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初论电力气象的基本概念与研究方向
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作者 王伟胜 解鸿斌 +2 位作者 杨知 宋宗朋 陈卫东 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第18期7440-7452,I0026,共14页
电力气象伴随着电力系统和气象科学的发展而发展。在我国积极应对全球气候变化、推进能源转型的大背景下,加快培育电力气象新兴学科是新型电力系统建设的现实需要,也是科学技术创新发展的客观要求。该文将电力气象看作一门研究气象条件... 电力气象伴随着电力系统和气象科学的发展而发展。在我国积极应对全球气候变化、推进能源转型的大背景下,加快培育电力气象新兴学科是新型电力系统建设的现实需要,也是科学技术创新发展的客观要求。该文将电力气象看作一门研究气象条件与电力系统间相互作用及其应用方法的交叉学科,探讨了电力气象的定义与应用,系统性梳理了19世纪以来电力气象的整体发展历程。随着新型电力系统发展,总结了当前电力气象的主要需求和技术挑战,提出电力气象基础理论、环境感知监测、定制化预报、灾害预警、供电保障及人工智能应用等重要研究方向,为深化电力气象应用、支撑新型电力系统高质量发展提供参考。 展开更多
关键词 电力气象 新型电力系统 交叉学科 新能源功率预测 电力灾害预警 人工智能气象预报
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磁研磨法抛光40Cr钢管件内表面的影响因素 被引量:24
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作者 陈燕 宋宗朋 +1 位作者 李昌 韩冰 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期62-69,共8页
针对磁研磨法抛光铁磁性管件内表面时的磁屏蔽问题,研制出一套磁力光整加工装置。对4种形状的磁极模型进行有限元分析,研究磁极形状、磁极转速及运动状态对抛光效果的影响,并以40Cr钢为材料进行试验验证,利用扫描电子显微镜观察加工前... 针对磁研磨法抛光铁磁性管件内表面时的磁屏蔽问题,研制出一套磁力光整加工装置。对4种形状的磁极模型进行有限元分析,研究磁极形状、磁极转速及运动状态对抛光效果的影响,并以40Cr钢为材料进行试验验证,利用扫描电子显微镜观察加工前后工件的微观表面形貌。结果表明:磁极为环形磁极且与工件反向旋转、磁极转速为2 000r/min时加工效果好、加工效率较高;表面粗糙度值可降到Ra 0.25μm以下;工件内表面的微裂纹、凹坑等表面缺陷基本被去除,表面质量得到明显改善。由此表明,利用磁极内置的方法可以很好的解决磁屏蔽问题,并获得良好的表面加工质量。 展开更多
关键词 磁力研磨法 铁磁性管件 磁极转速 旋转磁场 表面抛光
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北京城市通量足迹及源区分布特征分析 被引量:13
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作者 刘郁珏 胡非 +1 位作者 程雪玲 宋宗朋 《大气科学》 CSCD 北大核心 2014年第6期1044-1054,共11页
城市下垫面具有不同于其他下垫面的特殊复杂性,通量的源汇分布十分不均,导致直接测量以及定量的描述城市中水汽、二氧化碳等通量变得非常困难。涡动观测系统在城市通量观测中得到广泛应用,但由于涡动协方差观测系统传感器都架设在一定... 城市下垫面具有不同于其他下垫面的特殊复杂性,通量的源汇分布十分不均,导致直接测量以及定量的描述城市中水汽、二氧化碳等通量变得非常困难。涡动观测系统在城市通量观测中得到广泛应用,但由于涡动协方差观测系统传感器都架设在一定的高度上,其测量结果只反映特定点下垫面或某部分下垫面的物理过程,不能说明观测结果是否具有下垫面属性的代表性,无法反映观测通量的空间变异性。足迹函数(Footprint)的产生就是为了解决这一问题,其又称源权重函数,是描述近地面层表面源或汇的空间分布和仪器观测通量值之间关系的函数。本文采用北京325 m气象塔近1年7层涡动协方差观测数据、超声数据,分析了不同风向、不同稳定度、不同高度下足迹函数所表达的通量贡献区域范围的变化规律。结果表明,在大气稳定条件下时,通量贡献区范围的大小与主风向无显著差异,而不稳定条件下计算结果与主风向无关。在不同高度下所有稳定条件下通量贡献区范围要大于不稳定条件,中性条件则介于两者之间。8 m、16 m高度上的观测结果不能完全代表城市下垫面通量贡献区,47 m以上能够代表城市下垫面通量贡献区,280 m则已经包含了郊区和城区的权重平均。同一大气稳定度条件下,高度越高通量贡献区范围越大,90%通量贡献区范围与观测高度成线性关系,这种线性关系可以预测没有观测高度或者更高处的通量贡献区范围。 展开更多
