电力系统全过程动态仿真的组合数值积分算法研究 被引量：37

1

作者 宋新立 汤涌 +3 位作者 刘文焯 仲悟之 吴国旸 刘涛 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第28期23-29,共7页

全过程动态仿真是将电力系统机电暂态和中长期动态过程有机地统一起来的一种数字仿真。仿真模型中的时间常数差别很大,是典型的刚性非线性系统。数值积分算法是全过程动态仿真的核心。分析非线性刚性系统求解的特点和电力系统动态仿真... 全过程动态仿真是将电力系统机电暂态和中长期动态过程有机地统一起来的一种数字仿真。仿真模型中的时间常数差别很大,是典型的刚性非线性系统。数值积分算法是全过程动态仿真的核心。分析非线性刚性系统求解的特点和电力系统动态仿真中现有数值积分算法存在的主要问题,提出一种新的适合全过程动态仿真的组合数值积分算法。该算法有机地结合了固定步长隐式梯形积分法和变步长吉尔(Gear)法的优点,克服现有变步长吉尔法在机电暂态过程中计算效率低下和间断处理复杂的问题。算例仿真与分析的结果表明了新算法的有效性和可行性。 展开更多

关键词 全过程动态仿真 机电暂态 中长期动态 刚性系统 数值积分算法 间断处理

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数字化电能计量中数值积分算法的误差分析 被引量：15

2

作者 潘峰 孙卫明 +3 位作者 赵伟 陈锐民 肖勇 徐雁 《电测与仪表》 北大核心 2012年第6期23-28,共6页

数字化变电站目前在国内发展迅猛,基于对数字化变电站关键设备——电子式互感器的研究,本文分析了最常用的数值积分算法测量电压、电流及有功功率产生误差的原因,给出了截断误差、舍入误差及同步误差的计算公式。文章结合数字化计量中... 数字化变电站目前在国内发展迅猛,基于对数字化变电站关键设备——电子式互感器的研究,本文分析了最常用的数值积分算法测量电压、电流及有功功率产生误差的原因,给出了截断误差、舍入误差及同步误差的计算公式。文章结合数字化计量中电子式互感器典型的非同步采样进行了仿真,理论分析和仿真结果表明:数值积分算法只有在一定条件下,才能满足电力计量的要求。 展开更多

关键词 数值积分算法 截断误差 舍入误差 同步误差

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数值积分算法对实时子结构试验系统稳定性耦合影响 被引量：1

3

作者 洪越 唐贞云 +2 位作者 王晟 杨小强 李振宝 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期221-228,共8页

为了保证实时子结构试验的顺利实现,采用基于"增益裕度"发展的子结构试验系统稳定性分析方法,综合分析了数值积分算法、加载系统动力特性两因素对试验系统稳定性的耦合影响.分析结果表明:数值积分算法对试验系统稳定性可能增... 为了保证实时子结构试验的顺利实现,采用基于"增益裕度"发展的子结构试验系统稳定性分析方法,综合分析了数值积分算法、加载系统动力特性两因素对试验系统稳定性的耦合影响.分析结果表明:数值积分算法对试验系统稳定性可能增强也可能降低,通过该方法可以改善简化模型对加载系统动力特性进行分析的不足. 展开更多

关键词 实时子结构试验 稳定性 数值积分算法 加载系统 耦合影响

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电力系统动态仿真数值积分算法研究综述 被引量：22

4

作者 戴汉扬 汤涌 +4 位作者 宋新立 苏志达 顾卓远 项胤兴 苏毅 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2018年第12期3977-3984,共8页

