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电工技术学报 2016年第10期31卷 193-206页

作者：蒋程王硕王宝庆张建华赵天阳国网北京房山供电公司北京100031 华北电力大学电气与电子工程学院北京102206

基于随机抽样的蒙特卡罗方法(MC_RS)由于原理简单、易于实现,常用于电力系统的可靠性评估,但在大规模风电接入,特别是以单个小容量的机组接入的情况下会存在样本容量大、效率低等不足。因此提出使用基于拉丁超立方采样的蒙特卡罗(MC_LHS... 详细信息

基于随机抽样的蒙特卡罗方法(MC_RS)由于原理简单、易于实现,常用于电力系统的可靠性评估,但在大规模风电接入,特别是以单个小容量的机组接入的情况下会存在样本容量大、效率低等不足。因此提出使用基于拉丁超立方采样的蒙特卡罗(MC_LHS)方法来解决含风电的电力系统概率可靠性评估问题,此方法由于使用了拉丁超立方采样,能有效地改善样本值对输入随机变量的分布空间的覆盖程度和使用Cholesky分解来降低输入变量之间的相关性系数,从而提高了采样效率、增加收敛速度和提高评估准确度。把提出的MC_LHS方法应用到改进IEEE-RTS79算例中,并与常规MC_RS进行比较,结果验证了该方法的有效性。

关键词：概率可靠性评估电力系统拉丁超立方采样风电 Cholesky分解

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基于概率可靠性评估的永磁直驱风机低电压穿越控制模型参数辨识

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中国电力 2021年第12期54卷 102-111页

作者：乔腾张益铭曹一家王力袁清智能电网运行与控制湖南省重点实验室长沙理工大学电气与信息工程学院湖南长沙410114 可再生能源电力技术湖南省重点实验室湖南长沙410114

参数的准确获取有助于提高永磁直驱风机低电压穿越控制模型的仿真精度。复杂模型不仅存在参数多、无法全部测试获取的问题,非目标参数的不精确状况也会影响到目标参数辨识的准确度。通过灵敏度分析判断参数获取的难易程度,作为选择辨识... 详细信息

参数的准确获取有助于提高永磁直驱风机低电压穿越控制模型的仿真精度。复杂模型不仅存在参数多、无法全部测试获取的问题,非目标参数的不精确状况也会影响到目标参数辨识的准确度。通过灵敏度分析判断参数获取的难易程度,作为选择辨识顺序的依据。将非目标参数随机设置在经验范围内,采用概率可靠性评估方法选取用于准确辨识目标参数的观测变量。针对目标参数,采取兼顾辨识优先顺序和对应观测变量选取的分步辨识策略,获取高概率可靠性的辨识结果作为最终参数值,消除非目标参数设置不准确的影响。基于所提方法,对永磁直驱风机低电压穿越控制模型中目标参数进行理论辨识,并通过实测数据进行验证。

关键词：永磁直驱风机参数辨识灵敏度分析概率可靠性评估低电压穿越控制模型

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计及相关性的电-气互联系统概率可靠性评估方法

计及相关性的电-气互联系统概率可靠性评估方法

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作者：张雪寒华南理工大学

学位级别：硕士

能源是人类赖以生存和发展的基础,风电等可再生能源的大规模利用在解决能源危机的同时也因其出力不可控的特点,对电网的调控能力带来挑战。多能互补、多网融合的能源互联系统可以促进可再生能源的高效安全利用,其中最为常见的能源互联... 详细信息

