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基于嵌套优化的GA-PSO-BP神经网络短期风功率预测方法研究

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电网与清洁能源 2025年第2期41卷 138-146页

作者：刘翘楚王杰秦文萍张文博陈玉梅刘佳昕太原理工大学电力系统运行与控制山西省重点实验室山西太原030024 国网山西省电力公司吕梁供电公司山西吕梁033000

短期风电功率预测对于保障电力系统稳定运行具有重要意义。针对单一BP(back propagation)神经网络预测模型难以满足风电功率的强随机波动特性,结合遗传算法(geneticalgorithm,GA)和粒子群智能算法(particleswarm optimization,PSO),提... 详细信息

短期风电功率预测对于保障电力系统稳定运行具有重要意义。针对单一BP(back propagation)神经网络预测模型难以满足风电功率的强随机波动特性,结合遗传算法(geneticalgorithm,GA)和粒子群智能算法(particleswarm optimization,PSO),提出嵌套优化的GA-PSO-BP神经网络短期风电功率预测模型。建立内外双层嵌套的优化机制,内层机制中引入GA算法优化PSO算法学习因子,优化后PSO算法作为外层机制实现BP神经网络阈值和权值的优化。模拟风电数据预测结果表明,比起GA-BP、PSO-BP、长短期记忆网络(long short-term memory,LSTM)预测模型,所提嵌套优化模型在平均绝对误差(mean absolute error,MAE)、均方根误差(root mean squared error,RMSE)、决定系数R2 3个评价维度上均取得了最优值;利用山西某风电场不同月份、不同时段、不同波动特征的实际运行数据进行验证,预测结果表明MAE均小于0.02,R2均大于0.99,所提嵌套优化模型具有较高的预测精度和拟合程度。

关键词：风电功率预测 BP神经网络遗传算法粒子群算法嵌套优化

三相DC/AC变换器死区效应分析与精确补偿

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北京航空航天大学学报 2009年第12期35卷 1477-1482页

作者：张瑾齐铂金张少如秦文萍北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100191 河北师范大学物理科学与信息工程学院石家庄050016 太原理工大学电气与动力工程学院太原030024

在现有无死区控制方法的基础上,提出一种新的死区补偿策略.分析了死区效应以及开关器件非理想特性使逆变器输出电压产生畸变的原因,通过修正原始驱动信号,抑制了开关器件非理想特性对逆变器的影响,实现了死区效应的精确补偿.同时,改进... 详细信息

在现有无死区控制方法的基础上,提出一种新的死区补偿策略.分析了死区效应以及开关器件非理想特性使逆变器输出电压产生畸变的原因,通过修正原始驱动信号,抑制了开关器件非理想特性对逆变器的影响,实现了死区效应的精确补偿.同时,改进了电流方向检测电路,提高了电流方向在零点附近的检测精度.实验结果证实,所提补偿策略简单可行,与现有死区补偿方法相比,逆变器输出波形正弦度进一步提高,获得了更优的补偿效果.

关键词：电压源逆变器死区效应谐波畸变电流检测

基于负荷不确定性建模的静态电压稳定性风险评估

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中国电机工程学报 2016年第13期36卷 3470-3478,3366页

作者：白杨王鹏韩肖清秦文萍太原理工大学电气与动力工程学院山西省太原市030024

该文以负荷不确定性建模为基础,提出一种静态电压稳定性风险评估方法。负荷不确定性建模分3个阶段进行,其一采用改进模糊C均值聚类方法、Cholesky分解和多维正态分布抽样技术得到初始负荷波动模型;其二基于蒙特卡罗方法,建立可同时计及... 详细信息

该文以负荷不确定性建模为基础,提出一种静态电压稳定性风险评估方法。负荷不确定性建模分3个阶段进行,其一采用改进模糊C均值聚类方法、Cholesky分解和多维正态分布抽样技术得到初始负荷波动模型;其二基于蒙特卡罗方法,建立可同时计及负荷增长方向及功率因数随机变化、用来模拟多节点负荷持续增长情景的概率超圆锥体模型;其三以相关系数和互信息量为评判体系,根据负荷曲线相似度将节点分群,确定负荷出现同时增长的节点编号。之后,构建蒙特卡罗-连续潮流算法,植入负荷不确定性模型,提出4项分别针对节点、线路及系统的风险指标,得到完整的风险评估体系。该文以太原110k V电网为例,对比分析了含恒功率负荷模型系统与含综合负荷模型系统的风险水平、薄弱区域,验证了文中所提方法的准确性和有效性。

关键词：负荷不确定性建模概率超圆锥体模型节点分群连续潮流静态电压稳定性风险评估

基于密度峰值聚类及GRNN神经网络的光伏发电功率预测方法

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太阳能学报 2020年第9期41卷 184-190页

作者：姚宏民杜欣慧秦文萍太原理工大学电气与动力工程学院太原030024

提出一种基于密度峰值聚类和广义回归神经网络(general regression neural network,GRNN)的光伏发电功率短期预测方法。首先分析气象因素特征,计算统计指标构成天气特征向量;其次,为克服传统K均值聚类算法易陷入局部最优,需人为指定聚... 详细信息

