基于PowerFLOW的重型卡车外流场优化模拟分析

利用基于LBM方法的CFD软件PowerFLOW对某重型卡车驾驶室展开外流场模拟分析,对外流场影响较大的8个设计参数,进行DOE优化,得出既符合工程设计要求,外流场风阻系数又最优的参数组合,并应用到外CAS设计中,最终整车外流场风阻系数Cd<0.540,远低于国内的竞争对手。

基于PowerFlow的重型车外气动性能分析及优化

在某重型车驾驶室开发过程中,需考虑前扰流板对风阻系数及车门把手位置除尘效果的影响。利用基于LBM方法的CFD软件Power Flow,对该重型车进行外流场计算;基于CFD分析结果,将前扰流板翅片角度下倾15°。改进后的前扰流板设计使整车风阻系数较原来降低3.13%,除尘效果改善显著。改进重型车前扰流板的设计可以有效提升整车外气动性能,该方法为前扰流板气动性能设计提供了理论依据。

基于PowerFlow的某重型牵引车外流场数值分析

在整车开发过程中,为更好地用车外流场的CFD分析为汽车气动外形进行设计和优化,文章针对某重型牵引车,利用基于LBM方法的大型商用CFD软件PowerFlow,建立了整车三维计算模型,并进行了外流场数值模拟,计算得到该重型牵引车的阻力系数为0.621,通过分析车身的压力分布及车身周围的速度分布等情况,提出了基于CFD分析结果的改进措施:在货箱前端和后端各加一个导流装置。结果表明:改进后整车风阻系数为0.589,较原来降低5.15%,效果较显著。该方法为整车气动性能设计提供了理论依据。

电力系统交流潮流线性化方法研究综述

电力系统潮流方程具有显著的非线性特性,针对大规模电力系统的潮流计算易出现计算结果不收敛的现象。近年来,国内外文献涌现出大量适用于电力系统交流潮流计算的线性化潮流模型,但缺乏对经典线性化潮流模型分离变量过程的系统性梳理与总结以及对经典线性化潮流模型计算性能的数值比较。首先梳理了目前电力系统经典线性化潮流模型的主要思路,对各种线性化潮流模型分离变量的过程进行分析与总结。然后对比了线性化潮流模型的相同性及其在输电网和配电网应用上的差异,并从计算误差、计算时间和灵敏度等方面对比了各线性化潮流模型的性能。最后根据每一种线性化潮流模型的优缺点,对各线性化潮流模型的适用场景进行了总结及展望。

计及SVG动态调压策略的配电网双层不确定性无功规划配置

大量可再生能源与新型负荷的运行不确定性较大程度地影响了配电网无功规划模型的工程适用性。考虑到静止无功发生器(static var generator,SVG)动态调压策略对电压不确定性的抑制作用,提出了一种规划与运行相结合的双层无功规划配置方法。首先,考虑SVG动态调压特性,构建不确定性仿射潮流模型,提出了计及SVG动态调压策略的仿射潮流算法,求解满足SVG容量约束下潮流状态量的波动区间。在此基础上,建立了考虑运行不确定性的双层多目标无功规划配置模型,以最小化规划方案等值年总成本与电压波动指标作为目标,解决SVG和电容器组的最优配置问题。最后,通过算例验证了不确定性无功规划方案的合理性和经济性。

分布式电源三相稳态模型

低压配电网通常运行在三相不平衡状态。接入不平衡配电网的分布式电源在不同控制方式下,表现为不同的外特性。为了正确计算含分布式电源的主动配电网三相潮流,需要采用详细的三相分布式电源模型。采用统一的建模方法,建立不同控制方式下4类主要分布式电源(包括同步电机、异步电机、电力电子接口并网、双馈电机)的稳态模型,并将所建模型与已有模型进行对比分析,证明所建模型的正确性。文中建立的三相模型适用于分布式电源不平衡情况下的稳态建模,同时也适用于柔性输变电设备的建模分析。

