2013年第36卷第11期文章目次

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  • 1  含光/柴混合发电的配电网可靠性评估模型
    赵渊 张煦 林世溪 赵勇帅
    2013, 36(11):1-7. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2013.11.001
    [摘要](1400) [HTML](351) [PDF 7.09 M](1232)
    摘要:
    光伏发电是目前很具潜力的发电形式之一,但光照强度的波动和间歇特性使得对含光伏发电的系统进行准确可靠性评估较为困难。分析了光伏发电系统(PVS)元件失效模式及其对PVS输出功率的影响,建立了元件故障阶数考虑至三阶时PVS的可靠性模型;将光照资源的不确定性和PVS的元件随机停运相组合,得出PVS输出功率的概率模型。根据孤岛外配电网元件故障对孤岛负荷可靠性的影响,定义了修复域、隔离域和零域的概念及其分层思想,有效计及了断路器/熔断器拒动影响。通过算例探讨了光伏发电系统对配电网可靠性的影响,计算结果表明光伏发电系统接入配电网能有效改善配电网供电可靠性。
    2  交叉平面电阻抗成像模型分析
    冉鹏 何为 徐征 李冰 李松浓
    2013, 36(11):8-14. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2013.11.002
    [摘要](1511) [HTML](343) [PDF 9.52 M](1188)
    摘要:
    该研究针对传统平面电极阵列电阻抗成像系统问题,构建了一个交叉平面电极阵列的电阻抗断层成像系统。此系统由65个电极组成4个水平和8个轴向相交叉的成像空间。仿真及水槽实验采用了Tikhonov正则化算法,重建结果与原物体的比较表明,该成像方式在空间中能够提供更高的分辨率和定位精度。此外,这种方法能有效地减少计算量,在临床检查和监护上显示出很大的应用前景。
    3  基于灰关联神经网络的电力工程造价估算
    杨永明 王燕 范秀君 刘超
    2013, 36(11):15-20. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2013.11.003
    [摘要](1643) [HTML](313) [PDF 5.45 M](1188)
    摘要:
    为准确地估算和审查电力线路的工程造价,提出一种基于灰关联分析和神经网络相结合的造价估算方法。利用灰关联分析法筛选出影响工程造价的10个主要工程特征参数,以此作为神经网络输入向量,构建GRA(grey relational analysis)-ANN(artificial neural networks)造价估算模型;以某市110 kV电力线路改造的工程造价资料为实验对象进行算法验证,结果显示静态投资的相对误差最大为3.72%,最小为1.85%,估算精度高;分别采用LM-BP算法和传统BP算法训练GRA-ANN网络,结果显示LM-BP法的误差下降速度更快,整体误差更低。
    4  不同接地型式低压直流供电系统的电击防护性能理论分析
    雍静 李露露 王晓静 曾礼强 徐欣
    2013, 36(11):21-26. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2013.11.004
    [摘要](1499) [HTML](631) [PDF 6.17 M](1417)
    摘要:
    节能环保的新型低压直流供电系统在民用建筑等常规领域具有巨大的应用潜能与优势,但目前尚未有完善的规范指导其在实际中的应用以保证电气安全。电击防护性能是低压供电系统电气安全的重要衡量指标,但直流电的电击效应与交流电有着本质的差异。结合国际标准IEC60479-1,并参考已有交流系统的分析方法,基于理想直流源模型,对低压直流供电系统TT、IT、TN接地型式的电击防护性能进行了详细的理论分析;对比了直流750、400、300、220 V与交流220 V电压等级下,不同接地型式的电击防护性能,论证了负极接地的TT、TN直流供电系统的电击防护性能相较传统交流系统具有明显优势,并给出了相应的能满足安全条件的电压等级,为低压直流供电系统在民用建筑领域的推广及相关规范的制订提供了参考依据。
