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。

油田三维地质多级建模策略与方法——以渤海湾盆地整装孤岛油田为例

三维地质建模应用于油田勘探开发的各个阶段,解决不同的问题时,对建模的规模、精度及要求也不同。分区块地质建模在井位部署、开发调整分析上可以起到一定的指导作用,但是各独立区块模型没有统一的标准,不能实现由小模型到大模型的拼接,制约了油田的整体勘探开发及规划工作。为了更好发挥地质建模在油田勘探开发全生命周期的精准作用,研究以渤海湾盆地整装孤岛油田为例,提出了油田—区块—储层单砂体构型的多级建模策略。使用具有自主知识产权的Direct、M^(3)地质建模软件,应用地质约束的地质统计学及嵌入式储层构型建模方法,实现了从大到小、整体到局部、笼统到精细。分层级刻画了油田的构造沉积演化特征、储层内部构型及油藏空间展布,建成了中国首例油田级亿万网格节点的三维地质大模型及分级模型,为深化地质认识、油藏开发潜力评价、整体开发调整提高采收率提供了有利的手段。多级三维地质建模技术既为技术人员提供了多学科一体化的交流平台,又为油田勘探开发提供了方向,是油田数字化管理的有力抓手,更是数字化、智能化油田发展的必然趋势。

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。

计及悬浮系统影响的高速磁浮直线同步电机建模方法

为提高高速磁浮直线同步电机模型精度,基于电磁铁模块磁共能重构,提出一种计及悬浮系统影响的分布参数建模方法.首先,建立高速磁浮列车电磁铁模块的有限元模型,利用有限元数值分析获取电磁铁模块在不同工况下的磁共能数据,通过对磁共能进行傅里叶级数展开及多项式拟合构建磁共能的解析模型;其次,根据磁共能解析模型推导电磁铁模块的磁链、电压和推力方程;然后,根据列车编组数量和电磁铁模块数量分别建立左右两侧直线同步电机的数学模型,并通过运动学方程计算高速磁浮列车位置和速度;最后,通过硬件在环仿真系统进行实验验证.试验结果表明:本文所提建模方法与传统建模方法相比,推力波动幅值增加超过6.8%;并且所提方法可以准确表征悬浮系统对牵引控制的影响,当励磁电流谐波幅值增加0.5、1.0、2.0 A时,推力波动幅值分别最大增加54.3%、26.2%、83.7%;当励磁电流谐波频率为5、10、20 Hz时,推力的谐波频率最大达到5.14%,21.75%和14.17%.

基于MTRDL的自动飞行系统模式需求建模与验证方法

在民机自动飞行过程中,自动飞行系统模式转换是影响安全的重要因素,随着现代民机机载系统的功能与复杂度的快速增长,在需求阶段对自动飞行系统模式转换的安全性分析和验证成为重要的挑战.飞行模式转换的复杂性不仅体现在自动飞行过程中必需的多重飞行模式之间的交互关系,还体现在模式转换与外部环境之间复杂的数据与控制交联关系,这些交联关系同时隐含了飞行模式转换的安全性质,这些特征提高了形式化方法的应用难度.提出一种领域特定的建模验证框架:首先,提出面向自动飞行系统模式转换的领域需求建模语言MTRDL和基于该语言扩展于SysML上的建模方法;其次,提出基于安全需求模板的安全性质辅助规约方法;最后,通过对某机型的若干条目化需求的实例研究,证明所提方法在自动飞行系统模式转换需求验证中的有效性.

基于VHDL-AMS的模数转换器辐射效应建模与仿真方法

模数转换器(Analog-to-Digital Converter,ADC)是连接模拟信号域与数字信号域的关键器件,而现有研究缺乏ADC辐照效应建模的相关内容.为满足大型模数混合信号系统辐照效应建模仿真的需要,本文提出了建立具有辐照效应的ADC行为级模型的方法.首先根据ADC的工作原理将其拆解为不同的通用模块,使用模拟和混合信号硬件描述语言(Very High speed integrated circuit hardware Description Language for Analog and Mixed Signals,VHDL-AMS)建立了各模块的行为级模型.接着根据基本原理将各模块动态组合为未辐照情况下基本的ADC模型.对于ADC的辐照效应,通过开展辐照试验,测量了ADC芯片HWD7710和SAD9434受总剂量(Total Ionizing Dose,TID)效应和中子辐射(Neutron Radiation,NR)效应影响的工作参数,并利用最小二乘法拟合获得ADC的工作参数与辐照剂量的关系式.最后根据辐照关系式,在基本模型上添加辐照参数模块,并建立两种不同结构ADC的TID与NR模型.通过仿真结果与试验数据对比,验证了所建ADC辐射效应模型的普适性和精度.模型的静态参数仿真结果与试验结果的相对偏差在5%以内,证明该方法支持对不同ADC及不同辐射效应进行辐照效应模型建模.

