基于概率灵敏度的统一潮流控制器配置优化方法

提出一种电网运行费用对统一潮流控制器(UnifiedPowerFlow Controller,UPFC)的概率灵敏度指标,用于统一潮流控制器的安装位置的优化计算。推导了所述概率灵敏度指标的数学表达式,为求解该指标建立了考虑负荷随机性的含统一潮流控制器的随机最优潮流模型,其中,统一潮流控制器采用等效理想变压器模型,将变压器变比、移相角和对地可调电容3个变量作为统一潮流控制器的控制变量,有效避免了网络节点数量的增加;基于内点法和PEM(预测误差法)算法实现了含统一潮流控制器的随机最优潮流模型的求解,并实现了上述电网运行费用概率灵敏度指标的计算,根据概率灵敏度指标的大小,从概率角度选择统一潮流控制器的最优安装位置,最大程度减少了电网运行费用在较高费用区域的概率分布,并以5节点和14节点为例,对算法的有效性和可行性进行了验证。

特高压输电通道风火打捆配置方案及其概率灵敏度分析

在特高压输电通道优化运行问题中,如何选择合适的输电容量和风火打捆配置方案对电网经济稳定运行尤其重要,为此文中提出一种规划方法。首先建立了考虑受端电网稳定性和经济性的静态安全指标、暂态稳定指标、电压稳定指标、经济运行指标和电力电量需求指标的指标体系,在此基础上,建立了多目标优化模型,并采用带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)进行求解,得到满足各约束条件的非劣解集,作为风火打捆输电的备选方案;然后采用多目标决策方法对备选方案进行排序,得到最优方案;最后基于概率灵敏度分析方法,分析了评价指标体系中各指标值的不同取值及备选方案数量变化对排序结果的影响,以衡量决策过程中各种不确定因素对决策结果的影响程度。此外还对比分析了采用不同的赋权方法和决策方法时,方案排序结果变化情况以及最优方案的鲁棒性。通过某地区电网案例分析验证了所提出规划方法的有效性。

基于柔性基础的双层隔振系统概率灵敏度分析

对基于柔性基础的双层隔振系统的功率流传递特性进行了分析,利用有限元分析软件ANSYS计算了传递到基础的功率流,并用概率灵敏度分析方法研究了功率流对隔振系统给定参数的灵敏度,为双层隔振系统的优化设计奠定了基础.

参数概率灵敏度分析的神经网络方法及其应用

参数概率灵敏度分析是可靠性设计中非常重要的一项工作,它可以提供基本变量分布参数的变化引起可靠性的变化信息,为判断系统参数的重要性提供依据。本文将商用有限元计算-神经网络方法-Monte Carlo法相结合,基于这种快速响应模型的复杂结构可靠性分析方法,针对结构随机参数的概率灵敏度分析,提出一个考虑随机变量全局分散性的新的度量参数,作为一种工程实用的快速近似方法,相对于传统的确定性及局部灵敏度具有更清晰的意义和指导作用,通过一个算例实现了该法在工程上的应用,并利用ANSYS的概率分析模块验证了该法的有效性。

概率灵敏度在结构加固决策中的应用

探讨了钢筋混凝土框架结构截面约束的概率重要度及概率灵敏度概念 ,利用失效相关性及结构体系可靠度方面的研究成果 ,给出了钢筋混凝土框架结构中各个截面效应约束分别在弱灾害和强灾害环境下的概率灵敏度与概率重要度的计算方法 ,所得结论可以为在役结构在地震前的预防性维修加固决策及震后结构的维修加固决策提供科学依据 ,从而提高了在役结构加固决策的可靠性 .

软岩公路隧道系统锚杆概率可靠度及灵敏度分析

为了解锚喷支护中系统锚杆受力情况,判断隧道衬砌结构稳定性,确保施工安全,避免支护结构失稳带来的损失,结合工点工程地质条件,选择围岩弹性模量、衬砌厚度等作为主要随机变量,计算得到锚杆概率可靠度。利用Spearman秩相关系数对锚杆概率灵敏度进行分析,认为围岩物性参数和喷混凝土厚度是影响锚杆可靠性的主要因素。要提高锚喷支护的安全和稳定性,除保证系统锚杆施工质量外,应确保喷混凝土厚度及其施工质量。在研究段落选择任意断面埋设预制测试锚杆,对隧道周边围岩不同点位锚杆锚固力进行连续监测,获得了大量实测数据;通过绘制时态曲线和锚杆轴力图,分析得到锚杆轴力大小、横向分布及时态变化情况,从承载力角度验证了锚杆的可靠度,现场测试与概率可靠度计算结果吻合。

