计及新能源虚拟惯量的电力系统最低惯量评估

电网频率安全和稳定性是电力系统的重要性能指标,而电力系统的惯量水平是影响频率响应能力的关键因素。由于我国实施双碳战略,新能源发电比例持续提高,导致电力系统的惯量水平不断下降,使得电网在遭受有功扰动时的频率波动加剧,系统运行边界收缩。为了提高电力系统在高新能源渗透场景下的惯量态势感知能力,增强电力系统对有功扰动的频率适应性、量化系统运行边界,基于电力系统频率响应模型,分析了电网在受到有功扰动后不同时间尺度下的频率响应过程,构建了系统频率响应数学关系。基于频率响应全过程,构建计及新能源虚拟惯量的电力系统最低惯量评估模型及其求解算法。最后,基于IEEE-39节点模型,通过仿真试验验证了所提方法的有效性和准确性。

计及源荷惯量特征的电力系统最小惯量需求评估

新型电力系统弱惯量特性所带来的频率安全问题,本质是系统等效惯量的减少。因此,量化评估新型电力系统最小惯量需求成为亟须解决的工程问题。为此,提出了最小惯量需求评估方法。首先,建立了考虑火电机组、风电机组、异步电机参与调频的多机系统空间频率响应(SFR)模型,并在量化分析系统频率特征的基础上,考虑风电机组、异步电机的虚拟惯量特征,建立了电力系统等效惯量数学模型。接着,以初始频率变化率(RoCoF)、最大频率偏差为频率安全约束,并基于频率响应模型对电力系统最小惯量需求进行评估。最后,在MATLAB/Simulink和PSD/BPA仿真平台上验证了所提方法的有效性。

电力系统中长期惯量水平趋势评估及应用

电网规划和运行方式人员仍难以有效掌握未来高比例非同步电源接入场景下,新型电力系统惯量水平随多种影响因素的变化情况,不能有效制定低惯量场景应对措施。针对该挑战,文中对比分析了面向规划决策与调控运行两种不同场景的惯量评估方法的主要区别,从基础方法、时间尺度和目标对象3个角度阐述了系统中长期惯量水平评估的挑战和研究框架。在此基础上,提出了一种基于规划数据的系统中长期惯量水平趋势评估方法,实现对未来不同运行场景下系统惯量变化区间的快速估计,并从惯量安全角度阐释了中长期惯量评估的应用场景。所提方法已应用于中国某省级电网“十四五”系统惯量变化趋势分析和安全分级预警,并基于惯量安全要求分析了该电网非同步电源极限渗透率和同步电源最小开机规模。

基于粒子群算法的电网资源最优匹配方法

为了合理匹配电网资源,维护电网的安全性、稳定性以及高效性,提出基于粒子群算法的电网资源最优匹配方法。因标准粒子群算法的性能会受到学习参数和惯性权重参数的牵制,容易进入局部最优值的僵局,故优化标准粒子群算法。以网损最低、电压偏差最低、无功补偿容量最小三项作为电网资源最优匹配的目标函数,约束条件为:潮流平衡约束、控制变量约束和状态变量约束,最后通过优化后的粒子群算法求解出目标函数。实验结果可知,该方法可以有效求解三项目标函数,使其对电网资源的匹配结果达到最优。

计及暂态频率稳定约束的同步惯量经济价值评估

高渗透率新能源接入系统后,保障系统具有充足的在线惯量是维持系统频率安全稳定的关键,同时建立惯性辅助服务市场是解决该问题的有效手段。因此,将同步惯性响应纳入有偿服务,搭建考虑系统最低同步惯量需求约束的定价出清模型,并提出离散变量松弛化的方法,将出清模型转化为凸优化问题。然后,基于边际成本定价法和拉格朗日对偶原理,以最低同步惯量需求约束对应的影子价格来评估其经济价值,为惯性服务定价。最后,以改进的IEEE 39节点系统和IEEE 118节点系统为例,对同步惯量影子价格的存在机理、数值影响因素以及同步机组收益进行分析讨论。结果表明,含高比例新能源系统具有建设惯性辅助服务市场的必要性和迫切性。所提方法和仿真结论为惯性服务市场化提供了参考性意见。

