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基于随机响应面法的斜坡基桩水平承载可靠性分析

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湖南大学学报（自然科学版） 2022年第7期49卷 75-82页

作者：尹平保王杰张建仁王康长沙理工大学土木工程学院湖南长沙410114 桥梁工程安全控制教育部重点实验室(长沙理工大学) 湖南长沙410114

斜坡效应和参数不确定性均会影响斜坡段桥梁基桩水平承载特性及安全可靠性.首先,建立考虑斜坡效应的基桩简化受力模型,推导其内力分析的有限差分解;其次,基于随机响应面法,建立斜坡基桩水平承载可靠性分析的极限状态函数,利用一次二阶... 详细信息

斜坡效应和参数不确定性均会影响斜坡段桥梁基桩水平承载特性及安全可靠性.首先,建立考虑斜坡效应的基桩简化受力模型,推导其内力分析的有限差分解;其次,基于随机响应面法,建立斜坡基桩水平承载可靠性分析的极限状态函数,利用一次二阶矩法求解可靠度指标和失效概率,并对理论方法和程序的合理性进行对比验证;最后,结合工程实例探讨桩径、地基抗力比例系数、桩身弹性模量和水平荷载等对基桩水平承载可靠性的影响.结果表明:在水平位移失效模式下,桩径的变异性对基桩水平承载可靠性影响最大,基桩失效概率随斜坡效应折减系数增加而增大;在材料屈服失效模式下,基桩失效概率受参数变异性和斜坡效应的影响较小.对位于斜坡上的高桥墩基桩,应增大变形安全余量,确保基桩可靠.

关键词：桥梁工程斜坡基桩随机响应面法可靠性水平承载特性

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基于随机响应面法的主动配电网无功优化

电力系统自动化 2017年第13期41卷 30-38页

作者：张世达孙永辉赵景涛卫志农孙国强河海大学能源与电气学院江苏省南京市210098 国电南瑞科技股份有限公司江苏省南京市211106

考虑分布式电源(DG)的无功主动调控能力,计及状态变量的机会约束,建立主动配电网随机无功优化模型。通过非参数核密度估计对随机因素进行建模,进一步借助随机响应面法,研究适应于多种概率模型的概率潮流计算方法,用以判断状态变量是否... 详细信息

考虑分布式电源(DG)的无功主动调控能力,计及状态变量的机会约束,建立主动配电网随机无功优化模型。通过非参数核密度估计对随机因素进行建模,进一步借助随机响应面法,研究适应于多种概率模型的概率潮流计算方法,用以判断状态变量是否满足机会约束,并利用Nataf变换处理随机变量的相关性。结合基于粒子群的无功优化方法,对所建立模型进行求解。最后,基于修改过的IEEE 33节点和美国PG&E 69节点配电系统测试所提方法的正确性和有效性。算例表明所提概率潮流计算方法所得累积分布函数具有较高的精度,同时设计不同的场景,进一步表明所提模型和算法适应不同DG无功控制策略、可发现确定性优化方案的概率越界风险并调整解决。

关键词：主动配电网无功优化机会约束规划随机响应面法非参数核密度估计无功控制策略

计及高维随机变量的随机响应面法概率潮流计算

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中国电机工程学报 2018年第9期38卷 2551-2560页

作者：孙鑫陈金富段献忠鲁宗相强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学电气与电子工程学院) 湖北省武汉市430074 电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学电机系) 北京市海淀区100084

概率潮流计算能够处理电力系统中的各种不确定性因素,是可再生能源大规模接入背景下电力系统静态运行安全分析的重要工具。该文将奇异值分解技术和全概率理论引入随机响应面法概率潮流计算框架中,提出一种能够处理高维随机变量的概率潮... 详细信息

概率潮流计算能够处理电力系统中的各种不确定性因素,是可再生能源大规模接入背景下电力系统静态运行安全分析的重要工具。该文将奇异值分解技术和全概率理论引入随机响应面法概率潮流计算框架中,提出一种能够处理高维随机变量的概率潮流计算方法,并在概率潮流计算过程中考虑输电支路随机故障和常规发电机组的有功功率调度。采用标准测试系统对所提方法的有效性进行验证。算例仿真分析结果表明所提方法能够灵活处理多种类型的输入随机变量,并同时具有良好的计算效率和精度。

