基于层次分析法的南京市水安全评价

城市水安全是保障城市自身及其所处区域可持续发展的基础。通过分析南京市水安全现状及影响因素,从资源、社会、经济、环境四个方面构建了南京市水安全评价指标体系,采用层次分析法确定各指标的权重,并根据权重对指标进行排序,对南京市2005~2009年的水安全状况进行评价。结果表明,南京市近几年的水安全状态处于安全和基本安全水平,水安全状况较不稳定。基于指标权重分析和评价结果比较,从开源节流、提高水资源利用率、提高水源水质和加强水资源的合理分配四个方面给出改善水安全状况的相关建议。     

基于模糊聚类与神经网络的柴油机技术状态评价方法研究

对在正常工作条件下不同使用时间的某型装甲车辆柴油机进行了实车测试试验,提取了评价柴油机技术状态的特征向量;阐述了模糊聚类和神经网络的原理;根据技术状态不同,利用模糊聚类的方法将所测柴油机分成了5类,将分类结果作为神经网络模型训练样本理想输出值的确定依据;利用RBF-BP组合神经网络建立了基于多参数测试的柴油机技术状态评价模型,并对部分柴油机进行了技术状态评价.结果表明,神经网络评价结果与分类结果是一致的,基于神经网络的技术状态评价模型具有推广应用价值.     

模糊聚类与k-NN法大型发电设备状态预警模型

根据设备运行的历史数据,运用模糊聚类和k-NN证据分类的方法,建立设备的运行状态模型,对水火电发电设备的运行状态进行判断,并对异常、故障状态进行预警。最后以红河1号机组#1高压加热器2014年1月用来聚类的4000组样本数据及其隶属度矩阵作为证据k-NN的训练集,2月某两天运行数据进行测试。验证模型能够如实反映设备异常状态,证明了模型的可靠性。     

唐山市水安全现状综合评价与预测

针对唐山市地域特征和水安全现状,采用压力一状态一响应模型(PSR)建立了唐山市水安全评价指标体系,利用层次分析法确定各指标权重,对唐山市2004~2012年水安全状况进行综合评价,并在此基础上利用灰色系统模型GM(1,1)对唐山市2013~2020年的水安全状况进行预测。结果表明,唐山市2005~2009年的水安全状况处于基本安全状态,2012年水安全状况转为安全,但仍在安全与不安全状态的边缘波动,2013~2020年城市水安全状况会逐渐好转,但压力、状态、响应因子呈现不同的变化幅度,说明人类社会经济活动对水环境的影响较大,仍需加大水环境保护投资和水环境污染治理力度,提高水资源承载力才能形成生态环境与社会经济和谐发展的局面,从而确保城市用水安全。     

基于FBWM-灰色聚类的土石坝安全评价模型

为科学处理土石坝安全评价过程中的模糊性和灰色性问题,基于模糊最优最劣法(FBWM)及灰色聚类法,构建土石坝安全评价模型。通过查阅资料及咨询相关专家,确定评价指标中的最优指标及最劣指标,引入FBWM法计算各评价指标的权重;分析相关安全监控仪器实测资料,进而构建灰色聚类权重矩阵;将评价指标权重矩阵与灰色聚类权重矩阵相结合,得到土石坝的安全评价结果。将该模型应用于某土石坝的安全评价,结果表明该土石坝处于"基本正常"运行状态,与实际情况相符。可见该方法结论可靠,可以为土石坝的状态诊断提供决策支持。     

适应风电场宽频振荡研究的模糊度量层次聚类法

为助力“双碳”目标实现,推动风电产业发展,研究并治理风电场并网宽频振荡问题迫在眉睫。为建立适用于风电场振荡研究且能准确高效反映实际风电场输出特性的仿真模型,提出基于模糊度量的层次聚类法,改善传统综合层次聚类算法使用距离度量造成的聚类结果偏移。利用F检验法定量评价聚类效果,横向比较F评分确定最优聚类方案,纵向比较确定最优聚类分群数。评价结果表明,模糊度量层次聚类法的聚类效果良好。最后采用PSCAD结合青海省海南新能源基地风电场实例进行了仿真分析,验证了模糊度量层次聚类法对风电场聚类的适用性。     

基于模糊C-均值聚类和支持向量机的大坝安全变形预警模型及应用

针对传统大坝安全变形预警模型预报精度不高的问题,提出了一种基于模糊C-均值聚类(FCM)与支持向量机(SVM)相结合的混合建模方法,该方法利用FCM算法将训练集划分为具有不同聚类中心的子集,运用SVM对每一类子集进行训练和建模,并针对FCM的聚类有效性问题,介绍了聚类数c和模糊加权指数m的参数自适应算法。将所提出的混合模型与标准支持向量机模型进行比较,可知本文模型的精度和泛化能力均得到了一定程度的提高。     

