基于多项式正态变换和拟蒙特卡洛法的概率潮流计算

概率潮流计算能全面揭示电网中随机变量对系统的影响。针对大多数现有概率潮流方法人为假设电网中所有随机变量均服从常规概率分布的问题,提出一种基于九阶多项式正态变换和拟蒙特卡洛法的概率潮流算法。该方法通过获取变量历史数据的前九阶矩信息建立精确的输入概率模型,然后基于拟蒙特卡洛法在确定性潮流计算模块中传递概率信息,以获取概率潮流计算结果。采用IEEE118节点系统对所提方法的有效性及优越性进行了验证,仿真结果表明所提方法是有效的。该方法不仅能够准确模拟随机变量服从任意分布且分布间存在相关性的场景,而且计算速度快、精度高,具有良好的工程应用价值。     

采用改进联合正态变换法的随机潮流计算

为了对随机潮流计算时电力系统中的相关性因素进行建模,提出了一种改进的联合正态变换(JNT)法。首先,介绍了传统JNT法的基本步骤,分析了JNT法建模时能够保持相关性结构不变的原因。然后,介于核心部分在于将正交变换引入到传统JNT法中,根据JNT法以正态分布为基础这一特性,提出了一种改进JNT法以提高采样效率,并将该采样法与蒙特卡洛法相结合计算系统随机潮流。最后,利用IEEE 30节点网络设计了算例,分别验证了所提出的改进JNT法和随机潮流算法的可行性。     

基于多项式正态变换和拉丁超立方采样的概率潮流计算方法

概率潮流(probabilistic load flow,PLF)计算是电力系统稳态运行分析的重要工具。针对大多数现有PLF计算方法要求已知输入随机变量的概率分布函数,而其概率分布函数难以准确建模这一问题,提出一种基于多项式正态变换和拉丁超立方采样的PLF计算方法。该方法根据输入随机变量的数字特征,通过多项式正态变换技术建立其概率分布模型,进而由基于拉丁超立方采样的蒙特卡罗仿真法得到系统节点电压和支路潮流的数字特征及其概率分布曲线。采用IEEE 30节点和IEEE 118节点系统对所提方法的有效性进行了验证。仿真结果表明:所提方法是有效的,该方法不仅具有计算速度快、精度高和稳健性好的优点,还能灵活处理输入随机变量间的相关性,具有较好的工程实用价值。     

基于多项式正态变换和最大熵估计的含风电系统电压稳定概率分析

为了合理计及随机变量相关性对电压稳定分析的影响,掌握负荷裕度概率分布信息,提出一种基于多项式正态变换和最大熵估计的含风电系统电压稳定概率分析方法。该方法利用多项式正态变换方法处理输入变量之间的相关性,结合点估计法将电压稳定概率分析问题转化为确定性负荷裕度非线性优化模型进行求解,计算负荷裕度的统计特征,采用最大熵估计方法估计负荷裕度概率密度函数;讨论风速参数、相关系数矩阵、风电接入容量以及风电场功率因数变化对负荷裕度概率特性的影响。算例分析表明,所提方法具有令人满意的计算精度,且计算效率高,能够满足系统信息及时获取的要求。     

电网频率的非正态概率分布特性

用随机信号分析的方法研究具有正态分布的随机信号通过几种非线性环节后的概率分布特性,从而对电网中非线性环节对电网频率概率分布的影响进行研究。结果表明电网频率概率分布在调频死区的影响下会呈现双峰现象,在限荷机组及加减机组出力速率、供需平衡的影响下出现偏态分布等。并指出若考虑这些非线性因素的影响,现有的基于电网频率为正态分布基础上制定的相应指标能够更加完善。     

基于三次相位变换的多项式相位信号参数估计

分析了多分量三阶多项式相位信号交叉项对三次相位变换参数估计方法带来的影响,提出了一种改进三次相位变换的多项式相位信号参数快速估计方法,利用Radon变换对三次相位变换结果进行优化,消除交叉项影响,并对利用该方法进行三阶多项式相位信号进行参数估计的关键问题做了研究。仿真结果表明,该方法在低信噪比条件下对多分量三阶多项式相位信号估计结果较为精确。     