多运行方式下概率特征根灵敏度分析与PSS鲁棒设计

采用概率法对电力系统稳定器(PSS)进行鲁棒设计,包括PSS定位与参数调节。本研究的目的是提高电力系统在多运行方式下的小干扰稳定。在多运行方式下,系统特征根将以一定的概率分布在某些区间内,正态假定下的均值、方差可用来描述这种分布特性。传统的特征根灵敏度分析方法扩展为概率特征根灵敏度分析,包括求解特征根均值和方差的灵敏度,建立概率灵敏度指标,用于对鲁棒的PSS进行选址和参数调节。并构建基于概率特征根的目标函数,采用拟牛顿法对PSS参数进行最优协调,在8机-24节点算例系统上验证所研究方法的有效性。

响应面法在结构参数灵敏度及可靠性分析中的应用

采用Box-Behnken矩阵设计方法进行试验设计,并根据设计点的响应,利用最小二乘回归法建立响应面函数.将响应面函数中参数的梯度信息与其分散程度结合,得到各参数的灵敏度系数,再归一化灵敏度系数得到概率灵敏度;将响应面模型与一次二阶矩法相结合计算结构的可靠度.针对一个具体算例,分别采用基于响应面法与基于ANSYS的Monte Carlo法计算了结构的灵敏度及可靠度值,结果的一致性验证了该方法的有效性.

基于配电网概率电压灵敏度的光伏选址评估

量化配电网运行状态不确定性的研究主要基于场景分析方法,通过对大量场景下的配电网潮流计算来评估节点电压的随机性,因此存在计算负担重、工程上应用困难的不足。本文提出基于辐射状配电网概率电压灵敏度的光伏选址解析评估方法。首先通过数学推导得到辐射状配电网络不同位置处节点电压波动量幅度与网络拓扑以及光伏注入功率的关系,在此基础上利用概率论得出节点电压波动量概率分布的解析参数,并据此对光伏接入后配电网关键节点处电压波动量概率分布进行评估。对IEEE14节点系统进行算例分析,并与蒙特卡罗法进行对比,验证了所提方法的可行性和有效性。

确定风电厂最优落点的概率特征值灵敏度方法

随着电力系统中风电渗透率的不断提高,电力系统潮流分布的复杂性和不确定性随之增加。为解析含风电互联电力系统的稳定运行特性,提升接纳间歇性可再生能源发电的能力,文章提出利用概率灵敏度指标优化配置风电落点。首先,针对互联系统多种运行方式,研究系统状态矩阵与留数之间关系,构建系统概率灵敏度指标,辨别引起系统低频振荡的相关因素和强相关电机组。之后,采用特征根和动态时域仿真,对比分析“增加”和“替换”风电两种配置方案对系统振荡特性的影响,并确定风电入网的最优配置落点。最后,采用算例对所提方法的可行性与有效性进行仿真验证。

失效概率矩独立全局灵敏度分析的高效算法

失效概率矩独立全局灵敏度分析对指导可靠性优化至关重要,本文从乘法降维及Edgeworth级数展开的角度提出一种失效概率矩独立全局灵敏度指标分析的高效算法。所提算法通过Edgeworth级数展开将失效概率矩独立全局灵敏度指标的求解转化为输出无条件及条件前四阶整数矩的求解。对于输出的无条件及条件四阶矩的计算,基于乘法降维的思想,本文推导了重复利用计算输出的无条件矩的输入输出样本来计算条件矩以及外层关于输入变量一维积分的计算公式,使得仅需重复利用输出无条件前四阶矩求解产生的积分网格内的数据即可同时求得输出的前四阶条件矩以及外层关于输入变量的一维积分。所提算法大大提高了失效概率矩独立全局灵敏度的分析效率。航空发动机涡轮盘以及汽车前轴的分析结果验证了所提算法的高效性及准确性。

