大型发电机组三状态可靠性研究

大型发电机组可靠性要求越来越高.针对机组运行过程中经常出现的降出力事件,提出了用三状态模型来评价发电机组的可靠性.     

大型发电机组二状态可靠性模型的研究

分析了大型发电机组计划与各种非计划停运及降出力状态的性质和相互关系，改进了等效强迫停运率计算模型。提出了分数次强迫停运的概念，相应给出了等效故障率和等故障率和等效修复率的计算方法，为计算电力系统平均停电频率和平均停电持续时间提供了条件。     

直流逆变分布式电源降阶模型及小扰动稳定分析

分布式电源类型及控制方式多样,致使含多种分布式电源的小扰动机电暂态分析的电网模型复杂,分析难度加大.针对应用较广的光伏和燃料电池两种分布式电源,在对其全阶状态空间模型的特征分析和电池动特性时间尺度分析的基础上,提出了前馈解耦控制下考虑电池U-I外特性和逆变控制系统动特性的光伏发电系统降阶模型和忽略逆变系统快动态特性的燃料电池降阶模型,并应用于4机2区域系统并网小扰动分析.研究结果表明:直流DG并网主要通过改变系统潮流及平衡点影响系统阻尼特性;直流DG出力增加时,与采用降低出力增加旋转备用运行方式的常规机组强相关的模式阻尼特性会呈现增大的趋势.     

基于Copula理论考虑光伏出力与负荷相关性的含光伏电站发电系统可靠性分析

由于光伏出力的间歇性和随机性,大容量的光伏电站接入会对发电系统可靠性造成影响。考虑光伏出力与负荷之间存在的相关性,在应用Copula理论的基础上提出了一种联合概率分布模型构建方法,并结合地区光伏出力及负荷数据进行含光伏电站的发电系统可靠性评估。首先基于我国某地区含光伏电站发电系统实测出力数据,通过非参数估计的方法得到光伏出力、负荷的概率分布。进而根据相关性测度和拟合优度选取合适的Copula函数,得到光伏电站出力与负荷的联合概率分布用于含光伏电站的发电系统可靠性评估。算例分析结果表明,所建模型能够很好地反映光伏发电系统的概率特性,且可靠性分析结果更加准确。"     

基于孤岛运行状态概率方法的配电网可靠性评估

提出基于孤岛运行状态概率分布的计及分布式电源(DGs)配电网可靠性评估方法.通过研究分布式电源和主网系统构成的联合配电系统的运行方式,依据分布式电源的运行特点,以风机的理想运行平均风速所对应的出力为半径确定孤岛区域,形成合理的孤岛供电区域.基于孤岛4种运行状态,提出基于孤岛运行状态概率的具体算法,形成联合供配电网可靠性评估方法.以IEEE BUS6-F4馈线为例,实现接入DGs的配电系统可靠性计算.在DGs的渗透率比较低的情况下,检验了DGs对提高配电网可靠性的影响,计算结果更加合理可靠.所提方法模型简单,适应于多个分布式电源的配电网可靠性分析.     

水轮发电机组振动可靠性区间智能识别方法

针对水轮发电机组在运行过程中出力的频繁变化导致其可靠性出现不同程度的下降的问题,为了掌握机组在运行过程中的可靠性信息,提出了一种基于深度森林模型的水轮发电机组振动可靠性区间智能识别方法。首先,综合应用振动理论和可靠性理论对多失效模式下机组的振动可靠性进行分析,并划分机组的振动可靠性区间,建立机组运行状态和可靠性之间的关系;然后,根据所划分的振动可靠性区间并结合深度森林模型,提出了一种机组振动可靠性区间智能识别方法;最后,通过变负荷试验获取机组不同状态下的振动数据来对该方法进行验证。研究结果表明,该方法是一种有效的水轮发电机组振动可靠性区间智能识别方法。     

