Space Transformation-Based Interdependency Modelling for Probabilistic Load Flow Analysis of Power Systems

Dependence among random input variables affects importantly the results of probabilistic load flow(PLF),system economic operation,and system security.To solve this problem,the main objectiveness of the paper is to analyze the performance of several schemes for simulating correlated variables combined with the point estimate method(PEM).Unlike the existing works that considering one single scheme combined with Monte Carlo simulation(MCS) or PEM,by neglecting the correlation among random input variables,four schemes were presented for disposing the dependence of correlated random variables,including Nataf transformation /polynomial normal transformation(PINT) combined with orthogonal transformation(OT) / elementary transformation(ET).Combining with the 2m+1 approach of PEM,a space transformation-based formulation was proposed and adopted for solving the PLF.The proposed approach is applied in the modified IEEE 30-bus system while considering correlated wind generations and load demands.Numerical results show the effectiveness of the proposed approach compared with those obtained from the MCS.Results also show that the scheme of combining Nataf transformation and ET with PEM provides the best performance.     

基于扩展Nataf变换的交直流混合系统概率潮流计算方法

随着新型电力系统高比例新能源与高比例电力电子化的“双高”特征日益凸显，交直流混合已成为我国电力系统的典型特征。伴随着可再生能源出力的随机性，交直流混合系统的潮流也表现出随机性。为此，本文提出一种基于扩展Nataf变换和拉丁超立方采样的交直流混合系统概率潮流计算方法。首先，本文建立了适用于概率潮流计算的交直流混合系统潮流模型。同时，针对Nataf变换无法处理源荷相关系数矩阵非正定的情况，本文采用一种基于奇异值分解的扩展Nataf变换，并结合拉丁超立方采样进行交直流混合系统的概率潮流计算。此外，针对传统Gram-charlier级数存在节点电压幅值等状态变量概率为负值的情况，本文提出一种C型Gram-charlier级数以解决该问题。最后，在改进的57节点交直流混合系统中验证了所提方法的有效性。     

考虑随机变量相关性的桥梁地震易损性分析

引入Nataf变换,结合均匀设计响应面法,提出了一种综合考虑地震动和结构不确定性及结构参数相关性的桥梁地震易损性分析方法.以一多跨连续梁桥为研究对象,分别对算例桥梁在考虑与不考虑结构参数相关性情况下进行了地震易损性分析.同时,分析了考虑结构参数变量相关性对结构易损性分析和响应面模型精度的影响.结果表明:本文方法可以有效考虑结构参数之间的相关性,且考虑变量相关性后建立的响应面能够更好地拟合结构真实的极限状态函数曲面;桥梁结构在各个破坏状态下的失效概率均有一定程度的降低;忽略结构参数相关性的影响,可能会低估桥梁结构在地震作用下的抗震性能.     

考虑风电相关系数矩阵非正定的概率潮流计算

高比例风电并网导致电力系统的随机性因素急剧增加,概率潮流计算是电力系统运行和规划的必要工具.提出一种可灵活处理相关系数矩阵非正定的概率潮流方法.该算法通过改进近似贝叶斯计算,和结合奇异值分解的Nataf变换得到考虑相关性的状态变量样本,通过误差函数快速计算和比照统计特征值,进而将状态变量概率分布求解问题转变为一种参数反演问题.基于IEEE-30节点系统的仿真结果验证了所提方法的计算精度和时效性.     

考虑概率潮流的分布式电源优化配置

为了解决电动汽车和分布式电源并网为电力系统带来的较强的随机性、间歇性和相关性的问题,以分布式电源和电动汽车的概率模型为基础,建立了以分布式电源总费用、供电可靠性和有功网损为目标函数的优化配置模型,将概率潮流计算嵌入基于成功历史的自适应参数差分进化算法求解目标函数。采用无迹变换利用输入随机变量的均值和协方差近似描述系统状态变量统计特性,直接方便地处理具有不确定性的随机变量。然后利用径向基神经网络求解功率方程,避免了计算雅可比矩阵和偏导,减少了算法运行时间。最后采用基于成功历史的自适应参数差分进化法并行计算多目标函数。通过IEEE33节点配电系统进行仿真,验证了该方法的有效性和高效性,节约了规划成本。     