基于BOX-COX变换与改进核密度估计潮流计算

为研究多个光伏电厂出力存在相关性下的概率潮流计算,提出一种基于BOX-COX变换法与改进的非参数核密度估计的多光伏发电厂联合概率潮流的计算方法。首先,为描述多光伏电厂出力的相关性及强度,结合Gumbel Copula函数和Gini系数建立联合密度函数;然后,基于Box-Cox正态变换法和改进LDU三角分解法分别将光伏出力正态化和独立化处理并对光伏出力进行综合建模,根据半不变量法与Cornish-Fisher级数展开计算节点电压、支路潮流的概率分布,并将该计算结果分别与传统非参数核密度估计和蒙特卡洛方法进行对比。实际算例仿真结果表明,该方法计算精度高、时间短,仅用时3.17s,有一定的实用性且解决传统蒙特卡洛方法效率较低问题。     

基于αβ变换的快速高精度频率测量方法

基于αβ变换,通过数学推导,提出了一种快速跟踪电网频率的方法.该方法将追踪分为初始频率获取过程和迭代追踪过程.由于用求导替代了αβ变换中的相位延迟,加快了追踪速度,初始频率获取过程能够在1/2～1周期内跟踪上信号频率.为了增强算法的抗干扰性,针对求导替换带来的阻尼波动误差,及反正切运算带来的相位突变,采取了相应的抑制措施.通过在MATLAB中对各种信号仿真表明了该方法简单,实时性好,能够以高精度快速跟踪上系统频率.     

大功率缺失下频率最低点估计的低阶仿真模型

作为频率监视的关键参量和频率控制的决策依据,大功率缺失下频率响应过程中的频率最低点需要被准确估计,包括最大频率偏移和频率最低点时间。提出了一种大功率缺失下频率最低点估计的低阶仿真建模方法。通过对调门扰动响应微分进行多项式拟合,描述了调速器的冲激响应特性。基于各机组调速器响应特性的频域变换,建立了系统等效调速器模型。依据大功率缺失下频率下降过程的形态特征,评估了低阶仿真模型的有效性。算例结果表明,所提建模方法能够显著降低频率响应模型阶数,有效提升仿真求解效率,充分保证了频率最低点的计算精度。     

基于αβ变换的快速高精度频率测量方法

基于αβ变换,通过数学推导,提出了一种快速跟踪电网频率的方法。该方法将追踪分为初始频率获取过程和迭代追踪过程。由于用求导替代了αβ变换中的相位延迟,加快了追踪速度,初始频率获取过程能够在112～周期内跟踪上信号频率。为了增强算法的抗干扰性,针对求导替换带来的阻尼波动误差,及反正切运算带来的相位突变,采取了相应的抑制措施。通过在MATLAB中对各种信号仿真表明了该方法简单,实时性好,能够以高精度快速跟踪上系统频率。     

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。     

一种基于傅立叶变换的实用工频谐波分析方法

介绍了一种基于傅立叶变换的实用工频谐波分析方法，该方法使分析计算简化，适合在计算机等装置上应用。阐述了具体分析方法及其数学原理，并用实际输入数据对算法进行了验证。指出了在实际应用中需注意的问题。     

基于正交多项式拟合的PMU现场测试参考值计算方法

为给现场运行的同步相量测量装置(phasor measurement unit, PMU)性能分析提供准确的相量参考值,保证其数据质量,提出了基于正交多项式拟合的高精度相量测量方法。该方法利用Legendre多项式的正交性特点,对信号模型进行Legendre多项式拟合,以此来构建一种基于Legendre多项式的正交拟合相量模型。在此基础上,通过分析对比不同拟合参数求解方法的复杂度,提出了基于Cholesky分解的相量参考值计算方法,为非线性拟合参数求解计算量大的问题提供一种新的解决方法,并通过迭代修正来保证测量精度。进一步地,根据分析揭示的最优窗长和拟合阶数,实现算法的高精度测量和高效率计算。仿真与硬件测试表明,测量精度均满足标准要求10倍及以上,可在硬件中实时稳定运行,并为PMU现场测试校准提供参考值。     

定量评估参数不确定性传递对径流模拟的影响

水文模型是模拟流域水文过程的重要工具，其参数的不确定性降低了模拟精度。为了定量探究参数不确定性对径流模拟的影响，文章基于构建的子午河流域SWAT（soil and water assessment tool）模型，采用析因分析方差分解方法评估其影响。结果表明：不同流量下参数不确定性对径流模拟影响差异明显，低流量时参数不确定性影响大，高流量时其影响小；对水文响应最敏感的参数依次为主河道传输损失流量进入深层含水层的比例系数、主河道河床有效导水率和土壤饱和导水。主河道传输损失流量进入深层含水层的比例系数与土壤饱和导水率之间的交互作用，主河道河床有效导水率与土壤饱和导水率之间的交互作用对径流模拟影响显著。结果可为降低水文模型参数不确定性的影响提供参考。     

基于dq统一频率变换的电力系统宽频带仿真与分析

随着高比例新能源电力系统的电力电子化特征凸显,电力系统宽频带仿真面临挑战.首先介绍了基于dq统一频率变换建模的基本理论,分析了基于dq统一频率变换建模与准静态相量建模的异同点.而后基于该基本理论,建立了同步发电机、双馈风力发电机和电力网络的多尺度仿真模型.进一步针对系统仿真和分析中的电网高维问题,提出了系统网络简化方法...     

