考虑新能源高阶不确定性的交直流混联电网静态电压稳定裕度计算

随着大量新能源场站接入交直流混联电网,系统的静态电压稳定裕度(static voltage stability margin,SVSM)水平具有很大的不确定性,需要研究考虑新能源场站高阶不确定性的交直流混联电网SVSM计算方法。针对此问题,首先建立了交直流混联电网SVSM计算模型,模型中考虑了直流换流站控制方式随负荷增长的切换;采用概率盒模型描述风速与光照强度的随机波动,提出了改进区间半不变量法以获得更准确的SVSM概率盒,该方法通过K-means++聚类算法将随机变量样本划分为多个波动范围较小的样本集,以降低半不变量的线性化计算带来的误差;并结合Gram-Charlier级数展开和概率加权和计算得到考虑新能源场站高阶不确定性的系统SVSM概率盒。通过对修改的IEEE-39节点交直流系统和南方电网两个算例的分析,并与区间半不变量法和双层蒙特卡洛法比较,验证了所提出方法获得的SVSM概率盒具有较高的计算精度和效率。

基于改进一次二阶矩方法的油气管道失效概率研究

油气管道在运行过程中存在诸多不确定性因素,采用改进的一次二阶矩计算方法,依据最大剪应力强度理论和管道工程设计规范,建立了油气管道的失效功能函数,提出了管道可靠度和失效概率的计算方法。以西部某段原油输送管道为例,研究了随机变量管道直径、壁厚、运行压力、运行温差的平均值与标准差对失效概率的影响,为油气管道的可靠性设计及风险评估提供一定的借鉴。

偏最小二乘Kriging模型辅助的高效全局优化方法

针对昂贵约束优化问题中因超参数过多引发的维数灾难及优化效率不高问题,提出一种新的偏最小二乘Kriging模型辅助的高效全局优化方法。该方法通过偏最小二乘核函数提升Kriging模型建模效率,构建两种偏最小二乘权期望填充准则实现模型的自适应调整及高效全局优化。测试函数及工程实例结果表明,所提方法可有效减少超参数计算量,提升昂贵约束优化问题求解效率。尤其在高维问题中,所提方法在解的收敛速度,稳健性及精度方面均具有优势。

基于山区雷电先导发展的改进电气几何模型仿真研究

山地对地面电场的畸变作用使雷电先导偏向山体发展,导致采用电气几何模型(EGM)计算的山区线路绕击跳闸率比运行经验偏小。因而提出一种适用于山区地形的输电线路雷击概率计算模型,通过一种类山体形态的保角变换函数将2维山区地形抽象化、映射到水平面,以使用传统镜像电荷法计算山区雷电下行先导的发展轨迹,并在先导"末跃"阶段采用电气几何模型EGM中的"击距"参数简化判断雷击点。仿真结果表明,应用该方法计算三峡地区几种典型山体地形的落雷分布,与雷电定位统计值具有良好的对应性。以三峡地区某220 kV线路雷击跳闸为例,与EGM计算结果对比表明,考虑山顶地形对雷电先导的吸引作用后,线路边相导线的绕击概率明显增大,可更好解释山区线路雷击跳闸率较高的原因。

中国地区冬季积雪遥感监测方法改进

该文概述了卫星遥感积雪监测原理,介绍了积雪判识方法,对国家卫星气象中心已有的业务化极轨气象卫星冬季旬积雪监测算法和流程进行了改进。经过比对,设计了新的可见光太阳天顶角订正模式,针对NOAA-16／AVHRR3和FY-1D／MVISR重新确定了积雪判识变量及相应的动态积雪检测阈值,提出了概率积雪判识方法,结合多光谱阈值法建立了概率结合阈值(Probability Combined with Threshold,PCT)的积雪判识方法,并以该算法为基础建立了新的业务化积雪动态遥感监测系统。同时,用新算法对部分历史产品重新做了处理,并简要分析了1996至2003年中国地区冬季积雪分布特征。

