计算结构动力响应的样条插值高斯精细积分法

针对传统精细积分法系统状态方程中的非齐次项求解涉及到等效激励矩阵求逆问题,同时计算精度取决于该非齐次项拟合程度问题,提出将高斯 勒让德积分法与样条插值函数结合起来求解状态方程非齐次项,方法中运用指数矩阵运算精确求解高斯积分系数,并采用分段样条插值函数确定每一时间步长内高斯积分点处离散载荷。分别采用Newmark β法、传统精细积分法以及样条插值高斯精细积分法计算瑞利阻尼模型悬臂梁振动系统所受外载荷的时程响应,并与振型叠加法的计算结果比较。结果表明,样条插值高斯精细积分法具有高精度、高效率以及不受积分时间步长严格限制的优点。     

基于投影积分的气-电耦合园区综合能源系统动态仿真方法

在充分考虑电力、燃气系统及其相互转化特性的基础上,建立了气-电耦合园区综合能源系统动态仿真模型,并根据动态过程的时间尺度对刚性系统进行划分;在此基础上,基于投影积分理论,提出一种适用于气-电耦合园区综合能源系统的高效率动态仿真方法,采用内部积分器以小步长的显式和隐式欧拉法交替求解来精细刻画快动态过程,采用外部积分器以可变大步长二阶牛顿插值高效求解慢动态过程,且在计算过程中能够有效计及故障扰动等事件的影响;对算法的数值精度进行分析。基于典型算例的算法测试表明,所提方法能够有效实现多场景下的气-电耦合系统快速稳定求解,在保证精度的前提下有效提升仿真效率。     

基于Taylor级数法动态步长控制的暂态能量函数法

势能边界面PEBS(Potential Energy Boundary Surface)法是暂态能量函数法的一种,将Taylor级数法暂态稳定计算的动态步长控制应用到PEBS法中,可以大步长的模拟持续故障轨迹,减小模拟区间数。提高计算效率,同时也可以满足计算精度的要求。计算结果表明,Taylor级数法暂态稳定计算的动态步长控制有效地提高了PEBS法的解算效益。     

基于辛RKN算法的电力系统暂态稳定性计算

电力系统的暂态过程是典型的非自治动力学系统行为,其数学模型为一组高维、非线性的状态方程和代数方程组,需要用各种数值方法来求解,其中应用最广泛的是龙格-库塔法和隐式梯形积分法。基于数值计算方法的收敛精度和计算速度方面的考虑,文章提出了一种显式的辛几何算法。该算法具有保持系统原来几何结构特征的特点,特别是可以适用于较大的积分步长。通过IEEE145节点系统测试表明,文中所提出的辛RKN法无论是在收敛精度还是在计算速度方面都优于传统的龙格-库塔法。     

矢量化动态最优潮流计算的步长控制内点法实现

实现动态最优潮流(dynamic optimal power flow,DOPF)的矢量化计算。通过将同类型、同时段的优化变量集中排列,建立动态最优潮流的矢量化模型,并采用步长控制内点法进行求解。各时段的梯度矩阵和海森矩阵具有与导纳矩阵相关的稀疏特性,在计算过程中保持不变。通过设计稀疏矩阵结构和内存分配策略提高Karush-Kuhn-Tucker (KKT)系统的形成速度。分析爬坡约束和购电量合同约束对求解KKT系统的影响,对比测试多个优化排序算法,指出近似最小度(approximate minimum degree,AMD)和列近似最小度(column approximate minimum degree,COLAMD)算法求解该模型KKT系统具有很高的效率。对节点数从14到1 040共5个测试系统12~96时段的DOPF模型进行仿真计算,验证所提算法的正确性和高效性。基于步长控制内点法的矢量化方法提高了DOPF程序的计算速度和收敛性。     

基于连续潮流的输电网可用输电能力计算

提出一种基于连续潮流的线性迭代法计算输电网可用输电能力ATC(AvailableTransferCa鄄pability),详细推导了该算法的数学模型,并给出计算方法及流程,将算法应用到IEEE-30节点系统,结果表明该方法具有一定的实用性、可靠性和有效性。同时,将基于连续潮流法与直流灵敏度法的计算精度进行比较,结果表明该方法精度高;此外讨论了负荷参数λ取固定增长步长与变增长步长两种情况下的计算精度与计算速度,结果表明两者计算精度差不多,但后者计算速度快一些。     

