电力系统安全域方法研究述评

简明地综述了天津大学关于电力系统安全域方法学研究的成果．首先给出了电力系统安全域研究的推动力以及各种安全域的定义和概念．进而给出了3种实用的安全域,分别是：事故前系统注入功率空间上保证暂态稳定的实用动态安全域（PDSR）、割集功率空间上保证静态电压稳定的安全域（CVSR）和注入功率空间上保证不出现Hopf分岔的实用小扰动稳定安全域．它们是基于如下事实提出的：在工程关心的范围内,其稳定边界可用一个或少数几个超平面近似描述．这种形式的数学描述具有如下优点：便于开发计算安全域的快速方法,便于实现安全域的可视化,大大降低了计及节电注入功率不确定性时电力系统概率安全性评估的计算量,同时可使一大类电力系统最优化问题中稳定约束处理难的问题变得十分简易．基于PDSR和CVSR的研究成果,天津大学已成功地开发了综合安全域的可视化系统和电力系统概率安全监视系统,并在基于安全域的电力系统优化潮流、安全性综合控制、风险评估与优化、以及安全性定价等方面取得了令人鼓舞的成果．     

复功率注入空间中电力系统的实用动态安全域

为研究复功率注入空间中实用动态安全域的边界性质，针对多个典型电力系统，通过大量的仿真研究表明。在网络中不同位置发生持续不同时间的短路事故时，复功率注入空间中暂态稳定的临界点的集合可以使用一个或极少数几个超平面采近似描述．在包含暂态电压失稳现象的稳定问题研究中，复功率空间中的实用动态安全域具有更好的精度．文中详细讨论了这些近似描述与真实边界之间的差异并发现了实用动态安全域边界的迁移规律，上述研究大大拓宽了实用动态安全域适用的范围．最后通过对某电力大系统实用动态安全域的研究，验证了上述结论。     

安全域的方法学及实用性结果

简要介绍了安全域的方法学，列举了其优越性，定义了注入空间上保证暂态稳定的实用动态安全域(PD—SR)和割集功率空间上保证静态电压稳定的安全域(CVSR)，给出了关于它们的临界面可用超平面描述的两个重要事实，同时解释了这些超平面形式的安全域边界可以大大降低概率的安全性评估计算量的原因和可使一大类电力系统调度最优化问题中暂态稳定约束和静态电压稳定约束难以处理这一棘手的问题变得十分简易的原因。     

用功率灵敏度分析方法求解实用动态安全域

电力系统动态安全域已越来越为人所接受,它可以提供更为丰富的安全裕度信息,有着广阔的在线应用前景．大量的数值仿真计算表明,动态安全城的暂态稳定临界面可近似表示为超平面．为此,提出了一种动态安全的解析求解方法．该方法应用暂态能量函数分析给出了注入空间上的实用动态安全判据,并通过对事故前、事故中和事故后系统分别进行功率灵敏度分析,推导出了超平面形式的实用动态安全城解析表达式．由于该方法只需进行线性化处理,因而计算速度快,其精度也在工程允许范围之内．读方法的有效性在New England 10机39节点系统得到了验证．     

通过特征权学习增强支持向量机的泛化能力

在分类问题中,支持向量机(SVM)首先将样本映入某一高维特征空间,并在此空间中构造具有最大间隔的分类超平面.由Vapnik的统计学习理论知道,SVM泛化能力的强弱与分类超平面间隔的大小有十分密切的关系:分类平面的间隔越大,SVM的泛化能力就越强.本文提出了一种通过特征权学习来增加分类超平面的间隔,从而增强SVM泛化能力的方法.仿真试验表明,该方法对提高SVM的泛化能力是有效的.     

线性规划问题方程排序求最优解法

通过目标函数沿梯度正方向变化时在线性规划问题可行域边界超平面法向量方向变化大小的度量，给出了线性规划问题最优解的一个充分条件，提出了一种解线性规划问题的方法－－方程排序求最优解法。     

基于改进SPH方法的圆柱绕流尾迹特性研究

针对传统光滑粒子动力学(SPH)计算成本过高问题,运用自适应粒子细化技术将精细空间分辨率集中在局部区域,通过优化缓冲区域粒子参数的查找方法、修正缓冲区域边界粒子的核梯度等方法提出了一种改进的SPH方法.采用该方法对不同雷诺数下的圆柱绕流进行数值模拟,系统分析了圆柱尾流流态和水动力系数并与试验值进行了对比.计算所得的水动力系数与实验数据较为相符,且模拟出来的圆柱尾流能够清晰捕捉到实验中观测的现象.结果表明:改进的SPH方法算法有效可靠,适用于绕流场尾迹特性研究,对钻井平台张力腿和海洋立管等工程领域的研究具有一定的参考价值.     

