电力系统无功优化与电压控制

本文提出了利用调节控制变量使电力系统平衡节点有功功率变量为最小的无功优化与电压控制新方法,建立了相应的数学模型,导出了状态变量与控制变量之间的新的灵敏度关系矩阵,对状态变量的不等式约束利用了迭代约束检索技术进行处理,采用了带上、下界变量的线性规划求解。对6节点算例和24节点实际网络的计算证明该算法具有收敛性好、占用内存少、计算速度快的优点。     

电力系统无功优化的分段线性同伦算法研究

提出了采用分段线性同伦算法进行电力系统无功优化的新方法。文中以系统有功损耗最小为目标函数，以运行变量为约束条件，利用状态变量与控制变量之间的灵敏度矩阵建立了无功优化数学模型。经过ＩＥＥＥ－６节点实验系统的计算分析，取得了满意的结果。     

一种无功优化有效算法

本文不区分控制变量和状态变量,以节点电压增量作为目标函数自变量。优化时从寻找一个合理初始点着手,用线性规划求解,使网损达到最小。由于不需计算灵敏度逆矩阵和采用松驰技术,本算法具有计算速度快、收敛性能好和占用空间少的优点。本算法的有效性在两个例网上得以显示。     

基于机构位移模态子矩阵法的 铰接杆系机构奇异与运动分岔分析

提出通过追踪机构位移模态子矩阵行满秩与否来判断机构运动分岔点的新方法--机构位移模态子矩阵法.该方法将铰接杆系机构的自由节点分为驱动节点和从动节点,对应描述机构构型的变量分别为控制变量和状态变量.建立铰接杆系机构平衡矩阵,由奇异值分解得到整体机构位移模态,定义驱动节点对应的机构位移模态矩阵和从动节点对应的机构位移模态矩阵为机构位移模态子矩阵,当机构位移模态子矩阵出现非行满秩现象时,驱动节点或从动节点获得自由度,机构运动发生奇异.通过单自由度和两自由度机构算例分析证明了此方法的正确性与有效性.     

考虑风光出力波动性的配电网无功优化策略

针对风机及光伏出力的波动性对系统网损和电压的影响,本文以全天有功网损和电压偏移最小为目标,建立兼顾电压安全稳定和配电网经济运行的多目标无功优化模型。利用三点估计法原理计算风光出力和负荷值,通过概率潮流判断状态变量是否满足概率约束,利用权重法将多目标转化为单目标,同时结合粒子群优化算法对所建模型进行求解,最后利用改进的IEEE33节点系统进行仿真计算。仿真结果表明,本文所建模型对配电网进行无功优化,有效降低了网损,改善了节点电压质量。该研究为含高比例可再生能源配电网的无功优化提供了有效方法。     

多时段缺电损失最小化减载模型及算法

为了实现系统供电不足时的缺电损失最小化,本文提出了在多时段最优减载的模型和算法.该模型考虑了各时段间缺电损失的耦合关系,是一种最优潮流模型,该算法是改进的近似规划法.利用不同时段潮流方程和约束条件的无耦合性,将潮流求解、灵敏度解算、约束条件的线性化、有效约束的筛选等主要计算分时段进行,进而形成关于所有时段控制变量的近似线性规划算法.以线性规划的结果修正控制变量,迭代收敛至最优解.同时将距离判别有效约束改进为区间运算判别有效约束,提高了线性规划算法的效率.并以IEEE-14节点系统的4个时段为例,验证了该模型和算法的有效性.     

