2019年第35卷第2期目录
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  • 王朝龙,李琦芬,俞光灿,苗沃生,谢伟
    2019,35(2):101-106,142 doi: 10.3969/j.issn.1006-4729.2019.02.001
    摘要:
    针对高压管输天然气在阀门启闭瞬间产生的水力波动、不稳定流动等现象,以湖北某天然气门站为例,在已知天然气管网等相关设备参数的基础上,探究考证此现象对天然气管网安全的影响。一方面,通过力学方程对产生水力波动的天然气控制体进行受力分析,推导求解出最大的水力扰动压强约为0.093 MPa;另一方面,利用模拟软件RealPipe-Gas对水力波动过程进行仿真模拟,确定扰动压强大致为0.06~0.09 MPa。采用控制变量法,模拟不同变量工况下流量、管网压力、管径对波动大小的影响,分析水力波动对系统造成的影响,并给出了减轻波动的相应措施。
  • 吴江,余凌洁,张会,关昱,张霞
    2019,35(2):107-110,148 doi: 10.3969/j.issn.1006-4729.2019.02.002
    摘要:
    随着中国城市化进程的逐渐加快,污泥产量迅速增加,但污泥无害化处理率仍很低,因此污泥的减量、无害处理以及资源利用十分紧迫。污泥焚烧是实现最大体积减小的污泥处置方法之一。在发达国家和地区,污泥焚烧工艺已逐渐成熟。综述了污泥焚烧技术的现状,对国内外包括电厂掺烧污泥在内的典型污泥焚烧系统进行了评价,并讨论了燃煤电厂污泥混烧技术的未来发展方向。
  • 宗雨,张建平
    2019,35(2):111-114 doi: 10.3969/j.issn.1006-4729.2019.02.003
    摘要:
    为了精确、快速地预测真空荧光显示器(VFD)的常规寿命,在提高阴极灯丝温度的基础上开展了一组VFD加速退化试验。具体做法是:采集加速亮度衰减数据,基于三参数威布尔函数、右逼近法、加速寿命与常规寿命间的关系建立了寿命快速预测模型,从而实现了对VFD寿命的估算。结果表明:提出的寿命预测模型仅借助于一组加速退化试验数据便可精准地估算产品的常规寿命,大大缩短了试验测试时间,降低了寿命预测成本。
  • 朱天成,蒋伟
    2019,35(2):115-120 doi: 10.3969/j.issn.1006-4729.2019.02.004
    摘要:
    多用户共享蓄电池下家庭能源管理系统(HEMS)的电气设备运行调度,可以使电费减少。首先,对家庭中柔性负荷和储能设备进行建模,目的是使得家庭设备运行调度模型的用电费用最小,建立具有经济性的目标优化模型。数学建模的过程中考虑了光伏(PV)发电和储能设备的影响,并允许向大电网出售剩余电力。其次,对小区的每一个用户先分别计算各自独立的一天用电费用,再计算多用户共享下的一天费用。最后,通过仿真对比二者优化调度结果的费用,以验证优化方法的正确性和经济性。
  • 张元安,吴江
    2019,35(2):121-126 doi: 10.3969/j.issn.1006-4729.2019.02.005
    摘要:
    整体煤气化联合循环(IGCC)是洁净煤发电技术的重要发展方向。煤气化产生的粗煤气一般含有大量的H2S,进入燃气轮机内会对叶片造成腐蚀,影响汽轮机寿命。传统低温脱硫技术先将高温煤气冷却,待H2S被液体吸收后再重新加热煤气,造成极大的能量损失。采用固体可再生吸附剂高温脱硫可省去冷却和再加热的步骤,提高热效率,简化净化设备。金属氧化物是高温煤气脱硫剂研究的主要方向,复合金属氧化物因其具有很高的硫容且与H2S有很强的亲和力而大大提高了脱硫性能,具有良好的脱硫效果,应用前景广阔。
  • 朱杰文,刘江,翁培奋,项文威
    2019,35(2):127-131 doi: 10.3969/j.issn.1006-4729.2019.02.006
    摘要:
    燃烧室是燃气轮机的核心部件之一,决定着整个燃气轮机的工作性能,而燃气轮机燃烧室模化试验是获得燃烧室性能参数的主要方法,对燃烧室设计及优化具有极其重要的指导意义。结合国内外燃气轮机燃烧室试验方法,总结分析了燃烧室试验中应用的各类燃烧室模化方法和相关模化理论,为后续进行燃烧室试验提供了参考和借鉴。
  • 马静,胡继堂,刘凯,王栋,谢娟,屈鹏
    2019,35(2):132-136 doi: 10.3969/j.issn.1006-4729.2019.02.007
    摘要:
    淮南500 kV主网架逐渐成型,500 kV和220 kV电网间高低压电磁环网已经形成。针对淮南电网特点,对淮南220 kV电磁环网进行了解环分析,提出了一套合理的解环方案,实现对淮南220 kV电网的分区运行,并考虑一个分区失去上级电源后另一分区作为备用电源这一典型场景下的供电可靠性。采用案例验证了解环方案的合理性。
  • 王皓靖,王育飞,张宇,方陈,薛花,王成龙
    2019,35(2):137-142 doi: 10.3969/j.issn.1006-4729.2019.02.008
    摘要:
    电动汽车规模化接入电网会对配电网的安全运行造成负面影响,研究如何控制电动汽车的充放电过程有利于配电网的安全经济运行。以削峰填谷作为优化目标,建立了基于电动汽车与电网互动(V2G)技术的光储式电动汽车充电站系统模型,提出了电动汽车定时模式、定峰模式、负荷整形模式以及V2G与储能配合模式4种有序充放电策略。基于MATLAB软件平台的算例仿真结果表明,所提策略可在一定程度上起到削峰填谷的作用,验证了所提策略的可行性和有效性。
  • 刘家明,任洪波,徐海
    2019,35(2):143-148 doi: 10.3969/j.issn.1006-4729.2019.02.009
    摘要:
    以屋顶分布式光伏发电系统为研究对象,构建了考虑建筑容积率和建筑密度影响的电力供需模型。针对不同类型建筑的数值进行分析,结果表明,对任一建筑密度,减小建筑容积率可提高屋顶光伏发电系统的发电量;对任一特定建筑,存在某临界容积率,使得光伏发电系统发电量大于需求侧电负荷。
  • 赵坤,张挺,杜奕
    2019,35(2):149-152 doi: 10.3969/j.issn.1006-4729.2019.02.010
    摘要:
    由于风力发电受天气条件的影响,所以其输出功率难以预测。将风力发电功率与气象数据依据一定的排列规则整理为三维图像,通过FILTERSIM算法对训练数据图像降维并提取其特征,然后在已知的气象数据组成的验证点集上预测风力发电功率。试验结果与验证数据的对比表明,该方法能有效预测风电的发电功率。
  • 梁俊翠,刘方
    2019,35(2):153-158,163 doi: 10.3969/j.issn.1006-4729.2019.02.011
    摘要:
    在Dymola仿真平台上建立了跨临界CO2热泵系统动态模型。模拟研究了系统中气体冷却器、蒸发器和储能水箱的尺寸,以及运行参数对其性能的影响,同时对这些参数进行优化。优化后,系统瞬时能效比可达7.49,储能过程中总能效比可达6.75。
  • 刘宏达,郑鹏远
    2019,35(2):159-163 doi: 10.3969/j.issn.1006-4729.2019.02.012
    摘要:
    针对Buck型DC-DC变换器对象,以驱动系统输出电压快速跟踪设定电压值为控制目标,设计了预测控制优化算法对输出电压进行优化控制。首先采用线性矩阵不等式(LMIs)技术和不变集方法,将Buck变换器的控制问题转化为半正定规划问题,随后基于预测控制的滚动优化思想对Buck变换器输出电压设计无穷时域性能优化算法。基于该优化算法和3个不同的采样周期,对Buck型变换器的电压输出进行了仿真控制,结果表明,Buck型变换器的输出电压能较快地收敛至设定电压值,取得了更优的控制性能,验证了该算法的有效性。
  • 孙忠林,郑鹏远
    2019,35(2):164-170 doi: 10.3969/j.issn.1006-4729.2019.02.013
    摘要:
    针对复杂双容水箱系统,以控制两个下水箱液位跟踪设定值为设计目标。为实现良好的水箱液位控制效果,首先构造液位控制的无穷时域性能指标,建立了复杂双容水箱无穷时域性能优化问题的数学描述;随后将基于时间分解协调的递阶优化和预测控制的滚动优化思想引入水箱液位控制,将优化时域较长所引起的大规模参数优化问题分解为各时间点上独立的小规模参数优化问题,从而得出显式优化解,取得较优的水箱液位控制效果。
  • 钦超,吕学勤,王裕东,瞿艳
    2019,35(2):171-174 doi: 10.3969/j.issn.1006-4729.2019.02.014
    摘要:
    焊缝检测和识别是实现智能化焊缝跟踪的前提。设计了一种由单片机控制的移动焊接机器人焊缝检测系统。系统选用OMRON公司ZX-LD40型激光位移传感器进行位置信息测量,并采用ST公司的STM32F407VG作为控制系统主控芯片。电机驱动器通过接收控制系统传送的脉冲调整信号量,牵引步进电机控制十字滑块自主进行焊缝定位识别。
  • 王裕东,吕学勤,汤宇豪,瞿艳
    2019,35(2):175-180 doi: 10.3969/j.issn.1006-4729.2019.02.015
