基于区间和仿射运算的不确定潮流算法

大规模的风电接入电网,使得电网注入功率变得不确定,对调度规划提出了挑战。潮流计算是调度分析的基础,而传统的潮流计算很难得到不确定功率潮流的解。文中提出了以仿射和区间运算为基础的不确定性潮流的计算方法,可以得到不确定潮流解的上下界。为了克服区间运算过于保守的缺点,在采用Krawczyk-Moore算子求解潮流时,对于区间的乘除法引入了仿射运算,有效地缩小了潮流解的范围。IEEE 9节点和IEEE 57节点的算例验证了该算法的有效性。

一种非迭代仿射算法的输电网区间潮流计算方法

当系统注入功率随机波动时,潮流分布也随之波动,但潮流方程的约束使得各变量之间存在一定的相关性。利用仿射运算能够有效克服这种相关性,为提高计算效率,采用非迭代算法,将区间潮流计算问题转为优化问题进行求解,分别建立线性规划、非线性规划和二次规划的优化模型,依次求解支路两端的相角差、节点电压幅值和相角以及支路有功功率和无功功率。9节点和57节点系统的仿真结果表明,所提算法得到的电压幅值和相角的区间结果与迭代算法基本相同,但支路区间功率要优于迭代算法,其时间复杂度近似为O(m3),能够快速有效地求解区间潮流问题,并且能够实现并行运算。

区间模型非概率可靠性指标的仿射算法

针对标准区间运算易引发误差爆炸,导致计算结果丧失实用价值的缺陷,文中将不确定性变量的仿射型及仿射运算引入区间模型非概率可靠性指标的计算中。利用仿射型表示变量的不确定性,由仿射运算计算出结构的响应区间(功能函数的上下界),并由响应区间与其许用区间获得非概率可靠性指标。仿射运算的规则具有优化意义,不会引发误差爆炸。以仿射运算求取区间模型非概率可靠性指标,其计算精度远高于区间运算。

考虑分布式电源不确定性的配电网改进仿射状态估计

以较低电压等级连接到电网的分布式电源的数量不断增加,其出力的间歇性和随机性给配电网准确的态势感知带来挑战。首先,利用测量不确定度传播理论建立含微型同步相量测量单元生成伪测点的模型,提高了基于支路电流状态估计的精度。然后,考虑分布式电源不确定性并进行仿射建模,结合配电网运行特征,提出一种适用于仿射运算的量测变换策略,减少新增噪声元并降低了运算复杂性。采用改进的仿射运算方法对建立的仿射状态估计模型进行有效求解,保证了解的完备性并降低了保守性。最后,通过算例的仿真分析验证了所提算法的有效性。

基于仿射算法的深部隧道衬砌力学状态区间分析

根据深部地层隧道结构物理、力学参数信息资料缺乏及各类不确定性模型的特征,揭示了区间模型于深部地层隧道工程不确定性分析的优越性。将限制条件少、适用范围广的链杆模式的矩阵位移理论与响应面思路结合,提出了衬砌结构力学状态参量解析式的搭建方法,并进一步推导出了基于仿射运算的响应面函数矩阵表达形式及其区间上、下界计算公式,构筑起基于矩阵表达的响应面函数区间仿射运算模型。将区间离散逐步逼近规则引入,建立了该模型的优化求解方法。利用该模型及方法分析了某衬砌墙脚轴力及拱顶弯矩分布区间,与蒙特卡洛法计算结果比较,显示本文模型及方法有效地克服了经典区间方法在复杂状态函数中的扩张和溢出这一致命缺陷,提高了准确性和计算效率,分析结果精确度满足工程使用要求。

区间模型非概率可靠性指标的改进型仿射算法

针对标准区间运算易引发误差爆炸,常规的仿射运算没能考虑计算过程中出现的使用同一噪声元表达的一次项、二次项,乃至多次项、非线性项之间存在相关性而造成的计算误差,提出以仿射运算为主体,在遇到这种相关项时,借助区间运算计算出相关项总体取值的上下界,再利用上下界信息,引入新噪声的仿射型代替它们。这种借助区间运算对常规的仿射运算进行改进的方法,应用于区间模型非概率可靠性指标的计算结果,精度高于区间运算和常规的仿射运算,有较强的实际意义。