关键词 通量足迹分析 城市下垫面 涡度测量
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基于云计算的全球可再生能源资源精细化评估方法 被引量:11
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作者 胡菊 靳双龙 +2 位作者 宋宗朋 冯双磊 王勃 《电力信息与通信技术》 2016年第3期25-29,共5页
全球可再生能源资源的总储量及其时空分布对于其开发极为重要,目前一般使用气候模式进行全球可再生能源资源评估。然而,精细化的全球可再生能源资源评估面临计算量大、计算资源有限带来的计算时间过长的问题。文章提出了一种基于云计算... 全球可再生能源资源的总储量及其时空分布对于其开发极为重要,目前一般使用气候模式进行全球可再生能源资源评估。然而,精细化的全球可再生能源资源评估面临计算量大、计算资源有限带来的计算时间过长的问题。文章提出了一种基于云计算的全球可再生能源资源评估方法,通过远程交互并行网格嵌套计算、作业优化和控制方案,在云中心和云平台的子节点间合理地分配了WRF(Weather Research and Forecast)气候模式的计算任务,并实现了节点间计算文件的高效传输和管理,提高了可再生能源资源评估的计算效率,显著缩短了计算时间,有利于全球能源互联网的开发布局研究。 展开更多
关键词 全球能源互联网 云计算 新能源资源评估 WRF
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真空高低温测试系统 被引量:1
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作者 长安 彭应全 +1 位作者 王龙飞 宋宗朋 《甘肃科技》 2008年第1期28-30,40,共4页
文章反映真空与低温这两门学科在现代科学技术中的应用和发展,着重介绍真空高低温测量实验系统。为适应新技术条件下对材料、器件测试仪器的要求,研制了该真空高低温实验系统。该系统采用液氮制冷,辐射式加热器加热,结合真空技术,... 文章反映真空与低温这两门学科在现代科学技术中的应用和发展,着重介绍真空高低温测量实验系统。为适应新技术条件下对材料、器件测试仪器的要求,研制了该真空高低温实验系统。该系统采用液氮制冷,辐射式加热器加热,结合真空技术,是一套可对大尺寸样品进行高真空(最高真空度4×10^-4 Pa)和高、低温(-173℃~800℃)测量的实验系统,主要包括高低温真空腔体、真空抽气系统和测试接口,可用于半导体器件、发光材料、光学元件(特别是低温光学)、高温超导材料等的测试。 展开更多
关键词 真空 低温 高温
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中国冻雨的时空分布特征及其对特高压输电线路的影响 被引量:2
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作者 宋宗朋 刘晓琳 +3 位作者 冯双磊 王勃 靳双龙 郭于阳 《气候与环境研究》 CSCD 北大核心 2022年第3期408-420,共13页
掌握冻雨的时空分布特征对于电力、交通、通信、农林等部门具有较高的指导意义。前期冻雨研究多基于站点观测资料,受限于该资料长度较短、分布不均与部分缺失等因素,目前对我国冻雨时空分布特征的认识可能尚存不足。新一代ERA5再分析资... 掌握冻雨的时空分布特征对于电力、交通、通信、农林等部门具有较高的指导意义。前期冻雨研究多基于站点观测资料,受限于该资料长度较短、分布不均与部分缺失等因素,目前对我国冻雨时空分布特征的认识可能尚存不足。新一代ERA5再分析资料中包含了其他再分析资料所未提供的冻雨资料,为进一步认识我国冻雨时空分布特征提供了可能。本文使用ERA5冻雨资料分析了1979~2020年我国年冻雨日数和年冻雨量的时空分布特征,结果表明:我国年冻雨日数和年冻雨量集中分布在贵州、湖南等地,直接影响7条“西电东送”特高压直流输电线路,影响长度总计约4900 km;冻雨集中分布地区的年冻雨日数及年冻雨量均呈下降趋势;年冻雨日数EOF(Empirical Orthogonal Function)第一模态(方差贡献36.96%)主要分布在黑河—腾冲线以东,总体呈下降趋势,且以秦岭—淮河线为界呈南北反相分布;年冻雨日数EOF第二模态(方差贡献11.56%)反映出中国冻雨集中地区的2个局地反相分布区,位相交替周期为1~5年;年冻雨量EOF模态的时空特征同年冻雨日数类似。 展开更多