能源是人类赖以生存和发展的基础,风电等可再生能源的大规模利用在解决能源危机的同时也因其出力不可控的特点,对电网的调控能力带来挑战。多能互补、多网融合的能源互联系统可以促进可再生能源的高效安全利用,其中最为常见的能源互联系统是天然气网络和电力网络结合成的电-气互联系统。随着气电耦合的增强、系统规模的扩大,如何定量评估电-气互联系统的可靠性,对保障互联系统的安全和稳定运行具有十分重要的意义。可再生能源渗透率的不断提高和电-气互联系统中各种类型用户数量的增加使得系统中存在大量的随机性因素,同时地理相近的风电厂风速之间、负荷功率之间都存在相关性的问题。如果将可再生能源和负荷的随机性和相关性从概率的角度加以描述,并把可再生能源出力和负荷功率都看作整个系统的输入随机变量,那么最终输出的可靠性指标也将是含有大量概率信息的随机变量,这就是概率可靠性评估的过程。本文旨在研究电-气互联系统的概率可靠性评估方法,并计及相关性对系统可靠性的影响。首先建立了风速和负荷的概率分布模型,并针对输入变量间存在相关性且传统相关矩阵法无法处理非正态变量的问题,采用Nataf逆变换进行相关性的描述。其中针对相关系数的转换过程的方程计算难度较大的问题,利用Hermite级数展开式得到其近似的一维多项式方程,大大简化了求解过程,并用实例验证了此方法的正确性和有效性。接下来分别提出了基于蒙特卡洛法和点估计法的概率可靠性评估方法,重点研究了点估计法的基本理论,指出三点估计法的适用性。针对传统点估计法无法处理相关性变量的问题,基于上述的Nataf逆变换对输入变量进行了处理。然后以改进的IEEE RBTS-Bus6馈线F4系统和改进的NGS10节点天然气系统组成的电-气互联系统为例,分别用蒙特卡洛法和点估计法进行可靠性评估,对比所得可靠性指标可知点估计法的精度与蒙特卡洛法相当,而计算效率高很多。最后进一步研究了相关性和电-气耦合程度对系统可靠性的影响。

关键词：电-气互联系统概率可靠性评估点估计法 Nataf逆变换相关性

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随机车流荷载作用下既有混凝土梁桥考虑弯剪复合受力的结构可靠性评估

随机车流荷载作用下既有混凝土梁桥考虑弯剪复合受力的结构可靠性...

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作者：李涛广州大学

学位级别：硕士

基于实测车流荷载数据进行在役桥梁结构响应分析与可靠性评估,是真实掌握桥梁运营荷载状态及结构安全性的重要手段,目前这一研究主要针对桥梁单一力学状态的可靠性分析(弯曲、剪切、轴拉等)。然而,桥梁在外部荷载作用下通常会出现复杂... 详细信息

基于实测车流荷载数据进行在役桥梁结构响应分析与可靠性评估,是真实掌握桥梁运营荷载状态及结构安全性的重要手段,目前这一研究主要针对桥梁单一力学状态的可靠性分析(弯曲、剪切、轴拉等)。然而,桥梁在外部荷载作用下通常会出现复杂的力学行为,如弯剪复合、压弯复合、弯剪扭复合等,复合受力往往会成为控制结构安全的重要失效模式。目前针对结构复合受力主要关注抗力层面,通过试验手段研究给定构造设计的抗复合受力的需求;然而,随机交通荷载作用下桥梁的内力效应也呈现复合特征,这一规律未引起足够重视,在当前我国超载重载非常严重的情势下,这一问题对在役桥梁的结构安全尤为关键。为此,本文主要开展了如下研究:(1)建立了梁桥弯剪复合受力的概率可靠性评估方法,形成了基本评估框架。首先,给出了弯剪复合受力的桥梁可靠性评估主要内容及关键技术;其次,本研究针对复合受力的可靠性评估方法归纳了两种策略:一是基于失效路径推导出最不利可靠度计算平面的路径法,二是采用Lamé曲线模型建立弯-剪复合失效的功能函数方法;最后,针对构建功能函数所对应的多变量非线性极限状态方程,通过基于梯度直接微分的非线性计算方法(i-HLRF)求解桥梁的弯-剪复合的可靠度指标,并通过算例验证了这种可靠度计算方法的精确度在0.1%内并且具有良好的收敛性。(2)针对量大面广中小跨径桥梁承受超载车作用的安全性问题,研究了超重车作用下桥梁复合受力行为的可靠性评估。首先,基于AASHTO推荐的MCFT理论建立弯剪耦合抗力的概率模型;其次,结合实际地点的车辆荷载WIM数据,建立了超载车荷载模型,并分析了超载车作用下弯剪复合荷载效应的分布规律;最后,分别采用路径法和Lamé曲线功能函数法,结合某一工程案例详细说明了关键控制截面的弯剪复合受力的结构可靠性。研究结果表明:在这些弯、剪效应都较为显著的截面,弯剪复合作用的失效概率要大于纯弯或者纯剪等单一作用。(3)为准确反映桥梁实际服役中复合受力行为的时间演变特性,开展了随机车流作用下的概率可靠性评估。首先,以我国某单向两车道高速公路的WIM数据为基础,借助极值理论构建了复合荷载效应模型,并按论文建立的复合受力行为的基本评估框架对上述工程案例进行可靠度指标计算比对;然后根据现有掌握的桥梁运营荷载信息及结构性能退化情况,结合修正压力场理论建立弯剪抗力退化时变模型,分析桥梁在弯剪复合受力状态下的时变可靠性。结果表明在实际日常运营过程中,考虑弯剪复合受力的状态下比单一受力状态更不利且随运营时间增长影响更大。论文分别建立了重载车辆及随机车流作用下复合受力行为的概率可靠性评估体系,通过某一工程案例详细说明了该评估体系的实施过程与效果。虽然研究对象集中于梁桥的弯剪复合受力问题,但相关研究思路可以推广于任意复合受力失效模式的桥梁结构在随机荷载作用下的安全评估分析,这为改进现有规范的设计理论和方法,厘清桥梁结构在复合受力行为下的概率可靠性评估提供了参考。