电网可靠性评估的反向等量配对负荷削减模型

为提高电网可靠性评估效率,提出基于潮流灵敏度的反向等量配对负荷削减模型。基于基态潮流的灵敏度信息,推导了故障状态下潮流灵敏度的解析表达式,实现了潮流灵敏度矩阵的快速求解;根据过载支路潮流对节点注入功率的灵敏度,给出了发电机出力调整和负荷控制节点的选取规则;在此基础上,基于潮流灵敏度的反向等量配对思想,提出了配对节点组功率调节量的修正公式,有效消除了传统方法在调整过程中平衡节点机组出力越限以及正常支路反复过载的拉锯现象,也同时避免了反复潮流校验过程,提高了系统状态分析速度。通过对RBTS、IEEE-RTS79与IEEE-RTS96系统测试仿真,验证了该模型的有效性和快速性。     

光伏系统模型的多时间尺度降阶

为了解决光伏接入的电力系统模型复杂和分析困难的问题,提出了一种简单实用的光伏发电系统模型降阶方法。综合考虑主电路及控制策略建立了光伏发电系统小信号模型,分解模型中的多时间尺度特性以确定快速状态和慢速状态,并用相对速度估计法验证了快慢状态分解的正确性,避免了由摄动参数选取不当引起的降阶前后系统稳定性不一致的问题。通过忽略快动态变量对原模型进行降阶,添加校正项得到了零阶近似模型和一阶近似模型。最后在MATLAB中分别对比了降阶模型、校正模型与详细模型的动态响应和计算误差。研究结果表明,降阶模型和校正模型均能够正确反映详细模型在小扰动下的动态响应,且在提高计算速度、简化分析过程方面有明显优势。     

电池储能跟踪发电计划及平抑风电波动的多目标优化控制

针对风电并网问题，综合考虑并网发电误差、时段功率波动和电池荷电状态，提出了一种电池储能补偿发电计划曲线误差及平抑风功率波动的多目标优化控制策略.首先，通过分析风储联合发电特性，建立包含多项考核指标的评价体系，并构建电池储能系统输出功率的多目标优化控制模型；然后，结合NSGA-Ⅱ智能优化算法及模糊综合评价方法对多目标优化控制模型进行求解和决策，实时优化电池储能系统的输出功率指令；最后，基于某风电站的实测发电数据进行对比仿真，验证所提出的多目标优化控制策略能够在有效提高跟踪发电计划曲线的能力、降低风功率频繁波动的前提下，通过优化电池储能系统有功出力及荷电状态来延长储能电池的使用寿命.     

基于参数化降阶模型的非线性气动弹性高效分析

针对非线性气动弹性分析时需要在时域求解多个流场参数条件下结构运动方程而造成的计算消耗过大的问题，提出了一种适用于参数变化时非定常流场高效计算的参数化降阶模型，不仅可以应用于计算机翼等结构的总体气动力还可以得到每个时刻的结构表面的流场数据分布，并成功应用于典型机翼的跨声速颤振边界的计算，大大地提高了计算效率.结果显示，单流场条件时降阶模型的计算速度比直接使用时域分析方法提高了3倍；在计算多流场参数条件下，参数化降阶模型相比于使用单流场降阶模型计算速度提高了3.5倍，相较于时域分析方法提高了10倍.     

融合分层抽样和动态抽样的多状态网络可靠度M-C估计算法

基于多状态网络可靠度的Monte-Carlo(M-C)估计算法, 考虑融合分层抽样和动态抽样的M C估计算法. 先在基于状态树搜索分层抽样方法的基础上, 通过设定概率阈值α改变分层原则, 使分层抽样便于实现; 再利用动态抽样, 在产生网络无效状态时动态生成网络各边的容量值, 从而不需对所有边进行抽样即可产生无效网络状态, 缩短了仿真时间. 仿真实验表明, 动态抽样能缩短仿真时间, 但优势会随着网络可靠度的增大而逐步消失, 较适用于可靠度低的多状态网络.     

基于ESPN的制造系统多任务可靠性研究

以一个有三台机床并同时进行多个加工任务的制造单元为例,采用扩展随机Petri网对其进行多任务可靠性建模,该模型不仅可以适应任意分布的制造系统,同时克服了传统的可靠性建模方法无法兼顾制造系统生产过程的时间动态特性.在此基础上基于Petri网行为表达式,并将矩母函数思想引入其中,则不必生成可达标识图就可通过计算模型的传递函数,进而得到整个系统的多任务可靠度,由此可以更直观地反映具有多种加工任务的整个制造系统的运行性能.     

