求解Controlling-UEP新方法的研究

提出一种将Brown算法与重新选择参考点的策略相结合求解电力系统暂态稳定性直接法分析中主导不稳定平衡点（Controlling-UEP）的新方法。Brown算法相似于高斯消元法的牛顿类算法，它把每一方程展成泰勒级数，所得到的最新信息(关于变量的最新解)立刻用于下一函数的构造及求解，是求解病态方程组的好算法。文中将它与参考点的重新选择策略相结合,进一步提高它求取病态情况下Controlling-UEP的稳定性。算例表明,所提出的新方法在收敛性和计算效率方面有较好的效果。     

电力系统病态潮流的同伦算法

将同伦延拓方法用于求解电力系统病态潮流方程的解,并提出一种求解同伦曲线的新方法.这种方法可以修改迭代初值以及改变雅克比矩阵的奇异性,使其进入收敛范围.对典型病态系统的数值计算的比较表明了该算法的有效性.     

三坐标测量曲率半径误差评价的新方法研究

曲率半径检测是光学加工工艺流程中最基本的检测内容之一,为了克服传统三坐标测量曲率半径的测量策略测量误差无法定量评估的问题,将病态矩阵理论与三坐标检测曲率半径算法相结合,提出了基于IC值的三坐标检测曲率半径测量策略误差评估新方法。首先分析了三坐标测量曲率半径的测量模型以及误差产生原因,然后利用病态矩阵理论评价该测量模型的病态程度,在此基础上提出了一种评价三坐标测量模型病态程度的判据算法,并且进行了相关算法的验证。在仿真及实验均验证其准确性和有效性的基础上,利用该方法对三坐标检测曲率半径的三环法进行测量策略优化。结果表明:常规测量将中环放在上下环中间位置的做法是测量误差最大的一种方法,中环的位置越靠近球冠顶点,其测量结果的精度越高。分析结果对制定光学元件曲率半径测量的测量策略具有一定的指导意义。     

EEAC与直接法的机理比较(三)定性判稳与定量分析

讨论了长期困惑电力系统学术界的暂态稳定性理论和算法;归纳出10个要素,即受扰程度函数、壁垒点、观察点、参考点、积分路径与被积函数、定性判据、轨迹稳定裕度、临界轨迹与参数极限值、迭代求解与初始轨迹、搜索策略与收敛判据。由4篇短文组成的系列文章按照上述各要素,讨论了针对平衡点稳定性的李雅普诺夫法、将平衡点稳定性理论应用于有界稳定性的暂态能量函数(TEF)法以及针对有界稳定性的扩展等面积准则(EEAC)这3种稳定性理论在大扰动稳定性的分析中的应用。作为第3篇,主要讨论参考点、积分路径和被积函数、稳定裕度、极限值搜索等要素的不同处理原则,证明不但对于任何多机系统,并且对于具有非线性负荷或非自治因素的单机系统,稳定分析都离不开包括故障清除后的实际受扰轨迹;指出稳定极限值和临界轨迹之间互相依存,只能通过迭代求解。以单机无穷大系统为例,从理论观点和可计算性观点出发,论证壁垒点和参考点都应该在实际轨迹上,而暂态能量的参考点则必须取故障前的稳定平衡点,而不能取故障后的稳定平衡点。     

基于博弈论的变电站规划研究

针对城市电网变电站规划问题,提出一种基于博弈论的混合算法。该算法将博弈理论与渔夫捕鱼算法(fisher fishing,FF)、粒子群算法(particle swarm optimization,PSO)相结合,设置两个子群和两个博弈策略(FF算法、PSO算法),构建相应的博弈收益矩阵,由加权Voronoi图划分变电站的供电范围,校验其负载率,再以变电站规划年最小费用为适应度函数。两个子群通过博弈收益矩阵周期性地选择和更换搜索策略,在可行解空间内快速寻优。FF算法搜索盲目性过大,收敛较慢;PSO算法易陷入局部最优解。提出的算法将二者进行混合优化,可以取长补短,收敛速度比FF算法快,求解精度比PSO算法高。通过对某市中心城区的规划实例分析,验证了所提算法能够有效解决变电站规划问题。     

三维炉膛温度场重建中病态矩阵方程的求解研究

在利用CCD摄像机所拍摄到的辐射能图像进行三维炉膛温度场重建过程中，会涉及到大型病态矩阵方程的求解问题，一般的求解方法得不到满意的结果。文中采用LSQR算法(least square QR-factorization)对三维温度场重建中的病态矩阵方程进行求解研究。结果表明，对于病态问题，LSQR算法具有较好的数值稳定性和抗测量误差能力强的优点，适于大型电站锅炉燃烧温度场特别是高温区的重建；且计算效率高，重建时间短，显示了其在温度场在线重建方面的潜力。     