基于最小惯量评估的高比例新能源电力系统优化运行策略

高比例新能源接入给电力系统频率稳定带来了严峻挑战,同时也给电力系统的安全经济运行提出了新要求。现有研究大多采用内嵌频率稳定约束的方式来应对该问题,但该应对手段通常需要通过线性化处理或复杂的非线性优化手段进行求解,且通常仅从调度手段出发应对惯量不足问题。从最小惯量评估的思路出发,提出了一种面向高比例新能源电力系统优化运行方法。该方法基于“预处理”–“最小惯量评估”–“优化运行”三阶段运行架构,将内嵌频率稳定约束的优化运行问题解耦为“最小惯量评估”和“优化运行”2个步骤。该方法通过加入最小惯量约束的方式保障系统的频率稳定性,且可兼顾考虑调度手段和虚拟惯量补充手段对惯量不足场景的支撑作用。该方法思路清晰、易操作,优化运行模型的线性程度高,具有一定工程应用前景。最后,通过仿真分析验证了该方法的有效性和优越性。

考虑最低惯量需求的海上风电与海岛微网频率交互控制策略

海岛微网在与海上风电频率交互控制过程中,海岛微网惯量充裕度处于时变状态,当发生联络线中断等故障后,将严重影响微网运行稳定性。因此,在海上风电与海岛微网交互调频策略基础上,为确保交互调频过程中海岛微网的安全稳定运行,进一步提出了考虑最低惯量需求的海上风电与海岛微网频率交互控制策略。首先,基于珠海万山海岛微网群国家级示范项目,构建海岛微网最低惯量需求评估体系;然次,通过遗传粒子群算法求解微网最低惯量需求,精细化微网惯量支撑稳定裕度,约束海岛微网对海上风电的惯量调控水平;最后,通过算例仿真分析极限扰动及故障下海岛微网的频率响应特性。

计及异步电机频率响应的电力系统最低惯量评估

随着大规模新能源等电力电子器件的并网,电力系统惯量水平逐渐降低,系统转动惯量需求产生新的变化,负荷侧频率支撑能力显得愈发重要。针对这一问题,系统分析了异步电机的频率响应特性。基于小信号分析法提出一种机电暂态下异步电机建模方法,构建计及异步电机频率响应的电力系统频率响应模型。在深入分析新型电力系统惯量特性的基础上,考虑系统最大频率变化率、最大频率偏差以及备用容量限制等频率安全约束,构建了电力系统最低惯量评估模型并通过遗传算法进行求解。最后,在Matlab和PSASP平台上进行算例仿真和分析,验证了所提异步电机频率响应模型以及最低惯量评估结果的正确性和有效性。

基于精度检测的自由曲面定位方法研究

针对自由曲面零件检测过程中难以准确定位的问题,提出了具有标准CAD模型的被测曲面,先提取曲面边缘,二值化后利用边缘图形的质心和最小惯性主轴对齐待测曲面和CAD模型,进行质量检测,并给出了质心的算法。

人脸检测及分割方法研究

人脸检测和分割是进行人脸分析和识别的重要组成部分,其目的是从复杂背景图像中检测出人脸的位置,并把人脸分割出来。虽然人们可以毫不困难地在复杂背景中检测和识别出人脸,但是要建立一套完全自动化的人脸和识别系统却是非常困难的。近年来随着计算机技术和图像处理方法的不断发展,出现了各种不同的人脸检测方法。应用了一种基于YIQ颜色模型的人脸检测方法,并且利用惯量最小化原理进行人脸图像的姿态调整,然后进行分割提取。试验结果表明,该方法能较好地从复杂背景中检测出人脸区域并能较完整地分割出人脸。

利用平行移轴定理计算平面刚体的重心

通过对转动惯量取极小值的方法求得平面刚体重心的解析解 。

基于最小条件系统识别理论的转动惯量测量方法

介绍了一种基于最小条件系统识别理论的转动惯量测量方法。测量时被测工件安装在定轴测试系统上,采用加速度传感器检测系统的自由摆动信号,应用LabVIEW软件和最小条件方法计算系统的固有频率,并依此计算工件的转动惯量。文中给出了计算机设计流程图。最后应用实验的方法验证了系统的可行性。

论电磁惯性

伟大的物理学家牛顿首先提出了力学惯性定律:"每个物体将继续保持其静止或沿一直线做匀速运动状态,除非有力加于其上迫使它改变它改变这种状态。"而本文则在电磁领域提出相应的电磁惯性——每个电磁波都倾向于保持球三维或圆二维状态向外传播,除非有外加源或边界迫使它改变这种状态。文中,还把这一思想进一步扩展为电位φ和电荷σ的静电惯性。

