基于多项式正态变换的年径流频率计算研究

水文设计值精度直接影响到工程规模的确定。应用多项式正态变换（PNT）法推求给定频率的设计值（分位数）,提高水文频率计算精度。采用蒙特卡洛法进行模拟试验,对比分析三阶多项式系数的矩（PM）法、L-阶线性矩（LM）法、最小二乘（LS）法和Fisher-Cornish（FC）不对称展开法的参数求解方法,并选用黄河流域五个测站天然年径流资料,开展三阶多项式正态变换法的年径流频率计算研究。结果表明：4种方法求解所得的多项式系数均能推求给定频率下的年径流设计值,且设计值序列整体与实测序列拟合效果良好,对数据的正态性转换和拟合效果排序结果为最小二乘法、L-阶线性矩法、Fisher-Cornish不对称展开法、矩法。     

高阶线性矩在P-Ⅲ分布参数计算中的应用

为了提高大重现期降水设计值精度,研究高阶线性矩(LH矩)法在降水频率分布参数计算中的应用。采用数学变换,推导了P-Ⅲ分布LH矩计算公式。应用蒙特卡洛试验研究P-Ⅲ分布不同阶线性矩统计性能及其对不同重现期设计值的影响。以陕西省6个测站年降水量资料为例,研究了P-Ⅲ分布不同阶LH矩的参数计算,评价实测序列较大值段与相应理论频率曲线的拟合效果和设计值误差。结果表明,与常用线性矩相比,LH矩法能更好地拟合降水序列的高尾部分,通过适当提高线性矩的阶数,可以提高大重现期设计值的计算精度。     

P-Ⅲ分布高阶概率权重矩及其在洪水频率分析中的应用

研究高阶概率权重矩法在洪水频率计算中的应用。采用变量变换,推导了P-III分布高阶概率权重矩计算公式。以陕北7站年最大洪峰流量为例,研究了概率权重矩阶数不同值下P-III分布的参数计算,并评价相应理论频率曲线对实测系列较大值的拟合效果和设计值的计算误差。结果表明,与常用的概率权重矩和GEV分布的高阶概率权重矩法相比,P-III分布的高阶概率权重矩法具有对洪水序列较大值拟合效果好、能显著降低设计值误差等优点,适用于我国的洪水序列频率分析计算,尤其在改善理论频率曲线中上部的拟合效果及提高大洪水的估计精度等方面具有一定优势。     

指数Gamma分布参数估计方法对比研究

鉴于指数Gamma分布在水文频率分析中的优越性,探讨了6种常见的参数估计方法在该分布下的应用情况。选取安康、花竹、临江、彭水、珊溪和武胜6个水文站的年最大洪峰资料,对考虑历史资料的年最大洪峰序列进行频率计算,应用蒙特卡洛试验研究优化适线法、矩法、混合矩法、线性矩法、极大似然法和基于最大熵理论普通熵法的统计性能以及设计值的精度,分析上述6种方法下指数Gamma分布与经验点据的拟合情况。采用AIC准则和均方根误差RMSE为评价标准进行拟合效果评估,计算结果表明,优化适线法和线性矩法在洪水频率分析中取得了理想的拟合效果,优化适线法与线性矩法作对比研究,能够更好的确定研究区最合适的参数估计方法。     

瞬时频率估计方法对比研究

在信号处理中,线性调频信号（linear frequency modulation,LFM）的参数估计是一类非常重要的问题。本文基于短时傅里叶变换（short-time fourier transform,STFT）、连续小波变换（continuous wavelet transform,CWT）和维格纳（wigner-ville distribution,WVD）分布等三种方法,对两种常用信号（单频信号和线性调频信号）的瞬时频率进行估计,并对其做出比较分析,CWT法适用于单频信号的瞬时频率估计,WVD法适用于调频信号的瞬时频率估计。针对这三种方法出现的边缘问题,用最小二乘法进行拟合,有效的得到解决。     