关键词 冻雨 特高压输电线路 ERA5 在分析资料 时空分布特征
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钛合金空间弯管磁粒研磨工艺参数分析 被引量:7
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作者 喻正好 韩冰 +2 位作者 陈松 陈燕 宋宗朋 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期183-189,共7页
目的提高钛合金空间弯管内表面的研磨效率。方法使用磁粒研磨法,使磨粒随研磨抛光装置旋转并在机械手驱动下沿弯管中心轴线做往复运动,完成对弯管内表面的研磨。选取了影响磁粒研磨工艺的聚磁装置进行分析,并将影响研磨的主要工艺参数(... 目的提高钛合金空间弯管内表面的研磨效率。方法使用磁粒研磨法,使磨粒随研磨抛光装置旋转并在机械手驱动下沿弯管中心轴线做往复运动,完成对弯管内表面的研磨。选取了影响磁粒研磨工艺的聚磁装置进行分析,并将影响研磨的主要工艺参数(磁极转速、磁性磨粒粒径、轴向进给速度)用响应面试验设计法进行设计后开展研磨试验,根据试验数据得到了最佳研磨参数,并验证了优化后工艺参数的可行性和可靠性,最后通过超景深显微镜和粗糙度测量仪对研磨后的形貌进行分析。结果通过试验数据分析可知,当磁极转速为550 r/min、磁性磨粒粒径为200μm、轴向进给速度为1 mm/s时,与夹角为60°的聚磁装置配合使用效果最佳。当加工时间达到30 min时,空间弯管内表面粗糙度降至0.12μm,且与以往未使用最佳条件加工至相同状态下耗时40 min相比,减少了25%的时间,且其表面的灰色锈斑、加工纹理和划痕被很好地去除,表面变得更加均匀、细密、光亮。结论通过响应面法试验分析以及对聚磁装置形状选择可以有效提高研磨抛光装置对空间弯管内表面的加工效率,节省加工时间。 展开更多
关键词 磁粒研磨 空间弯管 聚磁装置 响应面法 工艺参数
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添加柱形辅助磁极研磨弯管内表面的试验研究 被引量:9
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作者 严正伟 陈燕 宋宗朋 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2017年第10期141-145,共5页
在磁粒研磨法抛光空间弯管内表面的过程中,为了解决球形辅助磁极体积过大时易与管件内表面发生互磨的问题,从而进一步提高加工效率,在弯管内部投入柱形辅助磁极。用motion运动算例分析了两种辅助磁极的运动轨迹并用Ansoft Maxwell软件... 在磁粒研磨法抛光空间弯管内表面的过程中,为了解决球形辅助磁极体积过大时易与管件内表面发生互磨的问题,从而进一步提高加工效率,在弯管内部投入柱形辅助磁极。用motion运动算例分析了两种辅助磁极的运动轨迹并用Ansoft Maxwell软件模拟分析了加工区域的磁感应强度大小,随后进行了一系列试验。试验结果表明:优化后的柱形磁极可以避免轨迹干涉问题,加工区域的研磨压力较大。电子显微镜下观察发现加工后管件表面纹理较浅且致密均匀,表面粗糙度值Ra可降至0.08μm以下,表面质量较高。 展开更多
关键词 磁粒研磨法 弯管 辅助磁极 表面形貌 轨迹干涉
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基于邻域法对覆冰预报产品的评估 被引量:10
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作者 滑申冰 冯双磊 +3 位作者 靳双龙 宋宗朋 范松海 王勃 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期1450-1457,共8页