    5  面向电网的负荷控制与新型节能调度分析
    龙虹毓 刘正发 侯兴哲 徐瑞林 张晓勇
    2013, 36(11):27-32. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2013.11.005
    [摘要](1773) [HTML](359) [PDF 8.14 M](1185)
    摘要:
    中国电网内主要存在热电联产和纯凝式两种燃煤火电机组。笔者提出了经由用户侧的热泵进行负荷控制,在两种火电机组之间实现新型节能调度的方法。首先,将采暖负荷由位于终端用户侧的分布式热泵和热水式散热器共同承担。其次,分别考虑了采暖热水的传输距离和热泵的电力消费两个影响因素。然后,在原采暖总负荷和非采暖电力消费不变的情况下,但实际需要的计算边界条件却从两种火电机组的出口被外延到终端用户处,等效于建立了新的热水与电力负荷约束条件,进而获得了较好的节能效益。最后通过模拟计算,进一步分析比较了具有不同性能系数的分布式热泵和空间热负荷分布分别对节能调度效益的影响。
    6  植酸改性对AZ31镁合金表面细胞黏附性能的影响
    杨旭 李兰兰 贺建 乔丽英
    2013, 36(11):33-37. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2013.11.006
    [摘要](1257) [HTML](432) [PDF 5.36 M](1291)
    摘要:
    用浸没法在AZ31镁合金表面制备植酸涂层,用携带能谱仪的扫描电子显微镜研究了表面涂层的化学组成和形貌,并用直接法和间接法分别在植酸改性前后的镁合金表面培养细胞,检测细胞存活率,考查人骨肉瘤细胞在植酸改性前后镁合金表面的黏附能力。结果表明:在镁合金表面形成均匀的植酸涂层,植酸改性前后镁合金对细胞存活率影响相近,但细胞在植酸改性前后镁合金表面的黏附能力存在显著差异,植酸改性可有效改善AZ31镁合金的细胞黏附性能。
    7  径向载荷作用下的管道塑性失效力学模型与实验分析
    焦光伟 班贵振 瞿德刚 赵泽霖 周建庭
    2013, 36(11):38-43. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2013.11.007
    [摘要](1731) [HTML](405) [PDF 5.96 M](1119)
    摘要:
    针对野外埋地敷设的输油管道发生断裂、泄漏等较大破坏时,使用管道挤压截流装置,将管道快速压扁以阻断流油的问题,运用塑性变形理论和虚功原理,建立了一个受均匀径向载荷作用下的管道挤压变形模型,并且对管道塑性变形进行了分析计算,得到了管道挤压所需的载荷量。并使用18 mm宽度的刀口对325 mm×6 mm的X60钢管进行挤压实验,得到了管道挤压的载荷位移曲线。将得到的实验数据与理论数据进行对比和验证,理论数据与实验数据结果吻合。该模型可用于计算不同规格管道挤压所需的载荷量,为管道抢修工作提供理论和实践参考。
    8  转炉连铸区段精细化控制节能潜力研究
    冯凯 徐安军 汪红兵 贺东风
    2013, 36(11):44-50. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2013.11.008
    [摘要](1593) [HTML](461) [PDF 5.85 M](1164)
    摘要:
    针对转炉连铸区段钢水温度和操作时间不同控制精度所蕴含节能潜力的问题,建立基于生产实践的钢水温度和操作时间精细化控制模型,提出相应的计划额外能耗和实绩额外能耗的概念和计算方法。并以某钢厂生产钢种SPHC-W的生产实绩数据为例,对目前钢水温度和操作时间控制水平的节能潜力进行计算,得到计划潜在温度损失为7.25 ℃,实绩潜在温度损失特征值为10.10 ℃。进一步分析,得知在现有控制水平下,温度控制精度提高1 ℃,实绩潜在温度损失特征值降低0.33 ℃,时间控制精度提高1 min,计划潜在温度损失降低1.76 ℃,实绩潜在温度损失降低1.62 ℃。
    9  基于主成分分析的高炉喷吹煤优化配煤模型
    苏步新 张建良 国宏伟 曹维超 傅源荻 白亚楠