基于海森矩阵的仿射谐波潮流保守性优化

针对传统仿射谐波潮流的计算结果存在较大保守性的问题,提出一种仿射谐波潮流的保守性优化方法。首先建立电网潮流方程,并采用牛顿-拉夫逊算法进行求解,在求解过程中采用纽曼级数将仿射矩阵的求逆运算转换为乘法运算;然后定义保守度作为保守性的量化指标,以完备性为约束条件、保守度最小为优化目标,基于海森矩阵求解仿射乘法的最优近似;最后将仿射乘法的最优近似用于仿射谐波潮流计算。IEEE 30节点系统仿真结果表明,相较于传统算法,所提方法的计算结果具有更小的保守性。

基于响应面法与仿射算法的边坡稳定性分析

根据边坡影响因素的不确定性模型的特征,选定区间模型分析边坡的稳定性并将原理清晰、适用范围广的简布法与响应面结合,得出了边坡稳定参量解析式的搭建方法,在此基础上,针对区间运算的扩张性引入基于改进形式的仿射算法,并进一步导出了基于仿射算法的响应面函数矩阵表达形式和其区间上下界计算公式,构筑起基于矩阵表达的响应面函数区间仿射运算模型,为了加快收敛速度,将区间离散规则引入,建立了该模型的优化求解方法。工程实例分析与计算结果显示本文模型的合理性与可行性。

一种考虑风电随机性的电力系统电压运行区间计算方法

针对风电场出力的波动性使风电接入地区电网的随机性增强,并网点电压波动的频率和幅度变大,造成的电压稳定问题,以实际风电场的运行数据为基础,通过统计学方法分析风电场输出功率的波动特性,得到风功率波动率在不同时间尺度内的分布参数以及95%置信区间,并分析不同风电水平下的电压波动特性,在此基础上提出使用t location-scale分布函数对电压波动率的概率分布进行拟合,进而得出一种基于风功率波动特性以及仿射区间潮流算法的电压运行区间计算方法,通过该方法计算得到的电压运行区间反映了在风功率波动条件下未来一段时间内电力系统电压的运行区间,对风电接入系统的运行、控制及规划工作具有重要的指导意义。

基于区间模型的多能互补系统优化运行

构建多能互补下的分布式联供系统已逐渐成为电力行业的发展趋势,其通过发电设备、用电设备以及冷、热、电设备将冷、热、电、气四种能源连接起来,形成了耦合性较强的多能互补系统。基于区间理论描述冷热电负荷、分布式能源出力、运行效率的不确定性,运用传递矩阵构建能源输入输出之间的耦合关系,对多能互补系统进行耦合建模。综合考虑能源、环境、经济等因素,对系统实现多目标优化。采用基于仿射运算的区间线性规划对模型进行求解,有效改善了区间运算过于保守的问题。算例分析对多能互补系统与分产系统、文中提出的算法与传统算法进行比较,验证了该模型和方法的合理性及有效性。

基于区间理论含充换储一体站的主动配电网供电能力评估

针对含充换储一体站的主动配电网供电能力评估的问题,提出一种基于区间理论的含电动汽车充换储一体站的主动配电网供电能力评估方法。运用区间理论描述电动汽车到站时刻、充电时间和分布式电源出力的不确定性,并结合换电规则与梯次储能系统充放电策略建立一体站运行模型。以最大供电负荷和线路重载率为指标建立含充换储一体站的主动配电网供电能力评估模型,并结合网络重构方法和仿射运算来求解。算例验证了所提方法的有效性。

基于区间潮流算法的低压配电网分散无功补偿优化方法

针对低压配电网线路呈辐射状分布,负荷分布不均匀,末端节点电压偏低,负荷变动不确定性较大的问题,提出了基于区间潮流算法的无功分散补偿优化方法。基于牛拉法潮流计算模型,引入区间算法并通过仿射运算进行收敛,根据区间潮流算法计算无功功率的缺额范围。通过对某个低压配电台区的计算分析,确定了分散布置的电容器组的容量及数量,验证了该优化方法可在负荷变动较大的情况下有效改善台区电压质量。

区间参数杆系结构非概率可靠性指标的改进仿射算法

将杆系结构中的不确定性参数用区间数表示,建立结构的非概率可靠性指标求解方程。将矩阵形式的仿射算术和递归导数信息结合,提出了改进的二元区间多项式矩阵形式的仿射上下界公式。给出了有界不确定性变量的仿射型和区间形式的相互转化,将有界不确定性变量的仿射型及结合导数信息的矩阵形式的仿射运算引入到杆系结构基于区间模型的非概率可靠性指标计算中。分别以某外伸梁和十杆桁架结构为例对该方法的可行性和有效性进行了验证。