线性雪崩光电二极管(Avalanche photodiode,APD)焦平面红外探测器有着广泛应用场景,APD探测器耦合具有多种模式的读出电路可在有限像元面积内实现多模式探测,提升探测系统集成度。本文设计了一种具有红外热成像模式、门控3D成像模式、...线性雪崩光电二极管(Avalanche photodiode,APD)焦平面红外探测器有着广泛应用场景,APD探测器耦合具有多种模式的读出电路可在有限像元面积内实现多模式探测,提升探测系统集成度。本文设计了一种具有红外热成像模式、门控3D成像模式、激光测距模式和异步激光脉冲探测模式的APD读出电路,四种模式复用输入级电路。通过Krummenacher结构抑制背景辐射影响,扩展了光子飞行时间探测范围;提出一种改进型时刻鉴别电路,通过减小时刻鉴别误差提升距离测量精度。读出电路采用0.18μm 3.3 V CMOS工艺设计,阵列规模128×128、像元中心距30μm,最大电荷容量3.74 Me^(-)。仿真结果表明,激光测距模式,在积分电容13 f F、背景电流1~150 nA条件下,背景电流响应幅值≤1.35 m V,远小于激光响应电流500 nA时280 m V的响应幅值;异步激光脉冲探测模式的幅值灵敏度约110 nA、脉宽灵敏度约4 ns;改进型时刻鉴别电路对于150~500 nA的激光脉冲响应,时刻鉴别误差约4 ns。本文设计的多模式复用APD读出电路具有一定工程应用价值。展开更多
分别从“点对点”雨量检验和降水空间结构特征检验两方面对多个数值模式东亚夏季中短期逐日降水集合预报进行评估,结果表明不同模式对降水的不同方面存在不一样的预报能力。借助基于对象的诊断评估方法(method for object-based diagnos...分别从“点对点”雨量检验和降水空间结构特征检验两方面对多个数值模式东亚夏季中短期逐日降水集合预报进行评估,结果表明不同模式对降水的不同方面存在不一样的预报能力。借助基于对象的诊断评估方法(method for object-based diagnostic evaluation,简称MODE)提出了基于降水对象的超级集合(Object-based Superensemble,简称OBJSUP)模型,采用观测场和预报场中降水对象空间结构的相似度来分配各个成员模式的权重,有别于利用传统“点对点”误差分析来计算权重的超级集合(Gridpoint-based Superensemble,简称GPSUP)。相比于最优单模式,两种多模式集成预报均有效地提高了中短期降水预报技巧,且OBJSUP模型整体优于GPSUP模型,主要原因在于OBJSUP模型可以较好地改进降水对象的质心位置预报。为进一步检验多模式集成模型对强降水空间结构特征的预报能力,针对2018年夏季广东一次极端强降水事件,多模式集成预报与高分辨率区域模式动力降尺度预报对比表明,多模式集成对强降水的预报不足,但对广东省逐日大雨量级降水和过程累积降水量空间分布预报较好。高分辨率区域模式对此个例中粤东地区发生的强降水具有一定的预报能力,但对广东省其他地区降水量预报偏弱。展开更多
随着碳中和目标的推进,综合能源系统(integrated energy system,IES)以其多能耦合、能量梯级利用等优势,逐渐成为能源供应的重要发展方向。在具有差异化用能需求的多功能区IES之间实现协同规划与调度,对提高系统经济性、降低系统碳排放...随着碳中和目标的推进,综合能源系统(integrated energy system,IES)以其多能耦合、能量梯级利用等优势,逐渐成为能源供应的重要发展方向。在具有差异化用能需求的多功能区IES之间实现协同规划与调度,对提高系统经济性、降低系统碳排放有着重要作用。然而,由于碳捕集机组、多类型氢能利用设备等低碳元件的接入以及可再生能源发电的不断增加,随之而来的元件模型非凸性与系统内多类型不确定性对系统规划的影响亟需研究。对此,该文考虑了机组低碳改造和氢能多模式利用低碳特性,提出了一种针对多功能区综合能源系统的不确定性协同规划方法。首先,详细分析了多功能区供/用能特性与多能互补关系,构建了具有分区差异化特征的多功能区设备规划策略。其次,建立了低碳改造后的热电联产机组和氢能多模式利用设备的数学模型,并对其低碳特性进行了分析。基于此,为应对规划周期内系统低碳改造成本的不确定性和短期内可再生能源出力的不确定性,提出了一种混合长-短期不确定性的多功能区IES协同规划模型。通过基于二进制扩展的凸包线性化方法,对所提规划模型中的非线性约束进行凸化,并采用相应的迭代收缩求解算法实现模型的有效求解。最后,通过某实际多功能区IES算例进行仿真,结果验证了所提模型和所用算法的有效性。展开更多
文摘线性雪崩光电二极管(Avalanche photodiode,APD)焦平面红外探测器有着广泛应用场景,APD探测器耦合具有多种模式的读出电路可在有限像元面积内实现多模式探测,提升探测系统集成度。本文设计了一种具有红外热成像模式、门控3D成像模式、激光测距模式和异步激光脉冲探测模式的APD读出电路,四种模式复用输入级电路。通过Krummenacher结构抑制背景辐射影响,扩展了光子飞行时间探测范围;提出一种改进型时刻鉴别电路,通过减小时刻鉴别误差提升距离测量精度。读出电路采用0.18μm 3.3 V CMOS工艺设计,阵列规模128×128、像元中心距30μm,最大电荷容量3.74 Me^(-)。仿真结果表明,激光测距模式,在积分电容13 f F、背景电流1~150 nA条件下,背景电流响应幅值≤1.35 m V,远小于激光响应电流500 nA时280 m V的响应幅值;异步激光脉冲探测模式的幅值灵敏度约110 nA、脉宽灵敏度约4 ns;改进型时刻鉴别电路对于150~500 nA的激光脉冲响应,时刻鉴别误差约4 ns。本文设计的多模式复用APD读出电路具有一定工程应用价值。
文摘随着碳中和目标的推进,综合能源系统(integrated energy system,IES)以其多能耦合、能量梯级利用等优势,逐渐成为能源供应的重要发展方向。在具有差异化用能需求的多功能区IES之间实现协同规划与调度,对提高系统经济性、降低系统碳排放有着重要作用。然而,由于碳捕集机组、多类型氢能利用设备等低碳元件的接入以及可再生能源发电的不断增加,随之而来的元件模型非凸性与系统内多类型不确定性对系统规划的影响亟需研究。对此,该文考虑了机组低碳改造和氢能多模式利用低碳特性,提出了一种针对多功能区综合能源系统的不确定性协同规划方法。首先,详细分析了多功能区供/用能特性与多能互补关系,构建了具有分区差异化特征的多功能区设备规划策略。其次,建立了低碳改造后的热电联产机组和氢能多模式利用设备的数学模型,并对其低碳特性进行了分析。基于此,为应对规划周期内系统低碳改造成本的不确定性和短期内可再生能源出力的不确定性,提出了一种混合长-短期不确定性的多功能区IES协同规划模型。通过基于二进制扩展的凸包线性化方法,对所提规划模型中的非线性约束进行凸化,并采用相应的迭代收缩求解算法实现模型的有效求解。最后,通过某实际多功能区IES算例进行仿真,结果验证了所提模型和所用算法的有效性。