随着覆冰预报模型的发展,模型预报结果蕴含的预报信息更丰富,传统评价方法和指标已不能客观合理地评估现有预报产品。为充分利用现有覆冰预报产品,对比了传统评分方法和邻域法,并利用邻域法评估了覆冰预报模式对2016-2017年冬季四川电... 随着覆冰预报模型的发展,模型预报结果蕴含的预报信息更丰富,传统评价方法和指标已不能客观合理地评估现有预报产品。为充分利用现有覆冰预报产品,对比了传统评分方法和邻域法,并利用邻域法评估了覆冰预报模式对2016-2017年冬季四川电网覆冰的预报效果。结果表明:评估的预报产品可以较准确地反映线路覆冰的空间分布和时序变化,覆冰厚度偏高2~3mm;邻域法比传统评价方法更加合理和客观,评估结果减少了空报和漏报倾向,避免了传统方法评估导致覆冰预报产品不可用或可用价值低的现象;当覆冰厚度小于20 mm时,在距任意输电杆塔水平方向1~3 km的范围内预报数据均是可利用的;当覆冰厚度介于20~28 mm时,预报数据可用性较低,可能是由于覆冰观测样本极少导致的。利用邻域法评估覆冰预报产品有利于实现现有预报精度下覆冰产品的最大化利用,评估结果对实际生产中覆冰预报产品的利用具有参考意义,同时也是对预报模式的反馈,可为更具针对性的优化数值模式提供支撑。 展开更多
关键词 覆冰预报评估 邻域法 覆冰发生范围 覆冰发生频率 预报水平尺度
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多源降水信息在秦淮河流域洪水模拟中的应用 被引量:9
10
作者 滑申冰 宋宗朋 +4 位作者 胡菊 靳双龙 张周祥 朱德华 王新涛 《人民长江》 北大核心 2018年第12期10-15,共6页
目前天气雷达测雨与卫星遥感降水具有高时空分辨率与大面积的覆盖范围等特点,为洪水模拟预报提供了新的数据支持,但此类降水产品的预报能力差别较大,因此需对其进行精度评估。结合地面雨量站观测数据,在中纬度秦淮河下游流域定量评估S... 目前天气雷达测雨与卫星遥感降水具有高时空分辨率与大面积的覆盖范围等特点,为洪水模拟预报提供了新的数据支持,但此类降水产品的预报能力差别较大,因此需对其进行精度评估。结合地面雨量站观测数据,在中纬度秦淮河下游流域定量评估S波段雷达测雨和全球高分辨率卫星CMORPH,Era-Interim,GPM和TRMM(3B42V7)降水数据的精度,并采用三水源新安江模型对选定的3场洪水过程进行了模拟。结果表明:在洪水过程径流模拟中,S波段雷达测雨数据与4种卫星降水产品均具有较好的径流模拟适用性;除雨量站外,精确度最高为S波段雷达和GPM,是当前评估中最好的降水产品,径流模拟精度达到0.92以上,且两种降水产品的趋势一致,其次是TRMM(3B42V7),Era-Interim,CMORPH卫星降水数据。研究成果可为天气雷达与常用卫星遥感降水数据在流域洪水模拟的水文预报应用提供参考与借鉴。 展开更多
关键词 天气雷达测雨 卫星遥感降水产品 径流模拟 秦淮河流域
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西北电网风场数值预报的大气边界层参数化方案适用性 被引量:3
11
作者 靳双龙 冯双磊 +3 位作者 王勃 刘晓琳 胡菊 宋宗朋 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期447-455,共9页
精准的风速预报是风电功率预测的基础,风场的预报评估是提升风电功率预测水平的有效途径之一。基于中尺度数值天气预报模式(weather research and forecast,WRF),采用风险评分、相关系数及均方根误差等定量分析指标,结合西北电网数值预... 精准的风速预报是风电功率预测的基础,风场的预报评估是提升风电功率预测水平的有效途径之一。基于中尺度数值天气预报模式(weather research and forecast,WRF),采用风险评分、相关系数及均方根误差等定量分析指标,结合西北电网数值预报结果,开展6种大气边界层参数化方案的适用性研究。结果表明:YSU(Yonsei University)方案预报的地面纬向风平均相关系数最高为0.87、均方根误差最低仅1.0 m/s,且地面经向风、850 hPa和500 hPa高度场、以及500 hPa风速预报效果均最优,是提升西北电网风场预报的最优边界层方案。本研究为西北电网风场(以及其他气象要素)预报效果的提升指明了方向。 展开更多
关键词 西北电网 风力发电 WRF模式 数值预报 大气边界层参数化方案 预报评估
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基于站点逼近气候四维资料同化的全国风资源高分辨率回算数据集 被引量:3
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作者 王姝 胡菊 +2 位作者 吕晨 宋宗朋 任洲洋 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2019年第11期3859-3866,共8页