    摘要:
    针对焊接图像缺乏纹理的问题,研究了一种弱纹理检测跨尺度聚合的立体匹配算法。根据张氏标定法,对双目视觉传感器进行标定,得到了双目视觉传感器的外部和内部参数。然后,对双目视觉传感器获取的焊缝图片进行中值滤波、二值化等一系列图片预处理。利用弱纹理检测跨尺度聚合算法对焊缝图像进行立体匹配,得出焊缝图像视差图,再从视差中恢复距离,得到了焊枪的高度信息。对双目视觉传感器采集的焊缝图像进行实验,实验结果验证了弱纹理检测跨尺度聚合的立体匹配算法的可靠性。
  • 郑小霞,缪唯杰
    2019,35(2):181-186 doi: 10.3969/j.issn.1006-4729.2019.02.016
    摘要:
    提出了运用马尔科夫法和序贯蒙特卡洛抽样的风电场可靠性模型并进行了并网可靠性评估。通过对风电场历史运行数据的统计,利用马尔科夫法得到风电机组有功输出状态之间的转移率,采用便于工程实现的正常、降额及故障3个状态作为风机故障模型并通过马尔科夫法计算得到状态概率及持续时间。利用序贯蒙特卡洛法对风机状态及其持续时间进行多重抽样,所提出的模型经过IEEE-RTS79可靠性测试系统进行综合模拟,并分析了不同风电渗透率下系统可靠性水平。实验结果表明所构建的模型能反映任意时间段的风机出力及可靠性水平。
  • 张云,钱玉良,邱正,张霄
    2019,35(2):187-192,196 doi: 10.3969/j.issn.1006-4729.2019.02.017
    摘要:
    将灰狼优化算法和支持向量机算法作为理论指导,并采用灰狼优化算法对支持向量机算法进行优化,以实现燃气轮机故障类型的分类。将灰狼优化算法与遗传算法优化支持向量机方法和粒子群算法优化支持向量机方法进行对比,结果表明,通过灰狼算法优化支持向量机的方法对燃气轮机故障分类的准确率要高于遗传算法优化支持向量机算法和粒子群算法优化支持向量机的故障分类方法。
  • 王倩倩,徐浩然
    2019,35(2):193-196 doi: 10.3969/j.issn.1006-4729.2019.02.018
    摘要:
    通过拉曼光谱和光致发光光谱分别揭示了单层硒化钨在施加单轴拉伸应变情况下的带隙能量变化。应变可以诱导单层硒化钨由直接带隙半导体转变为间接带隙半导体,并且在整个应变范围内,直接带隙峰和间接带隙峰均出现明显的红移。应变还对晶格震动有影响,对面内震动模式E2g1观察到明显的峰分裂。这些发现丰富了对单层过渡金属二硫化物材料应变状态的理解。
  • 蔡静静,周诗雨
    2019,35(2):197-200 doi: 10.3969/j.issn.1006-4729.2019.02.019
    摘要:
    在生态学中,种群向新领域入侵时,生存区域的边界是随时间变动的边界(被称为自由边界)。采用自由边界问题来描述种群的传播,其中自由边界满足经典的Stefan自由边界条件,方程为反应扩散方程组,改进了以往的竞争模型。利用比较原理和上下解的方法研究了解的渐近行为,分析了强竞争和弱竞争时种群的传播,结果表明,无论种群初始密度多小,种群都会生存且生存区域不变。
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  • 王朝龙,李琦芬,俞光灿,苗沃生,谢伟
    2019,35(2):101-106,142 doi: 10.3969/j.issn.1006-4729.2019.02.001
    摘要:
    针对高压管输天然气在阀门启闭瞬间产生的水力波动、不稳定流动等现象,以湖北某天然气门站为例,在已知天然气管网等相关设备参数的基础上,探究考证此现象对天然气管网安全的影响。一方面,通过力学方程对产生水力波动的天然气控制体进行受力分析,推导求解出最大的水力扰动压强约为0.093 MPa;另一方面,利用模拟软件RealPipe-Gas对水力波动过程进行仿真模拟,确定扰动压强大致为0.06~0.09 MPa。采用控制变量法,模拟不同变量工况下流量、管网压力、管径对波动大小的影响,分析水力波动对系统造成的影响,并给出了减轻波动的相应措施。
  • 吴江,余凌洁,张会,关昱,张霞
    2019,35(2):107-110,148 doi: 10.3969/j.issn.1006-4729.2019.02.002
    摘要:
    随着中国城市化进程的逐渐加快,污泥产量迅速增加,但污泥无害化处理率仍很低,因此污泥的减量、无害处理以及资源利用十分紧迫。污泥焚烧是实现最大体积减小的污泥处置方法之一。在发达国家和地区,污泥焚烧工艺已逐渐成熟。综述了污泥焚烧技术的现状,对国内外包括电厂掺烧污泥在内的典型污泥焚烧系统进行了评价,并讨论了燃煤电厂污泥混烧技术的未来发展方向。
