基于马尔科夫-蒙特卡洛法的配电网分时段孤岛划分

针对分布式电源出力波动性与负荷需求不确定性的配电网孤岛划分问题,提出了一种将马尔科夫状态空间法与蒙特卡洛模拟法相结合的求解不确定性孤岛划分问题的方法。所述方法的基本思路为:将全天负荷分成4个时段对应于4个场景分别进行考虑,通过马尔科夫-蒙特卡洛法在4个场景的基础上针对日间和晚间分别进行孤岛划分,得到各负荷开关状态转移概率后选择合适的边界概率值划定初步的孤岛范围,再对初步孤岛进行潮流校验与调整,给出日间和晚间的最终孤岛划分方案。通过配电网算例进行仿真分析,验证了方法的有效性。

基于马尔科夫链-蒙特卡洛法的债务抵押债券定价模拟

文章旨在通过马尔科夫链-蒙特卡洛法(MCMC)对债务抵押债券CDO进行定价模拟。以寻求CDO产品预期回收率与其预期违约率间的关系,并研究两者对债务抵押债券定价模拟的影响。研究发现,在CDO投资中,资产池中的个别资产违约,将会将违约信号和相应的信用损失传递给各个相关投资者。所以,理性控制CDO标的资产的违约风险,降低其违约概率是提升CDO资产定价的重要举措。

采用改进马尔科夫链蒙特卡洛法的风电功率序列建模

建立能更好复现历史数据特征的风电功率序列模型,对计及高渗透率风能接入影响的电网规划和运行具有重要意义。该文首先通过研究面向随机变量(风电功率)建模的滑动平均滤波参数寻优方法和构建状态数优化决策模型,提出风电功率序列的自适应状态划分策略,客观划分历史数据。然后针对现有方法难以计及状态转移概率随状态持续时间增长而变化的问题,提出三维状态转移概率矩阵及其解维修正方法,抽样生成人造风电功率状态序列,进而在分析历史数据波动量及噪声概率分布的基础上,完善现有的波动特征叠加方法,模拟人造风电功率序列。与现有马尔科夫链蒙特卡洛(MCMC)法进行对比分析表明,该方法能更好地复现历史数据特征(转移、波动特征等),在提高建模精度的同时,并未增加状态转移概率矩阵生成算法的时间复杂度。

基于蒙特卡洛法的组合梁桥支座生产误差影响分析

运用蒙特卡洛法,借助MATLAB编程生成随机误差数据进行计算,选取可靠度为95%的总误差值,通过ABAQUS平台建立不同跨径及不同连接形式钢-混组合梁有限元模型,分析支座生产误差对钢-混组合梁力学性能的影响。结果表明,支座生产误差对简支梁桥的影响较小,使单跨固结形式桥梁局部混凝土板产生受拉倾斜现象;对钢梁不同连接形式双跨组合梁桥支反力的影响不同,固结连接形式跨中单个支座生产误差对横向相邻支座和纵向梁端支座反力的影响较大,而U形钢铰连接形式仅对横向相邻支座产生影响,对梁端支座几乎没有影响,更有利于桥梁整体稳定性。

单点校准线性测量系统不确定度的蒙特卡洛法评定模型构建与应用

线性测量系统是化学分析、物理测试领域最普遍的测量系统,按其线性关系的构建和拟合方式,可分为单点校准、双点校准、多点校准(线性拟合)及标准加入法。其中,单点校准常用于色谱分析、滴定分析等分析方法及气体分析、碳硫分析等测量项目。实验引入2个随机效应修正因子或相对随机误差表征各种条件变异及系统波动对校准用标准物质和实际样品测量重复性的影响,提出了蒙特卡洛法(MCM)评定单点校准线性测量系统不确定度的数学模型与方法,并基于惰性气体熔融-热导法测定TC4钛合金中氢含量的示例,系统阐释了MCM的具体评定流程与应用。在实验测量条件下(标准物质重复4次,实际样品重复7次),平均测量结果为w(H)=(20±3)μg/g,k=2,该扩展不确定度评定结果与采用“不确定度传播律”得到被测量估计值测量不确定度的方法(GUM法)相一致。实验所给出的方法和示例可直接应用于气体分析(惰气熔融-红外吸收法/热导法)、碳硫分析(高频感应燃烧红外吸收法)与色谱分析、滴定分析等单点校准线性测量系统的不确定度的评定,一定程度上解决了MCM应用于化学分析领域的模型构建与仪器校准引入不确定度的量值导入等关键问题,有望推动MCM在单点校准、多点校准、标准曲线法、标准加入法等线性测量系统不确定度的评定中得到实质性的应用,进一步促进测量不确定度的应用研究开创新局面。

