基于功率重构和时序特性约束的长预见期光伏集群功率预测

光伏装机容量的逐渐增大为大规模的光伏并网带来了巨大挑战,突破更长预见期的光伏功率预测有助于电力系统的安全稳定运行。现有研究及应用最长预见期为7 d,为将预见期延长至8~15 d,提出了一种基于功率重构和时序特性约束的长预见期光伏集群功率预测方法。首先,采用近似积分计算日电量和辐照能;其次,基于麻雀搜索算法优化变分模态分解以分解电量及辐照能序列,并采用多元线性回归模型对不同频率的分量进行预测叠加得到电量预测结果;然后,根据出力特性建立约束过程,将电量预测结果重构为光伏功率;最后,将所提方法应用于中国甘肃省某光伏集群,模型在不同季节典型月功率预测的均方根误差平均降低2.55%,验证了方法的有效性。

一类基于近似求解节块内扩散方程的功率重构方法研究

基于近似求解节块内扩散方程原理,为NGFMN堆芯程序编制了新的功率重构程序。通过选取不同的双曲函数族、边界条件和勒让德多项式数目,得到了一类功率重构方法。用该类功率重构方法计算IAEA2D和BIBLIS2D基准题,并与CITATION细网程序比较计算结果,选出误差较小的功率重构方法。

船用反应堆堆芯精细功率重构计算

针对现有船用反应堆安全分析仿真软件不能计算堆芯精细功率分布这一缺陷,开展了堆芯径向和轴向精细功率分布重构计算和分析。采用三次样条插值法对轴向精细功率进行重构计算,采用双线性和双三次插值法对径向精细功率进行重构计算,并与采用细网差分的专业物理程序的计算结果进行比较。结果表明,本工作精细功率重构计算简单、可靠,有较高的精度,对船用反应堆安全运行分析和监督管理具有重要的参考价值。

考虑角点不连续因子的精细功率重构及验证

在采用调制法进行组件精细功率重构时,由于改进的格林函数节块法程序引入了组件不连续因子,导致重构时角点中子通量不连续,需引入角点不连续因子进行修正保证其连续性。文中利用改进格林函数节块法程序堆芯扩散计算的结果,采用高阶多项式展开的调制法来进行组件内的精细功率重构,探讨了角点不连续因子在精细功率重构中的重要作用。并通过秦山二期实际堆芯的两种工况对其进行了验证,与SIMULATE-3的计算结果对比表明:考虑角点不连续因子的精细功率重构具有较高的计算精度,能够满足工程计算的要求。

基于解析节块法的三维多群六角形几何功率重构研究

解析节块法是将六角形节块内的每群中子注量率利用解析基函数展开,求得展开系数后可直接对六角形节块进行精细功率重构。应用上述理论模型,为堆芯程序HANDF-E编制了精细功率重构模块。利用VVER440基准题和三维4群热堆问题对该模块进行验证,并与多群蒙特卡罗程序MCMG进行比较。计算结果表明,该方法具有较高的计算精度。

指数函数功率重构的超级电容荷电控制策略研究

光伏及混合储能系统中,常用变分模态分解(VMD)实现系统剩余功率分配,但其中分解模态数、二次惩罚因子的取值直接影响功率重构的误差,常用的凹型、S型函数惯性权重误差较大。以皮尔逊相关系数为适应度函数,提出采用指数型函数惯性权重粒子群算法参数优化VMD参数,获得VMD算法中各自[K,α]最优值组合,分解系统剩余功率,将剩余功率合理分配至蓄电池和超级电容。进而提出在考虑超级电容荷电状态(SOC)下的混合储能功率互补优化控制策略,使其SOC运行于稳定区域。算例分析中,采用对称平均绝对百分误差(SMAPE)对比分析了三种惯性权重函数优化算法下的功率重构误差,并考虑超级电容SOC与优化控制。结果表明,采用指数型函数惯性权重算法得到的功率重构误差最小,并使得超级电容SOC控制在稳定区域,避免过充过放现象,延长其使用寿命。

