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机器学习赋能的优化算法及其在新型电力系统中的应用与展望

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中国电机工程学报 2024年第16期44卷 6367-6384,I0008页

作者：王新迎闫冬施展张东霞邓琪林振炜中国电力科学研究院有限公司北京市海淀区100192 杉数科技(北京)有限公司北京市朝阳区100102

近年来,随着可再生能源的快速发展和新型电力系统建设的加速推进,电力系统的不确定性日益突出,给建模和优化调度带来巨大挑战。机器学习技术可有效利用海量历史数据,为优化稳定快速求解提供了新的理论依据。该文详细分析该新兴交叉领域... 详细信息

近年来,随着可再生能源的快速发展和新型电力系统建设的加速推进,电力系统的不确定性日益突出,给建模和优化调度带来巨大挑战。机器学习技术可有效利用海量历史数据,为优化稳定快速求解提供了新的理论依据。该文详细分析该新兴交叉领域的研究进展。首先,针对一般化的优化问题,基于机器学习与优化计算的交互方式,将其基本算法框架概括为机器学习端到端优化求解、机器学习增强的优化求解算法以及机器学习和电力系统优化联合驱动求解3类,分别阐述其基本原理和适用问题形式。其次,针对相关技术在电力系统优化中的应用研究进展进行梳理,总结其基本方法和应用效果。最后,对基于学习的优化方法的发展趋势及其在新型电力系统中的应用前景进行展望,以期为该新兴领域的后续研究工作提供参考和启发。

关键词：机器学习新型电力系统人工智能优化算法

基于分子对接及动力学模拟的红曲橘霉素合成小分子抑制剂的高通量筛选

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食品科学 2024年第17期45卷 52-62页

作者：李居行葛佳琦张志宇何苗崔萌菲郭庆彬李贞景王昌禄刘欢欢天津科技大学食品科学与工程学院天津300457 北京量维生物科技研究院有限公司北京102206 天津益膳康生物科技有限公司天津300453

通过计算机模拟技术,对红曲橘霉素合成关键酶CitE的抑制剂进行高通量筛选。首先,采用Alphafold 2对CitE蛋白进行同源建模,并与相似序列比对以预测配体结合区域;随后,在Arthor数据库中检索天然配体和黄酮骨架类似物,构建了一个包含20000... 详细信息

通过计算机模拟技术,对红曲橘霉素合成关键酶CitE的抑制剂进行高通量筛选。首先,采用Alphafold 2对CitE蛋白进行同源建模,并与相似序列比对以预测配体结合区域;随后,在Arthor数据库中检索天然配体和黄酮骨架类似物,构建了一个包含20000个化合物的配体库;之后,通过Maestro对CitE蛋白和小分子化合物库进行分子对接,筛选出潜在的CitE配体;并采用Gromacs动力学模拟评估结合稳定性,通过MM/PBSA计算结合自由能,之后对蛋白-配体的结合模式进行分析,进一步确定了槲皮素、木犀草素、芹菜素、染料木素、5,4’-二羟基黄酮、漆黄素6个小分子配体具有较强的CitE结合性能。固态及液态发酵结果表明,上述化合物具有显著的橘霉素抑制活性。其中,固态发酵(20mg/28g干物料)添加上述化合物分别使橘霉素产量降低42.52%、48.81%、32.54%、32.57%、21.02%和13.67%,液态发酵添加(0.1 g/L)上述化合物分别使橘霉素产量降低33.77%、15.58%、33.33%、62.34%、58.87%、50.22%。本研究对建立高效、安全的红曲发酵体系具有借鉴意义。

关键词：红曲霉橘霉素抑制剂分子对接分子动力学模拟 CitE

应用促性腺激素释放激素类似物更新母猪定时输精程序

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猪业科学 2024年第2期41卷 18-24页

作者：程玲华肖银霞杨婷廉传江杜长龙滕中辉(编译) 北京大北农科技集团股份有限公司北京100194 北京华牧兴农种猪科技有限公司北京100080 中国农业大学动物科学技术学院北京100193

0引言在过去60年的养猪实践中已经证实应用生殖激素调控母猪卵泡发育和排卵是可行的。然而,除了用于母猪乏情治疗外,激素在商业农场生产上的应用非常有限,其原因主要是激素成本高、实际应用效果差。

关键词：促性腺激素释放激素类似物生殖激素定时输精卵泡发育母猪商业农场养猪排卵

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环状炮孔径向爆破能量增强效应试验研究

采矿与安全工程学报 2024年第1期41卷 107-113页

作者：冯盼学汪旭光陈何余斌矿冶科技集团有限公司北京102628 北京科技大学土木与资源工程学院北京100083 北京矿冶研究总院北京102628 国家金属矿绿色开采国际联合研究中心北京102628