电力系统动态过程的柔性自校正仿真方法

电力系统动态过程仿真的效率和数值稳定性常常受到刚性的困扰.通过对非线性动态系统刚性特征的分析和再思考指出:刚性时空分布的局部性为柔性化提供了基础.其次,文中提出了自适应柔性分组策略和具有自校正积分措施的变量组协调策略.通过对变量组别划分、相对步长因子调整、最小积分步长调整3种自适应策略的统一处理,可以动态地控制变量组别的变化和积分步长的调整,在保证精度的前提下放开了较慢变量的步长,避免了传统方法所有变量采用相同步长进行积分导致计算效率低下的缺陷,克服了现有变量分组方法难以做到同时自适应调整多个控制参量的不足,使计算效率得到了显著提高.     

一种简捷快速的暂态稳定仿真算法

在对Ｔａｙｌｏｒ 级数法暂态稳定计算的步长进行分析的基础上,根据计算精度的要求,提出了Ｔａｙｌｏｒ 级数法暂态稳定计算步长的动态控制,并由此实现了一种简捷、快速的暂态稳定计算方法。分析与计算结果表明,由于在计算过程中按计算精度的要求来动态地选取步长,从而在保证计算精度的前提下,有效地提高了Ｔａｙｌｏｒ 级数法暂态稳定计算的解算效益。     

基于连续潮流的输电陬可用输电能力计算

提出一种基于连续潮流的线性迭代法计算输电网可用输电能力ATC(Avajlable Transfer Capability)，详细推导了该算法的数学模型，并给出计算方法及流程，将算法应用到IEEE—30节点系统，结果表明该方法具有一定的实用性、可靠性和有效性。同时，将基于连续潮流法与直流灵敏度法的计算精度进行比较，结果表明该方法精度高；此外讨论了负荷参数λ取固定增长步长与变增长步长两种情况下的计算精度与计算速度，结果表明两者计算精度差不多，但后者计算速度快一些。     

基于扩展潮流的输电断面最大传输能力

提出了基于扩展潮流模型计算系统输电断面最大输电能力的新思路。在扩展潮流模型中考虑了调速器和励磁系统等动态元件对系统输电能力的影响,从而打破了在以往输电能力求解过程中发电机端电压维持不变的假设,使计算结果更符合实际。建立了基于扩展最优潮流的最大输电能力计算模型,采用线性规划法进行求解,求解过程中采用了基于信赖域思想的整体步长调整与基于曲率的单变量步长调整相结合的步长调整策略。在New England 39节点算例系统中验证了模型和计算方法的有效性。     

同调机组群的不对称Y阵动态等值法

根据电力系统分析中网络计算数学模型（节点电压方程）同调的特点,利用节点电压方程降维的待定系数法,在尽可能保持节点导纳矩阵对称性下,提出了仅个性一列或部分列元素的不对称Ｙ阵动态等值法。该方法原理简明,应用灵活方便,算例表明,即使在不严格同调的情况下,也能得到较高的精度。     

电力系统特征值与状态变量对应关系分析

电力系统中特征值与状态变量之间的对应关系的分析对研究系统的详细动态特性具有十分重要的意义。文中首先对研究系统稳定问题的小扰动方法进行了分析,认为非线性动力系统的代数方程约束和各状态量之间的耦合关系是造成系统动态特性十分复杂的重要原因,进而利用同伦函数的概念给出了一种确定线性化系统中特征值与状态变量对应关系的方法。用此方法对简单电力系统做了分析,得出了令人满意的结果。     

试论火力发电厂动态成本分析

针对当前电力工业改革中发电厂竞价上网的需要,提出了火力发电厂动态成本分析的目的和原理,并阐述了如何从会计核算帐务系统中获取动态成本的原始数据、动态成本如何分解和计算以及动态成本统计分析的方法步骤。通过计算实例,论证了动态成本分析不仅要从大量的生产实时、会计帐务等数据源中抽取出分析所需要的成本数据,而且还要对成本数据进行多次加工处理,调用相应的数学模型进行分析计算,最终生成发电厂竞价上网所需要的成本模型。     

