适用于电压源型高压直流输电的控制策略

将电压源型高压直流输电(VSC-HVDC)两端节点等效为两个有源节点，推导得到VSC-HVDC两端等效节点注入电流的表达式，从而可以方便地通过修改系统导纳矩阵，得到含VSC-HVDC系统的数学模型。在该模型的基础上，考虑VSC内部电流环和系统控制要求，提出了一种新的VSC-HVDC控制策略。以一个含VSC-HVDC的6机电力系统为例，仿真表明，采用该控制策略，在系统发生大扰动后，VSC-HVDC不仅能够迅速恢复正常运行，而且对系统电压和频率稳定没有太大影响。     

基于逆系统方法的汽轮发电机综合控制器

采用多变量非线性控制的逆系统理论分析了汽轮发电机组励磁与汽门系统的可逆性，并运用逆系统方法将这一多变量、非线性、强耦合的复杂被控对象解耦成两个独立的SISO线性化积分型子系统，然后基于线性系统理论设计了综合控制器。研究结果表明，该控制策略实现了励磁控制与汽门调节的动态解耦，应用该方法可显著提高电力系统的暂态稳定性。     

基于矩法的重力坝建基面非线性等效应力分析

针对重力坝建基面角缘应力问题提出了非线性等效应力的概念。采用多项式表示等效应力,根据等效应力的各阶矩与有限元应力相应的各阶矩相等,确定多项式的系数,进而得到等效应力的分布。分析表明,当前普遍采用的线性化等效应力仅是非线性等效应力在一次矩等效时的特例。重力坝算例说明,2阶等效应力具有一定的网格稳定性,适合在重力坝工程中比较局部角缘应力。     

基于等效单自由度模型的高桩码头地震位移需求分析

在基于位移的高桩码头抗震设计方法中, 准确合理地确定码头地震位移需求是关键。在位移需求分析方法中, 非线性时程分析方法可以很好地考虑地震动的不确定性, 但由于复杂的桩-土相互作用, 使得直接对码头结构进行时程分析的计算量较大。为简便确定码头地震位移需求, 提出了一种可用于码头非线性时程分析的等效单自由度模型。该模型可以很好地模拟码头的承载力和刚度退化以及土体耗能, 并可通过对码头结构进行往复加载分析来确定模型的恢复力特性。为验证所提出的等效单自由度模型的合理性和准确性, 以两个高桩码头为例, 选取60条地震波, 分别对码头及其等效单自由度模型进行非线性时程分析, 结果表明二者的最大位移相关性很好, 位移比的均值接近于1, 且变异性很小。     

时间序列的非线性测试及其应用

介绍了时间序列的非线性测试的方法，并应用于深圳股票综合指数这一时间序列，计算了它的潜在动力系统的几个特征量，证明这一潜在系统具有非线性混沌行为。     

非线性励磁控制中输出函数对系统性能的影响

发现在进行非线性系统的非线性控制设计时，状态方程中输出函数的选取对线性化以后系统状态方程的形式有很大的影响，进而影响到所设计的控制器性能。在此研究结果的基础上，改进了电力系统非线性控制器的设计方法，可以在统一的非线性控制设计框架下同时对多个状态量的性能指标提出要求，兼顾受控系统多个状态量的响应特性，使系统的动态性能和静态性能能够很好地协调，实现高性能的非线性控制。将改进的设计方法应用于发电机组的励磁控制，采用逆系统非线性控制原理设计了一种具有综合性能指标的非线性励磁控制规律。将所设计的多指标非线性励磁控制律用于单机无穷大电力系统的同步发电机组中进行仿真实验，其结果表明所提出的控制器不仅能明显地提高发电机的动态稳定性，而且能准确地将发电机的端电压控制在其给定值上运行，不会因受扰而发生偏移。     

流激振动系统的神经网络辨识和预报

本文根据人工神经网络的系统辨识理论，充分发挥神经网络的强大学习功能和记忆联想功能，建立了动态系统的计算机仿真模型，对非线性动态系统和水工结构振动系统进行计算机仿真，仿真结果与理论计算值具有良好的一致性；建立流激振动系统的智能分析和预报模型，辨识高拱坝泄流激振等效荷载谱，预报乌江渡导墙结构在高速水流作用下的振动响应，取得了较为满意的结果。这项研究充分说明了人工神经网络技术在土木水利工程领域的应用价值和深远意义     