互联发电系统可靠性的数字仿真研究

本文提出了一种采用数字计算机仿真技术(DCST)对互联发电系统可靠性指标进行分析与计算的仿真算法。建立了相应的互联发电系统可靠性DCST仿真计算模型.并采用此算法对IEEE-RTS可靠性试验系统进行了仿真计算。结果表明:采用本方法计算简便、结果准确、速度较快,而且可以适应更复杂模型的计算。从而为大型互联发电系统可靠性指标的分析与计算提供了一种实用的方法。     

基于成本与时效的铁路空车调配优化模型研究

针对既有的铁路空车调配问题研究缺乏可靠性,且模型多数使用货主满意度的情况,本文提出了一种考虑时效性的空车调配多目标优化方法。通过分析铁路空车调配过程,基于成本与时效性,定义了空车调配过程的可靠性,建立了运输企业成本最小和运输效益最大的多目标优化模型,并计算得到整个过程的可靠性值。最后,应用LINGO编程软件进行了实例计算,与既有研究方法比较的结果表明,该方法的实用性良好。     

考虑中介状态的多层钢结构抗震可靠性分析

针对传统结构可靠性分析仅考虑“安全-失效”二级工作模式,而实际工程中往往存在中介状态的问题,考虑了结构的“安全-中介-失效”三级工作模式,利用地震作用下结构底部剪力、层剪力等的概率分布特点,建立了具有中介状态的多层钢框架结构抗震可靠性分析方法。为石油行业多层钢结构的抗震性分析提供了依据。     

基于迭代均值组合近似模型和序贯优化与可靠性评估法的船舶结构优化设计

针对传统可靠性优化方法不能同时保证大型船舶结构计算效率与精度的问题,在船舶结构优化设计中考虑设计变量的不确定性,通过迭代均值组合(ER)近似模型和粒子群算法(PSO)提高序贯优化与可靠性评估(SORA)法的计算效率和精度,建立了改进的可靠性优化设计流程并解决了多用途船舱段的可靠性优化问题.其中:SORA法将可靠性分析与优化过程解耦,并提高了可靠性优化效率;PSO保证了SORA法优化所获全局最优解的计算效率;ER近似模型能够以最少的采样点建立满足精度要求的近似模型,并代替最有可能的失效点(MPP)和优化过程中耗时的有限元计算.多用途船舱段的可靠性优化结果表明:可靠性优化相较于确定性优化更有实际意义;改进的可靠性优化设计流程在保证计算精度的同时能够显著降低计算成本.     

基于Petri网的井下煤仓可靠性分析

采用Petri网原理、针对矿井运输系统中柔性部件－煤仓,建立其Petri网模型,并通过随机过程理论计算了煤仓的有效度,从而给出了计算煤仓有效度的一个新的方法。     

GO法与故障树可靠性建模的比较研究

ＧＯ法与故障树（ＦＴＡ）是两种不同的系统可靠性分析方法,二者在建模的方法上存在明显差异⒀通过实例对ＧＯ法和ＦＴＡ的建模进行了比较,分析了二者之间的异同点,并进一步说明了两种方法各自的使用范围和优缺点⒀ＧＯ法是以成功状态为导向, 从系统能够正常运行或信号流能正常通过的状态中得到系统的模型; 而ＦＴＡ正相反, 它是以故障状态为导向, 在系统故障状态下逐级查找造成系统故障的原因,从而得到系统的模型⒀与ＦＴＡ相比,ＧＯ法具有模型结构紧凑,易于修改、核实等优点, 同时对于分析多状态、有时序和流程性系统的可靠性具有独特的优势     

考虑故障零件更换时间的温贮备串联系统可靠性

以2个部件的串联系统为例,为每个部件配1个相同的备件,并为系统安排2个修理工对其进行维护.在考虑修理工可协同工作和故障部件更换需要时间的情况下,以保证系统正常工作为前提,建立该系统模型.通过状态转移率矩阵,建立了系统可用度、可靠度、故障频率及首次故障前平均时间等可靠性指标的计算模型.计算结果表明,系统稳态可用度随子系统部件寿命增长而增长,并且当两子系统部件寿命相当时系统稳态可用度增益最明显.本研究为进一步研究复杂机械系统的可靠性提供了理论基础.