基于堆外探测实现堆芯功率重构的扰动搜索法

提出一种基于堆外探测数据通过搜索功率扰动变量进行堆芯功率重构的方法。方法研究各扰动因素对功率的影响,建立扰动因素与堆芯功率分布及堆外探测数据的关系,通过编写扩散方程及全局优化算法耦合程序进行计算,得出功率扰动后的分布及扰动因素的分布。分析提升扰动搜索效率的技巧与方法。设定氙振荡和温度场波动的单因素算例及双因素算例对该问题进行验证。双因素算例计算结果表明,堆外探测器所提供数据与堆芯功率扰动前后理论计算数据偏差的均方根可降低两个量级,节块最大功率相对偏差可由6.78%降至0.08%。方法可成功重构出功率分布并找出功率影响因素。

燃料组件内精细功率重构方法研究

为提高堆芯工程设计软件的计算精度,本文提出一种精细功率重构方法,即利用节块法求解所获得的横向积分中子通量分布作为逼近条件,采用权重系数法获得组件功率分布的两群17项多项式展开,并基于B&W和IAEA2D基准题与13项和21项多项式展开法进行比较。数值计算结果表明,提出的17项多项式展开法相比传统的13项多项式展开法具有更高的计算精度,且计算精度接近21项多项式展开法。

AP1000核电厂堆芯测量与功率重构计算程序开发

基于堆芯设计SCIENCE程序包,扩展堆芯测量与功率重构计算程序SQUALE功能开发,实现了适用于AP1000核电厂的计算功能,可为三代核电技术消化吸收和自主研发提供支持和参考。

可重构功率电路的电力电子实验教学平台设计

为了便于开展电力电子领域多种功率电路分析、控制与特性测试教学,设计了一个可重构功率电路的电力电子实验教学平台,包括功率电路的可重构组件、电压电流采集模块、国产快速原型控制器、上位机以及示波器。基于该实验教学平台可以构建多种拓扑功率电路,并在Matlab/Simulink软件中开发控制算法以自动生成实验控制程序。

堆芯功率分布重构方法分析

本文介绍了堆芯功率分布重构方法中传统的两种方法:权重系数法及多项式展开法。用堆芯计算程序SMART构造测量和预测状态分布,分别采用权重系数法和多项式展开法进行径向功率重构。计算结果显示,在径向重构中多项式展开法对瞬态及局部下的重构效果并不佳,而权重系数法则能部分重构堆芯局部各处的偏差分布。在稳态下,两种重构算法各有优点。

2D/1D耦合的堆芯实测功率分布快速重构研究

针对三代核电压水堆在线监测系统需要快速准确进行实测3D功率重构的需求,本文提出了一种2D/1D耦合的3D功率重构方法。首先采用耦合系数法对探测器层的功率进行了2D实测功率重构;其次针对每个组件,采用二次样条函数拟合方法进行了轴向1D实测功率重构,最后得到了全堆3D实测功率分布。该方法计算流程简单,占用内存少。针对华龙一号开展的4个典型例题的数值验证结果表明,该方法具备很高的精度,满足三代核电在线监测系统实测功率重构对精度和速度的要求。

基于源项展开法的瞬态多群精细功率重构研究

研究了压水堆瞬态多群精细功率重构的计算方法,从瞬态固定源方程出发,将瞬态固定源项表示成双二次勒让德多项式的形式,通过全堆的迭代求解实现精细功率重构。将该方法应用于堆芯物理程序SPARK中,并采用TWIGL瞬态基准题验证瞬态多群精细功率重构的准确性。数值结果表明,本文提出的压水堆瞬态多群精细功率重构方法具有很高的计算精度。

基于裂变矩阵的谐波计算及其在气冷微堆功率监测中的应用

气冷微堆受限于堆芯体积及堆内高温高辐照运行环境,仅能布置少量堆外探测器用于功率监测。采用基于裂变矩阵产生高阶谐波的谐波展开法进行堆芯功率重构。通过反应堆蒙特卡罗程序RMC统计裂变矩阵,使用瑞利商迭代法求解特征向量,构造高阶谐波库;将堆芯三维功率分布用高阶谐波展开,结合探测器响应矩阵,实现三维功率在线监测。进一步研究了温度、燃耗、控制棒棒位对功率重构精度的影响,结果表明:温度、燃耗变化的工况下,气冷微堆节块平均功率的重构值与蒙特卡罗模拟参考值之间的均方根相对误差小于3%,最大相对误差小于5%;控制棒棒位变化对重构精度的影响较大,通过采用临近棒位的谐波组进行功率重构,均方根相对误差小于3%。验证结果为气冷微堆在线监测系统的后续研发提供参考。