基于近红外高光谱图像的花生内部霉变快速判别方法研究

目的针对外观正常但内部存在不同程度霉变的花生,探索采用近红外高光谱成像技术结合机器学习方法构建花生内部霉变快速无损判别模型的可行性。方法采集100粒内部霉变和100粒健康花生的近红外高光谱图像构成数据集,将多种经典光谱预处理方法与支持向量机(support vector machine,SVM)组合建立花生内部霉变判别模型,并采用蒙特卡洛-无信息变量消除法(Monte Carlo-uninformative variable elimination,MC-UVE)找出霉变判别中有效的光谱特征波长。结果将Savitzky-Golay卷积平滑方法和二阶求导光谱预处理方法与SVM组合,对内部霉变严重样本判别的总体识别准确率可达95%,对不同程度内部霉变样本的平均识别准确率为88%;基于MC-UVE筛选得到10、5、3个特征波长构建的模型总体识别准确率为90%、85%和82%。结论实验结果表明高光谱技术结合机器学习可为花生内部霉变的快速、无损判别提供可行的解决方案,同时特征波长筛选为基于光电原理的霉变花生色选机系统开发提供了参考。

基于爬坡方向状态划分的MCMC风电功率序列建模方法

由于电网弃风或者灵活性资源不足往往发生在风电大量发电时,故提高风电时间序列模型对大出力状态的建模-抽样精度,有助于后续的电网灵活性资源相关研究。在传统马尔科夫链蒙特卡洛(MCMC)法和持续与波动蒙特卡罗(PV-MC)法基础上,提出一种考虑爬坡方向状态划分的改进方法,以更准确地描述风电出力连续爬坡至大出力状态的过程。该方法以累积分布概率而不是以功率大小均匀划分状态区间,使各个状态区间的样本分布更均匀,提高了风电时间序列模型对大出力状态的建模-抽样精度。通过算例比较所提方法、MCMC法及PV-MC法生成风电功率序列与历史数据的分布特性和统计特性指标,结果表明,所提方法的拟合度较好,且能够有效解决MCMC法和PV-MC法高出力、样本偏少的问题。

基于自适应ANN的高效核电设备易损性分析方法研究

传统的结构或设备易损性分析方法需要提供大量的数值模拟样本,这对于规模庞大的核电结构并不适用。为此,研究核电设备高效易损性分析方法,首先,基于拉丁立方法构建随机地震动-土-结构样本,采用高效时域SSI分区并行计算方法得到部分样本模型的地震响应;然后,采用有限的数值模拟结果训练人工神经网络模型(ANN),通过量化ANN预测误差和精确度指标,采用自适应算法进行后续数值模拟和ANN训练,直至满足精确度阈值要求。该方法可以优化计算样本的选择,控制数值模拟的样本数量,提高易损性分析的计算效率。此外,将ANN不确定性整合到易损性曲线计算公式中,分别基于对数正态假定的回归法和蒙特卡洛(MC)增量法对某核电设备进行了易损性分析,并验证了ANN不确定性量化方法的正确性。

基于跃升-俯冲投弹的无人机攻击方法研究

针对无人机投掷非制导炸弹命中精度低的问题,由于炸弹命中率精度与无人机航迹有关,为提高命中精度,提出了一种跃升-俯冲投弹攻击方法。通过研究炸弹的运动学规律和无人机机动性能约束条件,求解出炸弹投放点位置;设计快速生成跃升-俯冲攻击全过程航迹;运用蒙特卡洛法分别对无人机水平投弹和跃升-俯冲投弹进行仿真,结果表明,采用跃升-俯冲攻击方法,可以有效提高炸弹投掷精度,对提高无人机作战效果有重要意义。

基于响应面法的巨-子结构控制体系地震易损性分析

提出一种基于响应面法的巨-子结构控制体系的地震易损性分析方法。定义巨-子结构控制体系的4个极限状态,提出基于巨-子结构控制体系极限破坏状态确定结构抗震性能水平限值的方法。通过考虑地震动和结构物理参数不确定性,以中心复合设计方法建立地震动-巨-子结构控制体系的样本模型。采用SAP2000对系统的样本模型进行非线性动力时程分析,并分别建立巨-子结构控制体系中主结构、子结构以及隔震层的响应面模型,在此基础上采用蒙特卡洛模拟获得巨-子结构控制体系的易损性曲线,给出巨-子结构控制体系的破坏概率,从而为地震灾害的巨-子结构控制体系损伤评估提供依据,具有较大的工程应用前景。

