基于SRSM的含分布式电源及电动汽车充电负荷配电系统的概率潮流计算

为了准确描述配电系统中不确定因素对系统概率潮流分析的影响,引入随机响应面法(stochastic response surface method,SRSM)对含分布式电源(distributed generators,DG)及电动汽车充电负荷(electric vehicle charging load,EVCL)配电系统的概率潮流进行分析。该方法充分考虑了风速、光照强度的随机性以及基础负荷和EVCL的不确定性,仅需较少的仿真次数便可快速估计出响应的概率统计信息。通过对IEEE14和IEEE30节点系统的算例分析,结果表明SRSM具有较高的计算效率和模拟精度,同时验证了所提方法的有效性、准确性、快速性和实用性。

基于SRSM模型的变压器电气参数对绕组变形的敏感性分析

为深入研究变压器绕组变形类别、变形程度与绕组电气量的对应关系,从绕组电气量中挖掘出更多绕组信息,采用随机响应面法(SRSM)建立三绕组变压器绕组电气参数与结构参数的显式函数模型,为变压器电气参数对绕组变形的敏感性分析提供目标函数,并提出基于Morris-Sobol法的全局敏感性双层分析模型研究目标函数,确定各电气参数可以最灵敏反映的变形类型。第1层Morris法排除无关结构变量,提高敏感性分析的效率与精度;第2层Sobol法分析各电气参数对不同变形种类的敏感性。分析结果发现,电容参数对绕组径向形变的敏感性远高于电感参数。由此,将绕组电容变化视为检测绕组变形的重要判据,从而建立绕组测试电容变化率与等效变形量之间的联系,为基于电气参数检测绕组变形提供有效方案。

飞机内襟翼机构动态响应可靠性分析

基于虚拟样机技术和可靠性分析理论,研究了某飞机内襟翼机构动态响应的可靠性。首先,采用有限元分析软件Patran和动力学分析软件ADAMS建立了刚柔耦合的内襟翼机构虚拟样机,并进行了动态仿真,得到了给定外载荷下襟翼机构保持规定运动规律所需的驱动力随时间变化的规律。其次,分析了滑轨、滚轮尺寸及气动载荷具有随机不确定性且丝杆最大驱动力为定值情况下的襟翼动态卡滞可靠性,通过对运动时域中功能随机过程的极小化变换,用矩方法和随机响应面法对极小化的功能随机函数统计分布规律进行了近似,编程实现了襟翼机构卡滞失效概率的求解,为襟翼运动机构的可靠性设计提供了一种可行方法。

计及风电场概率模型的多目标无功优化

随着风电场装机容量的增加,风电场并网对电网的影响越来越大,因此对风电并网后电力系统的不确定分析显得尤为重要。首先将随机响应面法(SRSM)应用到风电并网后电力系统的不确定分析中,并利用该方法建立了含风电场的电力系统概率潮流计算模型。然后将基于个体最优位置自适应变异扰动粒子群算法与前述概率计算模型相结合,建立了以系统有功网损期望值、节点电压越限概率为优化目标的多目标无功优化模型。接着以风电场接入IEEE14节点标准测试系统为例,根据SRSM计算出节点电压累积分布,与蒙特卡洛法进行比较,算例结果表明随机响应面法具有较高的效率和精度,证实了SRSM的有效性。最后将该无功优化模型应用于IEEE14节点标准测试系统进行仿真分析,证明了基于个体最优位置自适应变异扰动粒子群算法相对于常规改进粒子群算法(IWPSO)而言,能够有效地避免早熟收敛。

含风电场电力系统电压稳定性概率评估及其在无功优化中的应用

为分析风力发电机出力间歇性、随机性对电网的影响,引入随机响应面法建立了一种电力系统静态电压稳定性概率评估模型,并将该概率模型引入到多目标无功优化问题的求解中。随机响应面法能够将输入风机有功出力的概率参数与响应负荷裕度之间的关系以多项式形式进行表达,仅需少量仿真便可估计出响应的统计信息。风电场接入IEEE14节点标准测试系统的算例结果表明,上述概率模型具有较高的效率和精度,提高了无功优化方案对于风速的适应性,更加全面地考虑风机随机出力对电网运行造成的影响。

计及电压风险感知的交直流配电网优化调度

为有效适应交直流配电网分布式光伏和负荷不确定性波动带来的电压安全问题,提出一种计及交直流配电网电压风险感知的优化调度方案,该调度方案包含日前和日内两阶段。日前决策调度以经济性为目标制定运行计划。日内风险调度考虑分布式光伏和负荷超短期波动特性。基于超短期预测概率信息,使用结合Nataf变换的随机响应面法进行概率潮流计算,并根据概率潮流结果建立电压风险感知体系。日内以配电网电压安全运行风险最小为目标,调整日前调度方案中部分灵活迅速调控设备的运行计划。最后,通过交直流配电网混合整数二阶锥模型对调度计划进行求解,并通过算例验证了所提方案的有效性。