基于小波和模糊C-均值聚类算法的汽油机爆震诊断研究

提出了一种小波变换和模糊C-均值聚类相结合的汽油机爆震诊断方法,并对某汽油机进行了爆震试验,利用小波变换方法从汽油机振动信号中提取了轻微爆震特征。以振动信号小波变换后的特征子带信号为样本信号,以特征子带信号的4个时域参数作为燃烧模式特征值,利用模糊C-均值聚类方法对燃烧模式进行分类,用贴近度方法进行爆震诊断。结果表明:小波结合模糊C-均值聚类方法能够利用振动信号有效地分类燃烧模式,并能诊断出轻微爆震。     

诊断汽轮发电机组振动故障的一种模糊聚类分析方法

提出的模糊聚类分析方法将标准故障样本与待检样本一起作为分类样本，运用基于传递闭包的模糊等价矩阵法和F统计量对原始数据进行初始分类，然后求出模糊－c划分的实始叠代矩阵，再用ISODATA方法进行验证并得到最优分类矩阵和聚类中心，并依此来判断待检样本的故障类型。通过应用表明，提出的这种方法可有效地诊断汽轮发电机组振动故障，具有良好的应用前景。     

我国北方水资源持续发展状况的灰色聚类评价

针对我国北方地区水资源开发利用的现状,采用灰色聚类的方法对北方各省区的水资源持续发展状况作了综合评价,结果表明,利用灰色聚类的方法对水资源可持续发展进行定量评价是一种有益的尝试。     

长江经济带工业水资源效率的时空分异及动态演进

为提高长江经济带水资源利用效率,促进工业经济增长与水资源协同发展,将水环境污染作为非期望产出,首先基于SBM模型与GML生产率指数测算2005~2015年长江经济带11个省市与上、中、下游3大区域的工业水资源效率与工业水资源全要素生产率,并考察其时空异质性;进而根据工业水资源全要素生产率的分解结果,揭示出各省市工业水资源效率提升的驱动因素;最后,通过构建效率-生产率方阵综合分析各省市水污染防治的优势与不足。结果表明,考察期内,长江经济带工业水资源效率较低,地区差异显著,下游明显优于中上游;技术效率变化和技术进步对全要素生产率提升的影响是负向的,且技术进步是主要障碍;各省市工业水资源绩效呈现"马太效应"特征,落后省市与先进省市之间的差距将拉大。研究成果可为长江经济带发展决策提供参考。     

基于流数据聚类算法的电力大数据异常检测

针对电力大数据流的异常检测问题,该文将流数据聚类算法与电力大数据相结合,针对现有流数据聚类算法不易存储全部数据、断电数据易丢失等问题,以及流数据聚类算法对于离线阶段聚类算法实时应答的要求,从数据的完整性、安全性以及流数据聚类算法的低时间复杂度的角度出发,对CluStream流数据聚类算法进行改进,提出流式K-means聚类算法。对在线阶段,使用Redis集群进行流数据的缓冲,并设计节点时间衰减策略,增大心跳消息中有效消息所占比例;对离线阶段聚类算法进行优化,使用最佳距离法确定初始聚类中心,减少迭代次数;最后,使用所提出的流式K-means聚类算法进行用户用电异常行为检测,实验结果表明,该算法能够很好的发现用户用电异常行为。     

基于组合赋权与聚类的城市节能指标分解研究

目的  “双碳”目标的提出赋予了能源消费强度下降和总量“双控”工作新的要求与内涵,在确保能效优先的同时,应充分考虑地区发展阶段,合理确保“双控”指标层层分解落实。 方法  以某市“十四五”能耗“双控”指标分解为例,选取可反映各区县（市）经济水平、能耗体量、节能潜力以及“十三五”节能目标完成情况的量化指标,构建基于层次分析和客观赋权相结合的组合赋权分配模型,对各指标进行权值计算,得出“双控”指标分配结果,再以聚类分析法对指标体系进行差异化分与类别聚合。 结果  通过对照组合赋权与聚类分析结果,基于多指标组合赋权和聚类分析的地区能耗强度下降目标分解算法均能得出基本一致的分解方案。 结论  再基于上述2种方法的结果,结合实际经济发展状况和政府管理需求,给予不同档次的能耗管理目标,兼顾了地区发展差异,符合国家“十四五”能耗“双控”制度要求和分解原则,具备可复制可推广的特性。     

Soil temperature distribution around a U-tube heat exchanger in a multi-function ground source heat pump system