关键词：桥梁工程随机车流荷载弯剪复合受力失效路径概率可靠性评估

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基于改进层次分析法和PSS/E的电磁环网解环方案评估

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电力系统及其自动化学报 2017年第12期29卷 76-82页

作者：徐潇源赵建伟严正冯楠崔勇李建华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200240 国家电网上海市电力公司电力科学研究院上海200437 华东电网有限公司上海200120

随着特高压线路的接入和电网规模不断扩大,电网结构日益复杂,甚至会出现1 000 kV/500 kV/220 kV等3级电磁环网。因此有必要综合分析各种解环方案,选择最优的电网架构。传统方法一般基于BPA或PSASP进行潮流和稳定分析,分析效率较低且无... 详细信息

随着特高压线路的接入和电网规模不断扩大,电网结构日益复杂,甚至会出现1 000 kV/500 kV/220 kV等3级电磁环网。因此有必要综合分析各种解环方案,选择最优的电网架构。传统方法一般基于BPA或PSASP进行潮流和稳定分析,分析效率较低且无法综合比较备选方案的优劣。本文研究了基于改进层次分析法和PSS/E的电磁环网解环方案评估方法。首先,研究了改进层次分析法理论,相比于层次分析法,改进层次分析法在获得判断矩阵时使用三标度法取代九标度法,降低了主观性对评价结果的影响,并利用最优传递矩阵构造判断矩阵,省略了一致性检验步骤。其次,本文综合考虑电网运行的经济性、安全性、稳定性和可靠性因素,建立了电磁环网解环方案的评价指标体系,并基于PSS/E和Python实现了电磁环网解环方案评价方法。最后,本文采用华东电网进行算例分析,验证了所提方法的有效性和解环方案的可行性。

关键词： PSS/E 电磁环网改进层次分析法概率可靠性评估

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公路桥梁分车道荷载差异及其对结构性能的影响研究

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作者：刘圆圆广州大学

学位级别：硕士

车辆荷载是桥梁结构的主要可变荷载,其高度的时间变异性和空间随机性,对桥梁结构安全与使用寿命是非常重要的风险源。近三十年,我国交通运输产业呈现爆发式增长,规范体系的荷载模型通常应用到特定地点的桥梁结构性能评估,往往呈现较大... 详细信息