    2013, 36(11):51-57. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2013.11.009
    [摘要](1557) [HTML](351) [PDF 5.85 M](1314)
    摘要:
    针对中国钢铁企业高炉喷煤的简单混煤现状,且传统的实验室优化配煤研究工作存在量大而繁琐、评价煤粉的性能指标众多等问题,提出了一种新的高炉喷吹煤粉优化配煤模型,即利用实验室测定高炉喷吹煤粉的主要性能指标,然后通过主成分分析对煤粉性能指标进行降维处理,得到的主成分指标P1、P2和P3结合煤粉工业分析和元素分析指标建立高炉喷煤优化配煤模型。该模型通过实验室配煤检验及高炉实际生产验证,效果显示良好。
    10  基于浇次计划的钢包周转数量计算模型
    蔡峻 贺东风 汪红兵 徐安军 黄帮福
    2013, 36(11):58-65. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2013.11.010
    [摘要](1993) [HTML](582) [PDF 10.66 M](1551)
    摘要:
    为实现炼钢生产的组织优化,提出合理的钢包周转数量计算模型,以Q炼钢厂钢包为研究对象,解析钢包周转过程和时间,采用甘特图方法模拟出单浇次和多浇次生产的钢包周转甘特图,针对浇次计划与钢包周转数量的关系进行研究,提出浇次重合时间不同下的钢包周转数量计算模型,并利用仿真方法验证了模型的准确性。研究表明:调整浇次开浇时间可优化钢包周转数量1~2个,对炼钢厂生产组织优化有重要指导意义。
    11  面向服务的云制造系统架构分析
    康玲 吴华 王时龙 周杰
    2013, 36(11):66-73. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2013.11.011
    [摘要](1891) [HTML](344) [PDF 10.90 M](1820)
    摘要:
    为了解决当前云制造尚缺应用模式的问题,根据云制造全生命周期智慧制造、按需动态构建及多粒度服务等特点,提出了基于Agent的云制造系统5层架构。基于面向服务的思想,建立了云制造OWL-S本体模型,通过本体映射、推理机、匹配器完成服务请求、发布和绑定流程,提出了一种面向云制造服务的OWL-S本体扩展框架和Web语义化描述方法,为云制造服务匹配奠定了理论基础。构建了基于Agent的云制造服务协商机制,通过Agent分工、合作、竞争及协商实现云制造服务动态聚合和运行。分析了复杂、非线性、大动力学特性的云制造系统活动过程,建立了基于Agent的云制造系统IDEF0视图,并在此基础上分析了其运行模式。
    12  数控机床进给系统功率模型及空载功率特性
    胡韶华 刘飞 胡桐
    2013, 36(11):74-80. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2013.11.012
    [摘要](1808) [HTML](325) [PDF 6.74 M](1377)
    摘要:
    在分析机床进给系统各部件功率特性的基础上建立了进给系统的功率模型,并运用此模型分析了进给系统的空载功率特性及其主要影响因素。理论分析表明,进给系统的空载功率是关于进给速度的单调递增二次函数,同时分析表明进给速度和负载质量均影响进给系统的空载功率,但负载质量对空载功率的影响极小。最后在3轴数控铣床上进行了实验研究,结果表明理论分析的有效性。
    13  预处理促进玉米秸秆发酵试验
    周淑霞 张玉林 张洪丽
    2013, 36(11):81-86. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2013.11.013
    [摘要](1373) [HTML](626) [PDF 7.15 M](1022)
    摘要:
    微生物预处理可增加沼气的产量,但实验室培养菌种的成本较高,笔者采用堆放新鲜玉米秸秆的预处理法,对堆放厚度、堆放时间对微生物活性和浓度进行比较,并对堆放前后的化学成分测试比较。采用自行设计的可控性干式厌氧发酵装置,对预处理前后的玉米秸秆分别与牛粪、污泥作为接种物进行发酵,对玉米秸秆中纤维素变化及产沼气效果进行试验研究。试验结果表明:堆放20 d中层玉米秸秆酶活数值较高,且此玉米秸秆中纤维素、木质素、半纤维素的质量分数比未经处理的分别减少了5.8%、16.8%和5.7%,中温干式发酵实验中,玉米秸杆与牛粪质量为1∶1混合发酵时,堆放预处理后累计产气量比未预处理前累计产气量高24.4%;玉米秸杆与污泥质量为1∶1混合发酵时,堆放预处理后累计产气量比未预处理前累计产气量高23.27%。
    14  永磁同步电机直接转矩控制系统的改进及仿真
    周胜灵 刘峰
    2013, 36(11):87-92. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2013.11.014
    [摘要](1373) [HTML](569) [PDF 6.75 M](1852)
    摘要:
    针对传统的永磁同步电机直接转矩控制中磁链、转矩脉动大,开关频率不恒定等问题,在永磁同步电机数学模型基础上,进行深入分析,提出了一种基于空间电压矢量调制、实现简单的控制方式。该方式结合直接转矩控制和矢量控制的优点,只包含一个易于调节的速度PI调节器,系统简单且参数容易调节。仿真结果证明,引入空间矢量调制概念后,在保持直接转矩控制优异动态响应特性不变的前提下,可有效提高永磁同步电机直接转矩控制系统的稳态运行性能,保证功率器件开关频率恒定。
    15  三峡库区消落带土壤N2O排放和反硝化影响因子分析
    方芳 高红涛 张曾宇 孙志伟 李哲 郭劲松
    2013, 36(11):93-100. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2013.11.015
    [摘要](1927) [HTML](331) [PDF 7.94 M](1285)
    摘要:
    应用乙炔抑制培养法研究了水分、温度、氮源和碳源等影响因子对三峡库区腹地消落带土壤N2O排放和反硝化作用的影响,并与原位试验结果进行了比较。结果表明,土壤含水量是影响土壤N2O排放和反硝化作用的重要因素,反硝化速率随着土壤充水孔隙度(WFPS)的增加而增大,土壤反硝化速率最大值出现在土壤WFPS为100%时,N2O排放速率最大值出现在土壤WFPS为60%时。温度在10~40 ℃范围内,土壤N2O排放速率和反硝化速率随着温度的升高而增大,相关性分析表明,土壤N2O排放速率和反硝化速率均与温度呈显著正相关。外加氮源为NO -3-N时,反硝化速率随氮源量的增加有减小的趋势,过多的硝态氮抑制反硝化作用;而添加易被微生物利用的葡萄糖作为碳源则会明显提高土壤反硝化速率,当每千克土加入碳源量为240 mg时反硝化速率最大。
    16  含瓦斯突出煤声发射特性及其围压效应分析
    赵洪宝 尹光志 李华华 王中伟
    2013, 36(11):101-107. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2013.11.016
    [摘要](1541) [HTML](559) [PDF 9.16 M](1262)
    摘要:
    以突出煤制备的型煤试件为研究对象,利用自行研制开发的装置配合岛津伺服试验机及PC-I型声发射监测系统,对含瓦斯突出煤三轴压缩过程中的声发射特性及其围压效应进行试验,并对AE事件各参数规律进行了分析。结果表明:三轴压缩过程中,含瓦斯突出煤AE事件没有特别稠密或稀疏的事件区域出现,仅在压密阶段、线弹性阶段中间点附近、临近峰值阶段3处出现相对稠密区而呈“三峰”分布特点,但多数AE事件振幅较小,且AE事件能量变化与振幅变化趋势具有较好的一致性;外加应力场变化导致微结构变化、煤样内颗粒断裂、煤样内颗粒碎裂、煤样内颗粒相对错动和瓦斯气体逸散导致的微结构变化为AE事件的主要“源”;随着围压的增加,AE事件数呈减小趋势,而围压对AE事件总数的影响呈非线性,可用二次曲线表示;随着围压的增加,AE大振幅事件数呈减小趋势,大于某一设定值的AE事件数与围压的关系可用二次曲线表示。
    17  变形介质储层压力恢复试井曲线特征
    张璋 何顺利
    2013, 36(11):108-114. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2013.11.017