裂隙岩体小净距超大断面隧道围岩非连续变形分析

由于现有隧道规范不足与设计、施工经验匮乏,裂隙岩体中小净距超大断面隧道的围岩稳定性分析与中夹岩柱变形破坏特征及其支护方案优化仍是大型隧道工程建设中遇到的棘手难题。以济南市东南二环绕城高速大岭超大断面隧道为工程依托,通过对掌子面岩体结构信息的精细化描述,获取各评定指标分布概型,并应用Monte Carlo法生成符合围岩等级评价指标分布概型的大量随机数,通过归纳统计获得隶属各围岩亚级分级的概率分布,由此对岩体质量进行了稳健评估。此外,用改进的非连续变形分析（DDARF）法对大岭隧道浅埋小净距段围岩的变形破坏规律及裂隙演化过程进行了数值模拟;以裂隙扩展破碎区贯通与否作为中夹岩柱稳定性的评定依据,分别针对无锚、有锚支护条件下的围岩稳定性状况及变形特征进行了对比分析。结果表明：无锚支护条件下,隧道后行洞开挖对先行洞的裂隙扩展及变形有一定影响,但不明显;而锚杆支护则可显著约束围岩尤其是中夹岩柱的裂隙扩展及贯通,锚杆支护条件下二次扰动后先行洞围岩的裂隙扩展情况、变形破坏特征与单洞开挖无异,且系统锚杆支护与中夹岩柱水平加长锚杆支护对裂隙演化的控制效应无较大区别。研究结果对裂隙岩体中小净距超大断面隧道围岩的支护方案优化有实际指导意义。

基于网络聚类与自适应概率的数据库缓冲区替换

针对传统替换方法存在替换不准确、效率低的问题,提出模糊kohonen网络聚类算法与自适应概率相结合的大型数据库缓冲区替换方法.采用Broder理论并基于Jaccard相似性度量对缓冲区重复数据进行消除,建立缓冲区数据检测模型,并采用模糊kohonen网络聚类算法对缓冲区数据进行聚类处理.采用复小波法提取缓冲区的特征,引入自适应概率对大型数据库缓冲区进行替换.结果表明,改进的缓冲区替换方法可有效的实现对大型数据库缓冲区的替换,提高替换效率,增加大型数据库存储的整体性能.

基于加权移动平均法的铁矿石价格预测

铁矿石的预期价格对矿业公司的决策异常重要,由于影响铁矿石价格的因素众多,加之近些年价格波动明显,对其进行准确预测较为困难。基于加权移动平均法,综合分析铁矿石价格的可能走势,调整权值,考虑最近三年的铁矿石历史价格,得到铁矿石市场价格的改进预测值,分别为2017年525.36元/t、2018年535.13元/t、2019年548.13元/t、2020年551.67元/t,年平均增长率约为3.73%。结合各大相关机构的预测研究,通过概率分布得出未来几年铁矿石价格年均3.73%的增长率可信度较高,可为相关企业决策提供参考。

基于受冲击与断开后果脆弱度的电网关键线路识别

综合线路断开可能性和断开后果,提出基于受冲击与断开后果脆弱度的电网关键线路识别方法。定义线路受冲击脆弱指标,从其他线路对目标线路造成的潮流冲击影响及目标线路本身的抗冲击韧度两方面评估线路开断概率。同时考虑电网的电气结构和状态转移特性,构建包含电气结构重要度、支路开断脆弱指标、节点电压偏移量的指标集。基于模糊层次分析(FAHP)与改进熵权法建立线路断开后果评估模型。结合线路受冲击脆弱指标与断开后果脆弱指标定义综合脆弱性指标,全面衡量电网线路的脆弱度。IEEE39节点系统仿真结果验证了所提出的识别脆弱线路方法的有效性。