水文频率分析的未确知数随机模拟模型

水文频率分析中存在着多组统计参数对应着相同的适线目标函数值的＂异参同效＂现象,该现象与适线方法、分布线型选择等因素有关。如何选择合适的参数组进行频率分析,构成了一个未确知系统问题。在利用随机模拟方法获得大量较优目标函数值对应的参数组基础上,分别构建了均值、离差系数和偏态系数的未确知数形式变量,并采用未确知数随机模拟模型进行模拟求解。实例分析结果表明：未确知数随机模拟模型计算结果与权函数法计算结果接近,优于目估适线法的分析结果,且计算结果较为稳定。该未确知数随机模拟模型在具有随机性、模糊性和数据资料不精确情况下的频率分析、洪水灾害风险管理等各种水资源不确定性系统中,具有推广应用价值。     

基于小波和灰色关联度的消除负频率干涉方法

对于机械振动与故障诊断领域中常见的低频滚振等信号,负频率干涉是影响其频谱分析校正精度的重要因素。为消除负频率干涉,提出了一种基于小波变换和灰色关联度的极低频信号频率分析校正新方法。首先将原信号构造为标准参考序列,然后对原信号进行一维小波变换,得到以变换尺度和采样点数为行数和列数的信号分量矩阵,计算变换后的信号分量矩阵中各行分量与标准参考序列之间的灰色关联度,得到灰色关联序列。由于负频率干涉分量的灰色关联度系数较小,可视为信号中的＂无用成分＂。以灰色关联度系数平均值作为阈值,将小于阈值的负频率干涉分量剔除,最后对剩余信号分量重构恢复出已消除负频率干涉后的原信号。仿真实验和工程实例验证均表明了所提方法的有效性。     

基于Copula函数及Rosenblatt变换的含相关性概率潮流计算

随着风电渗透率的增加,在考虑风电出力随机性和间歇性对配电网影响的同时,风电场间风速的相关性应予以考虑。将Rosenblatt变换与Copula函数相结合以处理风电场间复杂的非线性关系,提出一种基于Copula函数及Rosenblatt变换的概率潮流半不变量算法。所提方法能准确捕捉到输入变量间的非线性相关关系,且具备半不变量法计算效率高的优点。以IEEE33节点网络接入风电场对所提方法进行测试。结果证明了所提方法的有效性、准确性和实用性,所提方法计算结果较考虑线性相关性算法的计算结果更接近实际运行情况。     

飞行记录参数奇异点的处理

通过分析飞行记录参数奇异点的特点及产生原因,建立了奇异点在某一时间区域内连续信号的数学描述.在软件设计中应用奈奎斯特定律确定数据段窗口的大小、Matlab仿真技术、多项式和最小二乘法,检测偏移量是否超出规定阂值,提出了飞参系统记录数据的奇异值预处理的方法及软件设计思想;通过多机种多架次的大量飞行记录数据的实验,验证了采用多项式和最小二乘法是对飞参系统记录数据奇异值进行预处理的一种有效方法,对其他领域信号处理具有普遍适用性.     

基于离散傅里叶变换矩阵的概率最优潮流计算方法

随着大规模可再生能源并网,不确定性源增多,现代电力系统规模扩大,导致其电力系统概率最优潮流计算更加耗时。其中,网络规模变大将导致单次确定性最优潮流的求解变得更为复杂,而另一方面不确定源变多的潜在后果是必须增加确定性最优潮流的求解次数才能保证输出结果的精确性。针对上述问题,引入离散傅里叶变换法(Discrete Fourier transformation matrix,DFTM)对概率最优潮流进行分析与计算,并对其样本点的选取策略进行了深入分析。DFTM法采点数量灵活,同时可以精确地处理具有相关性的随机变量,能够较好地兼顾目前概率最优潮流计算中的精度与速度问题。最后基于改进的IEEE 118节点算例,以传统蒙特卡洛模拟法的结果作为参考,验证了DFTM法在非对称分布变量所占比例不同场景下的概率最优潮流计算精度与速度优势。并通过与无迹变换法进行对比,进一步展现了DFTM法的优越性能。