基于动力吸振器的潜艇推进轴系轴向减振研究

螺旋桨脉动推力经推进轴、推力轴承及其基座传递到壳体,是潜艇壳体产生低频轴向振动与声辐射的一个重要因素。本文基于四端参数法建立了综合考虑推进轴系和壳体弹性的潜艇轴向振动力学模型,以轴系传递到壳体的纵振功率流为评价指标研究了轴系的轴向振动传递特性,详细讨论了用动力吸振器实现轴系轴向减振的设计方法。研究结果表明,螺旋桨脉动推力会在轴系各阶纵振频率附近频段激励起轴壳耦合的轴向共振,显著增加轴系到壳体的能量传递。用动力吸振器可以有效抑制轴系各阶轴向共振频率附近的轴-壳共振,而对其它频段的轴壳轴向共振则效果不佳。

牛顿类潮流计算方法的收敛性分析

针对牛顿类潮流计算的初值敏感性问题,提出牛顿类潮流计算的收敛性定理,给出牛顿类潮流计算收敛的充分条件,解决用牛顿类方法进行潮流计算时因初值选取不当导致潮流收敛过慢或者无法收敛的问题。通过所提定理,可评价所选初值能否保证该牛顿类潮流算法收敛,若潮流收敛则继续潮流计算,否则可以针对性的对初值进行调整。这就避免因初值选取不当造成的冗余潮流计算甚至病态潮流的出现。通过对IEEE 57、118节点系统的仿真和通辽电网潮流计算的实例分析,验证了牛顿类潮流计算收敛性定理的正确性和有效性,提高了牛顿类算法在潮流计算中的在线实用性。

用于含风电场的电力系统概率潮流计算的高斯混合模型

大规模风电并网使电力系统的不确定性显著增加,给电力系统的安全稳定运行带来更大的挑战,用于系统不确定性分析的概率潮流的研究日益重要。该文针对短期风电功率预测误差不对称甚至多峰的概率密度分布特性,提出采用高斯混合模型对预测误差概率密度分布进行拟合。在此基础上,针对各高斯混合模型中子高斯的随机组合结果,采用改进加权最小二乘法计算各组合对应状态变量的概率密度分布。最后,以各组合中子高斯权重系数的乘积为权重,将各组合对应状态变量的概率密度分布加权整合,得到电力系统概率潮流结果。该方法将高斯混合模型与改进加权最小二乘法相结合,很好地拟合了短期风电功率预测误差的概率分布特性,避免了传统加权最小二乘估计中繁琐的迭代寻优过程,大大简化了电力系统概率潮流求解过程。以改进IEEE14节点系统进行算例分析,验证了该方法的准确性和有效性。

电力系统临界电压崩溃潮流的柔性节点算法

针对电力系统电压崩溃问题,该文在负荷临界电压崩溃特性分析基础上,讨论功率型负荷的电力系统临界电压崩溃的潮流计算方法。提出利用交流电路临界电压崩溃的特性,规避崩溃支路,设置等值的柔性节点及柔性等式约束条件处理等措施,构成电力系统负荷临界电压崩溃的柔性节点潮流算法,为大型电力系统工作域的边界分析提供定量计算方法。IEEE5节点算例表明,所提算法是正确有效的。

改进的Manchester连锁故障模型及其应用

根据Manchester模型和最优潮流理论,提出了改进的连锁故障模型。该模型通过快动态和慢动态2个时间尺度对系统连锁故障过程进行描述,并通过电量不足期望值对系统的停电风险进行评估。对我国某区域电网进行了算例分析,研究了系统负载率和关键线路的故障率对电网停电风险的影响以及临界负荷情况下电网的幂律特性,对系统规划和运行人员分析连锁故障过程并采取有效措施降低系统停电风险具有参考意义。

节点类型扩展潮流计算的应用研究

对于电网电压调节和潮流模型匹配等许多应用场合,可采用基于节点类型扩展的潮流计算方法。研究节点类型扩展潮流计算方法在电网电压调节和潮流模型匹配中的应用。首先,分析节点类型扩展潮流计算在节点电压调节问题中的可用性,并提出具体实现方法。然后,在分析已有潮流匹配方法不足的基础上,提出基于节点类型扩展潮流的多区域电网潮流匹配方法。最后,通过算例分析验证了节点类型扩展潮流算法在电压调节和多区域潮流匹配问题中的应用是有效的。

