基于张量法的电力系统状态估计

为了改善在重负荷时状态估计算法的收敛性,论述了3种以张量法为基础的电力系统状态估计新算法。在传统的张量法T1中,将获得的张量修正量参与迭代,提高了状态估计算法的收敛特性。针对传统张量方程无实根,以及无法参与第一次迭代的情况,将改进张量法T2和T3应用于状态估计,通过展开电压和功率方程并直接获取二次项的修正量,使状态估计的收敛性得到改善。本文结合多个IEEE算例仿真,对运行结果进行分析,验证了3种算法的有效性。     

提高电力系统潮流计算收敛性方法的比较分析

为提高大型电力系统潮流计算的收敛性,现阶段主要采用最优乘子法、张量法和自适应LevenbergMarquardt(LM)方法。分别对这3种方法在数值特点、稀疏实现和计算量方面进行了分析和比较。分析发现,最优乘子法计算永不发散且对牛顿法的修改和增加计算量最少,但计算结果容易陷入局部解;基于插值的张量法对重负荷系统补偿效果较好,但数值稳定性有待改进;自适应LM法能够得到潮流方程的精确最小二乘解,但迭代步的计算较为复杂。采用1个标准系统和2个实际系统进行仿真实验,仿真计算结果表明,相比其他两种方法,自适应LM法具有更好的鲁棒性和数值稳定性,但其实用化依赖于高效的稀疏实现。     

提高电力系统潮流计算收敛性方法的比较分析北大核心CSCD

为提高大型电力系统潮流计算的收敛性,现阶段主要采用最优乘子法、张量法和自适应LevenbergMarquardt(LM)方法。分别对这3种方法在数值特点、稀疏实现和计算量方面进行了分析和比较。分析发现,最优乘子法计算永不发散且对牛顿法的修改和增加计算量最少,但计算结果容易陷入局部解;基于插值的张量法对重负荷系统补偿效果较好,但数值稳定性有待改进;自适应LM法能够得到潮流方程的精确最小二乘解,但迭代步的计算较为复杂。采用1个标准系统和2个实际系统进行仿真实验,仿真计算结果表明,相比其他两种方法,自适应LM法具有更好的鲁棒性和数值稳定性,但其实用化依赖于高效的稀疏实现。     

基于负荷电流的配电网状态估计研究

基于负荷电流的配电网状态估计方法以负荷电流为状态变量,将支路测量函数用负荷电流表示,利用三相潮流计算方法得到支路电流的状态估计值,从而降低了状态估计问题的求解空间,提高了算法的收敛性和计算速度,通过将该算法与三相潮流计算法比较,结果表明状态估计算法在效果、速度、收敛性方面都较常规方法优越。     

基于序电流补偿的微电网三相潮流算法

由于微电网的网络参数不对称和负荷不平衡,使其三相不对称运行,从而传统的潮流算法不再适用于微电网。为此,提出一种基于稳态序电流的三相微电网潮流计算方法。针对微电网中的不对称线路和几种常见形式的负荷,引入基于电流补偿的线路和负荷的数学模型;并提出基于节点注入电流型的三相微电网潮流算法。将三相潮流问题转换成3个独立的电流方程,对正序应用Newton-Raphson方法进行潮流计算。为验证该算法的正确性和有效性,将计算结果与PSCAD/EMTDC的仿真结果进行对比分析。另外,为验证该方法可处理微电网潮流计算时遇到的线路高R/X比值及环网问题,对CIGRE MV微电网进行潮流计算,结果表明:基于电流注入模型的微电网潮流算法比传统潮流算法在计算速度和收敛性上更具优越性。     

电力系统柔性潮流

为解决常规潮流求解条件刚硬,可能导致迭代不收敛或计算结果不合理的问题,提出了电力系统柔性潮流的概念、模型和算法,推导了包含发电机静特性及负荷静特性描述的直角坐标牛顿一拉夫逊法柔性潮流雅可比方程,给出了基于负荷和发电机基点功率的一次潮流和二次潮流计算流程.柔性潮流雅可比方程的个数恒等于系统阶数的2倍且结构保持不变.柔性潮流不仅可得到节点电压幅值和相角,还可给出系统频率以及负荷和发电机的实际功率.与常规潮流相比,柔性潮流不再需要设置平衡节点、PV节点和PQ节点,其收敛性好且求解过程和结果更加符合电力系统工程实际.算例系统验证了柔性潮流模型和算法的正确性.     

