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基于概率盒理论的负荷不确定性潮流计算

现代电子技术 2022年第1期45卷 104-109页

作者：丁家满陈芷欣昆明理工大学信息工程与自动化学院云南昆明650500

传统的确定性潮流计算只能获取在确定参数下电力系统的运行情况,但是在实际工作中这些影响系统运行的参数(如负荷)具有波动性。为了分析这些参数的波动性对系统运行带来的影响,提出了一种基于概率盒理论的负荷不确定性潮流计算。将概率... 详细信息

传统的确定性潮流计算只能获取在确定参数下电力系统的运行情况,但是在实际工作中这些影响系统运行的参数(如负荷)具有波动性。为了分析这些参数的波动性对系统运行带来的影响,提出了一种基于概率盒理论的负荷不确定性潮流计算。将概率盒理论应用于潮流计算当中,建立了一种基于概率盒的概率区间潮流模型并对其进行求解。以标准IEEE 30测试系统为例,首先分析负荷的分布特性,获得负荷的漂移区间并建立其概率盒模型;然后将负荷的概率盒等信度离散化并代入潮流方程中获得基于概率盒的潮流模型;最后使用牛顿法对该模型进行求解,并将潮流计算结果与蒙特卡洛方法进行对比分析。实验结果表明该方法有效可行,并且有更高的准确性。

关键词：潮流计算负荷不确定性概率盒理论概率分布漂移区间电力系统电力负荷证据理论

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基于证据理论的概率盒融合改进方法

昆明理工大学学报（自然科学版） 2018年第5期43卷 43-51页

作者：杜奕唐洪丁家满刘力强昆明理工大学城市学院云南昆明650051 昆明理工大学信息工程与自动化学院云南昆明650500

针对证据理论对不同特征融合缺乏统一的融合框架及在矛盾数据处理上的不合理性,通过分析证据理论与概率盒核心DSS之间的关系,论证了利用证据理论融合概率盒的可行性.通过对概率盒融合前的预处理得到了统一的融合框架,在对比了证据理论... 详细信息

针对证据理论对不同特征融合缺乏统一的融合框架及在矛盾数据处理上的不合理性,通过分析证据理论与概率盒核心DSS之间的关系,论证了利用证据理论融合概率盒的可行性.通过对概率盒融合前的预处理得到了统一的融合框架,在对比了证据理论和加权平均法融合概率盒方法的基础上,给出了利用加权平均法改进证据理论的概率盒融合算法.提出利用加权平均矛盾因子矩阵迫使矛盾焦元融合后的区间变窄,以此降低矛盾数据的不合理影响力.通过仿真实验证明了改进方法的有效性,并以滚动轴承故障信号为实例进行了图表对比与分析,结果表明改进方法能在不失证据合成规则推理性的前提下有效地处理矛盾焦元.

关键词：证据理论融合概率盒理论 DS结构体加权平均故障诊断

考虑高阶不确定性的园区综合能源微网能量流计算与优化方法

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考虑高阶不确定性的园区综合能源微网能量流计算与优化方法

作者：谢煜铨华南理工大学

学位级别：硕士

综合能源技术能有效地提高能源利用率和消纳可再生能源,近几年在新兴产业园区得到了广泛应用,形成了许多园区综合能源微网。由于园区综合能源微网中常含有光伏和光热等大量可再生能源,其出力的不确定波动对微网的安全运行带来不利影响... 详细信息

