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滇中地区不同影响系统下3次短时强降水过程的大气环境特征和雷达特征分析

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高原气象 2024年第1期43卷 166-183页

作者：周泓闵颖许彦艳纳丽佳业红伟云南省玉溪市气象局云南玉溪653100 云南省气象局气象台云南昆明650034 云南省普洱市气象局云南普洱665000

利用常规观测资料、NCEP 1°×1°再分析资料、逐时和逐5 min自动站降水资料以及昆明CINRAD/CC多普勒雷达资料,针对滇中地区2021年主汛期不同影响系统下的3次短时强降水过程,对比分析了降水特征、环流形势、大气环境特征以及雷达回波的... 详细信息

利用常规观测资料、NCEP 1°×1°再分析资料、逐时和逐5 min自动站降水资料以及昆明CINRAD/CC多普勒雷达资料,针对滇中地区2021年主汛期不同影响系统下的3次短时强降水过程,对比分析了降水特征、环流形势、大气环境特征以及雷达回波的结构、形状、演变的基本特征。结果表明:3次短时强降水过程影响系统差异主要在于500 hPa天气系统不同,700 hPa都有切变线影响,但是形成原因各异,地面均有辐合线或弱冷锋配合。3次过程的环境条件在不稳定层结、近地层水汽、垂直风切变方面与中国其他地区短时强降水发生的环境条件具有一致性,但是在大气整层可降水量、对流有效位能、SWEAT指数等方面存在明显差异。对流回波的形状有点状回波、块状回波、带状回波、絮状回波等。对流风暴分为高质心型、低质心型以及混合型;短时强降水有单独出现某种对流风暴类型的阶段,也有多种对流风暴类型同时出现的阶段;CAPE值和SWEAT指数与对流风暴类型具有一定的相关关系。强回波剖面呈柱状结构或者塔状结构,35 dBz强回波接地,而没有悬垂特征。短时强降水多产生于长时间停滞型或移动缓慢型的对流回波,还有部分短时强降水产生于“列车效应”中。短生命周期的单体生消形成的短时强降水持续时间绝大部分在1 h以内,但是单体合并组织和反复生消或者“列车效应”形成的短时强降水持续时间常在1~3 h。高质心型对流风暴产生的瞬时雨强可达10 mm·(5min)-1以上,低质心型和混合型对流风暴可产生的雨强范围较大,大多在3~10 mm·(5min)-1,少数也可达到10 mm·(5min)-1以上。

关键词：短时强降水环流形势大气环境条件雷达回波特征

基于轻量化混合门结构神经网络的变压器电磁场仿真方法

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电网技术 2024年第5期48卷 2143-2151,I0104页

作者：何蔚刘志坚刘航彭庆军邹德旭王山昆明理工大学电力工程学院云南省昆明市650500 云南电网有限责任公司电力科学研究院云南省昆明市650200

针对传统电力变压器电磁场仿真模型需要占用大量磁盘空间,运行功耗大,运算极为消耗计算资源等问题,提出一种基于轻量化混合门结构网络(lightweight hybrid gate recurrent unit network,LH-GRUNet)的变压器电磁场仿真方法。首先针对单相... 详细信息

针对传统电力变压器电磁场仿真模型需要占用大量磁盘空间,运行功耗大,运算极为消耗计算资源等问题,提出一种基于轻量化混合门结构网络(lightweight hybrid gate recurrent unit network,LH-GRUNet)的变压器电磁场仿真方法。首先针对单相E芯变压器设计了一种混合门结构网络模型,实现了变压器铁芯和绕组的电磁场仿真;进一步,提出一种神经网络轻量化方法,通过删除模型全连接层中的冗余参数以压缩模型所需的存储空间与计算资源,最终实现变压器电磁场的低功耗、快速仿真。此外,基于LH-GRUNet的变压器电磁场仿真模型能够有效降低其运行所需的存储空间与计算资源,使其能够在几乎不损失模型精度的前提下应用于体积小、功耗低的边缘计算平台。

关键词：电力变压器电磁场仿真深度学习模型压缩边缘计算

基于T区中低频衰减特性构成方向元件的特高压三端混合直流输电线路单端方向保护研究

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电网技术 2024年第6期48卷 2622-2631,I0110-I0114页

