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海上风电场交流集电和多端柔直输电并网系统多目标优化规划

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电网技术 2024年第6期48卷 2404-2415,I0043,I0044页

作者：梁宇涛林舜江冯祥勇赖信刘明波华南理工大学电力学院广东省广州市510640 广东省绿色能源技术重点实验室(华南理工大学) 广东省广州市510630

集电和输电并网系统的优化规划对海上风电场(offshore wind farm,OWF)的投资经济性和运行可靠性有着重要影响。对于OWF中交流集电和多端柔直输电的并网方式,建立了拓扑与潮流耦合的兼顾经济性和可靠性的多目标优化规划模型。模型中利用... 详细信息

集电和输电并网系统的优化规划对海上风电场(offshore wind farm,OWF)的投资经济性和运行可靠性有着重要影响。对于OWF中交流集电和多端柔直输电的并网方式,建立了拓扑与潮流耦合的兼顾经济性和可靠性的多目标优化规划模型。模型中利用拓扑冗余度直接近似计算风机停运损失电量,并考虑了新型双边环形的交流集电系统拓扑结构和基于连通性约束的多端柔直输电系统拓扑结构,实现了对集电和输电系统拓扑连接,交流和直流海底电缆类型,海上升压换流站数量、容量、位置,和连接到海上升压换流站馈线数量的协调优化规划。并且,提出了一种直接求解多目标优化问题折中最优解的方法,通过凸化处理将原混合整数非线性规划模型转化为混合整数凸二次规划模型,以高效求解获得最优规划方案。最后,对2个分别含36台和78台风机的实际OWF算例进行分析,验证了所提出模型和方法的正确有效性。

关键词：海上风电场交流集电系统多端柔直输电系统拓扑优化多目标优化规划

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考虑发用电相似性的海上风电中长期双边协商交易优化决策模型

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电力系统自动化 2024年第14期48卷 42-51页

作者：谢敏李弋升董凯元谢宇星黄莹刘明波华南理工大学电力学院广东省广州市510640 广东省绿色能源技术重点实验室(华南理工大学) 广东省广州市510640

海上风电是未来最有潜力的可再生能源之一,但其出力具有随机性和波动性。为了更好地促进海上风电的市场化消纳,文中基于海上风电商与负荷聚合商间的中长期双边协商交易构建了优化决策模型。首先,通过时间序列相似性评估方法,为目标海上... 详细信息

海上风电是未来最有潜力的可再生能源之一,但其出力具有随机性和波动性。为了更好地促进海上风电的市场化消纳,文中基于海上风电商与负荷聚合商间的中长期双边协商交易构建了优化决策模型。首先,通过时间序列相似性评估方法,为目标海上风电寻找最优的用电负荷组合。其次,考虑需求响应备用容量配置和发用电曲线预测误差,构建了基于两阶段分布鲁棒优化的中长期交易优化决策模型,为海上风电配置适应其未来一段时间内出力特性的需求响应资源,并合理调整中长期交易曲线。最后,通过仿真算例验证了所提模型的有效性和实用性。

关键词：海上风电中长期交易双边协商时序曲线匹配分布鲁棒优化

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沿海区域综合能源生产单元随机优化调度

电网技术 2024年第5期48卷 1884-1895,I0021,I0022页

作者：潘越林舜江梁炜焜盛煊刘明波华南理工大学电力学院广东省广州市510640 广东省绿色能源技术重点实验室(华南理工大学) 广东省广州市510630

为实现沿海区域的海上风电场、海上采气平台和陆上热电联供燃气电厂等多种能源生产子单元的协同化运行,考虑可再生能源出力和氢负荷的随机波动,提出沿海区域综合能源生产单元(coastal integrated energy production units,CIEPU)随机优... 详细信息