极坐标系下的快速等效电流量测变换状态估计方法

利用SCADA系统提供的多种类型量测数据，推导出极坐标系下的等效电流量测变换算法。为了提高计算速度，采用了快速解耦法的两个合理假设条件，将雅可比矩阵简化为常数矩阵，并根据该矩阵的特点对信息矩阵进行分块化简，最终得到解耦的信息矩阵，将信息矩阵规模最终减少到常规算法的1/4。此外，还提出了一种直接生成信息矩阵的方法。理论分析与WSCC和New England两个系统的算例表明该方法具有简单、快速、线性收敛的特点，能够满足大型电力系统实时状态估计的需要。     

沼河渡槽施工期温度应力仿真研究

用化学反应速率描述温度对混凝土绝热温升的影响，求解基于等效时间的非线性热传导方程，对南水北调工程沼河渡槽施工期温度场和徐变应力场进行了仿真计算。研究表明，对于夏季和冬季浇筑的混凝土，采用基于等效时间的混凝土绝热温升理论和传统理论的计算结果有较大差异。     

基于Lyapunov分解聚合法的汽轮发电机组轴系扭振稳定性分析

应用Lyapunov分解聚合法研究电力系统轴系扭振现象，将电力系统分解为机械系统和电气系统两个子系统，将机械系统转化为鲁里叶型系统，构造了一类鲁里叶型Lyapunov函数，对电气子系统也构造了一种Lyapunov函数，然后应用聚合的方法同时考虑两个子系统间的耦合作用，构造了整个机电系统的Lyapunov函数，并验证了其有效性。利用所构造的Lyapunov函数，在对该非线性系统在平衡位置稳定性所进行的详细分析结果的基础上，讨论了其稳定运行域。并用IEEE第1基准模型的时域仿真结果验证了所提出的Lyapunov函数的有效性。     

汽轮发电机组的鲁棒性控制

主要介绍了基于反馈线性化的非线性变结构控制、模糊变结构控制、带等效控制项的非线性变结构控制、非线性PID控制等几种控制方式，以及它们在电力系统励磁、汽门及其综合控制中的应用。计算机仿真结果表明这些控制器提高了电力系统的稳定性及控制系统的鲁棒性。     

基于不同区域平均等效瞬时电感比值的励磁涌流鉴别方法

利用变压器瞬时励磁电感能够反映其饱和程度的特点，提出了一种由差流大小划分变压器的非饱和区域与饱和区域，根据两个区域内平均等效瞬时电感比值的大小识别励磁涌流和短路故障的方法。在涌流发生的过程中，变压器不断经历非饱和状态与饱和状态，相应等效瞬时电感由大变小，变化剧烈，一个周期内非饱和区域与饱和区域内平均等效瞬时电感的比值很大。而发生短路故障时，等效瞬时电感很小，而且基本不变化，按差流划分的非饱和区域与饱和区域内平均等效瞬时电感的比值约为1。该方法原理简单，整定容易，识别速度快，试验结果验证了其正确性和有效性。     

拱坝运行期非线性温差应力分析

按照我国现行拱坝设计规范规定，拱坝温度荷载仅考虑运行期坝体断面平均温度和等效线性温差，不考虑非线性温差的影响．给出了拱坝运行期非线性温差应力的简化计算方法，并以小湾拱坝为例，用三维有限元法、规范规定的多拱梁法以及考虑非线性温差后的多拱梁法，计算出了拱坝运行期的温度场和应力场．计算结果表明，非线性温差的影响不容忽视，并且考虑本文给出的非线性温差应力后，多拱梁法计算结果与有限元法的仿真计算结果非常一致．     

SAPTIS:结构多场仿真与非线性分析软件开发及应用(之四)