风力发电的间歇性和波动性是制约其开发利用的主要因素。基于大气数值模式模拟方法建立的风资源的长期数据集,是有效开展大区域、格点化、精细化风能资源评估及系统调度运行方式制订的数据基础。为提高风能资源数据集准确度,基于中尺度... 风力发电的间歇性和波动性是制约其开发利用的主要因素。基于大气数值模式模拟方法建立的风资源的长期数据集,是有效开展大区域、格点化、精细化风能资源评估及系统调度运行方式制订的数据基础。为提高风能资源数据集准确度,基于中尺度数值天气预报(weatherresearchand forecasting,WRF)模式,使用站点逼近的气候四维资料同化(climatefour-dimensionaldataassimilation,CFDDA)方法,根据2010-2013年5个代表性测风塔测风数据,开展数值敏感性实验,确定了适用于新能源富集区风能资源模拟的MERRA2再分析资料、Topowind地形订正方案和平滑VASSO静态数据的最优模式设置方案,对于10 m高度处风速的模拟相关系数可达0.79、均方根误差1.62;根据2017年全国2166个国家级地面气象观测站测风资料,同化后全国大部分地区的相关系数和均方根误差显著改善。基于该设置回算分析,得到1987-2016年全国9 km、15 min的高分辨率风资源历史回算资料,形成了较为可靠的再分析的风机轮毂高度及其邻近高度层的风资源数据集。 展开更多
关键词 全国高分辨率风资源回算数据集 气候四维资料同化 站点逼近 中尺度模式 测风塔和气象站风速观测
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CMIP5全球气候模式对1981—2005年东北地表温度的模拟分析 被引量:4
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作者 冯双磊 靳双龙 +3 位作者 刘晓琳 马振强 胡菊 宋宗朋 《气象科技》 2018年第6期1154-1164,共11页
利用中国东北1981—2005年173个气象台站观测的月平均地表(0cm)温度资料和参加IPCC第五次评估报告的43个全球气候模式模拟结果,对比分析了CMIP5耦合气候模式对中国东北地区地表温度的模拟性能。结果表明:大部分气候模式模拟结果都能较... 利用中国东北1981—2005年173个气象台站观测的月平均地表(0cm)温度资料和参加IPCC第五次评估报告的43个全球气候模式模拟结果,对比分析了CMIP5耦合气候模式对中国东北地区地表温度的模拟性能。结果表明:大部分气候模式模拟结果都能较好的再现研究区域的地表温度时空变化,与月观测的时间相关系数均高于0.95,对年际变化模拟能力稍差,大部分模式模拟结果在整个研究时段均表现出冷偏差。空间分布显示,CMIP5模式能够模拟出中国东北地区地表温度南高北低的空间分布特征,但不同模式模拟结果之间差异较大,模拟能力较优模式能够较好的模拟出研究区域的冷暖中心,较优模式组和较差模式组在夏季的差距达到最大,较差模式组不能再现地表温度的分布特征。通过模式优选发现FGOALS_s2模式表现最优。总的来说,CMIP5耦合气候模式对中国东北区域地表温度的时空变化特征的模拟性能较好,对气候态年变化的模拟性能好于对年际变化的模拟。 展开更多
关键词 地表温度 CMIP5 东北 气候变化
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国家电网1980~2020年洪涝危险性的时空变化特征
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作者 刘晓琳 宋宗朋 +4 位作者 靳双龙 王勃 滑申冰 裴琳 郑子彦 《气候变化研究快报》 2022年第1期32-40,共9页
极端降水是引发我国电网洪涝危险性的主要因子。本研究基于1980~2020年全国2419个基准气象站的日降水资料,选取降水强度、暴雨日数、强降水量和极强降水量这4个极端降水指数作为电网洪涝危险性的指标,通过计算分析国家电网东北、西北、... 极端降水是引发我国电网洪涝危险性的主要因子。本研究基于1980~2020年全国2419个基准气象站的日降水资料,选取降水强度、暴雨日数、强降水量和极强降水量这4个极端降水指数作为电网洪涝危险性的指标,通过计算分析国家电网东北、西北、华北、华东、华中和西南6个区的历史气候态、区域平均序列和站点线性趋势,综合考察国家电网不同分区的洪涝危险性在研究期的分布和变化。结果表明,电网南方3区的洪涝危险性远大于北方3区,其中以华东区的极端降水气候值最高,变化最显著,面临的危险性最大;华中区次之,华北区和东北辽东地区的危险性也有一定程度的增长,京津冀和川渝城市群则总体有所降低;此外,部分气候干旱区的洪涝危险性也有显著增大,需要在未来的建设和防汛中给予足够的重视。 展开更多
关键词 国家电网 极端降水 洪涝危险性 变化趋势
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