作者：邢超黄泽毕贵红陈仕龙王龙牛元有云南电网有限责任公司电力科学研究院云南省昆明市650217 昆明理工大学电力工程学院云南省昆明市650500

将保护装置安装在T区两侧,基于T区中低频衰减特性构成方向元件,提出一种特高压三端混合直流输电线路单端方向保护方法。分析特高压三端混合直流输电系统整流侧、T区以及线路末端逆变侧三端边界频率特性,发现T区边界对故障电流暂态信号... 详细信息

将保护装置安装在T区两侧,基于T区中低频衰减特性构成方向元件,提出一种特高压三端混合直流输电线路单端方向保护方法。分析特高压三端混合直流输电系统整流侧、T区以及线路末端逆变侧三端边界频率特性,发现T区边界对故障电流暂态信号中低频分量有一定的衰减作用、整流侧边界和线路末端逆变侧边界对故障电流暂态信号高频分量有明显衰减作用。利用小波分解,根据T区两侧线路暂态电流中低频能量差判断故障方向,并提出故障方向判据。当T区左侧发生故障时,利用线路L1末端所检测到的高频暂态电流能量与低频暂态电流能量的比值来判别整流侧区内、外故障;当T区右侧发生故障时,利用线路L2首端所检测到的高频暂态电流能量与低频暂态电流能量的比值来判别线路末端逆变侧区内、外故障;T区发生故障时,判定为线路区外故障。给出基于T区中低频衰减特性构成方向元件的特高压三端混合直流输电线路单端方向保护方案,最后在PSCAD/EMTDC仿真平台搭建昆柳龙特高压三端混合直流输电系统模型并对所提保护方法进行验证,仿真表明该文所提保护方法能实现特高压三端混合直流输电线路全线速动保护。

关键词：特高压三端混合直流输电线路 T区暂态电流高低频能量差方向保护

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基于自适应时间窗的数据-模型融合驱动暂态频率预测

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电网技术 2024年第4期48卷 1551-1562,I0049,I0050页

作者：邓贤哲姚伟黄伟翟苏巍郑超李文云文劲宇强电磁技术全国重点实验室(华中科技大学) 湖北省武汉市430074 云南电网有限责任公司昆明供电局云南省昆明市650012 云南电力调度控制中心云南省昆明市650011

新能源大规模并网使得新型电力系统的暂态频率响应特征更加复杂,现有频率在线预测方法难以兼顾准确性和及时性。基于此,提出基于自适应时间窗的数据-模型融合驱动暂态频率预测方法。首先,基于长短期记忆网络,离线训练多个具有不同长度... 详细信息

新能源大规模并网使得新型电力系统的暂态频率响应特征更加复杂,现有频率在线预测方法难以兼顾准确性和及时性。基于此,提出基于自适应时间窗的数据-模型融合驱动暂态频率预测方法。首先,基于长短期记忆网络,离线训练多个具有不同长度时序数据输入的频率曲线循环预测模型;其次,利用参数辨识方法离线建立各发电集群的通用等值频率响应模型,在此基础上构建系统有功-频率物理机理快速分析模型;最后,串行融合前述频率曲线循环预测模型与有功-频率物理机理快速分析模型,并提出“可信度量化评估指标”,实时分析在线预测过程中不同评估时刻下预测结果的精度,自适应调整输入时序数据长度,直至预测结果满足要求并输出。含风电的IEEE39节点系统的仿真结果表明,所提方法在不同风电渗透率或不同扰动下均能快速、准确地预测暂态频率响应曲线,相较于其他在线预测方法具有更优的评估性能。

关键词：数据-模型融合驱动自适应时间窗预测暂态频率预测广域量测技术

考虑绿色氢能证书和水电制氢的综合能源系统优化运行

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电网技术 2024年第4期48卷 1445-1454,I0017-I0021页

作者：骆钊刘德文贾芸睿王华沈鑫代昕睿昆明理工大学电力工程学院云南省昆明市650500 昆明理工大学冶金与能源工程学院云南省昆明市650500 云南电网有限责任公司计量中心云南省昆明市650217