中国通货膨胀预期的性质与形成机制

运用最优改进C-P概率法测度中国的通胀预期,发现我国居民预期能够较好地利用部分通胀信息且具有一定的无偏性,性质类型应为有限的亚理性预期。中国通胀预期的形成机制受到实际通胀率惯性和预期通胀率自身变动的双重影响。从短期动态调整来看,居民具有信息"短记忆"的特点,即仅对滞后近几期的信息才有记忆和影响;从长期动态调整来看,预期通胀率和实际通胀率的标准差冲击,对二者的影响互为正向且持续长度、冲击作用力随时间推移而减弱,说明我国通胀率自身具有惯性与波动性,居民的通胀预期与实际通胀之间互为因果,并具有自我实现、逐步衰减的特征。

住宅建筑设计秒流量计算方法的改进思路

分析了现行规范关于住宅建筑设计秒流量公式在修正项的作用、参数取值、适用条件等方面存在的问题,指出该公式实质上仍是平方根法。通过实例计算,分析比较了概率法、平方根法、亨特法等几种设计秒流量计算方法,提出了住宅设计秒流量公式的改进思路。

基于变尺度寻优和遗传搜索技术的模糊神经网络全局学习算法

本文给出了一种将改进的拟牛顿算法与具有新型交配方式和可变变异概率的遗传算法相结合的全局寻优算法，用以搜索模糊神经网络误差函数的全局最小点。在拟牛顿算法中采用了一种基于模糊推理和组合插值技术的线性搜索算法，可以用较少步数得到二次型置信区间内的全局最优步长，确保局部寻优具有快速收敛特性。关于算法分析的定理证明了这种混合算法对于紧致集内的权向量构成的任意连续函数能依概率１收敛于全局极小值。计算机仿真结果表明，本算法既具有较快的收敛速度，又具备良好的全局收敛特性。

对称抛物型模糊变量下的可靠性及灵敏度分析

当模糊变量的隶属函数为正态型时,可以将模糊随机可靠性及可靠性灵敏度转化为随机可靠性及可靠性灵敏度,并利用复合函数求导法则求解模糊随机失效概率对正态型隶属函数分布参数的灵敏度。对于对称抛物型隶属函数,文中提出了"改进最大最小"法和"改进等面积"法两种近似等价正态化方法,从而将模糊随机可靠性问题转换为随机可靠性问题,并利用线抽样方法分析之。算例结果表明,由于"改进最大最小"法所得的等价正态型隶属函数能在函数图形尾部更好地近似对称抛物型隶属函数,因而"改进最大最小"法更适用于模糊变量的隶属函数为对称抛物型分布时模糊随机可靠性及可靠性灵敏度的近似计算。

基于加权开断概率与断开后果严重度的含风光电源电网脆弱线路识别

风光电源的接入提高了电网故障发生的几率,给故障传播中脆弱线路的识别增加了难度。为此,从线路受冲击与断开后果2个角度建立了线路脆弱性评价指标集。基于潮流转移过程中线路的开断概率和计及风光电源出力随机波动下线路的过负荷风险因子定义线路加权开断概率,从而提高风险线路受冲击后退出运行的可能性;同时,考虑电网的电气结构和状态转移特性,采用模糊层次分析(fuzzy analytic hierarchy process,FAHP)与改进熵权法定义断开后果脆弱指标,以衡量线路开断的综合影响。改造前后IEEE 39节点系统仿真结果表明:所提出的综合脆弱性指标能够有效地将高风险线路识别为脆性源,对含风光电源电网的安全稳定运行、连锁故障的预防具有一定的指导意义。

二态系统组(部)件综合重要度计算方法研究

二态系统重要度理论是复杂系统重要度理论的基础,对于复杂系统可靠性分析具有重要意义。文章在对传统二态系统重要度计算方法研究基础上,针对二态系统提出一种组(部)件综合重要度计算方法,通过定理证明了二态系统组(部)件综合重要度的物理意义,探讨了二态系统组(部)件综合重要度计算方法与概率重要度、结构重要度、关键重要度、Δ-重要度和Improvement Potential重要度计算方法的关联关系。基于串联和并联系统,分别给出了串联和并联系统的二态系统组(部)件综合重要度计算公式及相关的性质。以二态混联系统为算例,依据系统中串并联关系计算了各组(部)件的综合重要度值,并与其它重要度计算结果进行了比较分析,分析结果验证了二态系统组(部)件综合重要度计算方法及物理意义的正确性和有效性。