The imbalance of heat extracted from the earth by the underground heat exchangers in winter and ejected into it in summer is expected to affect the long term performance of conventional ground source heat pump (GSHP) in territories with a cold winter and a warm summer such as the middle and downstream areas of the Yangtze River in China. This paper presents a new multi-function ground source heat pump (MFGSHP) system which supplies hot water as well as space cooling/heating to mitigate the soil imbalance of the extracted and ejected heat by a ground source heat pump system. The heat transfer characteristic is studied and the soil temperature around the underground heat exchangers are simulated under a typical climatic condition of the Yangtze River. A three-dimensional model was constructed with the commercial computational fluid dynamics software FLUENT based on the inner heat source theory. Temperature distribution and variation trend of a tube cluster of the underground heat exchanger are simulated for the long term performance. The results show that the soil temperature around the underground tube keeps increasing due to the surplus heat ejected into the earth in summer, which deteriorates the system performance and may lead to the eventual system deterioration. The simulation shows that MFGSHP can effectively alleviate the temperature rise by balancing the heat ejected to/extracted from underground by the conventional ground source heat pump system. The new system also improves the energy efficiency.     

A graph-based approach to developing adaptive representations of complex reaction mechanisms

An effective adaptive mechanism reduction approach based on flux graph clustering is proposed in this paper. The instantaneous element flux is quantified and considered as a proxy for describing the reactive propensities of the system. Our underlying hypothesis is that even though particular conditions may be characterized by a multitude of combinations of species mass fraction, T, and P, the essential chemistry, and hence the reaction propensity of the mixture that is active under this family of conditions, is the same. Therefore, we opt to use the instantaneous fluxes through the active reactions as an intrinsic property of the system. Flux graphs are first constructed for the chemical reaction system under numerous conditions aiming at capturing the attainable region. Similarity between flux graphs is quantified through the distances between corresponding vectors, using the cosine coefficient and a novel graph-distance metric taking into account the magnitude of each flux and the activity distribution of different fluxes. A hierarchical clustering algorithm is implemented to group similar instantaneous flux graphs into clusters, and consequently a reduced mechanism is generated for each cluster. A search algorithm is defined afterward to assign a new query point to a particular flux graph cluster, and subsequently the reduced mechanism associated with this cluster is used to describe the system at this time point. Finally, the methodology is demonstrated using n-pentane combustion in an adiabatic plug flow reactor model and a pairwise mixing stirred reactor model.     

落雷多且变化大地区的输电线路雷击预测方法

鉴于雷电灾害对输电线路安全运行的影响,目前落雷多且变化大地区在雷击预测方面还有很大的随机性,以网格法建立雷电统计模型,提出了使用基于密度聚类和基于距离聚类两种聚类方法进行雷团聚类预测的研究方法,并引用华东电网地区监测的历史雷击数据进行算例分析,验证了预测算法的精确性和可靠性,具有很强的实际意义。     

基于遗传算法的锅炉给水系统聚类自适应模糊控制器的设计

将聚类算法和模糊控制相结合，提出了一种新型的聚类自适应模糊控制器，应用于非线性、多干扰和强耦合的锅炉给水系统中，并用改进的遗传算法将模糊控制器的隶属参数进行优化。仿真表明该方案的适应性、实时性、鲁棒性都很强，具有很强的工程实用价值。     

Application of gray relational analysis to k-means clustering for dynamic equivalent modeling of wind farm

Considering the characteristics of dynamic gray correlation among operational conditions of wind turbines, an innovative clustering method for dynamic equivalent modeling of wind farms (WFs) based on the dynamic gray cluster algorithm is proposed. The proposed method is used to determine the number and composition of equivalent wind turbine (WT) groups that can be used to represent a WF. Based on an analysis of auto-correlation coefficients among the various monitoring items of a supervisory control and data acquisition (SCADA) system for a WT, the time span of clustering samples is determined. Then, a correlation matrix of the clustering samples is constructed by using the dynamic gray relational analysis method. Finally, WTs are divided into groups by analyzing the abovementioned correlation matrix by using the k-means clustering algorithm, and WTs belonging to the same group are considered equivalent to one turbine to realize dynamic equivalent modeling of WFs. The method is demonstrated on a WF comprising 22 WTs connected to an IEEE 39 bus test system. Dynamic responses of the proposed model for the WF are compared against the response of the detailed model and other models for various scenarios. The comparison results show that the proposed dynamic equivalent model can describe the dynamic response characteristics of a WF with accuracy similar to that of the detailed model, and the proposed model is simpler and has lower computational complexity.     

引江济太工程调水效益评估

为了解引江济太工程的调水效益,采用分摊系数法、生产率变动法、水污染经济损失计算模型等方法,分别从经济、社会和环境三方面对调水效益进行量化,初步评估2010年引江济太调水为太湖流域受水区的经济、社会和环境带来的各种效益和影响。结果表明,2010年度引江济太调水综合效益约44.4亿元,工程调水效益显著。