基于随机响应面法的电力系统仿真不确定性分析

随机响应面法可克服传统方法仿真次数多、时间长的缺陷,仅需少量次数仿真便可快速估计出响应的不确定度。但由于电力系统的复杂性和强非线性,随机响应面法用于电力系统仿真仍有若干问题值得深入探讨。为使随机响应面法得到更广泛的应用,文中以蒙特卡洛模拟作为参照,详细探讨了配置点选取、参数服从经验概率分布或参数具有相关性时的不确定度等问题。此外,结合轨迹灵敏度法提出了多参数不确定性分析的策略,可大大减少用于不确定性分析的输入参数个数。算例分析表明了随机响应面法的有效性和适用性。

采用序列响应面法的大客车结构振动频率优化

提出基于序列响应面模型的方法结合遗传算法的优化思路,对某全承载式大客车的振动频率进行优化。在有限元模型的基础上,借助灵敏度分析,结合零件分组,选取一部分重要结构件的厚度作为设计变量,以质量不超过原设计质量作为约束,在Matlab环境下对指定的振动频率分别进行优化。优化过程中将遗传算法每轮迭代得到的最优解作为新一轮有限元分析的输入,并用分析结果更新响应面模型。优化结果表明,该客车被优化的振动频率有明显的提高,所采用的方法有效减少了计算的相对误差,改善了优化效果。

电力系统时域仿真的动态一致性检验

电力系统中模型参数的辨识值常因优化算法、收敛区间、迭代次数等的差异而不同,此时常规的误差分析方法很难判断并选择合理的参数组。为解决这一问题,文中提出采用一种定量的不确定性分析方法——随机响应面法对仿真结果进行动态一致性检验的新观点,并提出了相应的检验标准。由于随机响应面法能克服传统的蒙特卡洛法仿真次数多、时间长的缺点,利用随机响应面法可快速计算出参数组中多个参数的联合不确定度,从而得到仿真结果的均值和置信区间,校验模型参数的有效性,为参数的合理选择提供参考依据。某大区电网的负荷实测记录验证了该方法的有效性。

层间隔震体系可靠度的灵敏度分析

考虑层间隔震体系(上部隔震结构、中间层隔震结构、下部隔震结构)随机参量和地震激励的不确定性,利用随机响应面方法,结合基于线性无关原则的概率配点方法,将隐式的结构响应函数转换成显式函数,在此基础上利用Monte-Carlo分别对3种隔震结构形式可靠度进行分析,并分析了其对应的可靠度灵敏度。结果表明:层间隔震体系中,各随机变量均值变化对体系的可靠度将会产生不同的影响,各随机变量方差的增加都将降低体系的可靠度;可通过优化设计变量,严格控制施工质量(控制变量方差),降低其对体系可靠度的影响。可靠度灵敏度的分析结果可以提供体系的可靠度指标对随机参量变化的重要性排序,从而提高大型复杂结构的可靠度分析和优化设计的效率,同时为层间隔震体系可靠度灵敏度的进一步研究奠定基础。

基于多项式混沌方法的柔性多体系统不确定性分析

研究了柔性多体系统的参数不确定性问题。采用绝对节点坐标方法来描述柔性体的变形,运用多项式混沌方法对柔性多体系统进行不确定性分析。通过理论分析与算例研究,对比了多项式混沌方法与广泛使用的Monte Carlo方法的精度和效率。结果表明,在相同精度要求下,多项式混沌方法在复杂柔性多体系统不确定性分析中效率更高,在工程分析中更具实用价值。

基于Bootstrap的负荷模型的小样本不确定性分析

电力系统不确定性分析中常对实测数据或模型参数的总体分布做出假定。实际上,概率分布的选取会造成计算结果的差异,影响判断和决策的制定。结合Bootstrap法和随机响应面法,提出了根据小样本数据的总体分布特性快速计算不确定性的策略:首先利用Bootstrap法估计小样本数据的经验概率分布,然后再估计不确定性分析所需的统计量,最后采用随机响应面法快速定量计算服从经验概率分布的参数所引起的不确定性。由于Bootstrap法可将小样本问题转化为大样本问题来估计未知参数的近似分布,该策略可充分利用现场实测的小样本数据,客观估计小样本空间下输出响应的不确定性。

响应面法计算结构可靠度的回顾

体系可靠度已经成为可靠度研究的重点,由于其功能函数大都为隐式功能函数,响应面法已成为计算可靠指标的主要方法,响应面法主要分为迭代序列响应面、混合响应面、神经网络响应面、模糊神经网络响应面,就最近几年响应面法的理论发展和工程运用作一总结。