高阶概率权重矩法在广义Pareto分布参数估计中的应用

广义Pareto分布常被用作超定量洪水系列频率分析的拟合线型。已有研究表明高阶概率权重矩能够用于广义极值分布和Pearson-III型分布的参数估计,但尚缺少采用高阶概率权重矩法估计广义Pareto分布函数的研究。本文基于广义Pareto分布,推求了广义Pareto分布高阶概率权重矩的计算方法,提供了采用高阶概率权重矩估计其分布参数的方案。统计试验表明,阶数等于0时的高阶概率权重矩法与概率权重矩法的估参效果近似无偏,二者均比传统的矩法具备更高的参数估计精度。对长江宜昌站(1946—2004)超定量洪水系列的分析表明,高阶概率权重矩法估参结果对应的广义Pareto曲线能够较好地拟合经验频率分布,特别是稀遇频率洪水段。     

含零值水文序列频率计算方法研究

针对常规水文频率分析方法无法进行含零值水文序列频率计算的问题,研究3种含零值水文序列频率的计算方法。选用Gamma分布,推导极大似然法（ML）、最大熵原理（POME）和概率权重矩法（PWM）非零和含零值序列参数估计公式,研究非零值序列和含零值序列参数转换关系和设计值计算。应用蒙特卡洛试验,研究零值序列长度对参数估计方法不同重现期设计值的影响。以陕西省6个测站枯水期1月份月降水资料为例,研究不同参数估计方法的适用性,计算高尾部设计值的累积误差平方和,进行拟合优度评价。结果表明：最大熵原理和极大似然法对含零值降水序列均具有较好的拟合效果,研究结果可为含零值水文序列频率计算提供依据。     

新型智能优化算法估算年降水量频率曲线参数

鉴于在不同分布线型下,传统参数估计方法需要推导繁琐的公式,因而引入智能优化算法。研究新型智能优化算法估算年降水量系列频率分布参数,提高降水系列分布参数估计精度。以陕西省眉县、凤县和凤翔3个气象站的年降水量系列资料为例,应用反向学习自适应差分进化算法（OL-ADE）、蜻蜓算法（DA）和基于压缩因子的遗传粒子群混合算法（HGAPSO）原理,按照优化准则进行分布参数优化求解。在此基础上,利用TOPSIS评价法直观定量评价以上3种参数估计方法和3种传统参数估计方法。结果表明：与传统算法相比,3种新型智能优化算法在年降水量频率分布参数估计中均取得较好的拟合效果。HGAPSO算法拟合精度最高,DA和OL-ADE算法拟合效果大致相同。     

无定河流域暴雨极值分布线型初探

利用广义极值(GEV)分布和皮尔逊Ⅲ型(P-Ⅲ)分布对无定河流域年最大12 h雨量系列进行参数估计与适线,经过方差检验、参数与设计值比较得出:P-Ⅲ分布适用于无定河流域年最大12 h雨量系列,GEV分布在其参数与P-Ⅲ分布参数接近情况下适用。研究结果为黄土高原流域的暴雨极值分布提供参考。     

基于Johnson分布直接转换法的风速预测

大部分风速呈现非正态分布特性,因此时间序列法不能准确预测风速。提出一种基于Johnson分布直接转换法的风速预测方法,首先采用时间序列法对平稳的风速数据进行初步预测;然后根据风速数据本身所具有的数字特征,构建合适的Johnson转换曲线;最后应用Johnson转换曲线对初步预测结果进行修正。实例分析结果表明,时间序列法的预测结果经由Johnson变换曲线修正之后更加接近具有非正态分布特性的原始数据,预测精度更高。     

配电网状态估计的一种新算法

加权最小二乘法是当前配电网状态估计的常用算法,但它对于粗差的处理能力不足,量测量中的粗差会使估计结果严重偏离真值.介绍了一种抗差原理,利用权因子把一般性的M估计转换为加权最小二乘法,并将之应用于配电网的状态估计.通过测试,证明该方法可以有效减小或消除量测量里面的粗差影响,对于配电网状态估计技术有较强的实用价值.     

