Global Land Cover (GLC) information is fundamental for environmental change studies, land resource management, sustainable development, and many other societal benefits. Although GLC data exists at spatial resolutions of 300 m and 1000 m, a 30 m resolution mapping approach is now a feasible option for the next generation of GLC products. Since most significant human impacts on the land system can be captured at this scale, a number of researchers are focusing on such products. This paper reports the operational approach used in such a project, which aims to deliver reliable data products. Over 10,000 Landsat-like satellite images are required to cover the entire Earth at 30 m resolution. To derive a GLC map from such a large volume of data necessitates the development of effective, efficient, economic and operational approaches. Automated approaches usually provide higher efficiency and thus more economic solutions, yet existing automated classification has been deemed ineffective because of the low classification accuracy achievable (typically below 65%) at global scale at 30 m resolution. As a result, an approach based on the integration of pixel- and object-based methods with knowledge (POK-based) has been developed. To handle the classification process of 10 land cover types, a split-and-merge strategy was employed, i.e. firstly each class identified in a prioritized sequence and then results are merged together. For the identification of each class, a robust integration of pixel-and object-based classification was developed. To improve the quality of the classification results, a knowledge-based interactive verification procedure was developed with the support of web service technology. The performance of the POK-based approach was tested using eight selected areas with differing landscapes from five different continents. An overall classification accuracy of over 80% was achieved. This indicates that the developed POK-based approach is effective and feasible for operational GLC mapping at 30 m resolution.

With the increasing penetration of wind power in power systems, it is desirable for wind turbines to have similar characteristics as conventional synchronous generators. Conventional generators provide frequency support to the grid through the methods of inertial response and primary and secondary frequency regulation, whereas variable-speed wind turbine generators (WTGs) do not have those desired abilities because they are integrated into the power grid via power electronic converters. Although many different control strategies have already been published to enable WTGs to temporarily support the transient frequency, the published strategies may bring various negative effects to the system. This paper proposes a new control strategy to compensate for inertia of the wind farm. It can improve WTGs' temporary frequency support based on the coordinated control of the WTGs and the energy storage (ES) system. The simulation results show that this strategy could provide better performance of temporary frequency support and overcome problems such as system frequency oscillation and a secondary frequency drop. The proposed control strategy can be realized in all wind speed conditions with a small-scale ES system.

Abstract. Data on global agricultural production are usually available as statistics at administrative units, which does not give any diversity and spatial patterns; thus they are less informative for subsequent spatially explicit agricultural and environmental analyses. In the second part of the two-paper series, we introduce SPAM2010 – the latest global spatially explicit datasets on agricultural production circa 2010 – and elaborate on the improvement of the SPAM (Spatial Production Allocation Model) dataset family since 2000. SPAM2010 adds further methodological and data enhancements to the available crop downscaling modeling, which mainly include the update of base year, the extension of crop list, and the expansion of subnational administrative-unit coverage. Specifically, it not only applies the latest global synergy cropland layer (see Lu et al., submitted to the current journal) and other relevant data but also expands the estimates of crop area, yield, and production from 20 to 42 major crops under four farming systems across a global 5 arcmin grid. All the SPAM maps are freely available at the MapSPAM website (http://mapspam.info/, last access: 11 December 2020), which not only acts as a tool for validating and improving the performance of the SPAM maps by collecting feedback from users but is also a platform providing archived global agricultural-production maps for better targeting the Sustainable Development Goals. In particular, SPAM2010 can be downloaded via an open-data repository (DOI: https://doi.org/10.7910/DVN/PRFF8V; IFPRI, 2019).

Accurately predicting the active power output of wind farms is an important means to ensure the stable operation of new power systems. This article proposes a sequence to sequence ultra short term power prediction model for wind farms, combining Luong attention mechanism and Gated Recurrent Unit (GRU). Secondly, the models of wind turbines within the wind farm are used as model inputs to increase the dimensionality of the input data; Then, the Luong attention mechanism is used to perform attention calculations on the temporal features extracted by GRU, eliminating the distance dependence of the model on information at different times; Finally, simulation shows that the proposed model is effective in predicting the ultra short term power of wind farms.

Abstract A new integration strategy of grid‐forming‐controlled wind farms connected to the bulk power systems through high‐voltage direct current transmission based on the modular multi‐level converter (MMC) is proposed to solve the problem of traditional uncontrollable DC overvoltage during the short circuit faults at the receiving end. However, a new DC overvoltage phenomenon appears after the fault is cleared, and the interaction between the wind farm and sending‐ and receiving‐end MMCs makes the DC overvoltage mechanism more complex; further exploration shows that DC overvoltage during the sending‐end fault recovery stage occurs under the new integration strategy. Therefore, the evolution process and mechanism of the new DC overvoltage are analysed. It is found that affected by the interaction between wind farms and MMCs, the alternate saturation of the integrators in the PI controller of MMCs is the main cause. Based on this understanding, additional controls are proposed to suppress this DC overvoltage during the fault recovery stage. Simulations are carried out on a test with MATLAB/Simulink, and the results verify the efficacy of the proposed methods in suppressing DC overvoltage.

The efficient removal of recalcitrant organics in high-salinity systems, specifically brine, poses a significant challenge for electrochemically advanced oxidation processes in terms of both activity and stability. Herein, a composite electrode comprising of CNT/Nafion functionalized Ti/SnO2-Sb/β-PbO2-CNT/Nafion was developed for efficient and stable removal of octadecylamine (ODA) and 4-dodecylmorpholine (DMP) in a real high-salinity environment. The degradation efficiencies of ODA and DMP on the composite electrode can reach 100 % within 60 min, respectively. The total organic carbon (TOC) removal efficiency of ODA and DMP was significantly improved to 78 % and 66 % with remarkably low energy consumption (0.414 and 1.402 kWh/g TOC), respectively. The electrochemical characterizations demonstrate that the composite electrode exhibits improved electrochemical activity (oxygen evolution potentials = 1.791 V) and electrode surface area (ECSA = 20 cm2), while maintaining reduced charge transfer resistance (Rct = 18.21 Ω/cm2) and enhanced corrosion-resistant capacity (corrosion potential = 1.115 V). Based on recycling and accelerated lifespan testing, the composite electrode demonstrates exceptional stability and recyclability. Additionally revealed was the linked stability mechanism. The electrocatalytic degradation of ODA and DMP begins with the removal of amino and morpholine rings, and then the decomposition of the carbon chains. Gas chromatography-mass spectrometry (GC–MS) and theoretical calculations were used to identify intermediate products generated during the degradation of ODA and DMP, and possible degradation pathways were provided in high-salinity systems, respectively. This work offered a fresh perspective on electrocatalytic oxidation for a real high-salinity system that is more efficient and stable.