考虑附加质量的旋转柔性梁动态可靠性分析

在带有附加质量的旋转柔性梁系统动态可靠性分析中,为了提高其计算精度和计算效率,提出了一种基于单项式容积法(Monomial Cubature Rules,MCR)的随机响应面法(Stochastic Response Surface Method,SRSM)。该方法利用MCR的积分点作为样本点,并以此生成柔性梁系统动态响应的小样本对,基于这些样本对和SRSM回归理论,建立柔性梁系统动态响应可靠度隐式功能函数的代理模型,使用该代理模型对柔性梁系统进行动态响应可靠性分析。通过与传统的蒙特卡洛(Monte Carlo,MC)法和改进的概率配点法(Efficient Collocation Method,ECM)比较,表明了该方法在柔性梁系统动态响应可靠性分析中的高效率和高精度。在取相同变异系数的条件下,柔性梁截面宽度参数的分散性对系统动态响应的可靠性影响较大。

基于CMAQ模型的随机响应曲面不确定性传递分析方法实现与评价

针对蒙特卡洛法在复杂环境模型进行不确定性传递分析时对计算机和时间资源需求巨大的缺点,本文引进快速高效的随机响应曲面法,并将其成功应用于CMAQ区域空气质量模型的不确定性传递分析,建立了基于CMAQ区域空气质量模型的不确定性分析概念框架.采用2阶和3阶随机响应曲面法,研究了排放清单不确定性对臭氧模拟结果的影响,并与1000次蒙特卡洛模拟结果进行对比.结果表明:3种模拟情景下臭氧浓度的均值几乎相同,模拟结果的概率分布曲线也基本一致,而采用随机响应曲面法可以极大节省模拟所需时间,提高计算效率,显示随机响应曲面法具有在复杂大气环境模型中进行不确定性传递分析的潜在价值.

锡基三元液态合金组元活度预测的比较研究

采用正规溶液模型(RSM)、亚正规溶液模型(SRSM)和分子相互作用体积模型(MIVM)的无限稀活度系数与二元模型参数的关联式,直接确定相应的模型参数.据此,预测了8个锡基三元液态合金Sn-Ag-Bi、Sn-Ag-In、Sn-Ag-Zn、Sn-Bi-Cu、Sn-Cu-Zn、Sn-Ga-Zn、Sn-In-Zn和Sn-Mg-Zn的组元活度,并与对应的实验值比较.预测结果为:RSM、SRSM和MIVM的预测平均标准偏差分别为0.071 6、0.071 9和0.018 3,平均相对误差分别为26%、29%和6%.这表明MIVM的预测效果与RSM和SRSM比较,具有较好的稳定性和可靠性,更接近于这些锡基三元液态合金.因此,应用MIVM预测的结果可以作为含锡液态合金热力学及其相平衡研究的参考数据.

Analysis of voltage stability uncertainty using stochastic response surface method related to wind farm correlation

Wind speed follows the Weibull probability distribution and wind power can have a significant influence on power system voltage stability.In order to research the influence of wind plant correlation on power system voltage stability,in this paper,the stochastic response surface method(SRSM)is applied to voltage stability analysis to establish the polynomial relationship between the random input and the output response.The Kendall rank correlation coefficient is selected to measure the correlation between wind farms,and the joint probability distribution of wind farms is calculated by Copula function.A dynamic system that includes system node voltages is established.The composite matrix spectral radius of the dynamic system is used as the output of the SRSM,whereas the wind speed is used as the input based on wind farm correlation.The proposed method is compared with the traditional Monte Carlo(MC)method,and the effectiveness and accuracy of the proposed approach is verified using the IEEE 24-bus system and the EPRI 36-bus system.The simulation results also indicate that the consideration of wind farm correlation can more accurately reflect the system stability.

对照品替代法用于莪术油中3个倍半萜类成分的含量测定研究

目的建立对照品替代法(substitution of reference substance method,SRSM)测定莪术油中3种倍半萜类成分的含量。方法采用C18色谱柱(4.6 mm×250 mm,5μm),以乙腈-水为流动相,梯度洗脱,流速为1.0 mL·min^-1,检测波长为216 nm,柱温为30℃。以牻牛儿酮为参照物,计算呋喃二烯、莪术二酮的相对校正因子和相对保留时间,采用外标法和SRSM分别测定它们在莪术油中的含量。结果 3种成分在各自范围内线性关系良好(R2≥0.999 9),相对校正因子及相对保留时间稳定,SRSM测定结果与外标法测定结果无显著性差异。结论建立的SRSM操作简单、重复性好,能够替代外标法用于莪术油中3种倍半萜类成分的含量测定。