本文重点介绍大型结构多场仿真与非线性分析软件SAPTIS的水管冷却模拟功能及其在工程的应用情况,SAPTIS软件可提供等效算法和精细算法两种模拟水管冷却效果的功能,文中分别从平面二维和空间三维的角度对比分析了等效算法和精细算法的异同点所在,等效算法可以从平均意义上模拟水管冷却效果,具有计算简单、规模较小的特点,而精细算法则可以以较高的精度模拟出水管周边的温度分布,但需要进行精细网格剖分,计算工作量大。因此,相对而言,等效算法在工程中的适用性更好,应用也更为广泛;文中最后简要介绍了水管冷却模型在国内几个特高拱坝中应用的实例。     

渡槽薄壁结构弹塑性动力分析模型及试验验证

本文提出了渡槽薄壁结构弹塑性动力分析模型，该模型集渡槽薄壁结构线弹性模型和非线性多弹簧模型为一体，并充分考虑了薄壁结构截面两向弯矩和轴向变形对单元的动力特性影响，应用多弹簧等效关系模拟结构塑性铰区的非线性滞回特性。通过预应力钢筋混凝土渡槽槽身以及高强混凝土渡槽支架模型的低周反复荷载拟静力试验，研究了渡槽槽身以及支架的非线性荷载-位移滞回特性。应用本文提出的弹塑性动力分析模型对拟静力试验过程中的荷载-位移滞回曲线进行了数值模拟计算。计算结果表明，模拟数值解与模型试验所得滞回曲线符合良好，从而验证了本文渡槽薄壁结构弹塑性动力分析模型的正确性。     

求解无功优化的内点线性和内点非线性规划方法比较

将内点线性和内点非线性规划算法应用于求解大型电力系统的无功优化问题，并对两种算法的几个关键问题进行了研究，提出了有效的改进措施。根据从14节点到538节点的5个不同规模试验系统的计算结果，在收敛性能、优化结果和计算速度等方面对这两种算法进行了综合评估。     

Hardfill坝建基面的非线性等效应力分析

有限单元法在计算坝踵、坝趾的应力时存在网格划分标准的问题,使得坝踵、坝趾的应力无法作为设计大坝的依据.利用有限单元法的计算成果,采用基于矩法的非线性等效应力分析,得出了Hardfill坝建基面的等效应力,阐述了该法的应用,并且对比得到网格尺寸等影响因素对于建基面的非线性等效应力的影响很小.有限单元法的计算结果和等效应力法计算的应力可为坝体强度的综合评定提供相应的依据.     

非线性励磁控制设计方法

非线性系统的几何结构理论在近十几年内有了很大发展，并已被应用到多机系 统发电机励磁控制的设计中。本文在此基础上，通过引入一个附加的状态变量 ，用于解决非线性励磁控制律中功角不易测定这一问题，给出了一种易于实现 的非线性励磁控制规律。通过一个单机无穷大实验系统的动态模拟实验，表明 该方法不仅有效地改善了系统的动态响应，而且显著地提高了系统的静态稳定 极限。     

基于等效电流量测变换的电力系统状态估计方法

针对输电系统和配电系统量测类型多的特点，采用了以等效电流量测变换技术来求解电力系统状态估计的方法，并推导了基于等效电流量测变换状态估计的具体求解过程。文中将各种类型的量测变换为等效电流量测进行状态估计，同时根据误差理论将原始量测的权重也对应变换成等效电流量测的权重。理论分析和算例结果表明，利用等效电流量测变换技术进行状态估计快速、有效、实施方便，符合当前电力系统在线应用的实际要求。     

碾压混凝土拱坝等效本构模型研究

由于施工方式的影响，碾压混凝土坝在碾压层间出现结合面夹层，夹层的存在对其力学性能有较大的影响，夹层强度、刚度较低，形成结构破坏控制面。为计算层状结构体的应力应变分布，根据能量等效原理，把层状结构体转换为横观各向同性体，建立了一个连续等效模型，根据等效模型的计算结果进一步计算本体和夹层之间的应力、应变，使得计算工作量大大减少。连续等效模型与单元尺寸、夹层的数量无关，便于根据实际情况对坝体进行灵活的有限元网格剖分，通用性强，而且该模型能够计算夹层开裂后的情况，可用于坝体非线性损伤开裂分析。