最优乘子法在电流注入型保留非线性潮流计算中的应用

随着电力系统规模的扩大,对电力系统潮流算法的收敛性和计算速度提出了更高的要求。为此,提出一种带有最优乘子的电流注入型保留非线性潮流计算方法。首先根据直角坐标系潮流方程的特点,给出了一种最优乘子的计算方法,该方法只需求解一元三次方程,不需再额外增加任何计算量。在此基础上,将最优乘子应用于电流注入型保留非线性潮流计算,在潮流计算迭代过程中,采用最优乘子调整电压修正量,提高了潮流计算的收敛可靠性和收敛速度。系统算例表明,所提出的方法能在潮流方程无解时保证潮流不发散,在潮流方程有解时提高潮流计算速度。     

基于回路电流与负荷节点电压方程的配电网潮流计算

将配电网负荷支路与形成环网支路选定为连支,据此将所有回路分为第1类回路及第2类回路,建立配电网的回路电流-负荷节点电压网络方程。方程中含有回路电流和负荷节点电压,网络回路阻抗与节点负荷等效阻抗分离。基于所建方程实现了配电网潮流计算的直接解法和前推回代法。进一步将模型和算法应用于三相不平衡配电网,针对单相负荷为零给直接解法带来的影响提出两种处理方法:将负荷等效为导纳或移除零负荷回路方程。提出的前推回代法直接根据节点负荷和电压计算回路电流,使前推计算得以高效进行,极大地提高了潮流计算速度。     

一种基于回路分析法的弱环配电网潮流直接算法

配电网潮流计算是配电网络分析的基础.基于回路分析法,推导出了一种计算带弱环网的配电网潮流的有效解法.该算法基于电路基本定律,利用配电网络的道路矩阵和回路矩阵,推导建立了节点电压与注入电流的关系矩阵,使电网节点电压和负荷注入电流满足精确的线性关系,从而有较强的处理回路的能力.同时,在网络结构不变时,该关系矩阵是常数,潮流计算速度较快,并且计算过程清晰简单,便于编程.仿真算例表明,这种算法对于环网系统,不仅不会随系统回路的增多而导致收敛性降低,反而随着系统回路数的增加,其收敛速度得到提高,具有很好的通用性和计算效率.     

一种基于回路分析法的弱环配电网潮流直接算法

配电网潮流计算是配电网络分析的基础。基于回路分析法,推导出了一种计算带弱环网的配电网潮流的有效解法。该算法基于电路基本定律,利用配电网络的道路矩阵和回路矩阵,推导建立了节点电压与注入电流的关系矩阵,使电网节点电压和负荷注入电流满足精确的线性关系,从而有较强的处理回路的能力。同时,在网络结构不变时,该关系矩阵是常数,潮流计算速度较快,并且计算过程清晰简单,便于编程。仿真算例表明,这种算法对于环网系统,不仅不会随系统回路的增多而导致收敛性降低,反而随着系统回路数的增加,其收敛速度得到提高,具有很好的通用性和计算效率。     

基于ITK和VTK的脊髓扩散张量成像实现

扩散张量成像是一种新的磁共振成像技术,比传统的扩散加权成像更能够准确地反映出水分子的扩散情况.在脊髓的扩散张量成像方面的研究成果并不多,且存在很大的发展空间.提出并实现了基于ITK和VTK的脊髓图像扩散张量成像系统,其中使用ITK实现图像三维配准和扩散张量及其旋转不变量的计算等功能,使用VTK辅助完成三维图像显示,为脊...     

颈椎扩散张量成像数据处理系统构建

颈椎扩散张量成像能够清晰地反应颈髓的病变情况,已经广泛应用于临床诊断.基于对核磁共振成像数据的前处理、扩散张量成像数据的计算、感兴趣区域选取、各向异性分数和平均扩散率等临床诊断指标的计算以及扩散张量成像数据插值等问题进行研究,构建了针对颈椎扩散张量成像数据的处理系统,实现了对扩散张量数据的可视化显示和系统处理,为准确的临床诊断提供了重要参考依据,并构建了扩散张量成像的数学研究平台.     