  • 宗雨,张建平
    2019,35(2):111-114 doi: 10.3969/j.issn.1006-4729.2019.02.003
    摘要:
    为了精确、快速地预测真空荧光显示器(VFD)的常规寿命,在提高阴极灯丝温度的基础上开展了一组VFD加速退化试验。具体做法是:采集加速亮度衰减数据,基于三参数威布尔函数、右逼近法、加速寿命与常规寿命间的关系建立了寿命快速预测模型,从而实现了对VFD寿命的估算。结果表明:提出的寿命预测模型仅借助于一组加速退化试验数据便可精准地估算产品的常规寿命,大大缩短了试验测试时间,降低了寿命预测成本。
  • 朱天成,蒋伟
    2019,35(2):115-120 doi: 10.3969/j.issn.1006-4729.2019.02.004
    摘要:
    多用户共享蓄电池下家庭能源管理系统(HEMS)的电气设备运行调度,可以使电费减少。首先,对家庭中柔性负荷和储能设备进行建模,目的是使得家庭设备运行调度模型的用电费用最小,建立具有经济性的目标优化模型。数学建模的过程中考虑了光伏(PV)发电和储能设备的影响,并允许向大电网出售剩余电力。其次,对小区的每一个用户先分别计算各自独立的一天用电费用,再计算多用户共享下的一天费用。最后,通过仿真对比二者优化调度结果的费用,以验证优化方法的正确性和经济性。
  • 张元安,吴江
    2019,35(2):121-126 doi: 10.3969/j.issn.1006-4729.2019.02.005
    摘要:
    整体煤气化联合循环(IGCC)是洁净煤发电技术的重要发展方向。煤气化产生的粗煤气一般含有大量的H2S,进入燃气轮机内会对叶片造成腐蚀,影响汽轮机寿命。传统低温脱硫技术先将高温煤气冷却,待H2S被液体吸收后再重新加热煤气,造成极大的能量损失。采用固体可再生吸附剂高温脱硫可省去冷却和再加热的步骤,提高热效率,简化净化设备。金属氧化物是高温煤气脱硫剂研究的主要方向,复合金属氧化物因其具有很高的硫容且与H2S有很强的亲和力而大大提高了脱硫性能,具有良好的脱硫效果,应用前景广阔。
  • 朱杰文,刘江,翁培奋,项文威
    2019,35(2):127-131 doi: 10.3969/j.issn.1006-4729.2019.02.006
    摘要:
    燃烧室是燃气轮机的核心部件之一,决定着整个燃气轮机的工作性能,而燃气轮机燃烧室模化试验是获得燃烧室性能参数的主要方法,对燃烧室设计及优化具有极其重要的指导意义。结合国内外燃气轮机燃烧室试验方法,总结分析了燃烧室试验中应用的各类燃烧室模化方法和相关模化理论,为后续进行燃烧室试验提供了参考和借鉴。
  • 马静,胡继堂,刘凯,王栋,谢娟,屈鹏
    2019,35(2):132-136 doi: 10.3969/j.issn.1006-4729.2019.02.007
    摘要:
    淮南500 kV主网架逐渐成型,500 kV和220 kV电网间高低压电磁环网已经形成。针对淮南电网特点,对淮南220 kV电磁环网进行了解环分析,提出了一套合理的解环方案,实现对淮南220 kV电网的分区运行,并考虑一个分区失去上级电源后另一分区作为备用电源这一典型场景下的供电可靠性。采用案例验证了解环方案的合理性。
  • 王皓靖,王育飞,张宇,方陈,薛花,王成龙
    2019,35(2):137-142 doi: 10.3969/j.issn.1006-4729.2019.02.008
    摘要:
    电动汽车规模化接入电网会对配电网的安全运行造成负面影响,研究如何控制电动汽车的充放电过程有利于配电网的安全经济运行。以削峰填谷作为优化目标,建立了基于电动汽车与电网互动(V2G)技术的光储式电动汽车充电站系统模型,提出了电动汽车定时模式、定峰模式、负荷整形模式以及V2G与储能配合模式4种有序充放电策略。基于MATLAB软件平台的算例仿真结果表明,所提策略可在一定程度上起到削峰填谷的作用,验证了所提策略的可行性和有效性。
  • 刘家明,任洪波,徐海
    2019,35(2):143-148 doi: 10.3969/j.issn.1006-4729.2019.02.009
    摘要:
    以屋顶分布式光伏发电系统为研究对象,构建了考虑建筑容积率和建筑密度影响的电力供需模型。针对不同类型建筑的数值进行分析,结果表明,对任一建筑密度,减小建筑容积率可提高屋顶光伏发电系统的发电量;对任一特定建筑,存在某临界容积率,使得光伏发电系统发电量大于需求侧电负荷。
  • 赵坤,张挺,杜奕
