综合能源系统下虚拟储能建模方法与应用场景研究综述及展望

为了促进多能耦合互补和实现可再生能源就地消纳,综合能源系统已成为多领域的研究热点。考虑到能源设备及网络的多样性、复杂性以及多种能源时间尺度的差异性,根据能量平衡原理,对系统内具有可调特性的源、网、荷进行储能化建模,并构成虚拟储能系统参与到综合能源系统的优化调度中。为了准确把握虚拟储能的研究重点,首先介绍了虚拟储能的定义、逻辑架构和技术内涵;其次针对综合能源系统源、网、荷端设备或网络,总结和归纳了4种虚拟储能建模方法和特性指标;然后重点分析了虚拟储能在4种典型场景的具体应用;最后展望了虚拟储能未来的发展方向。

三维地质建模技术与方法综述

三维地质建模是起源于工业领域计算机图形学引用到地学领域形成的三维数字化技术,地质体轮廓不规则性、特性的空间不均匀性、已知数据的稀疏性和认识过程的反复性决定了三维地质建模对图形几何算法和渲染技术的特殊要求,也决定了与其他领域三维技术如GIS和BIM之间存在的基础性差别。针对我国基础建设领域工程地质三维地质建模技术类型繁多、良莠不齐的现实,本文系统性地阐述了三维地质建模的基础理论与核心技术、建模方法、应用功能实现与展望:(1)三维地质建模以离散数学理论为基础,插值算法是其中最关键的核心技术,文中介绍和对比分析了离散光滑(DSI)和克里金两种插值方法,从原理和应用的角度论证了DSI具有更好的适应性;(2)显式和隐式建模方法是核心技术针对不同场景形成的三维地质建模的通用方法,在工程地质领域分别适合于勘探为主和物探为主的情形,文中结合应用案例阐述了各自的特点;(3)应用功能是显式和隐式建模方法针对不同特点的地质体的应用方式,其中的通用型功能针对地层和构造等所有地学领域都涉及的地质体,定制化功能则针对行业关心的特定地质体(如水电行业的深切河谷岸坡卸荷带)且以提高建模效率为主要目的。本文通过对三维地质建模技术的阶段性总结,为未来发展提供有价值的技术指引,并将为三维工程地质体结构的透明化表征提供重要的技术支撑。

锅炉燃烧系统变分模态分解建模方法研究

建立准确的燃烧系统模型是实现锅炉燃烧优化的基础。针对现有建模方法多步预测精度不足的问题,提出一种锅炉燃烧系统变分模态分解(VMD)建模方法。该方法将传统单个模型的预测方式转换为基于数据分解的混合模型预测方式。首先,采用VMD将输出信号分解为多个规律变化的平稳序列,以降低数据的复杂度。然后,针对每个模态信号,利用在线最小二乘支持向量机算法和时间序列预测算法分别建立预测模型。最后,通过合成得到最终的预测结果。仿真结果表明,该方法有效提升了燃烧模型的单步和多步预测精度,可以为实现锅炉闭环燃烧优化控制奠定良好基础。该方法有助于解决常规燃烧系统建模方法中只关注单步预测误差而忽视多步预测误差的问题。

考虑装配变形的航空发动机零部件NX建模方法研究

在航空发动机装配过程中,部分零部件将因装配应力产生显著变形,需要准确预测因装配引起的变形量,要求在三维建模时需同时考虑制造状态和装配状态下的零件变形。在分析现有三维建模软件特点的基础上,在NX软件框架内开发了参数驱动和多引用集表达两类变形件建模方法,可同时满足制造状态和装配状态的模型要求。在两种状态下的模型创建前,先根据变形特征,分析变形参数,选择参数驱动或者多引用集表达建模方法完成三维实体建模。

基于MBSE的柴油机系统设计建模方法

随着国防武器装备对动力要求越来越高,柴油机系统复杂度急剧提升,传统的以文档为核心的系统工程方法已经无法有效满足柴油机高效、准确、可靠的研制需求,为此,在柴油机研发过程中引入基于模型的系统工程(MBSE)方法。提出了基于RFLP的MBSE的柴油机系统建模流程,及支撑该流程运行的柴油机模型体系,在此基础上,以柴油机某研制任务为例,以模型为核心,给出了基于MBSE系统建模过程及模型实例,对柴油机需求分析建模、柴油机功能建模、柴油机系统架构分析与综合进行了阐述,体现了基于模型的设计方法在柴油机研制过程需求早期验证、功能快速仿真、数据可追溯方面的优势,从而有效提高研发设计效率。

地铁列车IPIS系统设计建模方法

针对基于文档(TBSE)方法在设计地铁列车乘客信息系统(PIS)时所面临的设计集成度低、开发效率低、功能之间的联系性差及可追溯性差等问题,将PIS的3个主要功能进行模块化处理,提出智慧乘客信息系统(IPIS),并运用基于模型的系统工程(MBSE)思想对系统进行设计建模。提出了IPIS系统从黑盒到白盒的设计建模方法,涵盖了利益相关方分析、涉众需求分析、用例和用例场景分析、黑盒活动分析、白盒活动分析、功能分析、系统需求分析、系统架构设计8个阶段,并利用系统建模语言(SysML)构建IPIS系统功能元模型,以提高模型重用率。通过一个IPIS系统设计实例验证该方法的有效性和可行性。