关于k维超平面对称的超曲面

以对称点问题的求法为理论基础,展开了对n维欧氏空间中关于k维超平面的对称问题的求解方法的研究,解决了关于k维超平面对称的超曲面的问题.所得结论推广了二维和三维的情况.     

弥散黏滞性波动方程的吸收边界算法

针对地震波数值模拟中因计算区域有界而产生的人工边界反射问题,提出了一种弥散黏滞性波动方程的吸收边界算法.在所研究的有界计算区域周围加入合适的吸收层,使得吸收层内的地震波随传播距离指数衰减而达到吸收边界反射的目的.利用傅里叶变换求得无界空间该波动方程的解;引入衰减函数构建有界空间相应的辅助方程,合理地选择衰减函数使得计算区域内辅助方程的解为原方程的解,而边界吸收层内的解呈指数衰减;运用有限差分法在均匀介质和均匀层状介质中求解弥散黏滞性波动方程,采用该方法对边界进行处理并与未加边界处理的波场快照和地震记录进行对比.实验结果表明,所提方法处理后的波场快照几乎无边界反射波存在,在空间位置为x=147 m、z=747 m的地震记录中,0.5s处边界反射波的振幅趋于0.所提方法也适用于声波方程和Stokes方程.     

k子凸包分类方法

基于凸包的k局部超平面距离分类方法,通过改进k近邻算法在处理小样本问题时的决策边界而显著提高分类性能.但是,该方法对噪声和类的数目敏感,并且在一类样本"包围"另一类样本时,由于外围类凸包与内部样本的距离为零而导致分类错误.针对上述问题,提出了k子凸包分类方法,该方法融合了k近邻分类和凸包技术的优点,首先寻找测试样本的k近邻,然后在该邻域中计算测试样本到相应类的子凸包的距离,并根据距离大小来确定该测试样本的类别,有效克服了k局部超平面距离分类存在的不足.大量实验表明,文章提出的k子凸包分类方法在分类性能上具有显著的优势.     

延拓法追踪电力系统机电稳定模型中的二维参数分岔边界

将延拓法应用于追踪电力系统微分-代数联立方程模型的平衡解曲线,并从计算所得的分岔点出发,将延拓法推广应用于求解描述微分-代数联立模型中的鞍结点分岔(SNB)和霍普夫分岔(HB)的非线性代数方程组.这些代数方程组不仅在原理上可适合应用延拓法来计算系统中任意二维参数的分岔边界,而且在形式上保存了电力系统稳定分析中的数据结构的稀疏性.同时,该方程包含系统的临界特征值和右特征向量等特征结构信息,因此,在追踪局部分岔边界的二维参数时,也能获得系统的临界特征信息.最后,以一多机电力系统为例,验证了该方法是可行的.     

间断单峰映射倍周期分岔规则

讨论裂峰映射的四种类型交点的二倍化和三倍化规则,并根据可允条件,对倍化规则作简要证明．     

一种全四边形网格生成算法

提出了一种全四边形网格生成算法．该算法先离散区域的边界，然后从边界开始向内部生成网格，根据边界上相邻节点内角的特征采用不同的生成策略．实现时进一步采用局部处理的方法，效率较高．由于只考虑区域的局部特征，网格质量较好，通用性较强．最后给出了网格生成的实例．     

基于L2范数的电力系统运行安全态势三维可视化评估

如何利用各种指标准确地对电力系统的运行状态进行评估是调度运行部门所关注的一个重要问题。综合幂律分布、电压裕度、潮流冲击熵、网络结构熵和损失负荷相对值五种评估指标,考虑电网结构变化、新能源注入、线路老化、系统内部运行状况、天气等不确定性因素,利用L2范数,建立了电力系统运行安全态势的评估函数。通过MATLAB工具箱中的Lowess函数对三维空间坐标系中数据拟合,实现了电力系统运行安全态势的三维可视化。对IEEE39节点系统的仿真,验证了所提方法的有效性,为电力系统运行安全态势评估提供了一种新思路。     

超声多普勒流量计实现分区流速测量的方法研究

为了扩展超声波多普勒测量方法的功能并提高超声多普勒流量计的测量精度,提出了可以实现流通区域内流体速度分布测量的分区流速测量方法。采用超声波交叉域法,对声束的发射与接收进行汇聚,使汉速信息集中在流场中十几毫米到数毫米的区域范围内;采用了发射、接收换能器,让声束的交叉域分布在描述流场特性的地方,实现了流场的分区流速测量。扩展了超声波多普勒方法的功能,若对分区流速进行积分处理就可获得流量,为提高超声多普     

线性规划在有功静态安全域中的应用

提出了一种以直流潮流模型为基础，将构成显式安全域超长方体每个分量的上、下限作为待求变量，并选取发电机有功调节量总和量大为目标函数，将有功静态安全态的模型化成一个线性规划模型直接求解的新方法，文中附有算例，计算结果验证了该方法的有效性。