    2019,35(2):149-152 doi: 10.3969/j.issn.1006-4729.2019.02.010
    摘要:
    由于风力发电受天气条件的影响,所以其输出功率难以预测。将风力发电功率与气象数据依据一定的排列规则整理为三维图像,通过FILTERSIM算法对训练数据图像降维并提取其特征,然后在已知的气象数据组成的验证点集上预测风力发电功率。试验结果与验证数据的对比表明,该方法能有效预测风电的发电功率。
  • 梁俊翠,刘方
    2019,35(2):153-158,163 doi: 10.3969/j.issn.1006-4729.2019.02.011
    摘要:
    在Dymola仿真平台上建立了跨临界CO2热泵系统动态模型。模拟研究了系统中气体冷却器、蒸发器和储能水箱的尺寸,以及运行参数对其性能的影响,同时对这些参数进行优化。优化后,系统瞬时能效比可达7.49,储能过程中总能效比可达6.75。
  • 刘宏达,郑鹏远
    2019,35(2):159-163 doi: 10.3969/j.issn.1006-4729.2019.02.012
    摘要:
    针对Buck型DC-DC变换器对象,以驱动系统输出电压快速跟踪设定电压值为控制目标,设计了预测控制优化算法对输出电压进行优化控制。首先采用线性矩阵不等式(LMIs)技术和不变集方法,将Buck变换器的控制问题转化为半正定规划问题,随后基于预测控制的滚动优化思想对Buck变换器输出电压设计无穷时域性能优化算法。基于该优化算法和3个不同的采样周期,对Buck型变换器的电压输出进行了仿真控制,结果表明,Buck型变换器的输出电压能较快地收敛至设定电压值,取得了更优的控制性能,验证了该算法的有效性。
  • 孙忠林,郑鹏远
    2019,35(2):164-170 doi: 10.3969/j.issn.1006-4729.2019.02.013
    摘要:
    针对复杂双容水箱系统,以控制两个下水箱液位跟踪设定值为设计目标。为实现良好的水箱液位控制效果,首先构造液位控制的无穷时域性能指标,建立了复杂双容水箱无穷时域性能优化问题的数学描述;随后将基于时间分解协调的递阶优化和预测控制的滚动优化思想引入水箱液位控制,将优化时域较长所引起的大规模参数优化问题分解为各时间点上独立的小规模参数优化问题,从而得出显式优化解,取得较优的水箱液位控制效果。
  • 钦超,吕学勤,王裕东,瞿艳
    2019,35(2):171-174 doi: 10.3969/j.issn.1006-4729.2019.02.014
    摘要:
    焊缝检测和识别是实现智能化焊缝跟踪的前提。设计了一种由单片机控制的移动焊接机器人焊缝检测系统。系统选用OMRON公司ZX-LD40型激光位移传感器进行位置信息测量,并采用ST公司的STM32F407VG作为控制系统主控芯片。电机驱动器通过接收控制系统传送的脉冲调整信号量,牵引步进电机控制十字滑块自主进行焊缝定位识别。
  • 王裕东,吕学勤,汤宇豪,瞿艳
    2019,35(2):175-180 doi: 10.3969/j.issn.1006-4729.2019.02.015
    摘要:
    针对焊接图像缺乏纹理的问题,研究了一种弱纹理检测跨尺度聚合的立体匹配算法。根据张氏标定法,对双目视觉传感器进行标定,得到了双目视觉传感器的外部和内部参数。然后,对双目视觉传感器获取的焊缝图片进行中值滤波、二值化等一系列图片预处理。利用弱纹理检测跨尺度聚合算法对焊缝图像进行立体匹配,得出焊缝图像视差图,再从视差中恢复距离,得到了焊枪的高度信息。对双目视觉传感器采集的焊缝图像进行实验,实验结果验证了弱纹理检测跨尺度聚合的立体匹配算法的可靠性。
  • 郑小霞,缪唯杰
    2019,35(2):181-186 doi: 10.3969/j.issn.1006-4729.2019.02.016
    摘要:
    提出了运用马尔科夫法和序贯蒙特卡洛抽样的风电场可靠性模型并进行了并网可靠性评估。通过对风电场历史运行数据的统计,利用马尔科夫法得到风电机组有功输出状态之间的转移率,采用便于工程实现的正常、降额及故障3个状态作为风机故障模型并通过马尔科夫法计算得到状态概率及持续时间。利用序贯蒙特卡洛法对风机状态及其持续时间进行多重抽样,所提出的模型经过IEEE-RTS79可靠性测试系统进行综合模拟,并分析了不同风电渗透率下系统可靠性水平。实验结果表明所构建的模型能反映任意时间段的风机出力及可靠性水平。
  • 张云,钱玉良,邱正,张霄
    2019,35(2):187-192,196 doi: 10.3969/j.issn.1006-4729.2019.02.017