    [摘要](1435) [HTML](347) [PDF 9.01 M](1257)
    摘要:
    针对深层高压、致密低渗和裂缝性油气藏介质变形对储层物性影响显著的特点,建立了变形介质储层压力恢复试井理论模型。定义了表征渗透率变化的拟压力函数对方程进行拟线性化处理,并利用数值方法计算得到了变形介质储层不稳定试井典型曲线,对比分析了介质变形对典型曲线特征的影响。变形介质储层压降试井和压力恢复试井曲线特征明显不同。径向流阶段,压降试井和压力恢复试井导数值均高于0.5;压力降落试井压力导数曲线随生产时间逐渐上升,且渗透率模量越大,压力曲线与压力导数曲线的距离越小;压力恢复试井压力导数曲线随关井时间逐渐下落,且渗透率模量越大,压力曲线与压力导数曲线的距离越大。生产时间越长,压降曲线与压力恢复曲线差别越明显,叠加原理不再适用于变形介质储层。
    18  泡沫油注气吞吐参数影响规律实验分析
    孙晓飞 张艳玉 张贤松 李威威
    2013, 36(11):115-120. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2013.11.018
    [摘要](1643) [HTML](380) [PDF 6.20 M](1587)
    摘要:
    冷采后期稠油油藏泡沫油现象逐渐消失,开发效果变差。从注气形成二次泡沫油的角度出发,以非常规实验与压力衰竭实验为依据,揭示泡沫油特性,分析各类泡沫油油藏模拟模型的适用性,系统评价注气吞吐提高该类油藏采收率的可行性,研究注采工艺等参数的影响规律。研究表明,泡沫油存在拟泡点压力,且随静止时间的减小而减小,泡沫油压缩系数在10~0.012 MPa -1之间,高于常规原油。6组分泡沫油模型的拟合精度最高,对该类油藏的适用性最强。泡沫油油藏注气吞吐开发存在最佳的注气时机及焖井时间;增加注气速度、注气压力和采液速度有利于改善注气吞吐开发效果;出砂冷采及注气吞吐开发过程中应尽可能加快溶解气及注入气向分散气的转化速度。
    19  油气长输管道综合评价模型设计与实现
    王艳平 曹树刚 刘洪 孟繁琦 梁平
    2013, 36(11):121-126. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2013.11.019
    [摘要](1711) [HTML](407) [PDF 5.03 M](1132)
    摘要:
    现有的管道安全评价模型普遍采用专家打分法等主观性方法,但在确定权重时,受主观意识影响较为严重,存在评价结果与现场实际吻合度不高、评价结果不够全面等缺点。笔者针对油气长输管道安全评价实施现状及评价需求,在对油气长输管道安全评价目标和特点分析基础上,确定了油气长输管道的主要评价指标,应用模糊数学方法建立了油气长输管道综合评价模型,并对评价模型的关键技术进行分析,其中综合运用变异系数法、层次分析法进行量化分析准则层权重,通过建立优先关系矩阵和模糊一致矩阵的方法确定指标层权重。通过算例验证了所推出模型的可行性和准确性。
    20  烧结聚乙烯活性炭的亚甲基蓝吸附动力学
    肖凯军 何婷琳
    2013, 36(11):127-132. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2013.11.020
    [摘要](1773) [HTML](799) [PDF 6.22 M](1619)
    摘要:
    开展烧结聚乙烯活性炭(PE-AC)吸附亚甲基蓝(MB)动力学研究。通过考察MB初始浓度及时间对吸附作用的影响,表征PE-AC的吸附特性,主?捎肔angmuir、Freundilch等温模型及准一动力学方程、准二级动力学方程和颗粒内扩散方程对亚甲蓝吸附等温线及吸附动力学进行分析。结果表明:吸附初期的吸附作用随温度和浓度的增加而显著增强,Freundlich方程能更好地描述吸附等温线。吸附初期为准一级动力学过程,吸附后期为准二级动力学过程。吸附热力学研究发现吸附过程为自发吸热过程,且ΔH θ和ΔS θ分别为10.875 kJ/mol 和0.0515 kJ/(mol·K)。

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