提出一种基于密度峰值聚类和广义回归神经网络(general regression neural network,GRNN)的光伏发电功率短期预测方法。首先分析气象因素特征,计算统计指标构成天气特征向量;其次,为克服传统K均值聚类算法易陷入局部最优,需人为指定聚类中心等问题,采用密度峰值聚类算法对历史气象数据聚类识别;最终针对每一类簇构建GRNN预测模型。仿真结果表明,该文所述方法具有较高的预测精度,且在小样本环境下仍有良好的适用性。

关键词：聚类分析神经网络预测大数据光伏发电

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深水已有损伤缺陷桥墩的抗震性能分析

深水已有损伤缺陷桥墩的抗震性能分析

作者：秦文萍大连理工大学

学位级别：硕士

桥梁结构是生命线工程系统中的关键部分。近些年来,我国桥梁建设事业发展迅速,各种跨江、跨海的深水桥梁出现在人们的生活中。这些深水的桥梁结构在遭受地震作用时,会和周围的水体发生相互作用,从而动力特性会发生改变。尤其是在地震发... 详细信息

桥梁结构是生命线工程系统中的关键部分。近些年来,我国桥梁建设事业发展迅速,各种跨江、跨海的深水桥梁出现在人们的生活中。这些深水的桥梁结构在遭受地震作用时,会和周围的水体发生相互作用,从而动力特性会发生改变。尤其是在地震发生时,很多的桥梁结构已经经过了一段时间的服役期,由于周围环境的影响、疲劳荷载的作用以及其它一些偶然因素,必然会产生一定的损伤。这种累积的损伤会使结构的各项性能都发生退化,抵御地震灾害的能力有所降低。因此,研究这种处于深水中的已有损伤缺陷的桥梁结构的抗震性能显得非常重要。本文以已进行的桩基桥墩结构的振动台试验为基础,考虑动水压力的影响,建立桩基桥墩结构的有限元模型,通过ANSYS分析得出结构损伤程度和损伤结构在地震作用下的动力响应。最后用静力弹塑性方法对比分析了两种结构的抗震性能。主要内容包括三个方面：1建立损伤结构的恢复力骨架曲线。以三线型恢复力骨架曲线为基础,在受损结构或构件的恢复力模型的骨架曲线与完好构件的形状大致相同的前提下,详细介绍了钢筋锈蚀和混凝土产生裂缝后的恢复力骨架曲线参数的确定方法。通过一个桥墩的模型结构重点分析了由混凝土裂缝造成的结构的损伤对于恢复力曲线的影响。2确定受损的桩基桥墩结构的损伤程度并进行受损结构的动力时程分析。详细介绍了用ANSYS建立桩墩结构有限元模型的步骤,从损伤导致结构刚度衰减的角度通过和试验自振频率的对比确定结构的损伤程度,并从墩顶的加速度反应方面加以验证。最后通过输入一定峰值的地震波对完好结构和损伤结构进行动力时程的分析,对比墩顶的位移和加速度的峰值的变化情况,确定损伤对于结构的动力响应的影响。3对已有损伤的桩基桥墩结构进行Pushover分析。详细介绍了pushover分析方法的基本内容。重点介绍了能力谱和需求谱曲线的确定以及性能点的确定方法,结构塑性铰的定义以及水平力的加载模式等。通过采用均布加载和倒三角加载两种方式对损伤结构进行推覆分析,得到结构在8度多遇地震和8度罕遇地震下的性能点及塑性铰的位置,并与完好结构的推覆分析结果进行比对,确定损伤对结构的抗震性能的影响。

关键词：损伤桩基桥墩结构恢复力骨架曲线有限元 pushover分析

高铁场景下LTE空时编码联合智能天线波束成形技术研究

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高铁场景下LTE空时编码联合智能天线波束成形技术研究

作者：秦文萍西南交通大学

学位级别：硕士

高速铁路的迅猛发展给人们的出行带来了极大的快捷与舒适,但同时也对高铁信息处理技术提出了更高的要求。目前基于第二代公共移动无线通信系统的铁路专用数字通信系统GSM-R以窄带、话音通信为主,传输速率仅为100kbps左右,很难给列车上... 详细信息

