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微波等离子体飞行时间质谱仪研制及元素检测应用研究

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质谱学报 2024年第3期45卷 343-353,I0002页

作者：左凯代渐雄赵忠俊郭星段忆翔四川大学机械工程学院四川成都610065 成都艾立本科技有限公司四川成都611930

微波等离子体炬(microwave plasma torch,MPT)具有功耗低、操作方便、结构简单等优点,与质谱仪联用可快速分析元素。本文报道了一套自制的低功耗微波等离子体炬飞行时间质谱仪(MPT-TOF MS)及进样装置,并考察了维持气流速、载气流速、超... 详细信息

微波等离子体炬(microwave plasma torch,MPT)具有功耗低、操作方便、结构简单等优点,与质谱仪联用可快速分析元素。本文报道了一套自制的低功耗微波等离子体炬飞行时间质谱仪(MPT-TOF MS)及进样装置,并考察了维持气流速、载气流速、超截取锥电压、MPT炬焰位置及微波功率对元素检测的影响,系统地研究了该仪器的性能。结果表明,MPT-TOF MS具有耗气量少(氩维持气流速800 mL/min、氩载气流速400 mL/min、氮干燥气流速2000 mL/min)、离子源功耗低(100 W)的优势,且线性范围覆盖5个数量级,分辨率高,锂、钠、钾、铷和铯元素的检出限分别为0.49、3.05、1.31、0.74、0.34μg/L。该仪器可用于盐湖中锂、钠、钾、铷及铯碱金属元素的快速检测,是电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)元素检测方法的补充。

关键词：微波等离子体炬(MPT) 飞行时间质谱(TOF MS) 元素检测

基于一维卷积和图神经网络的配电网故障区段定位方法

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电力系统保护与控制 2024年第17期52卷 27-39页

作者：何小龙高红均黄媛高艺文王仁浚刘俊勇四川大学电气工程学院四川成都610065 国网四川省电力公司四川成都610041

快速、准确地定位故障区段对配电网的安全运行至关重要。传统故障定位方法容错率低、耗费时间长,多数深度学习算法对拓扑变动的泛化性不足。基于此,提出了一种基于一维卷积神经网络(one-dimensional convolutional neural network,1D-C... 详细信息

快速、准确地定位故障区段对配电网的安全运行至关重要。传统故障定位方法容错率低、耗费时间长,多数深度学习算法对拓扑变动的泛化性不足。基于此,提出了一种基于一维卷积神经网络(one-dimensional convolutional neural network,1D-CNN)和图神经网络(graph neural network,GNN)的配电网故障区段定位方法。该方法将配电网原始信息与GNN等深度学习算法相结合进行建模。首先利用基于注意力的时空图卷积网络从不同的时空尺度上对遥测数据进行故障特征提取,使用图注意力网络来融合多源遥信数据。然后,利用1D-CNN来调整特征输出维度以实现节点特征到故障支路的映射。最后,通过增设全连接网络来输出故障区段定位结果。依托于Matlab/Simulink平台搭建10 kV中性点不接地配电网系统进行仿真和测试。结果表明,所提方法具有优越的定位性能,能够灵活适用于各类低、中、高阻性接地故障场景,对系统拓扑变动具有强大的泛化能力以及对故障数据不完备的鲁棒性好。

关键词：配电网故障区段定位一维卷积图神经网络拓扑变动数据不完备

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锦屏大理岩原位应力环境水软化特性分析

工程科学与技术 2024年第3期56卷 1-10页

作者：张龙张茹任利张泽天张建海谢晶张安林任海罗浩武汉工程大学资源与安全工程学院湖北武汉430074 四川大学水利水电学院四川成都610065 四川大学深地工程智能建造与健康运维全国重点实验室四川成都610065 雅砻江流域水电开发有限公司四川成都610051

中国水电资源主要集中在西部高山峡谷地区,将水电站建筑物布置在极深洞室群常常是经济且较优的选择。受典型河谷地貌特征和区域强烈高地应力、高渗透压环境影响,极深洞室围岩力学特性演化规律和长期稳定性是亟需解决的关键科学问题。不... 详细信息