为实现沿海区域的海上风电场、海上采气平台和陆上热电联供燃气电厂等多种能源生产子单元的协同化运行,考虑可再生能源出力和氢负荷的随机波动,提出沿海区域综合能源生产单元(coastal integrated energy production units,CIEPU)随机优化调度模型。采用参数化代价函数近似(parametric cost function approximation,PCFA)的动态规划算法求解随机优化调度模型。通过一种基于梯度下降的求解方法--Adadelta法,获得策略函数的一阶信息,并计算梯度平方的指数衰减平均值,以更新策略函数的迭代步长;对随机优化调度模型进行策略参数逼近,从而得到近似最优的策略参数,并逐一时段求解出CIEPU的最优调度计划。最后,以某个CIEPU为例,分析计算结果表明,所提出方法获得的优化调度方案可以提高CIEPU运行的经济性并降低碳排放量,验证了所提方法的准确性和高效性。

关键词：综合能源生产单元随机优化调度近似动态规划参数化代价函数近似 Adadelta算法

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聚集诱导发光型核酸探针的制备及其核酸传感原理研究

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有机化学 2024年第8期44卷 2554-2562页

作者：欧彦蓝琳王正雄王志明唐本忠华南理工大学广东省分子聚集发光重点实验室发光材料与器件国家重点实验室广东省大湾区华南理工大学聚集诱导发光高等研究院

核酸检测是目前生物诊疗及医学分析领域最为精准的方法之一.其中,广泛应用的聚合酶链式反应(PCR)技术利用TaqMan探针的荧光信号输出,可实现对微量目标序列的高灵敏定量分析.本工作系统性地完成聚集诱导发光(AIE)基元——四苯乙烯(TPE)... 详细信息

核酸检测是目前生物诊疗及医学分析领域最为精准的方法之一.其中,广泛应用的聚合酶链式反应(PCR)技术利用TaqMan探针的荧光信号输出,可实现对微量目标序列的高灵敏定量分析.本工作系统性地完成聚集诱导发光(AIE)基元——四苯乙烯(TPE)的亚磷酰胺修饰,并将其设计和制备成一系列单标记特定RNA的核酸探针,为后续高效率利用全自动核酸合成仪制备各类AIE探针奠定基础;利用RNaseA酶特异性切割TPE-RNA1探针中水溶性的RNA部分,通过透射电镜、荧光光谱、质谱等表征证明酶切作用诱发的探针溶解能力变化且伴随着疏水聚集;通过优化探针浓度、反应时间、序列长度等多个参数,实现了AIE效应下荧光增强34.7倍.采用AIE原理取代传统探针中荧光-淬灭基团的双标记策略,扩展了核酸探针的设计策略,并系统表征和探讨AIE型核酸探针的聚集过程,旨在推动更高效、更灵敏的核酸检测探针,拓展其在生物化学检测领域的应用.

关键词：核酸探针聚集诱导发光亚磷酰胺修饰聚合酶链式反应核酸检测

基于模块化多电平换流器的超级电容储能系统高效仿真方法

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电力自动化设备 2024年第6期44卷 185-191页

作者：朱琼海肖晃庆华南理工大学电力学院广东省绿色能源技术重点实验室广东广州510640

基于模块化多电平换流器的超级电容储能系统(MMC-SCES)半导体开关器件数量众多,仿真规模庞大,给电磁暂态仿真效率带来了巨大的挑战。针对此问题,基于桥臂戴维南等效电路提出了一种高效的MMC-SCES电磁暂态仿真方法。该仿真运用嵌套快速... 详细信息

基于模块化多电平换流器的超级电容储能系统(MMC-SCES)半导体开关器件数量众多,仿真规模庞大,给电磁暂态仿真效率带来了巨大的挑战。针对此问题,基于桥臂戴维南等效电路提出了一种高效的MMC-SCES电磁暂态仿真方法。该仿真运用嵌套快速求解方法对MMC-SCES进行建模,不仅可以大幅降低仿真耗时和保持仿真精度,还可以保留换流器的所有动态变量。搭建了双端MMC-SCES仿真系统,对所提出的高效仿真方法进行了验证。结果表明:相比于基于平均值模型的仿真方法,所提出的高效仿真方法具有更高的精度,能够拟合子模块内部动态变量;相比基于详细开关模型的仿真方法,所提出的高效仿真方法的仿真速度最高可提升约518倍,而仿真的绝对误差标幺化积分则控制在1%以内。