    摘要:
    将灰狼优化算法和支持向量机算法作为理论指导,并采用灰狼优化算法对支持向量机算法进行优化,以实现燃气轮机故障类型的分类。将灰狼优化算法与遗传算法优化支持向量机方法和粒子群算法优化支持向量机方法进行对比,结果表明,通过灰狼算法优化支持向量机的方法对燃气轮机故障分类的准确率要高于遗传算法优化支持向量机算法和粒子群算法优化支持向量机的故障分类方法。
  • 王倩倩,徐浩然
    2019,35(2):193-196 doi: 10.3969/j.issn.1006-4729.2019.02.018
    摘要:
    通过拉曼光谱和光致发光光谱分别揭示了单层硒化钨在施加单轴拉伸应变情况下的带隙能量变化。应变可以诱导单层硒化钨由直接带隙半导体转变为间接带隙半导体,并且在整个应变范围内,直接带隙峰和间接带隙峰均出现明显的红移。应变还对晶格震动有影响,对面内震动模式E2g1观察到明显的峰分裂。这些发现丰富了对单层过渡金属二硫化物材料应变状态的理解。
  • 蔡静静,周诗雨
    2019,35(2):197-200 doi: 10.3969/j.issn.1006-4729.2019.02.019
    摘要:
    在生态学中,种群向新领域入侵时,生存区域的边界是随时间变动的边界(被称为自由边界)。采用自由边界问题来描述种群的传播,其中自由边界满足经典的Stefan自由边界条件,方程为反应扩散方程组,改进了以往的竞争模型。利用比较原理和上下解的方法研究了解的渐近行为,分析了强竞争和弱竞争时种群的传播,结果表明,无论种群初始密度多小,种群都会生存且生存区域不变。
    本期目录
  • 王朝龙,李琦芬,俞光灿,苗沃生,谢伟
    2019,35(2):101-106,142 doi: 10.3969/j.issn.1006-4729.2019.02.001
    摘要:
    针对高压管输天然气在阀门启闭瞬间产生的水力波动、不稳定流动等现象,以湖北某天然气门站为例,在已知天然气管网等相关设备参数的基础上,探究考证此现象对天然气管网安全的影响。一方面,通过力学方程对产生水力波动的天然气控制体进行受力分析,推导求解出最大的水力扰动压强约为0.093 MPa;另一方面,利用模拟软件RealPipe-Gas对水力波动过程进行仿真模拟,确定扰动压强大致为0.06~0.09 MPa。采用控制变量法,模拟不同变量工况下流量、管网压力、管径对波动大小的影响,分析水力波动对系统造成的影响,并给出了减轻波动的相应措施。
  • 吴江,余凌洁,张会,关昱,张霞
    2019,35(2):107-110,148 doi: 10.3969/j.issn.1006-4729.2019.02.002
    摘要:
    随着中国城市化进程的逐渐加快,污泥产量迅速增加,但污泥无害化处理率仍很低,因此污泥的减量、无害处理以及资源利用十分紧迫。污泥焚烧是实现最大体积减小的污泥处置方法之一。在发达国家和地区,污泥焚烧工艺已逐渐成熟。综述了污泥焚烧技术的现状,对国内外包括电厂掺烧污泥在内的典型污泥焚烧系统进行了评价,并讨论了燃煤电厂污泥混烧技术的未来发展方向。
  • 宗雨,张建平
    2019,35(2):111-114 doi: 10.3969/j.issn.1006-4729.2019.02.003
    摘要:
    为了精确、快速地预测真空荧光显示器(VFD)的常规寿命,在提高阴极灯丝温度的基础上开展了一组VFD加速退化试验。具体做法是:采集加速亮度衰减数据,基于三参数威布尔函数、右逼近法、加速寿命与常规寿命间的关系建立了寿命快速预测模型,从而实现了对VFD寿命的估算。结果表明:提出的寿命预测模型仅借助于一组加速退化试验数据便可精准地估算产品的常规寿命,大大缩短了试验测试时间,降低了寿命预测成本。
  • 朱天成,蒋伟
    2019,35(2):115-120 doi: 10.3969/j.issn.1006-4729.2019.02.004
    摘要:
    多用户共享蓄电池下家庭能源管理系统(HEMS)的电气设备运行调度,可以使电费减少。首先,对家庭中柔性负荷和储能设备进行建模,目的是使得家庭设备运行调度模型的用电费用最小,建立具有经济性的目标优化模型。数学建模的过程中考虑了光伏(PV)发电和储能设备的影响,并允许向大电网出售剩余电力。其次,对小区的每一个用户先分别计算各自独立的一天用电费用,再计算多用户共享下的一天费用。最后,通过仿真对比二者优化调度结果的费用,以验证优化方法的正确性和经济性。
  • 张元安,吴江
    2019,35(2):121-126 doi: 10.3969/j.issn.1006-4729.2019.02.005
