电力系统元件非线性微分-代数子系统模型的逆系统控制:一种新算法

针对电力系统元件非线性微分-代数子系统模型,本文提出一种新算法研究其逆系统控制问题.所提出的新算法不需要对控制输出及其高阶导数做复杂的变换,具有更好的应用性.本文的逆系统控制方法主要分为两步：第1步,利用所提出的新算法来判断被控元件的可逆性,若可逆,则基于状态反馈与动态补偿,构造出元件的α阶积分右逆系统,实现复合系统的线性化和解耦;第2步,利用线性控制的理论和方法设计闭环控制器,使得元件被控对象满足期望的性能指标.最后按照本文所提出的方法,研究了多机电力系统的分散非线性汽门控制问题.仿真结果验证了本文所提方法的有效性.     

ASCAT反演风场与华南及南海站点观测对比分析

利用2014—2017年华南沿海及南海的浮标站、海岛站、石油平台站、沿海自动站等277个自动站风场数据,与ASCAT反演风场进行了对比分析。结果表明,当观测风速小于5 m/s(大于15 m/s)时,ASCAT反演风速的平均绝对误差在3 m/s左右(存在2级左右的高(低)估);当风速介于5～10 m/s时,平均绝对误差在2 m/s左右(多数ASCAT有1～2级的高估);介于10～15 m/s时,ASCAT反演结果相对最好,风速、风向准确率能够达到60%以上。ASCAT对风速的反演结果受陆地影响较大,与观测风速的相关系数从高到低可分为三类:(1)浮标、平台站;(2)西沙、南沙自动站;(3)广东沿海自动站及海岛站、海南海岛站。ASCAT反演风场在风向的应用较风速更优,其中,东北风样本数最多,其次分别为西南风、东南风和西北风。浮标站、平台站、西沙自动站的风向反演质量相对较好;所有测站风向偏差主要由5 m/s以下的弱风贡献。单站多年月平均风速变化显示,ASCAT反演风速相对测站主要为正偏差,且秋冬季比春夏季偏差更大,这可能与大气稳定度有关。     

GPM卫星和地面雷达对江苏盐城龙卷风强降水估测的对比

为综合评估卫星和天气雷达在2016年6月23日盐城龙卷风期间的强降水过程的降水估测精度,以国家级雨量站观测数据为基准,结合相关系数(CC)、相对误差(RB)、均方根误差(RMSE)以及分级评分指标,利用S波段的天气雷达定量降雨估测产品(RQPE)和全球降水观测计划多卫星融合产品(IMERG_FRCal,IMERG_FRUncal,IMERG_ERCal)进行比较。结果表明,雷达和卫星的累积降水量与雨量站的空间相关性很强(相关系数大于0.9),基本上能捕捉到整个降水过程的空间分布。降水主要分布在江苏省北部,但卫星高估了江苏省东北部强降水中心的降水量;对于小时时序区域平均降水,卫星高估了降水,而雷达低估了累积降水量。综合降水中心区域分析,IMERG的强降水区域降水量与雨量站的时间序列的偏差显著;RQPE在降水峰值达到之前及峰值之后与地面雨量站的变化趋势基本一致,但对降雨量峰值有明显的偏低。RQPE能较为准确地在时间上捕捉到降雨强度的变化趋势,但对于大雨及暴雨的估测能力不佳;RQPE的POD、SCI值都远远高于IMERG, FAR也较小。IMERG几乎未能监测到强降水的发生。总体上,RQPE对此次龙卷风强降水量的估测表现优于3种IMERG产品,特别是在捕捉强降水区域的空间分布方面,但对于强降水的估测能力仍需进一步改善。     

台风艾云尼非对称降水及动热力结构演变特征分析

台风艾云尼(1804号)第2次登陆广东过程中降水表现出显著的非对称分布,强降水主要位于其路径前进方向的右侧(简称台风右侧)。利用欧洲中期天气预报中心ERA5再分析资料、广东风廓线雷达观测资料以及降水观测资料,对造成非对称降水的环流背景和动力、热力结构演变特征进行了分析。结果表明:艾云尼左右两侧水汽输送及动力、热力条件差异是造成降水非对称的主要原因。加强的低空急流以及台风马力斯(1805号)水汽的输送为台风右侧强降水的产生提供了更好的水汽背景,而低空急流的加强配合高空强的辐散抽吸使得右侧垂直上升运动也明显大于左侧。边界层内强盛的低空急流以及珠江三角洲地区下垫面强摩擦辐合作用导致艾云尼右前侧径向入流强度更强、强入流层厚度更厚、边界层高度更高,且由于距离台风眼墙越近风速越大,上述现象越明显,为强降水的产生提供的动力和水汽条件越好。强降水期间艾云尼右侧低层大气维持不稳定状态,分析表明强低空急流携带的θ_se平流及其随高度的减弱弥补了强降水造成的能量损耗,是不稳定能量维持的重要原因。     

利用WRF-NAQPMS模拟土地利用变化对武汉城市灰霾天气的影响

城市化极大地改变了城市下垫面的性质,这有可能增加灰霾天气发生的概率和强度.利用Landsat-7 ETM+和HJ-1A卫星多光谱遥感数据,通过人工解译获得2002年和2012年武汉市土地利用情况,并对武汉市土地利用规划图进行数字化和尺度转换.在此基础上,针对武汉市典型灰霾天气过程,对不同土地类型（历史、现状和规划）利用WRF-NAQPMS空气质量数值模式进行了不同情景的模拟.同时,对比分析和揭示了不同情境下,大气风场和主要大气污染物浓度场的变化,解析了下垫面对灰霾天气的影响.可为从灰霾天气防治的角度完善城市土地规划和建设提供科学依据.     