电力系统最小信息损失状态估计的信息学原理

状态估计作为能量管理系统(EMS)和实时电力市场的基础和核心，正在变得日益重要。该文从信息科学的新视角，对电力系统状态估计的数学基础进行了研究。根据最小信息损失(MIL)决策原理，提出了能够适用于各种概率分布的通用的MIL状态估计新原理。并在理论上证明了加权最小二乘(WLS)和加权最小绝对值(WLAV)估计法都是MIL状态估计的特例，将传统状态估计方法在信息学的意义上统一起来，赋予了传统状态估计方法全新的信息学内涵。在MIL意义上，针对次输电系统和配电系统状态估计中普遍采用的电流幅值量测，得到了大电流是WLS估计法的近似条件。用算例比较了MIL和WLS状态估计的估计结果，进一步验证了WLS法在非正态分布时的近似条件。     

自适应抗差理论在配网状态估计中的应用

提出了一种基于自适应抗差理论的配电网状态估计算法。该方法首先对生数据进行预处理,然后基于抗差原理,利用权因子把一般性的M估计转换为加权最小二乘法,并将权系数和余差联系起来,有效地解决了常规加权最小二乘法中,由于常数权系数所导致的,对粗差处理能力不足的问题。将该方法应用于一个实际配电网络的状态估计当中,结果表明该方法可以有效减小或消除量测量中粗差的影响。     

一种新的快速解耦配电网状态估计方法

本文提出了一种新的快速耦配电网状态估计算法。算法采用加权最小二乘估计模型。在等效电流法的基础上引入旋转操作从而使雅可比国和信息矩阵解耦。因为雅可比矩阵完全解耦，所以信息矩阵的解耦是严格的。仿真算例表明该方法在收敛速度和估计精度上均优于等效电流法。     

极端降水广义帕累托分布参数的Pickands自助矩估计研究

广义帕累托分布(GPD)是描述超门限峰值(POT)序列较好的概率分布模型,但确定门限值是使用该模型最棘手的问题。为此,提出了一种广义帕累托分布参数的Pickands自助矩估计方法。首先,运用Pickands自助估计算法对广义帕累托分布的形状参数和最佳超门限峰值个数进行估计,进而计算出门限值;然后,结合矩估计法得到广义帕累托分布的尺度参数。将该方法应用于北京日降水序列,并与相同门限值时的线性矩估计结果进行了比较。结果表明,Pickands自助矩估计可以得到比较好的广义帕累托分布和广义极值分布的参数,由此估计的广义帕累托分布的分位数和北京极端降水超门限峰值的相关系数可达0.997以上,而两者的标准差和最大偏差最小,明显优于线性矩估计结果。     

Weighted least squares methods for load estimation in distribution networks

This paper investigates two weighted least squares (WLS) approaches to the problem of load estimation (LE) in unbalanced power distribution networks: (1) the WLS load parameter method in is restated more rigorously; and (2) a constrained distribution state estimation (DSE)-based method is introduced to consider operating and loading constraints. Detailed simulation results on 394-bus radial and weakly meshed power distribution systems are evaluated through four error indices proposed by the authors previously (see Proc. IEEE Int. Symp. Circuits Syst., Pheonix, AZ, vol.5, p.697-700, 2002). The results of both methods are compared and discussed. Observability issues are also addressed.     

基于支路带节点功率估计的配网状态估计实用算法

充分利用配电网的辐射形特点，提出了采用基于单支路加权最小二乘估计(WLS)的前推，回代估计方法，该方法在前推的逐支路估计过程中，对有后续支路的支路在支路估计前有条件地加入末端节点功率估计，文中还提出了对权值进行合理选取的原则。对算例和实际辐射网的计算结果表明，该方法收敛速度快，估计精度高，编程简单，算法可靠、有效、实用。     

黄河干流年径流量非一致性频率计算

采用具有时变统计参数的GAMLSS（generalized additive model for location, scale and shape）模型,研究黄河干流年径流系列的非一致性水文频率计算方法。首先介绍了模型结构、参数估计及拟合效果的评价方法,然后在分析6个水文站1956—2017年年径流量变化趋势的基础上,构建非一致性水文频率计算备选模型集,选取AIC值最小的概率分布类型和参数作为最优模型,通过残差序列的统计特征和设计径流量的分位数图检验模型拟合效果。结果表明本文所构建的各优选模型与径流序列的拟合效果较好,各站年天然径流系列对应的设计径流量有随时间减少的趋势。在水资源评价和调配中,应充分考虑径流的非一致性特点,开展变化环境下水资源的预报预测及不确定性评估工作。