基于全成本电价的安全约束经济调度

在智能电网的研究中,人们通常关注电源与负荷的互动以消纳更多的新能源,而电源、负荷对电网资源的利用程度则考虑较少,未能充分发掘源–网–荷三者互动的深层次效益与价值。为此,提出基于全成本电价的电源、电网、负荷的互动模式与方法。对于电源侧,在优化经济调度时考虑输电成本的影响;对于负荷侧,计算基于潮流追踪法的全成本电价,明确负荷对电源和电网资源的使用情况,体现"谁受益,谁承担成本"的原则,并引入需求侧响应体现全成本电价的意义和价值。基于IEEE30节点系统的算例分析验证了文中方法能够根据用户对电网资源利用程度的大小合理地分摊电网的成本,从而提升电网投资与运行的高效性、公平性、有序性与安全性。

柴油机多支承隔振系统的功率流特性

研究了多支承耦合隔振系统的模态特性。以振动功率流控制的观点建立耦合系统的动力学模型,着重探讨安装频率与基础柔性的相互耦合作用,确定耦合系统的模态特性及其对功率流谱的影响。考察了由振源输入系统及通过隔振器传递到基础的功率流,分析了多支承隔振系统通过各弹性支承的功率流分量。理论计算结果表明:机器和支承结构的耦合效应对系统功率流的影响显著;设计隔振系统参数时,应使安装频率低于基础基频,抑制系统耦合效应,提高隔振效率。

地区电网采用不换位架设方式的高压输电线路潜供电流分析

输电线路的不换位架设会造成其电气参数三相不对称,使得潜供电流呈现明显的分相特性,已成为影响单相自动重合闸成功率的一个重要因素。针对这个问题,建立了不换位高压线路潜供电流的计算模型,通过EMTDC电磁暂态仿真软件对单回线路和双回线路分别研究了相序排列方式、故障相别和输送潮流对线路潜供电流的影响。结果表明,线路不换位导致电气参数不对称是引起潜供电流增大的根本原因,故障点位置以及输送潮流对潜供电流具有重要影响。为使潜供电流保持在一个较低的水平,建议不换位同杆双回线路采用同相序架设。

振动传递路径的功率流传递度灵敏度分析

基于振动的功率流理论和概率摄动法,研究振动传递路径的功率流传递概率的度量问题,提出了频域内振动传递路径的路径功率流传递度的新概念和方法。在考虑工程中的不确定因素以后,在频域内清晰地描述了振动传递路径系统的路径功率流传递度。研究功率流传递度对这些不确定因素的敏感程度,从而指导系统结构参数的优化设计。

含光伏风电的基于仿射算法的配电三相潮流计算

天气变化具有随机性、不确定性的特点,导致光伏、风机的出力具有不确定性。为了处理光伏和风机出力的不确定性信息,利用区间方法建立了光伏和风机出力不确定性的区间模型,并针对配电系统存在的三相不平衡性,提出了基于复仿射算法的区间三相潮流分析算法。采用IEEE13算例系统对算法进行了验证,并与蒙特卡洛潮流分析方法进行了对比分析,计算结果表明所提算法对于定量分析光伏和风机出力不确定性对系统稳态运行的影响具有应用价值。

含分布式电源配电网的前推回代潮流算法中PV节点处理方法

随着智能电网的不断发展,越来越多的分布式电源(distribution generator,DG)接入配电网中,DG在潮流计算中多数可看作PV节点,因此如何快速有效地在潮流计算中处理DG PV节点显得尤为重要。为此,在补偿前推回代潮流算法的基础上,提出了潮流计算中处理PV节点的方法,该方法对网络中PV节点进行迭代优化,使PV节点的电压幅值和有功输入量在迭代过程中与给定值保持一致,从而提高了算法效率。该方法实现简单,可移植到其他潮流算法中。算例结果验证了该方法的有效性。

分位数拟合的点估计法随机潮流在输电网规划中的应用

为了更全面地描述输电网规划中面临的负荷波动、风电出力这些不确定因素,以点估计法随机潮流为基础、年综合费用最小为目标函数,并计及网络损耗,建立输电网优化规划模型。引入多项式正态变换技术对非正态变量相关性进行处理。采用基于最小二乘的分位数拟合法求取多项式正态变换的系数,有效地避免了积分运算。以总体样本均值和样本方差均值为指标,量化相关性对风电出力的影响。采用改进的粒子群优化算法对修改的IEEE-RTS 24节点系统进行算例分析,结果表明,随着相关性的增强,负荷、风速出现极值的概率增加,电网需要投建更多线路以应对系统中的不确定因素。