大跨度桥梁多模态耦合颤振二分法全自动搜索

在分析和评价国内外对大跨度桥梁风致颤振研究的成果和目前各种常用颤振分析方法优缺点的基础上,基于结构的固有模态坐标,进一步完善了大跨度桥梁多模态耦合颤振的双参数搜索状态空间法。通过将结构和气流作为一个动态系统,最后将颤振问题归结为数学上一个非对称实矩阵的广义特性值问题。在求解中,风速搜索采用了二分法加速收敛技术,频率采用搜索迭代法,该方法可以按指定的搜索精度,迅速搜索到颤振临界风速和颤振频率,无须设定步长,且能真实地给出各阶模态频率和阻尼比随风速的全过程。最后对具有理想平板截面的悬臂梁进行颤振分析验证了本文方法的正确性,同时对总跨度1177m的香港汀九大桥进行颤振分析,计算得到的颤振临界风速基本与风洞试验结果基本一致,进一步表明本文方法的可靠性和高效性。     

考虑磁饱和的感应电机MTPA转矩控制

感应电机的最大转矩电流比(MTPA)控制算法根据需求转矩调节磁链幅值,以达到转矩与定子电流比值的最大化。因磁链随转矩的变化而变化,不再像传统控制算法保持磁场幅值恒定,磁场非线性饱和效应会对控制系统产生影响。针对此问题,该文提出考虑磁饱和特性的MTPA转矩控制系统。根据需求转矩以及饱和模型,通过线性搜索寻找最优磁链目标值,并在计算励磁电流时考虑d轴转子电流的动态特性,用降阶观测器观测转子磁链,并在设计滑模磁链控制器以及反步法设计转矩控制器时考虑观测误差,以确保控制器参数的设置能达到全局稳定。仿真和实验结果证明了所设计控制器的有效性。     

考虑需求响应的风电消纳模糊

随着智能电网的快速发展,将需求响应(demand response,DR)融入调度过程以协调风电和火电机组出力是目前的研究热点.首先利用需求响应对负荷曲线的优化作用及其对系统备用容量的等效作用,制定了分时电价和可中断负荷的容量成本;其次针对风电出力的不确定性和随机性,采用可信性测度理论对其进行模糊表示;然后将风电出力不确定性引入到旋转备用模糊约束中,给出了基于模糊机会约束规划(fuzzy chance constrained programming,FCCP)并考虑需求响应的经济调度模型;最后由改进引力搜索算法求解所给模型.算例分析表明所提模型能够有效应对风电出力不确定性,降低系统运行的总成本.     

钠硫储能电池保温层二次优化设计

保温层的设计对保证钠硫电池处于最佳运行状态至关重要。为了解决一维热传导模型结果与实验值相差过大的问题,基于三维导热理论模型,采用有限元软件ANSYS Workbench建立了保温层实体模型,数值模拟了各层保温材料的温度分布情况,并提出了一种钠硫电池保温结构二次优化设计方案。结果表明:采用三维模型的计算结果与实验值较接近;优化保温层材料与结构后,保温结构厚度缩减了37.5%,且最外层温度明显减低。实验结果可为储能电池保温结构的二次优化设计提供技术参考。     

Shunt capacitor placement in radial distribution networks considering switching transients decision making approach

This paper provides a new approach in decision making process for shunt capacitor placement in distribution networks. The main core of the evaluation process is a multi-objective framework to allocate the capacitor banks. The power loss and the total harmonic distortion (THD) are the objective functions of the system under study in a long-term planning horizon. In order to select the executive plan introduced by using a multi-objective model, transient switching overvoltages have been considered. As the size and location of shunt capacitors may result in unacceptable overvoltages, the proposed technical decision making framework can be applied to avoid corresponding damages. In this paper, an iterative conventional power flow technique is introduced. This technique can be applied to evaluate THD for distribution networks as well as other power flow based objectives, such as power losses calculation and voltage stability assessment. The presented framework is a two stage one where at the first stage, a non-dominated sorting genetic algorithm (NSGA-II) augmented with a local search technique is used in order to solve the addressed multi-objective optimization problem. Then, at the second stage, a decision making support technique is applied to determine the best solution from the obtained Pareto front. In order to evaluate the effectiveness of the proposed method, two benchmarks are addressed in this paper. The first test system is a 9-bus distribution network and the second one is an 85-bus large scale distribution network. The simulation results show that the presented method is satisfactory and consistent with the expectation.     

