分布式多元随机动态场景生成及快速精准场景降维算法

高比例新能源及多源耦合是电力系统发展的重要特征,这也为系统稳定经济运行提出了新挑战。该文以园区型多能系统为对象,研究了分布式多元随机动态场景分析,从多时空角度有效量化不确定因素给系统造成的影响,可为系统灵活重构、多维度协同运行与决策提供有力模型与场景支撑。首先由预测误差驱动拟合多元功率预测误差概率分布,全面反映随机功率出力信息,提高模型泛化性;以时序相关范围参数为数据驱动关联变量,高效动态控制波动强度;最终场景生成利用逆变换映射思想保证置信度。然后针对典型场景提取,提出一种综合递归聚类思想的多段嵌套削减算法,结合改进Wasserstein距离指标,兼具准确、时效、稳定方面的优势。最后由对比实验论证该方法的前沿有效性。     

海洋环境下海水海砂水泥砂浆抗压强度的时变规律

为研究海洋环境下海水海砂水泥砂浆抗压强度的时变规律，以水泥种类、服役环境和水灰比为变化参数，设计和制作了210个海水海砂水泥砂浆棱柱体试件，并进行抗压强度试验。基于抗压强度结果和抗压强度-时变曲线，分析了各参数对海水海砂水泥砂浆抗压强度的影响及时变规律。结果表明：在海水浸泡环境下，复合硅酸盐海水海砂水泥砂浆的峰值抗压强度最高，约为普通硅酸盐水泥和抗硫酸硅酸盐海水海砂水泥砂浆抗压强度的2倍；在干湿循环环境下，三种不同水泥种类的砂浆试件总体上前期抗压强度发展较慢，峰值抗压强度均较优，除水灰比为0.6的普通硅酸盐海水海砂水泥砂浆后期强度下降相对较缓外，其余试件后期强度降低较快。     

含新能源发电的电力系统状态估计研究

新能源发电不确定性改变了传统状态估计的边界条件，给不良数据辨识和电力系统运行状态预测等状态估计基本功能带来新问题，影响含新能源电网的调度与运行控制决策。在综述传统电力系统状态估计功能、模型与算法的基础上，分析了新能源发电不确定性带来的主要影响；结合新能源发电的特点，从估计对象和时间2个维度提出一种含新能源发电的分层状态估计框架，针对不同估计对象实现电站层级与全网的状态估计信息合理拼接，在时间维度上考虑历史数据挖掘、实时状态估计和状态趋势预测的有机衔接，并在对比所提框架与传统状态估计差异的基础上，提出了亟待解决的关键技术问题。     

机器人系统有限时间自适应迭代学习控制

研究任意初态下，机器人系统的有限时间自适应迭代学习控制方法。引入初始修正吸引子的概念，构造一个含有初始修正项的误差变量。针对定常机器人系统和时变机器人系统，采用Lyapunov-like方法，分别设计迭代学习控制器处理系统中不确定性。并且，采用未含/含限幅学习机制，保证闭环系统各变量的一致有界性和误差变量在整个作业区间一致收敛性。藉以实现跟踪误差在预先指定区间的完全跟踪。仿真结果验证所设计控制方法的有效性。     

基于负荷增长不确定性方法的网架负载能力评估

为了更准确地评估负荷的不确定增长对网架负载能力带来的影响,将所研究电网按经济发展水平划分为4个区域,然后采用蒙特卡洛法对经济发展水平不同区域的负荷进行抽样;分析了每个区域的负荷增长率,得到不同的负荷增长方式,从而对网架负载裕度进行评估;通过引入线路负载率约束,使得规划后的网架能够应对未来小幅度、短时间的不确定性的负荷波动;最后以某省为例对500 kV线路与主变进行最大负载率的计算得到具有最大负载率的500 kV线路与主变。计算结果表明与传统分析方法相比,所述方法能够更加精确地对网架负载能力进行评估。     

大坝服役非概率可靠性分析方法

针对大坝服役可靠性影响因子具有非概率不确定特征的情况,建立了定量刻画大坝服役可靠性非概率影响因子的Info-gap模型,运用Info-gap决策理论和体积比非概率可靠性度量方法,提出了大坝服役非概率可靠性分析方法,拟定了大坝服役非概率目标可靠度。应用提出的非概率方法分析了某大坝结构服役可靠性,各功能模式可靠性分析结果说明了该方法的工程适用性,同时也验证了所拟定大坝服役非概率目标可靠度的合理性。     

计及时间相关性的微能源网鲁棒规划方法

微能源网以能源的梯级利用为原则,可实现风、光等多种新能源的高比例消纳,满足区域内电、热、冷等多种能源需求。微能源网中存在新能源出力与冷、热、电负荷的多重不确定性。为增强系统规划结果的鲁棒性,常采用不确定集表述新能源出力与多种用能需求的不确定性,实现针对微能源网的鲁棒规划设计,往往使系统规划结果过于保守,降低系统经济性。为克服以上问题,规避实际运行中不可能发生的场景,降低系统规划结果的保守性,文章提出一种考虑时间相关性的微能源网鲁棒规划模型。该模型在计及多重源荷不确定性的基础上,进一步考虑新能源出力与冷、热、电负荷的时间相关性。通过算例对传统不确定集与所提出的改进不确定集进行对比分析,验证了所提模型及方法的优越性和有效性。     

含故障传动系统齿轮-轴承耦合动力学特性研究

针对齿轮传动系统工作环境复杂,故障率高的问题,对传动系统进行动力学分析并探究其故障机理。根据Hertz接触理论考虑轴承钢球离心力的作用,建立深沟球轴承时变刚度模型。利用能量法得到正常与含裂纹故障齿轮的时变啮合刚度。利用集中参数法建立齿轮传动系统齿轮-轴承耦合动力学模型。考虑齿轮传动系统传递误差、时变刚度等参数激励因素,对齿轮传动系统的动力学特性进行仿真分析,得到了传动系统的振动加速度,分析了裂纹故障对齿轮动态响应的影响;通过台架试验验证了模型的正确性。研究结果表明:建立的动力学模型能够很好地描述含故障齿轮传动系统的动力学特性,在时域波形图中,由于裂纹故障的存在会产生周期性的冲击信号,同时频谱图中在啮合频率的周围会产生边频带。     

基于滑模的运载器主动段俯仰通道姿控系统设计

与传统比例-积分-微分（PID）控制方法相比，滑模控制（SMC）方法可以比较容易地将不确定性纳入控制器设计中，从而增强系统的鲁棒性。探索了SMC技术在运载器主动段姿态控制中的工程应用，首先通过分析基于趋近律的SMC系统，提出了降低不连续切换项系数的需求，然后研究了基于干扰上界的SMC方法。三通道小偏差仿真结果验证了两种方法的控制效果，表明第2种控制器的鲁棒性更好，稳态误差小，同时发动机喷管摆角需求较小。