基于传递函数的三线摆法转动惯量测量分析

在传统三线摆方法的基础上,引入传递函数的方法,推导出基于传递函数的三线摆系统转动惯量表达式,考虑了空气阻力和其它阻尼情况对三线摆系统的影响,同时可一定程度增大系统摆动角度,克服了三线摆系统小角度摆动周期测量误差大的缺点。应用最小条件系统识别法,可最终求得被测物体转动惯量。

基于角点与最小惯性轴的目标图形识别及其在医药领域的应用研究

目的:对医药领域常见的几种基本图形进行分类识别,并探索实际应用。方法:结合角点与最小惯性轴的方法,先根据图形角点数判断是否需要过形心做最小惯性轴,比较待识别图形周长、面积与已知图形理论值,判断所属类别。结果:该方法与待判断图形摆放位置无关,具有尺度、旋转不变性,对模拟和实际图形识别率高。结论:基于角点与最小惯性轴结合的判别方法对平台上的药片与胶囊的常见形状判别效果较好。

改进惯性权重的粒子群算法及其在边坡稳定性分析中的应用

改进PSO算法的惯性权重。不仅考虑了惯性权重随代数的纵向线性变化,还根据当前和迄今粒子的适应度重排序横向线性变化来改进惯性权重。横向线性变化上限不变,下限逐渐减小,使得线性变化数值范围随代数逐渐增大。惯性权重随着代数逐渐取负,并且适应度差的粒子取负的几率更大。这样得到基于粒子适应度排序改进惯性权重的粒子群算法(ASMIWPSO算法)。通过2个仿真算例对比ASMIWPSO算法和PSO算法的寻优结果,所获得的全局最优值前者多于后者。采用边坡工程实例进行ASMIWPSO算法、PSO算法和理正岩土计算软件结果比较,说明ASMIWPSO算法具有更好的优化结果。

5000KN专用摩擦焊机传动参数设计

传动参数是传动系统的重要组成部分,传动参数直接关系到主轴箱尺寸的大小、整机质量、制造成本、润滑条件等,传动参数的合理确定在一套完整的传动系统中显得尤为重要。5000KN专用摩擦焊机传动系统具有功率大、扭矩大的特点。基于大功率齿轮传动等效转动惯量最小原则确定其传动级数,并借助于熵权理论,在理论上优化配置该摩擦焊机的传动比。

星球自转角速度的上限

许多星球都有自转运动,在随星球转动的参考系中,星球的各质点受到惯性离心力的作用,使其呈现扁旋转椭球形状.转动越快,惯性离心力越大,当转速大于某临界值时星球会破裂.本文从最小势能原理出发, 严格计算星球自转角速度的上限.

考虑动态频率约束的电力系统最小惯量评估

新能源高占比系统带来的低惯量问题已严重影响大扰动下系统频率稳定性,频率各项指标愈发接近安全域边界。为量化系统频率响应能力,明晰系统运行边界,该文在分析系统惯量需求必要性基础上,提出考虑频率变化率(rateof change of frequency,RoCoF)及频率最低点约束的系统最小惯量需求评估方法。在RoCoF约束方面,将静态负荷电压特性引入评估模型,并根据扰动瞬间功率分配机理对大电网动态频率空间分布特征进行量化;在频率最低点约束方面,通过建立含多类型调频资源的系统频率响应模型进行最小惯量评估。根据所提方法,给出考虑我国电网运行特性及稳定性要求的送、受端系统最小惯量评估方法。根据不同频率约束下的惯量不足,给出可行应对措施,并分析各项措施与最小惯量关系,包括直接增大系统惯量、电力电子电源快速调频、降低扰动功率和放宽频率约束等。最后,采用改动的WSCC 3机9节点系统和大电网系统,验证方法有效性和准确性,为保障系统稳定运行及运行方式安排提供理论支撑。

基于改进粒子群算法的平行度误差评定

目前最小二乘法普遍应用于误差评估,但其只适应于精度要求比较低的场合,且用最小二乘法只能是对形位误差的近似计算,误差值不是唯一的。为了精确的评估平行度误差,根据新一代GPS标准,建立了符合最小区域条件的平行度误差评定数学模型。针对平行度误差评定特点,采用一种动态改变惯性权重的自适应粒子群算法,来实现误差的优化评定。最后通过平行度的典型实例来验证该方法的可行性和有效性。