基于万有引力搜索算法的微电网风光储容量优化配置

针对规模化风光储发电单元运行可靠性差、经济效益低等问题,通过采用多目标万有引力搜索算法,实现对风光储发电单元的优化配置。建立发电单元的输出功率模型,包括风力发电机输出功率模型、光伏电池输出功率模型和储能电池输出功率模型;采用某地区2015年1月至12月的风光数据,得出风机、光伏电池一年的输出功率。以风机、光伏电池及蓄电池的容量为决策变量,以成本、能源浪费率及缺电率最小为优化目标,得到最优风光储容量配置组合。     

基于改进DFT和时域准同步的间谐波检测算法

快速傅里叶变换(FFT)在非同步采样时存在频谱泄漏和栅栏效应,由此产生的谐波与间谐波之间的频谱干扰会严重影响间谐波参数测量的准确度。为减小谐波与间谐波之间的频谱干扰,提出一种基于改进离散傅里叶变换(DFT)和时域准同步的间谐波检测算法,采用改进DFT算法精确估计基波频率,利用三次样条插值重构准同步采样序列,用FFT算法对单个周期重构序列进行处理,得到基波和谐波的参数,并将基波和谐波成分从重构序列中减去,再次用FFT算法和最大谱峰搜索法对剩余序列进行处理,确定每一个间谐波成分的参数。仿真结果表明,该算法不仅能提高频率分辨率,还可以有效排除谐波和间谐波的频谱干扰,且间谐波检测的准确度高、稳定性好、运算量小。     

基于向量式有限元的实体结构非线性行为分析

基于向量式有限元基本理论,推导了四节点四面体实体单元的基本理论计算式,通过参考平面的逆向运动来获得单元节点纯位移,进而通过变形坐标系获得单元节点内力。将双线性弹塑性材料本构模型引入向量式有限元实体单元,以实现考虑塑性硬化效应时实体结构的材料非线性行为分析。针对实体结构的碰撞接触行为,通过实体外表面质点和三角形网格面的单向碰撞检测来处理碰撞检测问题,采用基于中央差分的罚接触力响应方法来处理碰撞响应问题。弹塑性材料和碰撞接触均作为单独的计算分析模块引入向量式有限元实体单元。算例分析表明,所编制的向量式有限元实体单元程序可以有效实现线性和非线性材料情况下实体结构的静动力、大变形、大转动以及碰撞接触行为分析,验证了所提理论计算式和编制程序计算结果的可信度。     

采用改进最优模糊C均值聚类和改进和声搜索算法的配电网动态重构

针对配电网络动态重构中的开关操作次数约束难以处理与和声搜索算法寻优效率低的问题,分别提出了改进的最优模糊C均值聚类法和改进的和声搜索算法,利用前者对研究时间区间的负荷进行聚类从而将配电网动态重构转为以聚类中心代表各分段负荷的多个静态重构子问题,利用后者对各静态重构问题进行求解。每个时间点的优化网络结构由相应的聚类中心的重构结果决定,由此得到配电网络重构的操作时间点和操作开关。在IEEE 33节点配电系统负荷数据的基础上构建1天的负荷数据并对该系统进行动态重构。研究结果表明,该方法能够控制开关操作次数,提高静态重构算法的寻优效率。     

球面并联机构的结构降耦及其位置正解求解

基于一般结构的S+3-SPS球面机构的耦合度分析,通过动平台二球副重合的方法,使之结构降耦演变为0耦合度球面机构,并得到其位置正解的解析解;而对于k=1的一般结构的S+3-SPS,虚设一条支链使机构包含k=0的零耦合度机构,再在约束度为-1的支链上建立一个一元运动相容性方程,并采用一维搜索法求得全部正解数值解。这种基于耦合度分析的求解并联机构位置正解的程式化通用方法,易于实现计算机自动生成,并适用于其它含SPS支链并联机构位置正解的快速求解。