多频段PSS结构设计和参数协调

为了在提高PSS对振荡模式选择性的同时,改善传统多频段电力系统稳定器(PSS)结构复杂、频段数固定的问题,提出了一种新型的功率输入型多频段PSS,并对PSS的结构进行了频率特性分析。在系统多运行方式下,使用概率灵敏度分析法进行分析,确定PSS的频段个数;进而根据该PSS参数设计方法,利用非线性规划技术对参数进行协调优化。在一8机系统内进行了验证,表明该PSS可以根据具体需要确定补偿频段数,既可作为单频段PSS仅提高某一个模式的阻尼比,也可作为多频段PSS同时兼顾多个振荡模式。

多运行方式下风电机组变频器参与次同步相互作用的分析与抑制

大规模风电经串补线路进行远距离传送存在引发次同步相互作用的风险,系统运行方式、串补度及变频器控制参数为主要影响因素。采用概率法和模式分析相结合,分别在含双馈感应型和永磁同步型风电场系统中,研究多运行方式下风电串补系统的次同步相互作用。利用参与因子进行模式识别,研究了串补度对次同步振荡模式及概率稳定性的影响,引入概率灵敏度指标分析起主导作用的变频器PI控制参数,并基于风电机组变频器提出一种鲁棒抑制次同步相互作用的附加阻尼控制策略。仿真结果表明,双馈风电串补系统中易产生次同步控制相互作用,在网侧变频器加装鲁棒DFIG-PSS能实现其有效抑制,而永磁同步风电机组对这一相互作用具有免疫特性。

高桩码头固有频率敏感性与相关性分析

高桩码头构件众多,不同位置、程度、数量的构件损伤会对码头动力特性造成不同的影响。采用概率灵敏度分析方法,研究混凝土基桩损伤、上部结构损伤等情况下码头动力特性的变化。通过建立高桩码头有限元模型,分析不同参数对码头整体动力特性的影响,发现码头结构动力特性对土体参数、桩有效截面面积以及部分桩的弹性模量较为敏感;对横梁和纵梁的损伤并不敏感;码头前三阶自振频率的变化可以作为反映整体损伤的指标,四阶以上频率因其振型为桩自身的局部振型,其频率值仅对部分单桩损伤敏感,而对其他桩的损伤不敏感;码头前三阶频率间相关性强,三阶以上频率与前三阶频率中等强度相关。

PSS4B型电力系统稳定器参数整定

PSS4B是一种新型的多频段电力系统稳定器,因能同时抑制多个振荡模式且设置更加灵活而具有广泛的应用前景,但PSS4B参数整定相对复杂,目前相关的研究还比较少。按实际应用要求,在系统多运行方式下,用相位补偿法整定超前滞后环节的时间常数,用根轨迹法确定增益;在概率特征根分析的基础上,部分计及PSS相互间的影响,使用概率灵敏度分析法进行分析。由此进行的PSS4B参数整定,将使PSS4B在多运行方式下充分发挥优势。在一8机24节点系统上进行分析,结果表明安装的6台PSS4B均能提供对关注的振荡模式的有效阻尼,具有较强的适应性和通用性。

5A06铝合金材料高温热物理参数的工程估算方法

5A06(LF6)铝合金是一种基本的焊接结构材料,但该合金的热物理参数,尤其是在较高温度范围内的材料属性在一般工程条件下很难确定,对工程计算的准确性有很大影响。基于工程试验结果确定了5A06铝合金结构的最佳退火温度,根据该结构在不同温度退火消应力处理后的变形回弹量,建立有限元模型,应用ANSYS中的灵敏度与概率设计(PDS)系统对该材料的热物理性能进行估算。结果表明,估算所得的热物理参数值基本符合工程实际,所采用的概率分析方法为估算材料的高温热物理参数提供了一种唯象的有效工程手段。

基于联合算法的受损变电构架承载能力可靠度分析

采用蒙特卡罗方法与响应面法相结合的方法,分析了三种常见钢结构变电构架在设计荷载作用下的承载力可靠度。结果表明：在设计荷载作用下,三种变电构架承载能力的可靠度均随着构件损伤程度的增大而降低。当构件损伤程度较轻时,整个变电构架的结构可靠度并不明显降低,此时整个结构仍具有良好的工作性能;随着构件损伤程度的增大,结构的可靠概率明显降低,结构很快就变得不可靠,此时须立即修复或更换受损构件,以保证变电构架结构整体的安全性。