中国水电资源主要集中在西部高山峡谷地区,将水电站建筑物布置在极深洞室群常常是经济且较优的选择。受典型河谷地貌特征和区域强烈高地应力、高渗透压环境影响,极深洞室围岩力学特性演化规律和长期稳定性是亟需解决的关键科学问题。不同赋存深度应力环境下,水岩耦合作用对岩石力学性质的影响尚不明确,导致深部岩体工程面临一定的风险性和低效性。基于自主设计并研制的深部原位应力环境岩石饱水试验系统,开展锦屏大理岩原位应力环境与无压环境下饱水时长为1、23、60和100 d的水软化试验,并进行5组不同围压下的三轴压缩试验。研究发现:深部原位应力环境下锦屏大理岩饱水100 d后峰值强度劣化程度约为无压饱水100 d的3倍,其余力学参数(如内聚力、内摩擦角等)劣化度也远大于无压饱水条件;锦屏大理岩峰值强度劣化度随水岩耦合环境深度的增加(100、1000、1400、1800和2400 m)均呈现先减小后增大的非线性变化特征;通过探索锦屏大理岩水软化机理,发现摩擦弱化效应与孔隙水压力作用共同造就了锦屏大理岩峰值强度非线性变化规律。结果表明,原位应力环境下的水软化效应及其对围岩力学性质的影响更加突出,在对深部地下工程进行稳定性分析时必须考虑围岩水软化特性,该结论对锦屏地下工程的建设和维护具有重要的指导意义。

关键词：锦屏大理岩原位应力环境水软化特性水软化机理

红曲霉强化发酵对黄豆酱风味物质及菌群结构的影响

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食品科学 2024年第9期45卷 93-101页

作者：蒋四强陈功李雄波王泽亮范智义李婷李恒张其圣邓维琴四川省食品发酵工业研究设计院有限公司四川成都611130 成都大学食品与生物工程学院四川成都610106 四川东坡中国泡菜产业技术研究院四川眉山620030

为探究红曲霉混合强化发酵对黄豆酱品质的影响,以米曲霉(郫酿M003)和红曲霉(PM001)分别制曲混合强化发酵黄豆酱,通过顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术、主成分分析系统比较不同质量黄豆曲混合强化发酵黄豆酱的挥发性风味成分,运用I... 详细信息

为探究红曲霉混合强化发酵对黄豆酱品质的影响,以米曲霉(郫酿M003)和红曲霉(PM001)分别制曲混合强化发酵黄豆酱,通过顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术、主成分分析系统比较不同质量黄豆曲混合强化发酵黄豆酱的挥发性风味成分,运用Illumina MiSeq测序技术解析黄豆酱混合强化发酵过程中的菌群结构变化,并分析主要微生物与主要风味物质的相关性。结果表明,红曲霉混合强化发酵黄豆酱风味物质的组成、含量和微生物种类及相对丰度均显著优于米曲霉单菌制曲发酵的黄豆酱;黄豆酱中的多种主要风味物质与曲霉属(Aspergillus)、芽孢杆菌属(Bacillus)、红曲属(Monascus)以及明串珠菌属(Leuconostoc)等优势菌属呈显著正相关,米曲霉黄豆曲和红曲霉黄豆曲按照3∶1的质量比混合强化发酵的黄豆酱风味品质更好。研究结果说明红曲霉制曲混合强化发酵可显著改善黄豆酱的风味品质,可为黄豆酱风味品质的改进提供数据参考。

关键词：红曲霉强化发酵黄豆酱挥发性风味成分菌群结构

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基于冲击回转钻进的岩石强度随钻识别研究

岩土力学 2024年第3期45卷 857-866页

作者：刘勇斌张晓平李馨芳李德宏陈广军刘小波熊雪飞杨朗李玉生武汉大学土木建筑工程学院湖北武汉430072 中国铁建昆仑投资集团有限公司四川成都610040 四川蜀道高速公路集团有限公司四川成都610094 四川川黔高速公路有限公司四川成都646500 江西省交通投资集团有限责任公司江西南昌330025