电力市场中一种基于动态规划法的经济负荷分配算法

在传统的动态规划法基础上,提出了一种局部加密动态规划算法。该方法主要是针对发电报价曲线的不增特性,解决电力市场环境下系统负荷的经济分配问题,从而为实现电力市场的“公平、公正、公开”原则提供可靠的技术保障。与传统的动态规划算法相比,该算法在计算速度和精度方面都有较大提高,也可用于解决电力系统规划和经济运行等问题。     

积分型线性最优励磁控制原理及动模实验

本文从电力系统的运行实际出发，推导了对发电机机端电压偏移量施加积分控制时系统的线性化增广状态方程式，并在此基础上推导了积分型线性最优励磁控制规律（以下简称ＩＬＯＥＣ）。采用ＩＬＯＥＣ时的计算机仿真和动模实验结果表明：ＩＬＯＥＣ与线性最优励磁控制（ＬＯＥＣ）及经典控制方式相比，能够明显的提高系统稳定极限和进相运行能力，具有良好的控制效果。     

电-气综合能源系统状态估计可观测性分析

状态估计对于电-气综合能源系统的运行监视、优化调度等起着至关重要的作用。在进行状态估计前,需根据现有的量测配置对系统进行可观测性分析,以保证状态估计的正常运行。由于2系统的时间常数差别较大,一般由微分代数模型来描述两者的耦合系统。首先通过有限差分法将描述天然气动态特性的偏微分方程差分化;在此基础上对电-气综合能源系统进行可观性分析,得到了电-气综合能源系统可观测性分析的判定依据与分析步骤。最终通过算例分析验证了所提方法的有效性。     

电-气综合能源系统状态估计可观测性分析

状态估计对于电-气综合能源系统的运行监视、优化调度等起着至关重要的作用。在进行状态估计前,需根据现有的量测配置对系统进行可观测性分析,以保证状态估计的正常运行。由于2系统的时间常数差别较大,一般由微分代数模型来描述两者的耦合系统。首先通过有限差分法将描述天然气动态特性的偏微分方程差分化;在此基础上对电-气综合能源系统进行可观性分析,得到了电-气综合能源系统可观测性分析的判定依据与分析步骤。最终通过算例分析验证了所提方法的有效性。     

基于改进鲁棒自适应UKF的配电网动态状态估计方法

配电网动态状态估计中状态方程的过程噪声统计参数是未知而且时变的,因此在状态估计过程中需要在线对过程噪声统计参数进行实时估计,而且不准确的噪声参数将会导致无迹卡尔曼滤波器的滤波性能下降甚至滤波发散。文中研究了基于改进鲁棒自适应无迹卡尔曼滤波器的配电网动态状态估计方法,其噪声参数统计估值器由一个有偏的和一个无偏的估值器组成,可以提高在状态估计过程中噪声参数估计的准确性,同时确保过程噪声方差矩阵的半正定性,从而保证算法的鲁棒性。通过对IEEE 33节点系统进行仿真验证,结果表明所提方法在系统平稳运行、负荷发生剧烈变动或者初始噪声参数值设置不当的情况下,均能保证较高的状态估计精度。     

基于IAP WS-IF97的管内阻力件能量损失计算模型与分析

热电厂蒸汽管网普遍存在管道阻力件引起的能量损失。为了准确计算蒸汽流经阻力件产生的可用能损耗,提出了蒸汽管网系统能量计量的新观点,即通过IAPWSIF97的蒸汽状态方程,推导出阻力发生过程的熵方程,得到可用能损失计算模型。校验分析结果表明,用该模型计算蒸汽流经阻力件的能量损失,较传统方法方便、准确。     

基于遗传算法的电力系统自适应卡尔曼滤波动态状态估计

针对卡尔曼滤波动态状态估计中Holts'两参数均为常数,在电力系统运行状态变化时易产生较大的预测误差的不足,提出采用指数平滑法对参数进行动态调整。该方法在预测步中利用遗传算法来动态确定参数大小,实现了预测参数的自适应优化。最后,对IEEE14节点系统进行仿真计算,与传统方法进行比较,结果表明本文方法具有明显的优势。