计及相关性的改进均值一阶鞍点估计概率潮流计算

概率潮流是用于计算具有不确定性电力系统运行的重要工具。许多已知的算法都是假定给定的概率密度函数来模拟随机变量的不确定性,形成参数概率潮流工具。但是随机变量的不确定性可能不会落在标准的概率密度函数中,因此提出了非参数模型即均值一阶鞍点估计模型。均值一阶鞍点估计法要求输入变量相互独立,针对这种情况,提出利用Cholesky分解将相关的输入变量转化成不相关的变量,同时为了解决一些输入变量的累积量母函数不能用显函数表示的情况,提出采用Taylor级数展开。该方法在求解输出变量概率密度函数和累积分布函数时,不需要积分或者微分。最后,在改进的IEEE34节点系统上进行仿真,结果表明所提算法的有效性和实用性。     

基于随机场正交展开理论的Cell-based随机光滑有限元方法

为解决工程结构中随机参数大变异问题,提出基于正交展开理论的Cell-based随机光滑有限元方法.该方法采用Karhunen-Loève级数将随机场分解为不相关随机变量,再使用混沌多项式将位移随机响应展开,将展开后的随机场及位移响应引入到Cell-based光滑有限元中.详细推导了基于正交展开理论的Cell-based随机光滑有限元平衡方程,进一步给出了结构位移均值与协方差矩阵的计算公式,具有对网格要求低、计算精度高的优点,并对材料特性具有随机性的带孔方板的随机响应问题进行了分析,数值算例结果表明该方法是正确有效的.     

广义随机空间内的一次可靠度分析方法

在广义随机空间内，采用等概率变换原则，提出了一个新的可靠度分析 方法．该法计算过程比较简便，尤其对于相关随机变量的可靠度分析问题，由 于不需要从相关随机向量到独立随机向量的变换，计算上更为简便．分析结 果表明，本文建议的方法和ＪＣ法具有相同的精度．     

机械结构随机响应统计矩的计算方法

提出了一种计算具有不确定参数(随机载荷、材料、几何尺寸)的机械结构随机响应统计矩的实用方法.采用Chebyshev多项式节点划分基本随机变量水平,开展实验设计.利用Chebyshev多项式拟合机械结构随机响应与基本随机变量的函数关系,使用降维积分技术求解机械结构随机响应的概率统计矩.数字算例表明所提方法具有较高的计算效率和求解精度,通用性强,可以用于复杂机械结构随机响应的概率分析中.     

用多视技术抑制SAR图像斑点的新方法

为抑制合成孔径雷达图像中的相干斑,提出了一种新的滤波方法。利用多视技术,定义一个参数向量来描述场景中每一点,并估计其协方差矩阵。对该矩阵进行主成分分析,分解为代表信号子空间和噪声子空间的两个子阵。根据矩阵特征值能量集中程度,判定当前点处于何种区域,并采取不同的滤波策略。信号子空间中包含目标边界特征,将参数向量中非直流部分投影到信号子空间,得到场景内目标细节信息,然后据此估计场景各点的雷达反射截面(RCS)。对比已有的几种斑点滤波方法,该方法更有效地保持了目标细节,并且斑点抑制不逊色。由于无需假定统计分布模型,也不依赖对ENL的估计,新方法有很好的普适性。     

Stabilization of linear systems with distributed input delay using reduction transformation

We propose a new stabilization method for linear systems with distributed input delay via reduction transformation and Riccati equation approach.In the presented stabilization scheme,the gain matrix of controller is constructed by the well-known linear control technique for delay-free systems.The transformation kernel matrix can be determined by solving the non-symmetric matrix Riccati equation backward with the boundary condition.When point delay systems are considered,it will be shown that the proposed control law degenerates to the standard one for input delay systems.     

关于服从二维指数分布的非独立随机变量线性组合分布的修正

通过建立二维随机变量(X,Y)的线性组合αX+βY的概率密度函数的推导公式,给出了在可靠性工程中应用最广泛的二维指数分布的线性组合的概率分布.     