关键词：概率潮流随机响应面法奇异值分解全概率理论发电机调度

基于随机响应面法和弹性模量缩减法的结构可靠度分析

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华南理工大学学报（自然科学版） 2012年第4期40卷 125-130,168页

作者：余波杨显峰杨绿峰广西大学工程防灾与结构安全教育部重点实验室广西南宁530004 广西壮族自治区住房和城乡建设厅广西南宁530028

结合随机响应面法和弹性模量缩减法,提出了一种基于随机极限承载能力的结构可靠度分析方法.首先根据极限分析理论和广义屈服准则,建立了确定性极限承载能力分析的弹性模量缩减法;然后基于逐步回归分析和线性无关原则,提出了结构随机响... 详细信息

结合随机响应面法和弹性模量缩减法,提出了一种基于随机极限承载能力的结构可靠度分析方法.首先根据极限分析理论和广义屈服准则,建立了确定性极限承载能力分析的弹性模量缩减法;然后基于逐步回归分析和线性无关原则,提出了结构随机响应分析的新型随机响应面法;最后结合弹性模量缩减法和随机响应面法确定了随机极限承载能力的展开式,进而提出了基于随机极限承载能力的可靠度分析方法.算例分析表明,该方法直接建立随机极限承载能力和结构功能函数的展开式,在结构可靠度分析中具有较高的计算精度和效率.

关键词：随机极限承载能力弹性模量缩减法可靠度随机响应面法

基于径向基函数随机响应面法的综合能源系统概率能流计算

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中国电机工程学报 2022年第22期42卷 8075-8088页

作者：陈乾张沈习程浩忠王舒萍原凯宋毅韩丰电力传输与功率变换控制教育部重点实验室(上海交通大学电气工程系) 上海市闵行区200240 国网经济技术研究院有限公司北京市昌平区102209

该文提出一种基于径向基函数随机响应面法的综合能源系统概率能流计算方法。首先,推导热网节点温度方程,验证并分析混沌多项式随机响应面法和稀疏混沌多项式随机响应面法计算热网节点温度时的局限性;然后,建立径向基函数随机响应面模型... 详细信息

该文提出一种基于径向基函数随机响应面法的综合能源系统概率能流计算方法。首先,推导热网节点温度方程,验证并分析混沌多项式随机响应面法和稀疏混沌多项式随机响应面法计算热网节点温度时的局限性;然后,建立径向基函数随机响应面模型并利用线性多项式扩充模型,同时改进其配点方式。在此基础上,提出适用于综合能源系统概率能流计算的径向基函数随机响应面法并给出详细计算流程;最后,采用标准算例和实际算例进行有效性验证和性能评估。算例结果表明,该文所提方法在对含热网的综合能源系统进行概率能流计算时具有良好的计算精度和效率。

关键词：综合能源系统概率能流计算热网节点温度径向基函数随机响应面法

基于概率预测与随机响应面法的新能源孤岛配电网实时风险评估与调控策略

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电网技术 2023年第12期47卷 4948-4957页

作者：梁远升程康王钢李海锋张思捷徐真理徐征华南理工大学电力学院广东省广州市510641

高比例分布式电源的不确定性给孤岛配电网的稳定运行带来了的巨大的挑战。针对基于传统分布模型的源荷短期预测存在尖峰和重尾的缺点,采用双向长短时记忆(bidirectional long and short-term memory,BiLSTM)神经网络与非参数核密度法(ke... 详细信息

高比例分布式电源的不确定性给孤岛配电网的稳定运行带来了的巨大的挑战。针对基于传统分布模型的源荷短期预测存在尖峰和重尾的缺点,采用双向长短时记忆(bidirectional long and short-term memory,BiLSTM)神经网络与非参数核密度法(kernel density method,KDE)结合的方法,构建了多场景及不同时间尺度下源荷预测误差的分布模型;并在此基础上,系统多时段运行调控过程中,考虑短时气象的不确定性波动,采用混合整数二阶锥规划(mixed-integer second-order cone programming,MISOCP)对潮流模型进行松弛,并由随机响应面(stochastic response surface,SRSM)得到系统的概率潮流;基于随机响应面法改进Sobol’法,建立计及源荷不确定性的孤岛配电网运行风险的全局灵敏度分析模型。基于此提出一种基于Bi LSTM-SRSM法的风险实时风险评估及调控策略。最后,采用IEEE33节点的辐射型配电网系统验证了所提方法的可行性。

