基于微震多维信息融合的冲击地压全时空预测方法

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采矿与安全工程学报 2024年第3期41卷 511-521页

作者：杨旭刘亚鹏曹安业刘耀琪王常彬赵卫卫中国矿业大学计算机科学与技术学院矿山数字化教育部工程研究中心江苏徐州221116 中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116 中国矿业大学煤炭精细勘探与智能开发全国重点实验室江苏徐州221116

为解决当前冲击地压时间与空间预测协同难、微震数据时空特征挖掘不充分的困境,结合深度学习相关理论与方法,提出了基于微震多维信息融合的冲击地压全时空预测方法,该方法主要包括微震时空特征指标、时间预测以及空间预测3个模块,设计... 详细信息

为解决当前冲击地压时间与空间预测协同难、微震数据时空特征挖掘不充分的困境,结合深度学习相关理论与方法,提出了基于微震多维信息融合的冲击地压全时空预测方法,该方法主要包括微震时空特征指标、时间预测以及空间预测3个模块,设计了基于主成分分析和核密度估计的微震时空特征指标构建方法,在此基础之上,构建了基于深度循环神经网络的冲击地压时间预测模型,提出了基于长短期时间窗融合的冲击地压空间预测方法,从而实现了冲击地压时间⁃空间协同的全时空预测。此外,为了评估所提方法的有效性,在内蒙古鄂尔多斯矿区某冲击危险工作面进行了工程应用测试,测试时间段共出现13条大于10^(5)J的大能量微震事件,在时间预测方面,对于大能量事件的时间预测结果为10个强危险、3个中等危险,并且整个测试阶段模型误报率仅为0.133。在空间预测方面,对于大能量事件的空间预测结果的分布区域为6个强危险、3个中等危险、4个弱危险。实验表明该方法可满足工程应用的需求,研究成果可为冲击地压监测预警提供参考与借鉴。

关键词：冲击地压全时空预测微震时空特征指标深度循环神经网络

一株同步硝化反硝化菌株的筛选及其生物电化学脱氮性能研究

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南京农业大学学报 2024年

作者：田瑞瑞付欢郑云黄新琦周俊雍晓雨南京工业大学生物与制药工程学院南京师范大学地理科学学院

目的获得具有高效脱氮性能的异养硝化-好氧反硝化(Heterotrophic nitrification - aerobic denitrification，HN-AD)功能菌株，构建生物电化学-同步硝化反硝化(bio-electrochemical systems - simultaneous nitrification and denitrification，BES-SND)耦合系统，实现脱氮效率的提升。方法从活性污泥中筛选HN-AD菌株，鉴定后通过摇瓶试验分析其脱氮性能。然后进一步研究碳源、C/N、溶解氧等外界因素对菌株同步硝化反硝化性能的影响。最后将菌株接种到微生物燃料电池(microbial fuel cells， MFCs)的生物阴极，分析低C/N条件下BES-SND体系的脱氮性能。结果从活性污泥中筛选出一株具有同步硝化反硝化性能的HN-AD菌株，命名为Alcaligenes aquatilis N3。确定该菌株发生SND反应的最适碳源为乙酸钠、C/N为20、溶解氧为3.70 mg·L-1。在BES-SND脱氮体系中，C/N为2、4、6、8时，菌株A. aquatilis N3的TN去除率分别为20.51%、26.67%、37.76%和48.50%。在C/N=2的试验条件下，BES-SND系统的TN去除速率在第5天仍为1.79 mg·L-1·d-1。结论在低碳环境下，A. aquatilis N3菌株依然可以在BES-SND耦合脱氮体系中实现脱氮，降低了脱氮过程对碳源的依赖性，具有一定的实际环境应用潜力。

关键词：同步硝化反硝化异养硝化-好氧反硝化生物电化学低C/N比微生物燃料电池

拟枝孢镰孢Fspgp2基因负调控T-2毒素产量

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菌物学报 2024年第5期43卷 48-59页

作者：王立雯林子涵王冰冰 Lee Yinwon 刘馨徐剑宏史建荣江苏大学食品与生物工程学院江苏镇江212013 江苏省农业科学院农产品质量安全与营养研究所江苏南京210014 南京大学金陵学院化学与生命科学学院江苏南京210089 首尔国立大学农业与生物技术学院韩国首尔08826

T-2毒素(T-2 toxin)是单端孢霉烯族毒素中细胞毒性最强的一种,广泛污染粮食作物,在世界多国的大麦、黑麦、燕麦、玉米等样品中均有污染报道,威胁粮食安全与人畜健康。目前T-2毒素标准物质主要是从产毒菌培养物中提取纯化获得,产率较低,... 详细信息

T-2毒素(T-2 toxin)是单端孢霉烯族毒素中细胞毒性最强的一种,广泛污染粮食作物,在世界多国的大麦、黑麦、燕麦、玉米等样品中均有污染报道,威胁粮食安全与人畜健康。目前T-2毒素标准物质主要是从产毒菌培养物中提取纯化获得,产率较低,主要依赖进口,货期长、价格昂贵。本研究筛选了一株产T-2毒素的拟枝孢镰孢Fsp1,通过基因敲除策略构建了T-2毒素负调控元件Fspgp2的敲除突变体,突变体的菌丝生长及产孢量与野生型菌株相比无显著差异,但其T-2毒素产量显著提高,在大米培养基中产量为421.98mg/kg,为构建T-2毒素宏量制备纯化技术提供菌源基础,对于粮食中T-2毒素污染风险的持续监测和控制技术的研发意义重大。

关键词： T-2毒素基因敲除拟枝孢镰孢高产突变体

液相放电等离子体分解甲醇制氢：电极配置的优化

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化工学报 2024年第9期75卷 3277-3286页

作者：王军锋张俊杰张伟王家乐双舒炎张亚栋江苏大学能源与动力工程学院

利用液相阵列电极滑动弧放电等离子体分解甲醇来优化现有制氢技术，系统研究了不同电极配置对制氢性能的影响。获得最优极配数量，发现同放电功率下4针电极最大氢气流速达到1188.54 ml/min，相对于单针提高了118%。此外，在液相放电中... 详细信息

利用液相阵列电极滑动弧放电等离子体分解甲醇来优化现有制氢技术，系统研究了不同电极配置对制氢性能的影响。获得最优极配数量，发现同放电功率下4针电极最大氢气流速达到1188.54 ml/min，相对于单针提高了118%。此外，在液相放电中阵列针-环结构相比阵列针-孔板结构具有更高的氢气产能和能量产率。在阵列针-环电极配置工况，滑动弧放电等离子体分解甲醇表现出最佳制氢性能，能量产率69.75 g/kWh，能量效率71.12%，优于现有大多数制氢方案。

关键词：液相放电等离子体甲醇制氢优化

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