船用膜片联轴器的膜片组件简化建模方法及模态试验

针对船用膜片联轴器的膜片组件螺栓连接的复杂性问题,基于薄层单元法对膜片组件的有限元模型进行简化,提出一种新型简化建模方法——结构分割法。对模型静刚度进行计算,确定结构分割法中结合面单元的弹性模量和泊松比。该方法相较于传统的薄层单元法计算效率更高。将结构分割法模型的模态仿真结果与试验结果进行对比,结果表明,结构分割法模态分析得到的振型与试验测得的前三阶振型吻合较好,固有频率误差均在10%之内,验证简化模型仿真的正确性,可为船用膜片组件结合部动力学快速有效建模提供思路。

基于ANSYS平台非线性分析的RC构件建模方法

分离式模型的建立是钢筋混凝土结构和构件仿真中的关键问题,本文基于A N S Y S平台,以某钢筋混凝土实腹深梁为算例,开展2种共节点建模方法和2种不共节点建模方法下的非线性有限元对比分析,探讨建模方法对于仿真结果的影响。结果表明:节点生成切割法与弱耦合法在极限承载力和变形能力等方面的数值模拟结果较接近且均与试验结果较吻合,而强耦合法得出的极限承载力偏高;基于布尔运算切割几何模型的共节点建模方式,适用于形状规整、配筋简单的构件;在钢筋节点与混凝土节点之间,通过节点位移就近耦合的原则建立刚性连接的强耦合法,以及通过节点位移约束方程建立柔性连接的弱耦合法,都有着更强的通用性,能够完成边界条件或配筋方式复杂的构件建模,但相比之下,强耦合法计算精度略低,弱耦合法实现难度较高,所以在工程仿真中需要根据构件的几何特点和配筋方式选择合适的建模方法。

基于频域通用建模的双馈风电机组参数的一体化辨识方法

风电在电网中的占比逐年提高,其动态特性,尤其是故障穿越特性,对电力系统的影响日益显著,亟须构建能够表征实际风电机组动态特性的白盒模型。然而,风电机组的模型参数众多且交互影响,当前的参数辨识方法无法实现对整个机组故障穿越控制参数及限幅参数、转子侧内外环控制参数、网侧内外环控制参数和电气参数的整体辨识,尤其是无法精准辨识对外特性不敏感的参数。为解决这些问题,针对双馈风电机组故障穿越工况,构建了包含机组本体及全部控制器的频域通用模型,将参数分为4类逐步辨识,提出基于频域模型的分类分步一体化辨识方法。通过与仿真模型结果对比,验证了频域通用模型的准确性;通过参数辨识值与真值的对比、辨识出的白盒模型与厂家黑盒模型的响应特性对比,验证了所提方法的有效性。

小保当煤矿地质建模空间插值方法对比

三维地质建模促进了煤矿智能化发展,在煤炭行业的应用非常广泛且具有极其重要的意义。三维地质建模中插值方法对建模结果的准确性尤为重要,利用地面钻孔数据信息,分别采用反距离加权、最小曲率、径向基函数插值和简单克里金4种方法对各层面海拔高程进行空间插值,进行交叉验证,以MAE、MRE和RMSE评估插值精度,确定煤矿建模中最优插值方法。结果表明:M1、M3和M4煤层界面最优插值方法为简单克里金,M2煤层界面插值方法简单克里金与最小曲率法结果表现相当,MRE检验指标表明,简单克里金插值精度为M4>M3>M2>M1,M3和M4煤层结果MRE分别为0.013%和0.014%,M2和M1结果MRE分别为0.183%和0.274%,M3和M4煤层界面插值精度显著优于M2和M1界面。

装备可用性建模与优化设计方法研究

针对目前行业内缺少关于装备可用性建模与优化设计方法方面的研究成果这一问题,提出一种装备可用性建模与优化设计方法。通过可靠性、测试性、维修性和保障性信息提取,获得装备可用性设计方案的关键设计指标;建立面向多任务的装备可用性模型,并基于该模型完成装备在不同任务工作模式下的优化分析;确定装备可用性设计方案优选的多个决策属性,建立基于多属性决策的装备可用性设计方案优选模型,并基于该模型优选出装备可用性设计方案;通过案例分析验证所提方法的合理性和有效性,为装备可用性优化设计工作提供依据。

基于车辆行为模拟的加氢站氢负荷概率建模方法

加氢站的氢负荷受氢燃料电池汽车出行行为影响,其时空分布具有高度的不确定性。为了研究加氢站氢负荷的分布特性,并准确描述车辆用户出行规律,提出一种基于车辆行为模拟的加氢站氢负荷概率建模方法。首先,基于美国家庭出行调查数据集对车辆出行过程中的行为特征量(如出行时刻、行驶时间、目的地、行驶距离等)概率分布进行拟合;其次,基于蒙特卡洛模拟的方法多次抽取样本,形成由车辆出行行为所组成的出行链;最后,以出行目的地类型为划分标准,分别模拟出一天内不同区域加氢站的氢负荷特性。通过合理利用实际出行数据和蒙特卡洛模拟方法,能够准确描述车辆行为规律,并根据出行目的地类型推断出不同区域加氢站的氢负荷特性。