在隧道掘进施工过程中,数字化钻孔过程监测(drillingprocessmonitoring,简称DPM)系统能够实时快速地获取岩石强度参数,及时指导现场开挖和支护作业。为实时获取隧道开挖掌子面前方的围岩强度,基于搭载于气动冲击回转钻机上的数字化DPM... 详细信息

在隧道掘进施工过程中,数字化钻孔过程监测(drillingprocessmonitoring,简称DPM)系统能够实时快速地获取岩石强度参数,及时指导现场开挖和支护作业。为实时获取隧道开挖掌子面前方的围岩强度,基于搭载于气动冲击回转钻机上的数字化DPM系统地开展现场原位数字钻进试验。通过对钻孔全过程的推进压力、回转压力、冲击压力以及钻杆位移等钻进参数进行实时监测、记录和分析,得到了不同钻孔过程的钻进参数特征,据此对各钻孔过程进行识别,并采用DPM时间序列分析方法分离出纯钻进过程钻进参数,结果表明:纯钻进过程的钻进深度随钻进时间呈分段线性变化;钻机工作压力随钻进时间的变化相对恒定,其对不同钻速段的钻速变化影响有限;同时,钻进速度随岩石强度增加而减小,并建立了岩石强度关于钻进速度的指数关系模型,用以指导工程实践。

关键词：冲击回转钻孔过程监测钻进参数饱和单轴抗压强度

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基准排放因子更新对隧道需风量的影响研究

西南交通大学学报 2024年第1期59卷 113-120页

作者：王旭王明年严涛于丽中国铁道科学研究院集团有限公司北京100081 国铁川藏科创中心(成都)有限公司四川成都610213 川藏铁路技术创新中心有限公司四川成都610213 西南交通大学土木工程学院四川成都610031

为解决交通车辆持续更新导致的城市隧道内通风系统设计浪费和运营闲置,研究基准排放因子更新对隧道需风量的影响,并建立2种应对车辆更新的基准排放因子计算方法.首先,通过理论分析明确需风量计算式中随时间更新的关键参数为基准排放因子... 详细信息

为解决交通车辆持续更新导致的城市隧道内通风系统设计浪费和运营闲置,研究基准排放因子更新对隧道需风量的影响,并建立2种应对车辆更新的基准排放因子计算方法.首先,通过理论分析明确需风量计算式中随时间更新的关键参数为基准排放因子;随后,根据定量分析得到基准排放因子和纵坡-车速系数更新对需风量的影响;最后,结合国外理念和实际设计经验,提出2种考虑时间更新的基准排放因子计算方法.研究结果表明:我国道路隧道通风设计规范在制定基准排放因子时参考了世界道路协会(PIARC)通风报告,并分析得到了参考理由;与2000年相比,2021年的CO、NOx和PM基准排放限值分别降低了81.6%、76.7%和97.9%;建立了使用机动车污染物排放限值作为基准排放因子的最不利设计方法,计算出2018年各污染物基准排放因子(CO为0.0011 m^(3)/(辆·km),PM为0.4610 m^(2)/(辆·km)),相比于2014年《细则》分别降低84.3%和77.0%.建立并验证了基准排放因子计算方法,为城市道路隧道通风系统设计提供参考.

关键词：城市道路隧道通风设计需风量基准排放因子排放清单

电力系统暂态电压稳定评估的混合智能特征双重筛选方法

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电网技术 2024年第4期48卷 1532-1542,I0044,I0046,I0047页

作者：王渝红朱玲俐赏成波李晨鑫杜婷郑宗生四川大学电气工程学院四川省成都市610065

含高比例新能源与直流接入的电力系统暂态电压稳定特征呈高维冗余性,影响基于数据驱动评估模型的效率和性能。为此,在构建一组适应含高比例新能源和直流接入场景的完备特征集合基础上,提出一种基于改进Relief算法和改进群智能优化算法... 详细信息