EEAC与直接法的机理比较

讨论了长期困惑电力系统学术界的暂态稳定性理论和算法;归纳出10个要素,即受扰程度函数、壁垒点、观察点、参考点、积分路径与被积函数、定性判据、轨迹稳定裕度、临界轨迹与参数极限值、迭代求解与初始轨迹、搜索策略与收敛判据.由4篇短文组成的系列文章按照上述各要素,讨论了针对平衡点稳定性的李雅普诺夫法、将平衡点稳定性理论应用于有界稳定性的暂态能量函数(TEF)法以及针对有界稳定性的扩展等面积准则(EEAC)这3种稳定性理论在大扰动稳定性的分析中的应用.作为第3篇,主要讨论参考点、积分路径和被积函数、稳定裕度、极限值搜索等要素的不同处理原则,证明不但对于任何多机系统,并且对于具有非线性负荷或非自治因素的单机系统,稳定分析都离不开包括故障清除后的实际受扰轨迹;指出稳定极限值和临界轨迹之间互相依存,只能通过迭代求解.以单机无穷大系统为例,从理论观点和可计算性观点出发,论证壁垒点和参考点都应该在实际轨迹上,而暂态能量的参考点则必须取故障前的稳定平衡点,而不能取故障后的稳定平衡点.     

一种多目标优化的非线性预测控制算法的研究北大核心

针对非线性预测控制中目标函数求解的问题,提出了一种改进的多目标粒子群优化的非线性预测控制策略(MOPSO-NPC)。首先,针对基于单目标优化的非线性预测控制算法(SOPSO-NPC)不足之处,将多目标粒子群优化的思想融入了非线性预测算法中。其次,将参考点和区域引导方式结合在一起,提出了一种基于偏好信息的混合动态引导策略。最后,利用g-dominance进行全局最优粒子的选取,提高了搜索的效果。该算法被应用在结晶器控制系统中,仿真结果证明了提出算法的可行性。     

一种多目标优化的非线性预测控制算法的研究

针对非线性预测控制中目标函数求解的问题,提出了一种改进的多目标粒子群优化的非线性预测控制策略(MOPSO-NPC)。首先,针对基于单目标优化的非线性预测控制算法(SOPSO-NPC)不足之处,将多目标粒子群优化的思想融入了非线性预测算法中。其次,将参考点和区域引导方式结合在一起,提出了一种基于偏好信息的混合动态引导策略。最后,利用g-dominance进行全局最优粒子的选取,提高了搜索的效果。该算法被应用在结晶器控制系统中,仿真结果证明了提出算法的可行性。     

适用于CPU+GPU协同架构的大规模病态潮流求解方法

随着电网规模不断扩大,负荷增长明显,快速、准确地进行大规模病态潮流求解具有重要的实用价值。将连续牛顿法(CNM)应用于大规模电力系统病态潮流求解中,将潮流方程的求解过程等效为常微分方程组积分计算过程。为了加速该计算过程,针对中央处理器(CPU)+图形处理器(GPU)协同计算架构,设计了基于GPU的不平衡功率快速计算方法,进而优化CNM算法并行实现所需软硬件配置,形成高效的大规模病态潮流求解方法。通过多个大规模病态潮流算例验证了所提CPU+GPU协同潮流计算方法的正确性和实用性。     

含最优乘子的连续潮流算法和奇异值算法的电压静态稳定分析软件开发

介绍了一种适用于大型电力系统的电压静态稳定分析软件的研制及其结构和功能。该软件采用最优乘子和连续潮流相结合的算法以及奇异值算法计算分析系统的电压静态稳定裕度。在算法中采用了节点优化、矩阵稀疏化技术;考虑了发电机约束;引入了负荷模型和电压无功控制策略模拟实现系统情况。实例计算表明该软件实用功能强、使用方便、计算速度快、计算结果合理。     

解无约束优化问题的MBFGS过滤器算法

构造了一个求解无约束优化问题的新算法.该算法结合了修正BFGS(MBFGS)算法的思想和多维过滤器算法策略.一方面,搜索方向的产生类似于MBFGS算法;另一方面,在接受新的迭代点时,采用多维过滤器算法的策略.新算法是全局收敛的.     

基于虚拟同步机的变流器暂态稳定分析及混合同步控制策略

针对采用组网型控制策略(以虚拟同步机控制为例)且考虑电流限幅的电压源型变流器(VSC)暂态稳定性差且失稳机理不明的问题,首先从传统同步机的暂态稳定分析方法入手,定性地分析了组网型VSC的暂态过程.然后,通过基于相图的非线性微分方程的分析方法,定量研究了组网型VSC的暂态失稳机理,并提出了一种结合了传统同步机摇摆方程和锁相环的新型同步方法(称为混合同步控制),使得VSC不仅具备频率响应的能力,而且其暂态稳定裕度得到了大幅提高.最后,通过MATLAB/Simulink搭建的仿真模型验证了分析方法的准确性和所提控制方案的有效性.     