概率约束规划的概率目标模型及其解法

本文在介绍随机规划、概率约束规划及其解法的基础上,提出了概率约束规划的概率目标模型,并给出了概率目标模型的具体解法及计算程序,且与原模型及其解法进行了比较.     

康威-麦斯威尔-泊松分布及其统计与概率性质

康威-麦斯威尔-泊松分布是一个有用的离散分布,它是扩展的两参数泊松分布,有关此分布的统计和概率性质被广泛研究和探索;文章以矩母函数为工具讨论了该分布的数字特征和矩,给出了参数点估计的隐式方程和费希尔信息矩阵;最后研究了参数的共轭分布、共轭分布的边际分布和条件分布.     

刚性陶瓷瓦热防护系统概率设计分析方法

针对高超声速飞行器中广泛应用的陶瓷瓦热防护系统,结合有限元法和蒙特卡洛模拟建立了其概率热分析系统,提出了刚性陶瓷瓦热防护系统尺寸概率设计方法。建立了刚性陶瓷瓦热防护系统的二维有限元模型,考虑了热传导系数、比热容和表面辐射率等材料属性参数以及热防护系统各层厚度的不确定性,得到系统温度场的概率分布特性和系统热防护性能对各参数的灵敏度,并对系统的热可靠性进行了评估。算例表明:文中提出的方法对热防护系统设计过程中合理确定陶瓷瓦厚度和在保证系统性能的前提下有效减轻重量具有指导价值。     

参数不确定结构平稳随机响应虚拟激励摄动方法

基于虚拟激励法建立了平稳随机荷载作用下参数不确定结构随机响应分析的虚拟激励摄动方法.首先应用虚拟激励法将原复合随机问题精确地转化为单随机问题,进而推导了随机响应对不确定参数的灵敏度计算公式.随后由Taylor级数展开得到结构平稳随机响应对不确定性参数的摄动列武,并按数理统计方法得到响应的概率特征.最后应用建立的摄动方法...     

非正态变量下结构可靠性的概率积分方法

通过对结构性问题中计算失效概念积分经典方法不足之处的研究，提出了一咱更为有效和精确的计算基本随机变量分布为非正态分布，而且极限状态函数为非线性时的概率积分方法。     

压电结构作动/传感器配置优化

提出了一种压电结构中作动／传感器优化配置的新方法．首先用有限元方法建立结构的动力学方程，并用模态方法进行降阶，然后通过Lyapunov方程分别求解扰动输入和作动器输入的能控性Grammian矩阵，通过使作动器输入的能控性矩阵向量在扰动能控性矩阵上投影长度的平方和最大值得到压电作动器的最优位置，同样的思想用于确定传感器的最优位置。     

基于Liouville方程的管节点疲劳寿命可靠度预测方法

通过建立Liouville概率密度演化方程来求解疲劳裂纹扩展尺寸的概率密度函数,以预测海洋平台管节点疲劳寿命的可靠度.通过频域与时域计算相结合的方式分析交变应力的随机过程统计特性,采用基于标准正交基的随机过程展开法,将结构交变应力的随机过程分解为确定时间函数与独立随机变量系的线性组合形式,将裂纹扩展速率方程变换为第一类随机微分方程,从而建立了Liouville概率密度演化方程,并运用数值方法对其求解.同时,通过算例验证了该方法的有效性.结果表明,所提出的方法与Monte-Carlo模拟方法的计算结果较吻合.     

基于拉普拉斯变换技术的配电网概率潮流算法

由于分布式光伏电源接入地区配电网后,其随机性和相关性使得潮流变化具有一定的不确定性,因此针对光伏电源及波动负荷的不确定性,提出了一种基于拉普拉斯变换技术的半不变量法配电网概率潮流计算.通过拉普拉斯变换特性利用半不变量有效估计随机变量的概率密度函数或累积分布函数,进而描述含分布式光伏电源接入配电网的随机变化情况.为了验证组合半不变量和拉普拉斯变换技术,将仿真结果与蒙特卡洛模拟和基于最大熵原理的半不变量方法进行比较.IEEE-33节点算例表明所提方法具有较高的计算精度和较快的计算速度,与基于最大熵原理的半不变量法相比计算负担更低.