近距离共生矿产开拓延伸采动对周边工程及矿岩具有较强的影响,解决井巷开拓低损减震高效爆破开挖技术难题,可以缩短协调开采动压对井巷工程的影响时间。环状炮孔爆破是一种新型高效的低碳爆破方法,但目前针对环状炮孔径向爆破应力场、... 详细信息

近距离共生矿产开拓延伸采动对周边工程及矿岩具有较强的影响,解决井巷开拓低损减震高效爆破开挖技术难题,可以缩短协调开采动压对井巷工程的影响时间。环状炮孔爆破是一种新型高效的低碳爆破方法,但目前针对环状炮孔径向爆破应力场、能量场等方面的定量研究较少。围绕爆破试验对环状炮孔径向爆破能量的增强效应,采用超动态应变测试系统对混凝土试验模型单层药包爆炸应力场进行测试、分析,相较等效单孔,环状炮孔在爆破中远区应力更大、能量更强、时间更久。研究成果定量揭示了环状炮孔单层药包径向爆破能量的增强效应,验证了环状炮孔高效率、低能耗的技术特征及环保优势,为环状炮孔装药爆破参数的优化设计提供了理论基础和技术支撑。

关键词：低碳爆破环状炮孔应力测试爆破能量增强效应

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制氢变流器弱电网并网稳定性分析

太阳能学报 2024年第5期45卷 267-275页

作者：井延伟梅春晓谭建鑫张雷张一博新天绿色能源股份有限公司石家庄050001 北京雷动智创科技有限公司北京100192 中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院北京100083

该文针对弱电网下大规模可再生能源制氢系统稳定性进行研究。基于制氢电解槽的负载特性建立基于三电平拓扑结构的制氢变流器模型以及对应的控制策略。并基于系统模型建立制氢系统在弱电网下的小信号模型,以分析大规模电解水制氢系统的... 详细信息

该文针对弱电网下大规模可再生能源制氢系统稳定性进行研究。基于制氢电解槽的负载特性建立基于三电平拓扑结构的制氢变流器模型以及对应的控制策略。并基于系统模型建立制氢系统在弱电网下的小信号模型,以分析大规模电解水制氢系统的稳定性与相关因素的关系,包括锁相环带宽、交流电流环带宽、电网强度等。搭建2 MW制氢变流器的弱电网模拟实验平台,验证弱电网条件下不同控制参数对制氢变流器稳定性的影响,得到了与理论分析一致的结果。

关键词：可再生能源制氢新能源变流器系统稳定性控制器参数

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煤矿覆岩主控致灾层位危险识别及现场应用

煤炭学报 2024年第6期49卷 2589-2603页

作者：马玉镇朱斯陶潘俊锋高永涛张修峰姜福兴刘金海王冰陈洋北京科技大学土木与资源工程学院北京100083 中煤科工开采研究院有限公司北京100013 山东能源集团有限公司山东济南250014 陕西彬长矿业集团有限公司陕西咸阳711300

针对煤矿地面水力压裂技术施工中工作面覆岩主控致灾层位难以准确辨识的难题,以孟村煤矿401102工作面地面水力压裂工业试验为背景,采用理论分析、微震监测、现场调研等方法,揭示了煤矿厚硬覆岩运动诱发矿震和冲击地压的动力灾害机理,分... 详细信息

针对煤矿地面水力压裂技术施工中工作面覆岩主控致灾层位难以准确辨识的难题,以孟村煤矿401102工作面地面水力压裂工业试验为背景,采用理论分析、微震监测、现场调研等方法,揭示了煤矿厚硬覆岩运动诱发矿震和冲击地压的动力灾害机理,分析了基于载荷三带理论的厚硬覆岩分区运动特征与诱发动力灾害之间的关系,建立了基于关键层运动状态的矿震能量预测模型与采场等效附加应力估算模型,提出了基于K-means聚类算法和肘部法则的煤矿覆岩主控致灾层位识别技术方法,确定了现场压裂施工层位并进行工业试验,根据现场微震监测数据及理论分析结果进行了效果验证,得到结论如下:孟村煤矿401102工作面致冲关键层及矿震关键层均为距离煤层66 m的安定组关键层R9,其初次破断运动采场等效附加扰动应力理论值为7.23 MPa,初次破断运动释放矿震能量理论值为6.08×105 J,致灾危险性较强;震−冲关键层压裂后,矿震能量理论值降幅94%,采场等效附加扰动应力理论值降幅76%,工作面上方5×10^(3)J大能量微震事件出现明显上移趋势,上移量约为15 m;10^(3)J及以上能级微震事件频次占比显著下降,由60.39%降至17.89%,最大微震事件能量由6.65×10^(5)J降至9.75×10^(3)J;10^(2)J及以下能级微震事件频次占比显著上升,由39.61%增至82.11%。

关键词：地面水力压裂冲击地压矿震覆岩主控致灾层位识别方法

冷却速率对激光增材GH4099合金中显微组织及性能影响研究

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精密成形工程 2024年第10期16卷 107-114页