面向滑坡动态监测预警的星地InSAR时序建模与解算方法

合成孔径雷达干涉(InSAR)已成为以高时空分辨率测量地表变形的强大技术手段,具有测量精度高、作业范围大、不受天气条件制约等技术优势,目前已在火山、地震、冰川、滑坡和地表沉降等研究领域得到广泛的应用。如今,随着新一代高分辨率SAR卫星平台的发射升空。

基于KPCA和数据处理组合方法神经网络的半球谐振陀螺温度建模补偿方法

针对半球谐振陀螺(HRG)的温度建模与补偿问题,提出基于核主成分分析(KPCA)和数据处理组合方法(GMDH)神经网络的建模补偿方法.通过分析HRG的温度特性和大数据特征,初步确定网络模型的特征向量.为了去除HRG输出数据的相关性和冗余性,引入KPCA并降低特征向量维度.将特征向量代入GMDH神经网络训练,区分训练集和验证集以确定网络权值和网络结构,实现HRG温度漂移的建模与补偿.实验结果表明,单一样本预测时,所提方法预测效果明显好于传统多项式模型;多样本预测时,在4种不同训练样本下,所提方法相比传统多项式模型精度分别提升了48.5%、54.0%、56.3%、68.4%,相比GMDH模型分别提升了3.6%、5.1%、3.8%、8.8%.所提方法能够有效提高HRG在变温工况下的测量精度.

浅析在数学交流中 培养学生数学建模素养的意义及方法

数学建模作为数学六大核心素养之一,其在高中数学教学中的地位及价值日益凸显.在数学建模教学中,教师要结合教学内容和学生学情认真研究、仔细打磨,为学生提供一个合适的学习氛围,引导学生积极思考、主动交流,从而优化学生的认知结构,发展学生的数学应用意识,提升学生的数学建模素养.

高中化学建模解题方法及其应用

当前,建模解题方法在高中化学解题中有所应用,实现了对以往解题模式的有效创新,可以将复杂问题简单化.基于此,文章对高中化学建模解题方法及其应用措施进行了分析.

基于“业审一体+”的信息化审计模型构建方法研究与实践——以中国华电所属R公司为例

为认真贯彻习近平总书记“科技强审”重要指示精神,落实国务院国资委加快构建“业审一体”信息化平台工作部署,课题组以“业审融合”为切入点,结合企业内部审计实际需要,以中国华电所属R公司的三条业务主线和五大业务信息系统为样本,开展信息化审计建模方法研究,创新形成以“问题清单化、特征数字化、分析模板化、流程标准化”为主要内容的“四化”开发思路,以及能复制、易掌握、可推广的“345审计建模法”,并在实践应用中得到充分验证,成效显著,为今后进一步利用人工智能工具开展信息化审计开拓了思路、积累了经验,也为其他电力企业审计信息化建设提供了借鉴。

针对附有玻璃幕墙类建筑的无人机倾斜摄影建模方法优化研究

阐述了实景三维中国建设工作背景,并针对当前附有玻璃幕墙类建筑建模分析了传统无人机倾斜摄影建模优缺点,并提出了采用分层航摄、贴近立体环绕补拍、采用偏振镜片等优化方式方法,为实际附有剥离幕墙类建筑的实景三维数据生产提供了详细应用指导。

舰载直升机舰机适配建模方法

舰载直升机以舰船为平台进行海上作业,甲板空间有限,且海浪运动导致舰船平台产生摇摆浮沉。此外,舰船空气尾流场结构复杂,影响范围大,以及直升机地效的影响。这些因素共同导致飞行员进行舰基起落时工作负荷增大,任务风险性增加。在真实场景下直接进行着舰训练风险极大,在此之前需要进行舰载直升机飞行模拟器训练降低风险科目训练成本减轻飞行安全压力。

滨海基岩型城市三维地质模型建设方法对比分析——以青岛市为例

三维地质模型建设在地质环境评价、深部地质找矿以及城市地下空间开发与安全利用方面扮演着越来越重要的作用,其技术突破为透明城市和智慧城市的发展提供了重要的地质支撑。青岛市作为滨海基岩型城市的代表先后采用剖面交互式建模、Bentley MicroStation v8i平台建模、显式构造界面建模和隐式建模四种方法探究三维地质模型建设方法的优劣,得出显式构造界面建模方法是目前最为成熟的建模方法,模型建设效果较好,但修改更新困难;隐式建模方法发展较晚,模型更新速度较快,结合实际地质情况调整和完善算法后会成为未来的主流建模理论方法。此外,三维地质建模标准地层和模型尺度的约束不够明确,应尽快出台相应规范进行说明。