计及功率预测误差的主动配电网运行方式优化

在主动配电网的运行方式优化中,节点功率数据通常来自功率预测,存在预测误差及相应的分布特性,从而可以采用概率表达进行描述。计及功率预测误差的分布特征,以综合运行费用均值为目标函数,节点功率平衡方程为等式约束,节点电压和支路功率等变量的运行范围构成不等式约束,建立主动配电网运行方式的概率优化模型。通过分析优化算式的特点,采用二阶潮流表达的概率描述,在随机变量的均值计算中计及方差修正,提高均值计算的准确度。在优化模型求解中,依据变量的实际特点,对离散变量和连续变量采用不同的处理方式,应用信赖域管理技术处理连续变量。通过118节点算例的计算分析,说明所述算法的可行性和实用性。     

基于改进果蝇优化算法的无功优化

将改进果蝇优化算法运用于无功优化领域,为电力系统的无功优化计算提供了一种新的算法.通过对迭代步长进行自适应调整可以有效避免果蝇算法可能陷入局部最优的问题,同时还能提高收敛精度.在无功优化模型中,对控制变量进行归一化处理,使得量纲一致;将约束条件以罚函数的形式并入目标函数中,实现对状态变量的限制.以IEEE30节点系统和IEEE57节点系统为例,分别基于果蝇优化算法(FOA)、改进果蝇优化算法(IFOA)和遗传算法(GA)进行了无功优化计算,结果表明改进果蝇优化算法(IFOA)具有更好的优化效果和计算速度,更加接近全局最优值,采用该算法解决无功优化问题效果很好.     

微分方程最优控制问题的超收敛分析

讨论带有逐点控制约束条件的最优控制问题超收敛性.在有限元离散化中,控制变量用分片常函数近似,状态变量和伴随状态变量用分片线性函数近似,并重新构造控制变量u的插值u1.证明了状态方程为二维椭圆方程时,插值u1与控制u的有限元解uh的误差估计收敛阶为2.     

动态连续潮流与改进捕鱼算法结合计算静态电压稳定裕度

目标函数为系统的最大静态电压稳定裕度。针对经典连续潮流法在不平衡功率分配原则上存在的不足,提出将两种适用于动态潮流分析的方法与连续潮流法结合,建立动态连续潮流模型,即根据有调节能力的发电机转子转动惯量与节点的工频静特性系数按比例分担由于负荷水平增加而产生的有功功率不平衡量;引入罚函数法解决状态变量越限问题;为寻求控制变量的最优组合,解决优化过程易陷入局部最优的问题,引入基于模拟渔夫捕鱼的智能算法及其改进算法。通过IEEE6,IEEE30标准节点系统进行计算和仿真。算例验证了模型的有效性。     

非线性同伦参数在不可行性探测中的数值分析

以发电机的有功耗量作为目标函数,以发电机功率输出的上下限、节点电压的上下限作为变量型不等式约束条件,以节点潮流方程作为等式约束构成最优潮流的数学模型,运用非线性同伦内点法求解最优潮流问题.对IEEE6、IEEE118节点试验系统的计算表明,其计算结果与运用内点法所得的结果十分接近,同时能够及时探测出不可行情况.     

基于虚拟材料法的桁架固频极值求解

基于固频约束时结构动力学拓扑优化的关键约束,提出了一种求解桁架结构固频极值的新方法——基于虚拟材料法的优化计算方法,从节点设计变量和杆件截面积两个层次进行灵敏度分析以进一步优化计算,将拟删除节点相对应的杆件材料特性进行重新赋值,通过极值求解算法以迭代计算得到固频极值。数值算例结果表明所提方法正确、有效。     

基于最佳灵敏度向量和差异系数的线路过载紧急控制策略

为快速有效地消除线路过载,提出了一种基于最佳灵敏度向量和配对灵敏度差异系数的线路过载紧急控制策略。采用图论确定广义潮流转移区域,利用线路过载功率和热稳定功率极限确定最佳灵敏度向量。由节点灵敏度向量在最佳灵敏度向量上的投影值将过载线路所在的广义潮流转移区域内的控制节点分类并选择控制节点对。根据正常线路与过载线路的配对灵敏度向量计算差异系数,筛选确定消除过载过程中功率可能增加大的支路构成安全约束集。利用投影法选择控制节点对调节能减少调节过程需要的调整量和轮次。安全约束集线路代替全网正常线路做为正常支路约束,减少计算量同时加快紧急控制速度。IEEE39节点系统的仿真验证了本文方法的有效性。     