车辆荷载是桥梁结构的主要可变荷载,其高度的时间变异性和空间随机性,对桥梁结构安全与使用寿命是非常重要的风险源。近三十年,我国交通运输产业呈现爆发式增长,规范体系的荷载模型通常应用到特定地点的桥梁结构性能评估,往往呈现较大的估计偏差,需要从实际车流荷载特性出发建立精细化的评估及设计用汽车荷载模型。多车道道路车辆运行的重要特性是按车型分车道行驶,这使得车道荷载会存在显著差异性,而这一特性未在现有规范体系中体现,可能引起桥梁车辆荷载效应分析的偏差。本文从公路桥梁多车道荷载特性、多梁结构在多车道荷载下的性能及整体式箱梁结构在多车道荷载下的性能等方面进行了研究。主要研究内容及成果包括:（1）以我国单向两车道,三车道和四车道高速公路的动态称重数据为基础,从车道选择行为,车流量、荷载和车重相关性的角度详细介绍了多车道货车的特性。研究结果表明,对于所研究的多车道动态称重（Weigh-in-motion,WIM）数据,货车流量和货车重量的车道差异性很大,特别当行车道数量较大时,该差异十分显著。重型货车基本上在高速公路的外侧两个行车道中行驶,造成内外车道荷载不一致。在5s的累积时间间隔内,连续货车的重量自相关系数超过9%,表明货车倾向于以较小但不可忽视的概率成排行驶。（2）基于多车道荷载特性,采用不同跨径的两车道、三车道及四车道的板梁、T形梁和箱梁等典型多梁混凝土桥梁进行分析,计算多车道货车载荷下的极限载荷和等效载荷效应,以评估多梁桥的承载力和疲劳性能。研究结果表明,同一座桥中每个主梁的交通荷载效应和可靠性指标存在很大差异,并且当行车道数量增加,跨径减小或横向联系较弱时,差异更为显著。这种差异里面,通常慢车道上的桥梁构件其荷载响应相对快车道上的构件更大,且安全与疲劳可靠度水平更低。需要强调的是,在多梁桥的设计或评估中应考虑各个梁的性能差异,以使每个主梁构件在实际的多车道货车荷载下都能达到所需的统一目标可靠性。（3）以整体式箱梁桥为例,建立同时考虑多车道交通荷载增长和结构抗力退化的概率可靠度评估框架。该框架的核心是依据桥梁检测数据更新有限元模型,建立交通量增长模型和抗力退化时变模型。通过某一工程案例,详细说明了该评估框架的实施过程与效果。研究结果表明,根据现有掌握的桥梁运营荷载信息及结构性能退化情况,在基准期内,桥梁跨中截面和支座处截面可靠度指标随着服役年限增加而逐年降低,但仍具有足够的安全储备,不需要对其进行加固等措施。

关键词：多车道桥梁车道荷载差异多梁式桥梁构件性能交通量增长材料性能退化车流模拟概率可靠性评估

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重载货车作用下梁桥基于弯剪复合受力的结构安全评估

重载货车作用下梁桥基于弯剪复合受力的结构安全评估

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第30届全国结构工程学术会议

作者：周军勇黄城谭泽寅李涛广州大学土木工程学院

基于弯剪荷载效应历程曲线与弯剪抗力包络线之间距离最短原则,提出了一种荷载效应失效路径方法将弯剪耦合的二元空间可靠度计算简化为一维问题进行分析,采用概率方法评估了一座典型钢筋混凝土梁桥在重载货车作用下的结构安全性。首先,根... 详细信息

基于弯剪荷载效应历程曲线与弯剪抗力包络线之间距离最短原则,提出了一种荷载效应失效路径方法将弯剪耦合的二元空间可靠度计算简化为一维问题进行分析,采用概率方法评估了一座典型钢筋混凝土梁桥在重载货车作用下的结构安全性。首先,根据AASHTO的修正压力场理论建立了梁桥弯剪耦合抗力包络线,并基于材料参数与几何参数的随机特性建立了弯剪耦合抗力的概率分布模型。其次,基于我国高速公路几组动态称重数据建立了典型重载货车的荷载模型,分析了弯剪耦合荷载效应时程及其与弯剪抗力包络线的关系;最后,建立了基于荷载效应失效路径的可靠度评估方法,分析了梁桥所有断面的弯剪耦合可靠度指标。研究结果表明:最不利弯剪组合效应并不一定是经验熟知的最大弯矩对应剪力或最大剪力对应弯矩,不考虑弯剪耦合进行纯弯或纯剪等单一失效模式可靠度评估,可能高估结构安全性达10%,说明在役梁桥在重载货车作用下的结构安全问题必须考虑弯剪耦合进行分析。

关键词：桥梁工程弯剪复合重载货车结构安全概率可靠性评估

来源： cnki会议评论

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