利用清洁能源发电富余电力电解水制氢,绿色氢能实现了生产源头的二氧化碳零排放,在全球能源转型中扮演着重要角色。针对绿色氢能证书市场机制不健全等问题,该文提出一种考虑绿色氢能证书组合双向拍卖和水电制氢的综合能源系统优化运行... 详细信息

利用清洁能源发电富余电力电解水制氢,绿色氢能实现了生产源头的二氧化碳零排放,在全球能源转型中扮演着重要角色。针对绿色氢能证书市场机制不健全等问题,该文提出一种考虑绿色氢能证书组合双向拍卖和水电制氢的综合能源系统优化运行方法。首先,为解决园区内绿色氢能证书价格和数量匹配不均衡的问题,提出绿色氢能证书组合双向拍卖(combinatorial double auction,CDA)交易机制竞价模型;其次,建立含水电制氢的综合能源系统优化模型,并将绿色氢能证书组合双向拍卖机制引入其中;最后,以某省含水电制氢的综合能源系统为例进行仿真分析,结果表明所提模型不仅能有效提高综合能源系统(integrated energy system,IES)的运行经济性,也能提升可再生能源的消纳量。

关键词：绿色氢能证书组合双向拍卖综合能源系统运行优化水电消纳

基于碳捕集-电转气的矿区综合能源系统协同优化调度

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电力系统自动化 2024年第3期48卷 22-30页

作者：骆钊罗蒙顺沈鑫王华刘德文喻品钦昆明理工大学电力工程学院云南省昆明市650500 云南电网有限责任公司计量中心云南省昆明市650051 昆明理工大学冶金与能源工程学院云南省昆明市650500

“双碳”战略目标下,为促进风光消纳与能源电力低碳转型、提高矿区能源利用率,提出一种含伴生能源和碳捕集与电转气耦合的矿区综合能源系统低碳经济调度模型。首先,综合考虑瓦斯、乏风、涌水等矿区伴生能源利用,建立矿区综合能源系统基... 详细信息

“双碳”战略目标下,为促进风光消纳与能源电力低碳转型、提高矿区能源利用率,提出一种含伴生能源和碳捕集与电转气耦合的矿区综合能源系统低碳经济调度模型。首先,综合考虑瓦斯、乏风、涌水等矿区伴生能源利用,建立矿区综合能源系统基本模型,并以碳捕集和电转气设备为耦合单元,促进节能减排与可再生能源消纳。然后,引入奖惩阶梯式碳交易机制,以矿区综合能源系统运行成本最小为目标,建立矿区综合能源系统协同优化调度模型。最后,以中国云南某大型煤矿为例,通过设置不同场景进行仿真分析。结果表明,所提模型能够促进矿区综合能源系统低碳经济运行,提高风光消纳率。

关键词：矿区综合能源系统碳捕集电转气伴生能源阶梯式碳交易机制

施肥措施对滇中植烟土壤细菌群落结构和功能的影响

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烟草科技 2024年第7期57卷 65-74页

作者：张晓花温昌焘王克勤宋娅丽杨昕陈炳绅西南林业大学水土保持学院昆明市650224 云南省玉溪市红塔区水土保持工作站云南省玉溪市653100 云南省玉溪市水利局云南省玉溪市653199

为明确施肥措施对植烟土壤细菌群落结构和功能的影响,应用MiSeq高通量测序技术研究了烟田不同施肥措施[不施肥(CK)、有机肥(OM)、有机肥和化肥(OM+NPK)、化肥(NPK)]条件下土壤细菌群落多样性和组成的变化,并结合PICRUSt分析了土壤细菌... 详细信息