    摘要:
    整体煤气化联合循环(IGCC)是洁净煤发电技术的重要发展方向。煤气化产生的粗煤气一般含有大量的H2S,进入燃气轮机内会对叶片造成腐蚀,影响汽轮机寿命。传统低温脱硫技术先将高温煤气冷却,待H2S被液体吸收后再重新加热煤气,造成极大的能量损失。采用固体可再生吸附剂高温脱硫可省去冷却和再加热的步骤,提高热效率,简化净化设备。金属氧化物是高温煤气脱硫剂研究的主要方向,复合金属氧化物因其具有很高的硫容且与H2S有很强的亲和力而大大提高了脱硫性能,具有良好的脱硫效果,应用前景广阔。
  • 朱杰文,刘江,翁培奋,项文威
    2019,35(2):127-131 doi: 10.3969/j.issn.1006-4729.2019.02.006
    摘要:
    燃烧室是燃气轮机的核心部件之一,决定着整个燃气轮机的工作性能,而燃气轮机燃烧室模化试验是获得燃烧室性能参数的主要方法,对燃烧室设计及优化具有极其重要的指导意义。结合国内外燃气轮机燃烧室试验方法,总结分析了燃烧室试验中应用的各类燃烧室模化方法和相关模化理论,为后续进行燃烧室试验提供了参考和借鉴。
  • 马静,胡继堂,刘凯,王栋,谢娟,屈鹏
    2019,35(2):132-136 doi: 10.3969/j.issn.1006-4729.2019.02.007
    摘要:
    淮南500 kV主网架逐渐成型,500 kV和220 kV电网间高低压电磁环网已经形成。针对淮南电网特点,对淮南220 kV电磁环网进行了解环分析,提出了一套合理的解环方案,实现对淮南220 kV电网的分区运行,并考虑一个分区失去上级电源后另一分区作为备用电源这一典型场景下的供电可靠性。采用案例验证了解环方案的合理性。
  • 王皓靖,王育飞,张宇,方陈,薛花,王成龙
    2019,35(2):137-142 doi: 10.3969/j.issn.1006-4729.2019.02.008
    摘要:
    电动汽车规模化接入电网会对配电网的安全运行造成负面影响,研究如何控制电动汽车的充放电过程有利于配电网的安全经济运行。以削峰填谷作为优化目标,建立了基于电动汽车与电网互动(V2G)技术的光储式电动汽车充电站系统模型,提出了电动汽车定时模式、定峰模式、负荷整形模式以及V2G与储能配合模式4种有序充放电策略。基于MATLAB软件平台的算例仿真结果表明,所提策略可在一定程度上起到削峰填谷的作用,验证了所提策略的可行性和有效性。
  • 刘家明,任洪波,徐海
    2019,35(2):143-148 doi: 10.3969/j.issn.1006-4729.2019.02.009
    摘要:
    以屋顶分布式光伏发电系统为研究对象,构建了考虑建筑容积率和建筑密度影响的电力供需模型。针对不同类型建筑的数值进行分析,结果表明,对任一建筑密度,减小建筑容积率可提高屋顶光伏发电系统的发电量;对任一特定建筑,存在某临界容积率,使得光伏发电系统发电量大于需求侧电负荷。
  • 赵坤,张挺,杜奕
    2019,35(2):149-152 doi: 10.3969/j.issn.1006-4729.2019.02.010
    摘要:
    由于风力发电受天气条件的影响,所以其输出功率难以预测。将风力发电功率与气象数据依据一定的排列规则整理为三维图像,通过FILTERSIM算法对训练数据图像降维并提取其特征,然后在已知的气象数据组成的验证点集上预测风力发电功率。试验结果与验证数据的对比表明,该方法能有效预测风电的发电功率。
  • 梁俊翠,刘方
    2019,35(2):153-158,163 doi: 10.3969/j.issn.1006-4729.2019.02.011
    摘要:
    在Dymola仿真平台上建立了跨临界CO2热泵系统动态模型。模拟研究了系统中气体冷却器、蒸发器和储能水箱的尺寸,以及运行参数对其性能的影响,同时对这些参数进行优化。优化后,系统瞬时能效比可达7.49,储能过程中总能效比可达6.75。
  • 刘宏达,郑鹏远
    2019,35(2):159-163 doi: 10.3969/j.issn.1006-4729.2019.02.012
    摘要:
    针对Buck型DC-DC变换器对象,以驱动系统输出电压快速跟踪设定电压值为控制目标,设计了预测控制优化算法对输出电压进行优化控制。首先采用线性矩阵不等式(LMIs)技术和不变集方法,将Buck变换器的控制问题转化为半正定规划问题,随后基于预测控制的滚动优化思想对Buck变换器输出电压设计无穷时域性能优化算法。基于该优化算法和3个不同的采样周期,对Buck型变换器的电压输出进行了仿真控制,结果表明,Buck型变换器的输出电压能较快地收敛至设定电压值,取得了更优的控制性能,验证了该算法的有效性。