关键词：模块化多电平换流器超级电容储能电磁暂态仿真戴维南等效高效仿真方法

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动态场景下基于3D多目标追踪的实时视觉SLAM方法研究

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汽车工程 2024年第5期46卷 776-783页

作者：陈吉清车宇翔田小强兰凤崇周云郊华南理工大学机械与汽车工程学院广州510640 华南理工大学广东省汽车工程重点实验室广州510640

近年来一些解决动态场景下的SLAM技术被提出,其中SLAM与MOT结合的技术路线不仅可解决动态场景问题,还可以提高系统对周围场景的理解,获得了更大关注。本文介绍了一种高效的实时在线视觉SLAMMOT融合系统,以双目视觉或RGBD作为输入,只须借... 详细信息

近年来一些解决动态场景下的SLAM技术被提出,其中SLAM与MOT结合的技术路线不仅可解决动态场景问题,还可以提高系统对周围场景的理解,获得了更大关注。本文介绍了一种高效的实时在线视觉SLAMMOT融合系统,以双目视觉或RGBD作为输入,只须借助2D目标检测网络,便能高效、准确、鲁棒地跟踪相机以及动态目标的位姿,并生成稀疏点云地图。为提高多动态目标追踪的精度与准确度,引入了级联匹配与IOU匹配结合的策略;利用阿克曼转向模型来简化追踪目标的运动,减少求解动态目标位姿所需匹配点的数量;利用因子图将相机与动态目标的追踪结果进行联合优化,同时提高相机、追踪目标的位姿和地图点的精度。最后在KITTI跟踪数据集上与其他方法进行比较。结果表明,在满足实时性要求的前提下,该方法仍能准确地追踪相机以及动态目标位姿。

关键词：视觉SLAM 动态场景多目标追踪实时系统

具有丰富活性位点和高电子传导性的非晶MOF用于高效肼氧化

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Chinese Journal of Catalysis 2024年第5期60卷 351-359页

作者：丁婕婷王浩帆沈葵韦小明陈立宇李映伟华南理工大学化学与化工学院广东省燃料电池技术重点实验室广东广州510640 华南理工大学物理与光电学院广东广州510640

金属有机框架(MOF)虽然具有完美的结晶性质,但由于其配位不饱和位点数量不足和电子传导性较低,这些特性限制了它在电催化领域的应用.尽管通过去除部分有机配体可以暴露晶体MOF的一些金属位点,但常用的方法涉及高压、高温、强酸、强碱等... 详细信息

金属有机框架(MOF)虽然具有完美的结晶性质,但由于其配位不饱和位点数量不足和电子传导性较低,这些特性限制了它在电催化领域的应用.尽管通过去除部分有机配体可以暴露晶体MOF的一些金属位点,但常用的方法涉及高压、高温、强酸、强碱等苛刻的条件,很容易造成MOF的多孔结构完全坍塌.相较于晶态MOF,非晶态MOF具有短程有序而长程无序的结构特征.通过快速组装MOF,有望实现MOF的非晶化,从而创造大量不饱和位点,并优化金属位点的电子结构.因此,开发高效的非晶态MOF合成策略十分必要.本文报道了一种诱导非晶态MOF在碳布上快速组装的电合成方法,制得了具有丰富活性位点和高电子传导性的非晶态MOF(记为aMnFc'/CC).在电合成过程中,有机配体在碳布上迅速去质子化,并与金属离子快速组装,形成具有大量配位不饱和Mn位点的非晶态aMnFc'.X射线衍射和透射电镜选区电子衍射结果表明,aMnFc'为无定形结构.电子顺磁共振和X射线吸收近边结构光谱等表明,aMnFc'比cMnFc'含有更多的不饱和Mn金属中心.随后,利用三电极体系评估催化剂在肼氧化(HzOR)中的催化活性,在0.1 mol L^(−1) PBS+0.4 mol L^(−1) N_(2)H_(4)电解质中,aMnFc'/CC的起始电位为287 mV(1 mA cm^(−2)),在10 mA cm^(−2)下的工作电势为667 mV,其活性远优于晶态MOF 起始电位为540 mV(1 mA cm^(−2)),在10 mA cm^(−2)下的工作电势为(871 mV).aMnFc'/CC在0.1 mol L^(−1) PBS中的HzOR性能优于大多数已报道的Mn/Fe基催化剂和MOFs催化剂.四探针法测定cMnFc'和aMnFc'的电导率分别为1.5×10^(−4)和1.8×10^(−3) S cm^(−2),表明MOF的非晶化可以提高电导率,从而增强其电化学性能.密度泛函理论计算表明,MnFc'-V在费米能级附近的态密度比MnFc'的态密度更强,说明不饱和Mn中心的存在增强了MOF的导电性.进一步通过理论计算研究了肼在MnFc'和MnFc'-V表面的逐步脱氢过程,结果发现,MnFc'和MnFc'-V的决速步都是从*N_(2)H_(3)到*N_(2)H_(2)的脱氢过程,其中MnFc'-V的自由能差(0.22 eV)远小于MnFc'的自由能差(0.65 eV).由此可见,在aMnFc'中,不饱和Mn位点使d带中心更接近费米能级,增强了活性位对N_(x)H_(x)中间体的吸附能,从而提高了HzOR活性.综上,本文提出一种电合成方法,实现了非晶态MOF在碳布上的快速组装,制备出具有丰富活性位点和高电子传导性的非晶态MOF,显著提升了其在肼氧化反应中的催化活性.这一新策略不仅克服了晶态MOF在电催化应用中的局限,而且为工业电流条件下合成用于HzOR的非晶态MOF提供了参考.