基于贝叶斯理论及MCMC-MH算法推演地基土材料阻尼比的概率分布模型

浅层土壤的材料阻尼比参数分布可以通过多通道表面波(MASW)分析法提取的表面波衰减曲线来反演识别,但是衰减曲线对于较大深度和小空间尺度土壤性质的变化不敏感,反演的土壤材料阻尼比分布是非唯一的和不确定的。基于该研究建立了土体材料阻尼比随深度变化的先验概率分布模型,利用Nataf变换和Karhunen-Loeve将其分解为标准高斯变量与特征值及特征向量的乘积和;随后依据贝叶斯理论,以TLM-PML模型结合频率波数域-半功率带宽法对衰减曲线进行正演,并与试验数据联合构建似然函数,使用蒙特卡洛马尔科夫链(MCMC)-Metropolis(MH)算法得到土体材料阻尼比的后验概率分布模型;对马尔科夫链的收敛性和独立性进行检验获得了多组相互独立的后验样本数据;用独立的后验样本计算出自由场振动响应,利用核密度估计得到具有一定置信度的置信区间,并与试验数据进行比较,验证了该研究提出的土体阻尼比非确定性概率模型的合理性和可靠性。

计及电-氢混合储能的孤岛直流微电网可靠性评估

电-氢混合储能为提高孤岛直流微电网可靠性提供了有效途径,然而不同电-氢混合储能策略也会影响系统的可靠性水平,文中针对不同电-氢混合储能运行顺序,对比分析了3种储能策略对孤岛直流微电网可靠性的影响。首先,建立氢气储能模型、蓄电池储能模型和微电网可靠性评估指标体系;然后,计及系统元件故障,基于序贯蒙特卡洛法,提出计及电-氢混合储能的孤岛直流微电网可靠性评估方法;最后,采用改进的RBTS BUS6 F4馈线系统对孤岛直流微电网进行可靠性评估,对比分析储能策略和电-氢混合储能容量对系统可靠性的影响。结果表明:氢储能可以有效提高系统可靠性,不同的电-氢储能策略和容量对系统可靠性具有不同的影响。

基于K-means MCMC算法的中长期风电时间序列建模方法研究

构建风电功率时间序列模型对电力系统中长期规划、年/月调度和安全稳定运行具有重要意义。针对传统马尔科夫链-蒙特卡洛法(Markovchain-MonteCarlo,MCMC)法存在的缺陷,提出一种基于粒子群优化的K-means MCMC风电时间序列建模新方法。首先,对历史风电功率数据进行聚类,并对聚类后的不同类别风电功率序列选取最优状态数,分别建立状态转移矩阵;其次,用拟合度较好的混合高斯分布拟合多时间尺度的风电最大波动率的概率分布特性;最后,采用基于类间转移概率矩阵的MCMC方法依次生成模拟风电出力时间序列;同时,在生成模拟序列过程中叠加高频波动分量,使模拟序列延续历史风电序列的波动特性。通过对比本所提方法和传统MCMC法分别生成的模拟风电出力序列以及历史风电功率序列,验证了所提方法的有效性和准确性。

食用油中两种塑化剂DBP和DEHP的气相色谱-质谱联用法测定及其风险暴露评估

建立气相色谱-质谱联用法同时测定食用油中DBP和DEHP两种塑化剂的方法,并对114批次食用油样品进行检测,利用基于蒙特卡洛(Monte Carlo)统计模拟方法的水晶球(Crystal Ball)软件对检测结果进行风险评估,计算不同百分位数下DBP和DEHP的日均暴露量和风险指数。结果表明:样品经乙腈提取后,于40℃下氮吹至干,加入2.0 mL正己烷复溶,以40 mg十八烷基键合硅胶和60 mg N-丙基乙二胺净化后上机分析,采用Agilent HP-5MS毛细管色谱柱(30 m×0.25 mm,0.25μm)进行分离,质谱选择电子轰击离子源(EI)和单离子检测扫描(SIM)模式下检测,DBP和DEHP标准曲线分别在0.0846~1.3536μg/mL和0.1209~1.9344μg/mL范围内呈现良好的线性关系,相关系数均大于0.99,检出限分别为0.06、0.08 mg/kg,3个质量浓度水平加标回收率在88.3%~111.2%之间,精密度在2.7%~5.6%之间;114批次食用油样品中9批次样品的塑化剂含量超风险值,两种塑化剂均有不同程度的风险,其中DBP的风险指数高于DEHP,且对7~10岁儿童的风险最高,需采取相应的应对措施,另外食用油中塑化剂含量对风险指数的影响最大。