高速铁路的迅猛发展给人们的出行带来了极大的快捷与舒适,但同时也对高铁信息处理技术提出了更高的要求。目前基于第二代公共移动无线通信系统的铁路专用数字通信系统GSM-R以窄带、话音通信为主,传输速率仅为100kbps左右,很难给列车上的旅客提供高速的数据业务,GSM-R向LTE-R演进势在必行。然而LTE-R与普通公网相比有更高的可靠性和安全性要求,需要一套更为有效的解决方案。鉴于此,本文将围绕下一代铁路专用无线通信系统抗干扰技术展开研究。首先,本文介绍了面向下一代铁路无线通信系统的空时编译码技术的机理,具体包括空时分组码,空时格码,分层空时码及其对应的检测/译码算法,并基于Matlab进行了仿真实现。文章结合不同编译码算法的复杂度、可实现性以及性能,对几种方案在高铁快时变环境下的适用性进行了评估。其次,文章基于高铁特定场景为波束赋形技术带来的契机与挑战,研究了基于位置信息的波束赋形算法,并对该算法在理想定位与非理想定位两种情况下的误码性能进行了仿真分析。针对存在定位误差的情况,提出将多根接收天线分别置于列车首尾的分布式波束成形算法,以获取额外的分集增益。理论剖析与仿真结果表明,本文所提方案具有较低的加权因子求解复杂度,并且在高铁场景下能取得更好的误码性能。另外,本文还研究了LTE空时编码与发射/接收波束赋形结合的传输机制,并将这种结合算法引入到高铁场景下。文章理论推导了结合模型的系统表达式,并以误码率为主要指标对完美信道估计与过时信道状态信息两种情况下的算法性能进行了仿真。仿真结果表明,完美信道估计条件下,结合算法能获得优于单纯STBC、BF算法的性能。针对过时信道状态信息的情况,引入基于AR模型的信道预测方法,并验证了所提方案在过时CSI情况下能给系统性能带来明显改善。

关键词：时变信道空时编码波束成形结合机制过时CSI 预测

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电力系统有功和无功功率充裕度评估

电力系统自动化 2014年第1期38卷 28-33页

作者：秦文萍王鹏韩肖清刘志娟太原理工大学电气与动力工程学院山西省太原市030024 南洋理工大学电机与电力工程系新加坡639798

无功功率与系统电压稳定及电压崩溃现象密切相关,其对系统稳定运行具有重要意义。然而,在传统可靠性评估中,很少计及无功功率的影响。文中分别从有功和无功功率两个角度对电力系统可靠性进行研究。在评估中,考虑了有功和无功功率短缺以... 详细信息

无功功率与系统电压稳定及电压崩溃现象密切相关,其对系统稳定运行具有重要意义。然而,在传统可靠性评估中,很少计及无功功率的影响。文中分别从有功和无功功率两个角度对电力系统可靠性进行研究。在评估中,考虑了有功和无功功率短缺以及由于系统故障引起的电压扰动问题,在事故后采用三级切负荷技术来确定有功和无功功率对电力系统可靠性的影响,并找出最经济的方法来缓解网络参数越限问题。

关键词：无功功率充裕度可靠性评估电压稳定性

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一种静态电压稳定判据的实用计算方法

太原理工大学学报 2008年第4期39卷 387-390页

作者：秦文萍太原理工大学电气与动力工程学院山西太原030024

在有功功率和无功功率失稳机理是相互联系而非各自独立理论的基础上,研究了电力系统固有的静态电压稳定特性。为了解决普通潮流方程在临界点处奇异的问题,将负荷看作可变导纳模型,并以视在功率差值的模来表示从系统运行点到电压临界崩... 详细信息

在有功功率和无功功率失稳机理是相互联系而非各自独立理论的基础上,研究了电力系统固有的静态电压稳定特性。为了解决普通潮流方程在临界点处奇异的问题,将负荷看作可变导纳模型,并以视在功率差值的模来表示从系统运行点到电压临界崩溃点的裕度指标,分析计算了山西省某局部电网的电压稳定性,可为电网运行人员提供技术指导。

关键词：电压稳定系统特性裕度指标负荷导纳模型

电力系统次同步振荡对风力发电机轴系疲劳损伤影响的可靠性分析

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太阳能学报 2017年第3期38卷 586-592页

作者：田宽引王鹏韩肖清秦文萍梁琛太原理工大学智能电网山西省高等学校重点实验室太原030024

为了分析电力系统发生次同步振荡时对双馈风力发电机轴系疲劳损伤程度的影响,根据2 MW级双馈风力发电机轴系机械结构,运用三质块等效数学模型,通过PSCAD软件仿真得到电力系统发生次同步振荡时风力发电机的电磁扭矩。基于雨流计数法按照... 详细信息

为了分析电力系统发生次同步振荡时对双馈风力发电机轴系疲劳损伤程度的影响,根据2 MW级双馈风力发电机轴系机械结构,运用三质块等效数学模型,通过PSCAD软件仿真得到电力系统发生次同步振荡时风力发电机的电磁扭矩。基于雨流计数法按照电磁扭矩振荡模型制作等效载荷谱。利用Solid Works软件建立风力发电机轴系变速齿轮有限元模型,并用ANSYS软件对其模型进行网格划分与静强度分析。基于S-N曲线理论与Miner线性疲劳累积损伤方法,通过Ncode软件计算风力发电机轴系齿轮在次同步振荡扭振载荷作用下的疲劳损伤程度。分析不同次同步振荡时长对风力发电机轴系齿轮部分疲劳损伤程度的影响。分析结果有助于预测风力发电机轴系齿轮部分使用寿命,提高风电系统安全可靠性。

关键词：双馈风力发电机次同步振荡行星齿轮模型有限元分析疲劳可靠性