换热网络的柔性分析

本文基于换热网络的过程模拟,借助于灵敏度系数,给出了一种简单有效的换热网络柔性指数计算的方法。当换网干扰变量变化并引起了控制变量的变化时,如有调节变量,可通过改变调解变量使控制变量返回到设定值。编制了计算机程序,调解曲线可在计算机屏幕上绘出,也可定点检验换网操作的可行性。     

基于线性规划的电力系统无功优化

电力系统无功优化对保证电能质量及系统安全经济运行有着重要的意义．本文研究的电力系统无功优化算法是以整个网络的损耗最小为目标函数,以无功补偿设备出力、发电机端电压和可调变压器变比为控制变量,以发电机的无功出力和变压器端电压幅值为状态变量建立了线性规划模型方程．采用内点法来求解线性规划模型方程组,获得了各控制变量和状态变量的最优值．优化后的结果表明,降低了目标电力系统的网络损耗．     

基于半不变量法的随机潮流计算模型及方法

提出了一种线性化随机潮流的计算模型,在牛顿-拉夫逊法的基础上,利用半不变量法对随机变量进行卷积运算,并运用Gram-Charlier级数展开式计算随机变量的分布,得到节点电压概率密度函数.通过节点电压概率分析为运行分析提供指导,以及对IEEE-14节点系统进行计算,验证了所提模型和方法的有效性.     

加肋板式水室结构的有限元优化设计

利用ANSYS软件建立了加肋板式凝汽器水室的参数化模型，将有关结构参数变量指定为优化设计变量，以结构在已知工况下的应力和位移为状态变量，采用有限元数值方法，对加肋板式凝汽器水室进行了优化设计计算，得到了轻量化程度较高的设计参数，从而为实际生产设计部门进行优化结构、节省材料用量提供理论依据。     

薄壁结构约束阻尼板减振降噪优化设计

针对薄壁结构约束阻尼减振降噪问题,采用耦合有限元和间接边界元的方法对约束阻尼层厚度进行了优化设计。根据声辐射功率与结构表面振动速度之间的关系,选取振动速度的平方和作为目标函数,各层厚度和总质量分别作为设计变量和状态变量,对一块四角固定的矩形约束阻尼板进行优化仿真,并对优化前后的约束阻尼板进行振动和声学响应分析。结果表明,约束阻尼层厚度配置对阻尼减振有确定性定量影响关系,优化后声辐射功率得到明显降低。     

一种可靠的高弹性云构架设计与实验

针对云计算下数据冗余较为严重,框架节点负载不均衡及节点负载调度响应速度慢的问题,设计了一种可靠性高的高弹性云构架框架.通过对云框架下网络中拥塞过程建模,确定云数据真实负载需求,减少冗余数据对路径的占用,并使用弹性约束参数计算云框架下的弹性约束信息.利用蚁群算法获得最大弹性约束下云空间内的均衡最优节点,计算需求弹性,降低对云框架负载影响.结果表明:常规云计算网络下,设计的云构架节点负载调度响应速度快,且节点分布均匀,负载率高,表明设计的云构架计算效率较高.     

多变量系统控制输入受限的约束预测控制

针对多变量系统控制输入变量受约束的情况,利用预测控制器在设计过程中能显式地处理约束问题的特点和变量间的相互耦合关联作用,在计算控制律时,首先假设控制输入变量不受约束,计算出控制量,然后把不满足约束条件的控制量设定为边界值,并重新计算那些在约束范围内的控制量,使得原不满足约束条件的控制输入变量的作用得到补偿,该过程可反复进行,直到使得所有的控制量都满足约束条件,从而得到了一种新的约束预测控制算法。该算法物理意义明确,计算量小。仿真研究表明其控制效果优于硬约束限幅控制。