基于MCMC的页岩气藏压裂缝网不确定性反演法

水平井体积压裂是实现页岩气经济开发的有效手段。水力压裂能够形成三维立体复杂裂缝网络,改善页岩气藏渗流环境,但由于页岩气藏基础参数的不确定性,尤其是复杂的孔渗条件、地层温压系统及非线性渗流机理给页岩气压裂缝网反演带来了极大的不确定性,导致准确评估页岩气藏压裂效果困难。本文首先构建了联合直线分析法和图版拟合法的缝网参数确定性反演方法,然后讨论了缝网反演所需基础参数的不确定性,以此提出一种基于马尔可夫-蒙特卡洛方法(MCMC)的页岩气藏压裂缝网不确定反演方法,通过随机生成基础参数样本集,利用确定性方法解释不同样本集下的缝网关键参数,给出其多组合性及概率分布。最后,结合我国西南地区某页岩气区块一口体积压裂水平井的生产动态,明确了压裂缝网四个关键参数的不确定性排序,并反演出了关键参数值及P10、P50、P90的概率结果,评价了由于基础参数的不确定性对压裂缝网参数解释结果的影响程度,对页岩气藏压裂效果评价及合理开发对策制定提供了较全面的实际指导。

紊流激励下基于贝叶斯统计推断的颤振边界预测方法研究

提出将贝叶斯统计推断方法推广应用于大气紊流激励下飞行器结构的颤振分析,对含不确定性因素影响的模态参数识别与颤振边界预测进行研究。在采用自然激励技术从结构在大气紊流激励下的响应中提取自由衰减信号后,基于贝叶斯统计推断,通过马尔科夫链蒙特卡罗(Markov chain Monte Carlo,MCMC)算法对结构模态参数的后验概率密度函数进行采样识别,并利用Z-W(Zimmerman-Weissenburger)颤振裕度法获取颤振速度概率分布,预测颤振边界并分析其不确定性。进行了数值仿真研究,对大气紊流激励下的结构响应数据进行分析,验证了所提出方法的有效性。

考虑多评估指标的电-气综合能源系统可靠性评估

燃气轮机的广泛应用使得电力网与天然气网愈加耦合,同时对电-气综合能源系统的可靠性提出了较高的要求,建立全面、合理的可靠性评估指标对于系统可靠性评估具有重要意义。建立电-气综合能源系统的最优负荷削减模型,在传统可靠性评估指标的基础上进一步根据电-气耦合程度、供气系统延时特性建立电-气综合能源系统可靠性评估指标体系;基于蒙特卡洛法从多角度全面分析联合系统的可靠性;以14节点电力系统和10节点天然气系统组成的电-气综合能源系统为例进行可靠性评估。算例结果表明:考虑天然气延时后,联合系统整体可靠性有所提升;燃气轮机容量的提升使得电力系统可靠性有所提升,但提升作用有限。

互联网视频企业数据资产价值评估--以芒果超媒为例

近年来,随着人工智能、大数据、云计算等数字技术的不断发展,数字经济已成为促进经济增长的核心动力。在数字经济时代,数据资产在互联网视频企业中的地位愈发重要,如何客观、合理地评估其价值成为了当前研究的热点问题。在明确数据资产内涵的基础上,综述现有评估方法,针对性地提出互联网视频企业数据资产价值评估方案,并以芒果超媒为例验证方案的可行性和有效性。研究表明:技术资产和数据资产在互联网视频企业表外资产中占有重要地位;芒果超媒的数据资产有较大增值潜力;可以采用层次分析-收益分成法与最小二乘-蒙特卡洛模拟法分别确认数据资产的经济价值和潜在价值,该方案能较为准确地评估互联网视频企业数据资产的价值,同时有助于拓展互联网视频企业数据资产评估的思路;科学合理的数据资产评估结论可以为商业并购和企业决策提供依据,推动企业数据资产化,助力数字经济发展。

计及MCMC方法的电网概率检修计划指标优化模型

电力检修是保证电力系统正常运行的重要环节,有效的电力检修计划安排将大幅提升电网运行的可靠性。通过设备状态分级、设备运行年限、设备运行成本等指标构建概率检修模型,实现检修计划的优化,采用概率检修计划优化策略提高电网可靠性和经济性指标,并在检修模型采用马尔可夫链-蒙特卡洛法用于提高模型准确度。最后通过仿真对概率检修模型与传统检修模型进行分析比较,在确定最优检修概率的同时,突显了概率检修模型的优越性,为电力产业价值链体系中电力检修环节的完善提供理论基础。

基于区间-概率混合模型的在役桥梁可靠性评估

针对桥梁参数同时以随机变量和区间变量两种方式存在的问题,提出一种基于区间-概率混合模型的桥梁可靠性评估方法,采用蒙特卡洛仿真分析法求解桥梁结构在区间变量影响下的最大失效概率,以此失效概率作为评估的结果,并给出了基于区间-概率混合模型的在役桥梁评估流程。以武汉市武梁路巡司河大桥为例,对该桥上部结构进行可靠性评估,采用蒙特卡洛仿真分析方法得到的最大失效概率为0.597%,与桥梁的实际运营状况相符合,同时分析了影响结构最大失效概率的因素。结果表明,将区间-随机混合模型应用到现役桥梁评估工作中是可行的,评估结果可以为现役桥梁加固改造、相关措施的制定提供理论参考。