含高比例新能源与直流接入的电力系统暂态电压稳定特征呈高维冗余性,影响基于数据驱动评估模型的效率和性能。为此,在构建一组适应含高比例新能源和直流接入场景的完备特征集合基础上,提出一种基于改进Relief算法和改进群智能优化算法双重筛选的混合智能特征选择方法,以降低原始特征维度,提高模型稳定评估的效率和准确率。首先,通过时序分层处理对原始Relief算法进行时序改进,并利用该改进算法进行特征的有效性度量,以消除分类低效特征,得到降维后的初筛特征子集;随后,融合特征有效性度量值对群智能优化算法进行搜索性能增强。再以此增强算法为寻优策略,并以时序分类模型卷积门控循环单元(convolution gated recurrent unit,ConvGRU)为分类器,构成基于群智能优化算法的封装式特征选择方案,进一步实现特征子集寻优。最后,通过算例对比分析,该方法下高维特征维度能压缩80%以上,且所选特征子集能有效提高评估模型的准确率,验证该方法对于高维时序特征筛选处理的有效性及必要性。

关键词：暂态电压稳定评估特征选择 Relief算法群智能优化卷积门控循环单元

虚拟电厂两阶段准线型需求响应优化及收益共享-风险共担决策方法

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电网技术 2024年第2期48卷 799-808页

作者：成雨阳高红均王仁浚高艺文刘俊勇四川大学电气工程学院四川省成都市610065 国网四川省电力公司电力科学研究院四川省成都市610041

末端分散式资源的需求响应(demand response,DR)是支撑电力系统灵活调节的重要形式,但末端资源通常规模大且单体容量小,迫切需要虚拟电厂(virtual power plant,VPP)等市场主体进行聚合代理,从而间接参与电网公司的调节服务。聚焦于准线... 详细信息

末端分散式资源的需求响应(demand response,DR)是支撑电力系统灵活调节的重要形式,但末端资源通常规模大且单体容量小,迫切需要虚拟电厂(virtual power plant,VPP)等市场主体进行聚合代理,从而间接参与电网公司的调节服务。聚焦于准线型需求响应这一新兴的响应模式,重点研究VPP内部分散式资源的利益-风险互动协调策略,提出面向准线型DR的VPP两阶段优化及收益共享-风险共担决策方法,构建VPP与电网、内部用户互动协调新模式。首先,在准线型激励下VPP以整体收益最大化为目标,考虑柔性负荷响应积极度与新能源准确度因子,进行日前-日内两阶段DR优化;其次,在收益共享-风险共担决策方法下,VPP与柔性负荷共享准线型激励、与新能源共担不确定性风险,并以改进的Shapley法对内部柔性负荷进行利益分配。仿真结果表明,相较于传统DR,准线型DR给出全时段响应目标,更具有优越性;共享-共担决策吸引柔性负荷参与VPP调节,促使VPP与用户双赢。

关键词：虚拟电厂准线型需求响应收益共享-风险共担改进Shapley

考虑分级重构的配电网安全低碳两阶段运行优化方法

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电力系统保护与控制 2024年第14期52卷 36-45页

作者：罗龙波陈明辉王雯沁高红均刘俊勇广东电网有限责任公司广州供电局广东广州510630 四川大学电气工程学院四川成都610065

随着配电网拓扑结构的复杂程度提高,针对高比例可再生能源出力预测误差会导致配电网优化调度决策的准确性下降的问题,提出考虑分级重构方法的配电网安全低碳两阶段优化方法。首先,分析了配电网两类分级开关的影响程度和两阶段运行优化... 详细信息

随着配电网拓扑结构的复杂程度提高,针对高比例可再生能源出力预测误差会导致配电网优化调度决策的准确性下降的问题,提出考虑分级重构方法的配电网安全低碳两阶段优化方法。首先,分析了配电网两类分级开关的影响程度和两阶段运行优化框架。其次,提出了配电网日前-日内两阶段优化方法,通过协调分级开关动作、储能系统、工业负荷需求响应等手段实现配电网最优化运行。然后,考虑到光伏出力在不同时间尺度上预测误差,分别构建了以低碳性为目标的日前全局低碳经济调度模型及以安全性为目标的日内滚动安全经济调度模型。最后,算例验证了所提模型能够在光伏高比例渗透背景下,有效支撑复杂配电网安全低碳运行。

关键词：配电网多级重构低碳优化调度可再生能源