基于故障树的油气管道失效概率模型

故障树是一个可以形象地表示失效事件发生逻辑关系的定性模型,它可用于识别失效影响因素,结合事故数据统计、模拟试验及专家意见,可以得到失效的定量模型。在油气管道失效故障树定性分析的基础上,对油气管道失效故障树进行定量分析。提出了用改进的专家判断法来确定管段失效基本事件概率,并将模糊概率概念引入其中。其中,利用层次分析法来确定专家意见权重,并用此权重来修正专家意见。在确定管道失效概率时,考虑到最小割集中基本事件独立性和相关性,分别建立了油气管道失效的事件独立性概率模型与事件相关性概率模型。最后,还建立了基本事件概率重要度系数的数学模型。

一种改进的空间信号完好性监测算法

针对Galileo系统空间信号完好性监测方案中两项关键技术点做出改进,首先提出改进临界圆法,从坐标系转换角度解决最坏用户位置方位角转换的复杂度问题;其次引入"截尾概率包络"概念,改善原模型对非零均值空间信号误差值高斯分布的过分包络问题;最后在无故障、阶跃类故障、斜坡类故障3种模式下,对比分析改进方案前后系统的完好性性能;结果表明,完好性阈值对实时空间信号误差估计值的平均包络紧度由3.89米改善至2.62米,对斜坡类故障的告警更加及时。

基于向量方位角分布概率的水平位移可视化动态监测

当前水平位移监测多依赖于观测数值,缺乏对监测点整体位移情况分析及其可视化,必将导致水平位移整体分析缺失。针对此种情况,本文提出了一种基于向量方位角分布概率的水平位移可视化动态分析法,该法通过前后两期观测数值构造位移向量,再计算该向量的坐标方位角,将方位角归于改进测量坐标系某一象限,统计各象限方位角频数,利用其概率确定移动趋势。实验证明,本文提出的方法能有效分析水平位移的整体方向与趋势,是一种可视化程度较高的真实位移监测分析法。

随机有限元法在不确定性分析中的应用

为了解决具有多个不确定性因素舰船结构系统的可靠性分析问题 ,这些不确定的因素包含结构元件的面积、长度、弹性模量、结构强度和外载荷等 ,服从统计规律 ,可作为随机变量处理 .这样在结构系统的可靠性分析中 ,建立的极限状态方程 ,实际上是一个含有多随机变量的非线性函数 ,其中有的量 (如位移等 )难以用显式表达 .在这种情况下 ,为了提高系统失效概率计算的精确性 ,采用了改进的一次二阶矩法和随机有限元法求解系统的失效概率 .该方法简便合理 ,置信度高 ,适合工程的应用 .

基于改进云图法的高土石坝抗震可靠度分析

高土石坝抗震可靠度研究对大坝抗震防灾和震害风险研究具有重要意义。通过考虑地震动和筑坝料参数双重随机性,建立基于地震易损性和地震峰值加速度概率密度函数的高土石坝抗震可靠度模型,为研究不同设计使用年限的高土石坝抗震可靠度提供依据。通过拉丁抽样方法选取筑坝料参数样本并与选择地震动组合成样本对,选取坝顶相对震陷率作为性能参数,提出考虑抗震设防标准的高土石坝性能水平了;采用SWANDYNE Ⅱ程序进行动力计算,并根据改进云图法得到不同地震峰值加速度下坝顶相对震陷率的地震易损性三维曲面;结合糯扎渡高土石坝不同设计年限的概率分布函数与地震易损性曲面,确定不同设计年限失效概率和抗震可靠度。分析结果表明:随着设计使用年限增加,大坝各个性能水平可靠度不断减小,对于严重破坏状态下不同设计年限可靠度均能满足《水利水电工程结构可靠性设计统一标准》规范要求,说明糯扎渡高土石坝在变形方面抗震设计是合理的。