末端反蜂群作战仿真建模方法研究

无人机蜂群作战作为一种改变战场态势的新型战法,在近年来的局部战争中大放异彩。针对当今世界军事强国的无人机蜂群技术发展和相关新型作战概念开发,围绕我军末端防空反蜂群作战当前的能力短板与现实需求,以应对新型无人机蜂群饱和攻击为研究目标,参考体系工程仿真建模研究方法,对反无人机蜂群作战仿真建模方法进行研究,提出了涵盖顶层作战概念、作战活动、组织关系和系统层级结构等视图模型的反蜂群作战概念图像,同时设计了反蜂群体系仿真架构、体系仿真实验流程和体系仿真效能评估方法,为末端反蜂群作战仿真建模提供一定的参考。

山前砾石区表层HTI介质速度各向异性建模方法

中国西部山前带表层普遍发育巨厚砾石沉积的冲积扇,这些冲积扇存在较强的方位各向异性,层析反演模型与垂向速度相差较大,导致三维资料静校正量计算精度和叠前深度偏移的中—浅层成像均受到较大影响。基于HTI介质理论,提出初至正演确定对称轴和分方位层析拟合建立各向异性模型的方法。首先通过各向异性调查微测井的表层结构正演初至时间和实际资料的初至时间对比确定各向异性对称轴特征,再对分方位初至层析反演模型进行椭圆拟合,求取初始快速度、慢速度和对称轴方位,使用二维VTI各向异性正演模拟和层析反演,求取对称轴方向速度的校正系数校正对称轴方位速度,进而建立山前砾石覆盖区的各向异性模型。

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。

混合域特征波全波形反演速度建模质控方法

常规的速度建模方法速度模型精度低,往往不能改善断层阴影带成像质量,通过采用混合域特征波全波形反演技术能加快全波形反演运算速度和收敛。同时提出成像剖面叠合分析、收敛性分析、测井速度与全波形反演速度对比分析、实际炮集与正演炮集波形对比分析、全波形反演模型与观测记录相似系数对比分析五步法全波形反演速度建模质控方法 ,并建立了目标泛函收敛是判断全波形反演是否收敛最直观的参数,目标函数不下降表明反演不收敛;全波形反演速度趋势与测井趋势要相吻合;正演炮集与实际炮集特征波对比越接近,目标泛函数值越小;正演炮集与实际炮集相似系数越大越一致,表明反演速度越精确等混合域特征波全波形反演速度建模质控主要标准。应用该质控方法,在较为准确的背景速度基础上应用构造约束混合域特征波全波形反演技术,引入较为准确的断层信息,建立精度更高的速度模型,提高了断层阴影带成像质量,有效改善了断层阴影带下盘构造成像畸变现象。

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“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。

基于大数据的数学建模方法的应用研究

数学建模是一种使用数学方法来模拟和解决实际问题的方法,大数据是一种处理和分析大量数据的方法。基于大数据的数学建模方法则在商业、金融、医疗、社会科学、环境科学等领域都有广泛的应用。基于此,围绕基于大数据的数学建模方法,从该方法的应用意义与基本原则入手,从而对具体的应用实践进行研究,期望能够为数学建模的革新与实践提供有价值的参考依据,使其能够在众多领域中发挥真正的价值。

光伏发电系统中阴影效应的建模与抑制方法研究

光伏发电是一种清洁、可再生的能源利用方式,具有广泛的应用前景。然而,在实际运行中,光伏发电系统常常受到阴影遮挡的影响,导致发电效率下降和系统稳定性降低。目前,光伏发电系统中阴影效应的建模存在一些技术缺陷,如模型精度不高、计算复杂度高、实时性差等。为解决这些问题,本文提出了一种基于先进建模技术和优化算法的阴影效应抑制方法。该方法首先通过阴影检测和定位技术,准确地识别出阴影的位置和范围;然后采用阴影补偿算法,对受阴影遮挡的电池板进行电流和电压的补偿;最后通过系统优化算法,对实际案例进行数据分析,证明了该方法可以有效地降低阴影遮挡对光伏发电系统的影响,提高其发电效率和稳定性。

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。

多维度数据建模方法在中医药人才岗位胜任力匹配的应用分析

现如今,为满足人们对中医药人才的需求,需基于人工智能、复杂网络、深度学习以及大数据等先进技术的领域进行思考,通过对电子病历、移动医疗、智慧医疗以及智慧健康等内容的建设,挖掘社会内中医药人才的潜力,保证医学领域内的数据关系能够更加良好,进而强化中医药人才的岗位胜任力。基于此本文结合实际思考,首先简要分析了多维度数据建模方法,其次提出了多维度数据建模方法在中医药人才岗位胜任力匹配的应用措施。

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。