基于截面偏差的堆芯功率分布重构方法研究

提出了一种将功率偏差归结为组件等效截面偏差的堆芯功率分布重构方法。通过对影响功率分布的各种因素进行分析,引入组件截面偏差从而构造出功率偏差,然后将功率重构转化为一个多极值优化搜索问题。采用全局搜索能力较强的特征统计算法(CSA)对影响因素进行了搜索和复现。以秦山二期核电站2号机组为例,选取氙毒波动和慢化剂温度场变化两个因素进行了测试。结果表明,对于所构造的例题,本方法可成功搜索出影响因素,重构后最大功率偏差从5%降低至0.1%,初步验证了本方法的可行性。

最小二乘支持向量机在堆芯功率分布重构中的应用

应用最小二乘支持向量机(LS-SVM)进行了堆芯轴向功率分布重构的研究,通过6节堆内中子探测器的信号重构出堆芯轴向18个节块的功率。使用ACP-100模块式小堆的7 740套轴向功率分布对LS-SVM重构算法进行了验证,实验结果表明:LS-SVM算法的重构精度远优于交替条件期望(ACE)算法,且LS-SVM算法具有良好的鲁棒性。

堆芯功率分布重构的两种空间统计性算法

本工作提出两种基于空间统计性理论的堆芯功率分布重构算法:普通克里金方法是一种基于空间自协方差的最优插值法;卡尔曼滤波方法是一种有效结合理论计算与测量数据的数据同化方法。应用秦山第二核电厂3号机组和大亚湾核电站1号机组的测量数据对上述两种方法的功率分布重构精度进行了验证,并与耦合系数法(CECOR)的重构精度进行了比较。结果表明,两种方法的重构误差均满足工程要求,且重构精度优于耦合系数法。

NGO在光储微网系统功率分配中的应用

光伏发电混合储能系统中,为降低常见智能算法参数优化VMD中分解模态数(K)、二次惩罚因子(α)取值不合理对系统重构功率准确性的影响。提出采用一种新的智能算法即北方苍鹰(NGO)算法进行优化分析;利用NGO参数优化VMD以更加稳定的获得[K,a]最优组合,并将寻优结果应用于微网系统剩余功率分解中,从而提升重构功率与原始剩余功率信号重合程度,将剩余功率合理的分配给混合储能系统,优化储能系统初次功率分配及容量配置等问题。算例分析中,通过与粒子群及乌燕鸥算法参数优化VMD结果进行对比,并结合对称平均绝对百分误差(SMAPE)分析功率重构误差,验证了所述方法的有效性与优越性。

一种节块多群精细注量率重构方法

在全堆粗网格节块解的基础上,经节块内精细注量率的重构来获得各燃料棒的功率是目前轻水堆堆芯分析计算中普遍采用的方法,然而,目前的精细注量率重构方法大都只适用于两群,无法进行多群重构。在韩国国立首尔大学提出的多群重构思想基础上,经进一步改进,研制出了多群重构方法,并开展了多个基准问题的检验。

可重构功放的新颖NARX神经网络逆向建模研究

针对使用CAD软件设计射频微波电路繁琐且耗时长等缺点,提出一种新颖的带外部输入的非线性自回归(NARX)神经网络逆向建模方法。此方法采用具有激励函数的NARX神经网络(DAFNN)为模型以提高网络的泛化能力,利用支持向量机(SVM)替代模型的前馈部分完成数据分类,解决设计中的多解问题。然后应用于可以覆盖多个频段的可重构功率放大器中,实验表明,该方法在精度方面分别优于直接逆向建模方法和自适应η逆向建模方法99.86%和81.32%,计算速度方面优于直接逆向建模方法31.72%,可以降低射频微波可重构功率放大器的设计复杂度、缩短其设计时间。