作者：潘维王毅扈圣军张春来韩翼龙北京英诺格林科技有限公司北京100068 北京航星机器制造有限公司北京100013

目的研究不同冷却速率下增材制造GH4099合金显微组织及相关力学性能的演化规律,通过调控合金在中高温温度区间内的停留时间优化合金弥散分布的第二相组织,进而提升合金硬度。方法分别利用高温热处理炉对合金进行固溶及后续冷却热处理;... 详细信息

目的研究不同冷却速率下增材制造GH4099合金显微组织及相关力学性能的演化规律,通过调控合金在中高温温度区间内的停留时间优化合金弥散分布的第二相组织,进而提升合金硬度。方法分别利用高温热处理炉对合金进行固溶及后续冷却热处理;利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等表征手段分析合金打印态和不同冷速热处理态显微组织的演变规律,重点分析冷却过程中形成的弥散分布的碳化物和强化相;利用维氏硬度计分析合金的显微硬度,并与其显微组织信息相对应。结果在打印态合金中,存在基于位错的亚结构,且并未发现弥散分布的强化相,其硬度相对较高。固溶水冷处理后,打印态亚结构消失,无弥散分布的碳化物或强化相,其硬度下降至200HV。固溶空冷合金中存在大量弥散分布的碳化物与强化相,但是由于其冷却速度相对较快,该类弥散分布第二相尺寸较小,其硬度提升幅度有限(300HV)。在固溶炉冷样品中存在大量弥散分布的碳化物和强化相,其硬度达到所有样品的最大值(400HV)。结论通过对比不同冷却速率下合金的组织与性能演变规律,明确了与合金强度相关的显微组织、弥散分布的第二相的调控机制,即延长了合金在中高温区间内的停留时间,经固溶炉冷后的GH4099合金硬度显著提升。

关键词：镍基高温合金增材制造碳化物强化相组织性能

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基于弛豫电压模型的锂离子电池RUL预测

电池 2024年第4期54卷 542-547页

作者：翟健帆李波李永利邓炜中广核风电有限公司北京100071 北京市中保网盾科技有限公司北京102200

锂离子电池在长期使用过程中呈非线性退化趋势,预测非线性退化对延长电池寿命和确保安全意义重大。提出一种利用弛豫电压作为特征序列的非线性退化拐点预测方法,进行拐点和剩余使用寿命(RUL)的联合预测,建立结合拐点退化特征的RUL预测框... 详细信息

锂离子电池在长期使用过程中呈非线性退化趋势,预测非线性退化对延长电池寿命和确保安全意义重大。提出一种利用弛豫电压作为特征序列的非线性退化拐点预测方法,进行拐点和剩余使用寿命(RUL)的联合预测,建立结合拐点退化特征的RUL预测框架,提高预测精度。通过迁移学习,在不同的电池数据集上验证所提联合预测方法的性能,拐点和RUL预测的平均绝对误差在26次循环内,均方根误差低于28次循环。该方法利用弛豫电压来预测拐点和RUL,从而间接预测电池健康状态(SOH),具有预测精度好、应用范围广等特点。

关键词：锂离子电池剩余使用寿命(RUL) 拐点预测弛豫电压健康状态(SOH)

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考虑不同需求弹性的爬坡辅助服务市场出清模型

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电力系统自动化 2024年第5期48卷 48-57页

作者：赵越蔡秋娜王龙戴晓娟王泽林邹文滔广东电网有限责任公司电力调度控制中心广东省广州市510600 北京清能互联科技有限公司北京市100080

在新型电力系统建设背景下,高比例新能源出力间歇性和波动性给电网稳定和安全运行带来新的挑战,而提高电力系统灵活爬坡能力是应对新能源挑战的重要手段。为此,基于不同弹性的爬坡需求曲线,构建爬坡辅助服务市场出清模型,通过爬坡辅助... 详细信息

在新型电力系统建设背景下,高比例新能源出力间歇性和波动性给电网稳定和安全运行带来新的挑战,而提高电力系统灵活爬坡能力是应对新能源挑战的重要手段。为此,基于不同弹性的爬坡需求曲线,构建爬坡辅助服务市场出清模型,通过爬坡辅助服务市场激励灵活性爬坡资源建设,提升电力系统灵活爬坡能力。考虑不同区间的爬坡容量对电力系统的价值有所不同,建立不同需求弹性的爬坡需求曲线计算模型。在此基础上,设计了3种考虑不同爬坡需求弹性的爬坡与电能量市场联合出清模型,分析了这3种模型的爬坡影子价格定价方式及出清结果。构建算例展示弹性需求曲线计算方法及流程,基于IEEE 39节点系统对3种爬坡市场出清模型进行仿真分析。结果表明,增加爬坡需求弹性可提高系统整体运行的经济性。

关键词：高比例新能源爬坡辅助服务需求弹性出清模型定价方法