一种含分布式发电系统的三相配电网潮流直接算法

提出一种基于道路矩阵的三相不平衡配电网潮流直接算法,该算法充分利用配电网络的结构特点,建立了节点电压与注入电流的关系矩阵,实现了潮流的直接计算。基于PV节点的特性,推导了PV节点网络的有功电流和无功电流关系,并提出了一种新的处理PV类型分布式发电的方法。将该方法引入到三相系统潮流计算中,保证了PV节点幅值为预设定值（假定无功功率没有越界）。6母线和69母线系统算例验证了该方法简单实用,潮流计算时间短和迭代次数少,具有很好的通用性。     

考虑磁阻率张量的三维磁场有限元分析

在变化的磁场中,磁材料的磁阻率表现为一个三维二阶张量。在数值计算过程中通常把这个张量简化为标量或矢量,但在对计算精度要求比较高的时候,这个张量就应该被充分考虑。本文针对磁阻率张量,结合六节点三棱柱单元,推导了相应的有限元方程组。在新方程组中磁阻率张量中的非主对角线元素得以充分体现。基于这个方程编写了有限元计算程序,并利用有限元软件Femap做前处理与后处理,实现了对三维磁场的有限元分析。仿真结果表明,当磁阻率张量被设为不同形式时,磁场的分布会有一定程度的变化,且张量中各个元素所起的作用亦不相同。     

应用于电磁场计算的新型叠层三角形单元

提出一种新型叠层三角形单元。这种单元的形函数结构最简单,单元的相容性处理最方便,并且对于线性场问题其固有矩阵计算量最少,对于非线性问题其单元分析时间可大大缩短。分析了这种叠层单元的完备性和收敛性;以计算实例验证了收敛性的有关结论;证实了这种叠层单元具有熟知的Ｌａｇｒａｎｇｅ型高阶单元和Ａｐｅａｎｏ及ＳｚａｂｏＢ．Ａ．提出的叠层单元相同的计算精度。     

理性力学中客观性量的广义判别方法

判别理性力学中的客观性量有两种方法,其一,是C.TRUESDELL,郭仲衡等绝大多数理性力学学者所采用的客观性量的判定准则。其二,是R.HILL提出的判定准则。现多数文献采用第一种判定准则并认为：Green变形张量,Green应变张量,变形梯度张量,第一、二类Pio-la—Kirchhoff应力张量,不是客观性量。通过对理性力学中客观性量深入研究,提出了客观性量的广义判定准则和新的论点和论据。根据新的论点,证明上述量应该属于客观性量。     

等微增率方程组的分解,n维求解和协调

本文将水火电联合电力系统经济调度的必要条件－等微增率方程组－作变形。作出选代格式，可分别对每一电厂作运算，形成ｎ维的修正量方程，求解这ｎ维方程后，就可分别求得具有Ｎｅｗｔｏｎ法二阶收敛速度的功率修正量。算例表明，本文的算法收敛性好，计算量少，可以精确求得满足等微增率方程组和约束条件的解。     

基于改进蚁群算法的"N-1"安全输电网优化规划

满足N-1安全准则的输电网络扩展规划是一个复杂的非线性组合优化问题。蚁群算法是一种解决组合最优化问题的高效的启发式方法,但容易出现停滞和陷入局部最优。为此,结合满足N-1安全准则的输电网络规划问题的特点,用罚函数方法建立了网络扩展规划性能指标。通过改变蚁群算法中信息增量的选择方法,有效地减小了算法的全局搜索能力和计算效率之间的矛盾。该方法不需初始可行解,在提高计算效率的同时加大了找到全局最优解的概率。通过对IEEE-6节点和IEEE-24节点两个算例的测试,验证了这种方法能有效地解决直接求解满足N-1安全检验的输电网最优扩展规划问题。     

永磁导轨悬浮和导向磁力研究

为了寻求永磁悬浮导轨磁力的简便算法,基于由磁荷法和虚位移法给出的永磁磁力数值积分公式,结合两块平行矩形截面永磁体及永磁导轨结构特点,推导出永磁悬浮导轨解析磁力模型;根据介质分界面为平面的电流镜像法,得到了永磁体在铁磁体中的镜像,分析了永磁导轨的悬浮磁力和导向磁力。模型分析表明：两块截面平行永磁体的磁力分别与永磁体剩磁的平方和永磁体的纵向长度成正比,磁力随永磁体的横截面增大而增大,随永磁体的间距增大而减小;永磁导轨悬浮磁力随永磁导轨倾斜度增大而减小,导向磁力随永磁导轨倾斜度增大而增大。该模型通过代数运算就可得到精度较高的磁力计算结果。经验证,模型计算值和实验值吻合。     

电网可靠性的蒙特卡洛仿真研究

研究了电网可靠性评估的蒙特卡洛仿真的基本原理,对其收敛特性进行了深入分析,探讨了计算精度和样本容量之间的概率不确定性关系,推导了计算精度和样本容量的置信区间公式,应用这些公式可实现计算精度和计算成本的综合权衡,通过对RBTS、IEEE-RTS 79、IEEE-RTS 96可靠性测试系统的计算分析,验证了所提方法的正确性和有效性。