为明确施肥措施对植烟土壤细菌群落结构和功能的影响,应用MiSeq高通量测序技术研究了烟田不同施肥措施[不施肥(CK)、有机肥(OM)、有机肥和化肥(OM+NPK)、化肥(NPK)]条件下土壤细菌群落多样性和组成的变化,并结合PICRUSt分析了土壤细菌功能基因相对丰度的变化特征。结果表明:①不同施肥措施条件下土壤细菌群落多样性和丰富度差异不显著;优势菌门主要为变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)和放线菌门(Actinobacteria),约占总丰度的64.87%~68.51%;3种施肥处理土壤变形菌门、放线菌门的相对丰度均增加,酸杆菌门、绿弯菌门(Chloroflexi)、疣微菌门(Verrucomicrobia)的相对丰度降低。②共获得了6类一级功能和41类二级功能,一级功能中代谢为细菌群落最主要的功能;有机肥与化肥混施可显著降低细菌的膜运输、萜类化合物和聚酮化合物代谢的功能基因相对丰度,翻译、聚糖生物合成和代谢、复制和修复、细胞运动的功能基因相对丰度增加。③土壤细菌群落结构主要受有机碳、全磷、有效磷、碱解氮的影响。其中,碱解氮和有效磷是影响细菌功能的主要因子。因此,不同施肥措施条件对植烟土壤细菌α多样性无显著影响,但能显著改变细菌群落组成,进而影响土壤细菌功能基因的相对丰度。合理调控施肥种类、降低化肥施用比例有助于改善滇中植烟土壤的微生态环境。

关键词：植烟土壤施肥细菌群落细菌功能 PICRUSt分析

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基于时域波形特征认知的输电线路近端故障辨识与定位

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电力系统自动化 2024年第5期48卷 146-156页

作者：张广斌陈柏宇束洪春司大军昆明理工大学电力工程学院云南省昆明市650500 云南电网有限责任公司电网规划建设研究中心云南省昆明市650011

针对现有单端行波故障测距对近端故障存在测距盲区、双端行波故障测距对近端故障测距误差较大,无法满足工程需要的不足,提出基于波形特征认知的近端故障辨识与定位方法。首先,分析了线路故障行波传播规律,以固定分辨率显示波形。发现线... 详细信息

针对现有单端行波故障测距对近端故障存在测距盲区、双端行波故障测距对近端故障测距误差较大,无法满足工程需要的不足,提出基于波形特征认知的近端故障辨识与定位方法。首先,分析了线路故障行波传播规律,以固定分辨率显示波形。发现线路近端故障时,初始行波及其后续波形在长时窗整体宏观观测下呈堆叠缓变特征,而在短时窗局部放大观测下呈周期性变化特征,且周期与故障距离相关。不同线路的近端故障历史样本能统一作为参照基准为测距提供提示。进而提出基于波形密度和突变分布的近端故障辨识方法。最后,对辨识出的近端故障进行周期估计,利用近端故障与线长的无关性以及历史样本突变周期和故障位置已知性,搜索周期最近邻历史样本,并由已知故障距离插值实现故障位置确定。基于大量实测数据进行仿真测试,结果表明所提方法能够显著提升单端行波测距可靠性和成功率。

关键词：故障测距近端故障行波突变周期近邻搜索像素密度分布

基于波形群灵敏角特征的输电线路故障单端行波辨识与测距

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中国电机工程学报 2024年第10期44卷 3789-3803,I0004页

作者：张广斌王开福束洪春司大军昆明理工大学电力工程学院云南省昆明市650500 云南电网有限责任公司电网规划建设研究中心云南省昆明市650011

针对输电线路单端行波测距难以可靠、有效辨识第二个波头的不足,该文提出基于波形群灵敏角检测的单端行波辨识与测距方法。首先,对线路故障波过程的解析和规律分析,发现波头局部波形呈现灵敏角和非轴对称性的特点。进而提出利用Radon变... 详细信息

针对输电线路单端行波测距难以可靠、有效辨识第二个波头的不足,该文提出基于波形群灵敏角检测的单端行波辨识与测距方法。首先,对线路故障波过程的解析和规律分析,发现波头局部波形呈现灵敏角和非轴对称性的特点。进而提出利用Radon变换变角度投影检测最灵敏角并判别最灵敏角两侧非轴对称特性,实现单端故障初始行波及多次同极性行波群的可靠辨识。最后,基于多次同极性行波到达时差构造多测距算式,输出最合理测距结果。所提方法将时域波头辨识转化为波形图像空间域最灵敏变化方向和几何轴对称性的检测,抗干扰能力强,大幅提升检测可靠性和后续波头的识别能力,提升单端测距算式冗余性。大量实测和仿真数据测试表明,算法有效、可靠、直观,适用范围广,为单端行波分析故障测距及扩展应用提供了新思路。

关键词：故障测距 Radon变换灵敏角波头检测行波输电线路轴对称性