基于GCTMSA的梯级水火风光蓄储联合调度

为发展新型电力系统调度理论与方法，构建了一个含梯级水风光蓄一体出力(the integration of cascade hydro-wind-photovoltaic-pumped storage, CHWPPS)的水火风光蓄储联合调度模型。同时，针对传统求解方法在求解水火风光蓄储联合调度系统时易陷入局部最优、难以在满意时间内得出可行解等问题，提出了一种基于贪婪策略、自适应交叉算子和自适应t分布变异的改进飞蛾搜索算法(greedy strategy, adaptive crossover operator and adaptive t-distribution variation based moth search algorithm, GCTMSA)。GCTMSA将自适应交叉算子与Lévy飞行策略相结合，在直线飞行策略中引入自适应t分布变异，并利用贪婪策略仅接收更优个体，以提高全局搜索能力和搜索速度。算例分析在一个修改的IEEE 6机30节点系统和一个省域简化电力系统中展开。结果表明，与飞蛾搜索算法、遗传算法、粒子群算法和生物地理算法相比，GCTMSA具有更强的搜索能力和稳定性。同时，分析了CHWPPS和电池储能对系统的影响。相关讨论与结论可为水火风光蓄储联合调度等多能互补技术发展提供参考。     

一种用于SPMSM的改进型滑模模型参考自适应系统观测器

为了提高表贴式永磁同步电机（SPMSM）无传感器控制系统的精度和稳定性，针对传统PI控制存在鲁棒性不足的问题，提出了一种采用带有线性校正项的快速超螺旋滑模模型参考自适应系统观测器（FSTA-SM-MRASO）。所提观测器将快速超螺旋算法（FSTA）与模型参考自适应系统（MRAS）观测器相结合，构建了基于FSTA\|SM\|MRASO的SPMSM无传感器矢量控制系统。通过MATLAB/Simulink平台进行仿真，验证了所提策略的有效性。     

基于自适应可控开关矩阵的光伏阵列优化配置策略

针对光伏阵列在阴影或者组件故障情况下引起效率降低的问题,基于自适应粒子群优化算法(SA-PSO)提出将最大功率点跟踪与开关矩阵相结合的控制策略。同时给出了该算法的重启与终止条件,避免了开关的频繁使用与系统趋于稳定时的功率振荡。首先对算法的重启条件进行判断,如果是非自然重启,需要通过优化算法对异常情况下的最优模块阵列连接方案进行识别。然后利用可控开关矩阵实时优化光伏阵列配置方式。最后通过仿真验证了该方法在遮阴或故障情况下均可以快速准确地跟踪到全局最优MPP,有效提高光伏阵列的输出功率。     

单周控制光伏并网系统的最大功率跟踪

单周控制的单级全桥光伏并网系统具有容量大、效率高、成本低等优点。但现有基于单周控制的光伏电池最大功率跟踪存在着难以搜索最大功率点、难以稳定工作在最大功率点以及搜索精度差等缺点。针对以上不足,本文提出了基于增量电导的光伏电池最大功率跟踪算法,该算法将光伏电池输出功率引入到单周控制的输入量中,同时优化了光伏电池输出电压的给定量。该算法在硬件上实现简单,仿真结果表明该算法能够准确跟踪光伏电池最大功率点,并具有较高的精度和稳定性     

免疫禁忌混合算法在电压稳定分析中的应用

针对目前系统静态电压稳定裕度计算中所用优化算法不能较好地满足实时性的要求,提出一种基于免疫禁忌混合算法的静态电压稳定裕度计算的新方法。该方法将自适应免疫算法和禁忌搜索算法有机结合在一起,通过改进的连续潮流法,可快速而准确地获取系统最大静态电压稳定裕度,在一定程度上弥补了传统优化算法效率上的不足。通过对IEEE30节点系统进行多次仿真计算。并与遗传禁忌混合算法、免疫算法的计算结果相比较,验证了该方法可行且有效。     

灾变理论在多机电力系统暂态稳定分析中的应用

灾变理论作为分析非线性系统动态特性发生跃变的一种数学工具，已被用于电力系统静态稳定，暂态稳定和电压稳定分析，并已从单机应用扩展到了多机中的应用。本文在文献（２）（３）（４）（１１）（１２）的基础上提出了一种新的多机电力系统暂态稳定分析的灾变流形和算法，与传统的数值积分法相比具有简单，快速的特点；与Ｌｙａｐｕｎｏｖ直接法相有稳定域直观的特点，与文献（３）和（４）所提算法相比，分析结果更准确，实例计算     

基于S-G滤波的电流互感器饱和检测

针对目前传统基于差分方程的电流互感器饱和检测方法易受噪声影响的问题,提出了一种基于SavitzkyGolay(S-G)滤波器的电流互感器饱和检测新方法。该方法将传统的差分方程和S-G滤波器相结合,可在信噪比较低的情况下准确检测出电流互感器的入饱和点。在电流互感器入饱和点准确检测的基础上,电流积分法可用于检测电流互感器的出饱和点。推导了差分方程结合S-G滤波器后的相关阈值,并使用PSCAD/EMTDC对新方法进行了仿真测试。仿真结果表明:基于S-G滤波的电流互感器饱和检测方法具有算法简单、检测精度高、抗噪声干扰能力强等优点。