关键词：双向长短时记忆神经网络实时风险预警随机响应面法非参数核密度全局灵敏度

基于随机响应面法的电力系统仿真不确定性分析

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电力系统自动化 2011年第24期35卷 12-16,52页

作者：韩冬马进贺仁睦郭润睿中国科学院电工研究所北京市100190 电力系统保护与动态安全监控教育部重点实验室华北电力大学北京市102206

随机响应面法可克服传统方法仿真次数多、时间长的缺陷,仅需少量次数仿真便可快速估计出响应的不确定度。但由于电力系统的复杂性和强非线性,随机响应面法用于电力系统仿真仍有若干问题值得深入探讨。为使随机响应面法得到更广泛的应用... 详细信息

随机响应面法可克服传统方法仿真次数多、时间长的缺陷,仅需少量次数仿真便可快速估计出响应的不确定度。但由于电力系统的复杂性和强非线性,随机响应面法用于电力系统仿真仍有若干问题值得深入探讨。为使随机响应面法得到更广泛的应用,文中以蒙特卡洛模拟作为参照,详细探讨了配置点选取、参数服从经验概率分布或参数具有相关性时的不确定度等问题。此外,结合轨迹灵敏度法提出了多参数不确定性分析的策略,可大大减少用于不确定性分析的输入参数个数。算例分析表明了随机响应面法的有效性和适用性。

关键词：随机响应面法轨迹灵敏度法不确定性分析累积分布函数蒙特卡洛法电力系统仿真

基于随机响应面法的含风电电力系统小扰动稳定性分析

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电工技术学报 2017年第6期32卷 49-57页

作者：马燕峰刘佳闫纪源华北电力大学电气与电子工程学院保定071003

风力发电的不确定性对电力系统小扰动稳定性造成一定影响,而地理位置相近的风电场间的风速具有一定的相关性。本文建立双馈风电机组的动态模型,利用Nataf变换建立考虑风速相关性的风电场群模型,运用随机响应面法(SRSM),以风速作为输入,... 详细信息

风力发电的不确定性对电力系统小扰动稳定性造成一定影响,而地理位置相近的风电场间的风速具有一定的相关性。本文建立双馈风电机组的动态模型,利用Nataf变换建立考虑风速相关性的风电场群模型,运用随机响应面法(SRSM),以风速作为输入,系统特征值、阻尼比、频率作为输出,分析了系统的小扰动稳定性,同时应用基于线性无关原则的概率配点选取法,合理选择有效配点,提高了SRSM的计算效率。在10机39节点系统中将SRSM与蒙特卡罗法比较,结果显示SRSM计算结果准确可靠,计算时间远远少于蒙特卡罗法的计算时间,能够实现系统小扰动稳定性分析的快速评估。在是否考虑风速相关性两种情况下进行对比,结果表明:考虑风速相关性时系统小扰动分析结果的波动更小,对系统安全稳定运行具有更明确的指导意义。

关键词：风速相关性 Nataf变换随机响应面法小扰动稳定性概率配点选取

基于观点法的谱随机有限元分析——随机响应面法(英文)

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计算力学学报 2007年第2期24卷 173-180页

作者：黄淑萍上海交通大学土木工程系上海200240

提出了一种基于配点法的谱随机有限元分析方法-随机响应面法(SRSM),这种方法与已有的谱随机有限元方法(SSFEM)类似,都用Karhunen-Loeve级数扩展式表示输入随机场而计算结果的输出用多项式混沌展式表达。然而这两种方法采用了不同的方法... 详细信息

提出了一种基于配点法的谱随机有限元分析方法-随机响应面法(SRSM),这种方法与已有的谱随机有限元方法(SSFEM)类似,都用Karhunen-Loeve级数扩展式表示输入随机场而计算结果的输出用多项式混沌展式表达。然而这两种方法采用了不同的方法确定多项式混沌展式中的系数:SRSM利用概率最小二乘配点法而SSFEM利用概率Galerkin法。与解析的SSFEM相比,SRSM的优势在于有限元计算和随机分析计算不耦合,即可把通用有限元程序作为黑箱进行求解。与黑箱版的SSFEM相比,SRSM需要的样本计算更少。SRSM中的各配点来自高概率的区域并使均方差最小化,从而可用少量的样本计算获得较高的计算精度。算例突出了本文提出的方法的特点并显示此方法是有效的且有较高的计算精度。

关键词：随机有限元随机响应面法随机场 Karhunen-Loeve级数扩展多项式混沌展式