武汉市道路扬尘源排放清单及空间分布特征研究

参考AP-42方法的采样规范（USEPA,2011）,对武汉市13个城区的不同类型道路采集了137个扬尘样,并记录采样面积、车流情况、车道状况、地理位置、周围环境以及气象数据要素信息,得到了不同类型道路的积尘负荷,估算了其扬尘排放因子和排放量.结果表明：武汉总城区尘负荷由大到小顺序为支路 > 次干道 > 主干道 > 快速路,其中支路平均尘负荷为2.396 g/m²,快速路为0.852 g/m²,远城区平均尘负荷是主城区平均尘负荷的2倍左右.各类型道路不同粒径范围的道路交通扬尘排放因子大小顺序为支路 > 次干路 > 主干路 > 高速路,与尘负荷大小趋势一致.2016年道路交通扬尘源TSP的年排放量为156 931.4 t,PM₁₀的年排放量为39 868.7 t,PM_2.5的年排放量为11 574.8 t,其不确定性范围分别为-24.7%~31.4%、-31.3%~32.9%、-31.8%~30.5%.其中主干道扬尘排放量最大,其TSP、PM₁₀和PM_2.5的年排放量分别为64 447.1、16 372.9和4 753.4 t.     

不同类型大尺度环流背景下首都国际机场的雷暴特征分析

二进制粒子群-贝叶斯判别准则（Binary Particle Swarm Optimization-Bayes Discriminatory Criterion,BPSO-BDC）方法,能够使用二进制粒子群（Binary Particle Swarm Optimization,BPSO）算法智能地选取出贝叶斯判别准则（Bayes Discriminatory Criterion,BDC）雷暴预报模型的最优子集,克服了BDC在因子选择时的缺点。为了建立BDC雷暴最优模型,利用2010—2014年T511数值预报产品和单站观测资料,对漳州、义乌、乐东三站BDC雷暴预报模型进行研究。通过选取适应度函数,提出了BPSO搜索BDC模型最优子集的计算方法,得到了三站的最优子集模型,并与BDC和逐步判别模型进行对比。结果表明：在24 h的雷暴预报结果中,BPSO-BDC模型的平均TS评分达到了0.697,空报率为0.256,漏报率为0.048,在48 h的雷暴预报结果中,BPSO-BDC模型的平均TS评分达到了0.418,空报率为0.222。BPSO-BDC模型的预报结果明显优于BDC和逐步判别模型。对BPSO-BDC模型进行稳定性检验,TS评分都在0.21~0.35之间,变化幅度较小且处于较高水平。说明BPSO-BDC方法预报效果明显优于BDC和逐步判别方法,且具有良好的稳定性。

     

Numerical Simulation of Wind and Temperature Fields over Beijing Area in Summer

1. IntroductionThe basic role of urban-rural boundary layer re-search is to study all kinds of physical process changesin the atmosphere boundary layer over urban and itssurrounding areas. Urban heat island (UHI) is a well-known feature of urban-rural climate. Attempts toincrease the understanding of the causes of the UHIand other urban-rural boundary layer phenomena haveused observational, theoretical and modelling methodssince long before. Seaman (1989) used a hydrostaticmodel, with real …     

川西高原若尔盖地区近50年降水的小波变化特征

利用Morlet连续小波变换,分析了川西高原若尔盖地区1960~2009年共50年降水的多时间尺度变化特征,并利用Yamamoto检验法对突变点进行了真假性检验。结果显示,若尔盖年降水变化包含了多个不同时间尺度的周期变化和演变特征,目前及今后2~3a内若尔盖年降水呈偏少的趋势;小波变换系数的零点不一定就是突变点,若尔盖年降水小波变化16 a时间尺度的突变点发生在1968、1984、2000、2005年。     

车载X波段双线偏振多普勒天气雷达及其数据处理系统

文章介绍了车载X波段双线偏振多普勒天气雷达及其数据处理系统,并对其资料质量和应用问题进行了分析和讨论。该雷达采用的单发双收的工作机制,实现对Z_H、Z_(DR)、Φ_(DP)、K_(DP)、ρ_(HV)(0)以及L_(DR)等参数的探测。这些信息反映了云和降水粒子的范围、大小和运动变化等特征,是研究云和降水特别是灾害性天气的形成机制及其物理过程变化的有效工具。基于该雷达的数据处理系统是在利用这些测量参数的基础上,可以实现降水处理和降水粒子相态识别功能,为用户提供有效的气象服务。