关键词：非晶化缺陷电催化肼氧化反应金属有机框架

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微小针脚元件6D位姿估计

机械设计与制造 2024年

作者：邝泳聪陈远波罗益炜刘东辉华南理工大学机械与汽车工程学院华南理工大学广东省精密装备与制造技术重点实验室

针对微小异形元件在被吸起时位姿容易发生偏转的问题，提出一种基于双目立体视觉和加权最小二乘的元件6D位姿估计算法。首先，提取图像上元件插装段针脚的中心点和末端中点并将其作为特征点，基于双目原理计算得到特征点的三维信息；其... 详细信息

针对微小异形元件在被吸起时位姿容易发生偏转的问题，提出一种基于双目立体视觉和加权最小二乘的元件6D位姿估计算法。首先，提取图像上元件插装段针脚的中心点和末端中点并将其作为特征点，基于双目原理计算得到特征点的三维信息；其次，建立拟合元件6D位姿的加权最小二乘法模型，进而根据特征点的信息求得元件的6D位姿。最后，为验证算法的有效性，进行仿真实验和真实实验，结果表明：不同位姿下的针脚特征点在通过求得的6D位姿结果变换后，坐标标准差小于20μm，单次求解位姿耗时为540ms左右，算法精度及实时性均能满足元件的插装或分拣要求。

关键词：机器视觉双目视觉最小二乘法位姿估计电子元件

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交替提升与张拉的索穹顶结构施工优化方法

西南交通大学学报 2024年第3期59卷 663-669页

作者：姜正荣苏延石开荣李之吉魏德敏梁霖华南理工大学土木与交通学院广东广州510640 华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室广东广州510640

为确保索穹顶结构施工成型前索杆内力的平稳变化,提出了交替提升内拉环与张拉最外圈斜索的施工优化方法.首先,以施工过程中的平均结构应变能最小为优化目标,对内拉环的逐级提升高度进行优化;其次,通过仿真分析得到施工过程中的索杆内力... 详细信息

为确保索穹顶结构施工成型前索杆内力的平稳变化,提出了交替提升内拉环与张拉最外圈斜索的施工优化方法.首先,以施工过程中的平均结构应变能最小为优化目标,对内拉环的逐级提升高度进行优化;其次,通过仿真分析得到施工过程中的索杆内力和节点位移,并与仅张拉最外圈斜索的施工方法进行对比.结果表明:交替提升内拉环与张拉最外圈斜索的施工优化方法可有效减小施工过程中的索杆内力,降幅最大达61.83%,避免了施工成型前索杆内力的大幅波动,且结构位形变化较平缓,相邻施工步的竖向位移差最大为1.43 m,平均结构应变能较低,仅为55.03%,优化效果显著,验证了该优化方法对索穹顶结构施工模拟的适用性.

关键词：索穹顶结构交替提升与张拉施工仿真施工优化