  • 孙忠林,郑鹏远
    2019,35(2):164-170 doi: 10.3969/j.issn.1006-4729.2019.02.013
    摘要:
    针对复杂双容水箱系统,以控制两个下水箱液位跟踪设定值为设计目标。为实现良好的水箱液位控制效果,首先构造液位控制的无穷时域性能指标,建立了复杂双容水箱无穷时域性能优化问题的数学描述;随后将基于时间分解协调的递阶优化和预测控制的滚动优化思想引入水箱液位控制,将优化时域较长所引起的大规模参数优化问题分解为各时间点上独立的小规模参数优化问题,从而得出显式优化解,取得较优的水箱液位控制效果。
  • 钦超,吕学勤,王裕东,瞿艳
    2019,35(2):171-174 doi: 10.3969/j.issn.1006-4729.2019.02.014
    摘要:
    焊缝检测和识别是实现智能化焊缝跟踪的前提。设计了一种由单片机控制的移动焊接机器人焊缝检测系统。系统选用OMRON公司ZX-LD40型激光位移传感器进行位置信息测量,并采用ST公司的STM32F407VG作为控制系统主控芯片。电机驱动器通过接收控制系统传送的脉冲调整信号量,牵引步进电机控制十字滑块自主进行焊缝定位识别。
  • 王裕东,吕学勤,汤宇豪,瞿艳
    2019,35(2):175-180 doi: 10.3969/j.issn.1006-4729.2019.02.015
    摘要:
    针对焊接图像缺乏纹理的问题,研究了一种弱纹理检测跨尺度聚合的立体匹配算法。根据张氏标定法,对双目视觉传感器进行标定,得到了双目视觉传感器的外部和内部参数。然后,对双目视觉传感器获取的焊缝图片进行中值滤波、二值化等一系列图片预处理。利用弱纹理检测跨尺度聚合算法对焊缝图像进行立体匹配,得出焊缝图像视差图,再从视差中恢复距离,得到了焊枪的高度信息。对双目视觉传感器采集的焊缝图像进行实验,实验结果验证了弱纹理检测跨尺度聚合的立体匹配算法的可靠性。
  • 郑小霞,缪唯杰
    2019,35(2):181-186 doi: 10.3969/j.issn.1006-4729.2019.02.016
    摘要:
    提出了运用马尔科夫法和序贯蒙特卡洛抽样的风电场可靠性模型并进行了并网可靠性评估。通过对风电场历史运行数据的统计,利用马尔科夫法得到风电机组有功输出状态之间的转移率,采用便于工程实现的正常、降额及故障3个状态作为风机故障模型并通过马尔科夫法计算得到状态概率及持续时间。利用序贯蒙特卡洛法对风机状态及其持续时间进行多重抽样,所提出的模型经过IEEE-RTS79可靠性测试系统进行综合模拟,并分析了不同风电渗透率下系统可靠性水平。实验结果表明所构建的模型能反映任意时间段的风机出力及可靠性水平。
  • 张云,钱玉良,邱正,张霄
    2019,35(2):187-192,196 doi: 10.3969/j.issn.1006-4729.2019.02.017
    摘要:
    将灰狼优化算法和支持向量机算法作为理论指导,并采用灰狼优化算法对支持向量机算法进行优化,以实现燃气轮机故障类型的分类。将灰狼优化算法与遗传算法优化支持向量机方法和粒子群算法优化支持向量机方法进行对比,结果表明,通过灰狼算法优化支持向量机的方法对燃气轮机故障分类的准确率要高于遗传算法优化支持向量机算法和粒子群算法优化支持向量机的故障分类方法。
  • 王倩倩,徐浩然
    2019,35(2):193-196 doi: 10.3969/j.issn.1006-4729.2019.02.018
    摘要:
    通过拉曼光谱和光致发光光谱分别揭示了单层硒化钨在施加单轴拉伸应变情况下的带隙能量变化。应变可以诱导单层硒化钨由直接带隙半导体转变为间接带隙半导体,并且在整个应变范围内,直接带隙峰和间接带隙峰均出现明显的红移。应变还对晶格震动有影响,对面内震动模式E2g1观察到明显的峰分裂。这些发现丰富了对单层过渡金属二硫化物材料应变状态的理解。
  • 蔡静静,周诗雨
    2019,35(2):197-200 doi: 10.3969/j.issn.1006-4729.2019.02.019
    摘要:
    在生态学中,种群向新领域入侵时,生存区域的边界是随时间变动的边界(被称为自由边界)。采用自由边界问题来描述种群的传播,其中自由边界满足经典的Stefan自由边界条件,方程为反应扩散方程组,改进了以往的竞争模型。利用比较原理和上下解的方法研究了解的渐近行为,分析了强竞争和弱竞争时种群的传播,结果表明,无论种群初始密度多小,种群都会生存且生存区域不变。