综合能源技术能有效地提高能源利用率和消纳可再生能源,近几年在新兴产业园区得到了广泛应用,形成了许多园区综合能源微网。由于园区综合能源微网中常含有光伏和光热等大量可再生能源,其出力的不确定波动对微网的安全运行带来不利影响。通常将微网中的不确定因素描述为随机变量,通过概率能量流计算及考虑不确定性的最优能量流计算对微网进行分析。然而,由于数据丢失、测量误差等原因,描述园区微网中节点功率波动的随机变量的分布参数可能存在不确定性,即高阶不确定性。因此,本文在考虑高阶不确定性的情况下,对园区综合能源微网能量流分析和优化计算方法展开研究。提出基于区间半不变量法(interval cumulant method,ICM)的冷热电联供(combined cooling heating and power,CCHP)园区微网区间概率能量流(interval probabilistic energy flow,IPEF)算法,采用参数化概率盒模型来描述输入功率的概率分布参数的不确定性,建立了CCHP园区微网的IPEF模型。在传统半不变量法的基础上,提出了基于仿射算术和区间算术的区间半不变量法,以求得各状态变量的概率盒。该算法在可能带来区间扩张的运算环节引入仿射算术以解决区间算术存在的区间扩张问题,使算法兼顾区间算术计算速度快与仿射算术计算精度高的优点。通过构建相关性转换矩阵,在IPEF计算中考虑了节点注入功率之间的相关性问题,提高计算结果的准确性。在某个CCHP园区微网算例中进行仿真计算,结果表明所提出算法具有较高的准确性,且计算效率显著高于双层蒙特卡罗法。由于ICM基于线性化的能量流方程,求解CCHP园区微网的IPEF问题时只能保证在不确定功率波动范围较小情况下有足够的计算精度。为此,在传统点估计法的基础上,提出了基于仿射算术的区间点估计法(affine arithmetic-based interval point estimation method,AIPEM)用于IPEF计算,通过在输入随机变量的概率盒中取2m+1个样本区间并逐一进行区间能量流计算,近似估计输出变量的各阶矩区间。在计算过程中引入仿射算术进行区间计算以减小区间扩张,并针对仿射乘/除法计算所造成额外噪声元累积问题,提出了区间收缩方法以进一步减小计算误差。基于逆Nataf法和概率盒模型,提出了考虑节点功率相关性的AIPEM,该方法可求解ICM难以处理的考虑相关系数不确定性的IPEF问题。算例仿真计算结果表明,当注入功率的不确定波动范围较大时,所提出的AIPEM可有效控制区间扩张问题,且计算误差和计算稳定性均优于ICM。针对CCHP园区微网的运行优化中的高阶不确定性问题,在传统最优能量流计算的基础上,提出了考虑系统注入功率高阶不确定性的最优能量流计算模型。该模型在高阶不确定性背景下,采用概率盒机会约束描述园区微网中状态变量的安全限制,并引入方差约束以减小状态变量概率盒的随机波动范围。为了求解该模型,本文基于p-有效点理论和区间Cornish-Fisher级数将概率盒机会约束和方差约束转换为状态变量的各阶区间半不变量的约束,并结合区间半不变量法将原模型转化为区间优化模型,再通过仿射区间运算将其转化为确定性的非线性优化模型。最终调用GAMS软件中的CONOPT求解器求解转换后的优化模型,以获得考虑高阶不确定性下满足系统安全运行要求的最优运行点。通过对某CCHP园区微网算例的分析,验证了所提算法的正确有效性。

关键词：综合能源微网高阶不确定性概率盒理论区间概率能量流最优能量流

一种基于概率盒-PSO-SVM的滚动轴承故障诊断方法

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上海理工大学学报 2018年第1期40卷 76-83页

作者：杜奕唐洪丁家满刘力强昆明理工大学城市学院昆明650051 昆明理工大学信息工程与自动化学院昆明650500

针对滚动轴承故障诊断的问题,提出了一种基于概率盒理论和粒子群优化支持向量机的故障诊断新方法.在分析故障信号的概率统计特性基础上,利用概率盒直接建模方法获得概率盒,利用证据理论实现了概率盒的融合.不同故障状态下的概率盒特征... 详细信息

针对滚动轴承故障诊断的问题,提出了一种基于概率盒理论和粒子群优化支持向量机的故障诊断新方法.在分析故障信号的概率统计特性基础上,利用概率盒直接建模方法获得概率盒,利用证据理论实现了概率盒的融合.不同故障状态下的概率盒特征也不同,采用不同的累积不确定性测量方法提取了概率盒的特征,并构建出用于模式识别的特征向量集,将特征集代入利用粒子群算法优化后的支持向量机中实现故障诊断.通过对滚动轴承振动信号的实验测试与对比分析表明:该方法可以实现对滚动轴承准确的诊断,与传统特征提取方法对比,证明了方法的有效性.

关键词：概率盒理论特征向量支持向量机粒子群优化故障诊断