随着电网系统的不断发展,仿真时间长、电网规模大、计算准确性要求高以及在线仿真速度快对电力系统动态仿真提出了更高的性能要求。数值积分算法是高性能仿真分析最重要的环节。文章围绕数值积分算法的3个性能指标,从积分格式、算法特... 随着电网系统的不断发展,仿真时间长、电网规模大、计算准确性要求高以及在线仿真速度快对电力系统动态仿真提出了更高的性能要求。数值积分算法是高性能仿真分析最重要的环节。文章围绕数值积分算法的3个性能指标,从积分格式、算法特性、仿真应用以及研究动态4个方面,对应用于电力系统动态仿真的经典积分算法(欧拉方法及其变形、梯形积分方法及其变形、Runge-Kutta法、线性多步法)和新型积分算法(Taylor级数法、矩阵指数法、配点法)进行了综述,分析了各算法的特性和优缺点。文章指出梯形积分法应用最为广泛,但在中长期仿真过程中Gear方法更受亲睐;而新型积分算法由于具备高阶精度和良好的数值稳定性,可以为电力系统高性能动态仿真计算提供参考。 展开更多

关键词 高性能计算 数值积分算法/求解器 电力系统动态仿真 微分代数方程

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考虑阻尼影响的修正CD-Newmark组合算法数值特性研究

5

作者 蔡新江 王晓峰 田石柱 《震灾防御技术》 CSCD 2014年第4期898-906,共9页

显-隐式组合数值积分算法结合了显式算法无需迭代和隐式算法无条件稳定的各自优点,是结构抗震拟动力试验顺利运行的关键。在对传统显式中央差分法和隐式Newmarkβ组合算法进行参数修正的基础上,建立了修正CD-Newmark算法,考虑阻尼的影... 显-隐式组合数值积分算法结合了显式算法无需迭代和隐式算法无条件稳定的各自优点,是结构抗震拟动力试验顺利运行的关键。在对传统显式中央差分法和隐式Newmarkβ组合算法进行参数修正的基础上,建立了修正CD-Newmark算法,考虑阻尼的影响分析了组合算法的稳定性条件、周期失真率和数值阻尼比,分别得到了试验子结构的稳定性条件和计算子结构无条件稳定的参数合理取值范围,并对计算精度进行了分析。通过算例分析验证了算法的数值特性,从而初步解决了CD-Newmark算法存在稳定性界限过严的问题,为结构抗震拟动力混合试验提供了研究参考。 展开更多

关键词 数值积分算法 组合算法 中央差分法 纽马克法 稳定性 精度

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开放式多体系统动力学仿真算法软件研发(Ⅱ)DAEs求解算法对比 被引量：11

6

作者 阚子云 彭海军 +1 位作者 陈飙松 钟万勰 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第6期707-715,721,共10页

研究求解微分-代数方程组(DAEs)的高效率、高精度和高稳定性数值积分方法一直是多体系统动力学领域的热点问题之一。本文将求解结构动力学方程的Bathe数值积分策略应用于DAEs的求解,并基于SiPESC平台开发了开放式多体系统动力学仿真算... 研究求解微分-代数方程组(DAEs)的高效率、高精度和高稳定性数值积分方法一直是多体系统动力学领域的热点问题之一。本文将求解结构动力学方程的Bathe数值积分策略应用于DAEs的求解,并基于SiPESC平台开发了开放式多体系统动力学仿真算法软件,综合比较研究了Newmark法、HHT-I3法、Generalizedα方法、Bathe方法和祖冲之类Symplectic方法。通过复摆、刚-柔耦合双摆和对称陀螺三个数值算例研究了算法参数与数值阻尼的关系。数值实验表明,Newmark方法在特定参数下引入的数值阻尼通常不可控,HHT-I3方法、Generalizedα方法和Bathe方法通过选择特定步长和参数可引入可控的数值阻尼,祖冲之类Symplectic方法无数值阻尼。在求解真实高频和低频耦合问题以及高速旋转的陀螺问题时,采用祖冲之类Symplectic方法或者无耗散的Newmar方法能够对系统的高频成分进行准确模拟。 展开更多

关键词 多体动力学 微分-代数方程组(DAEs) 数值积分算法 算法比较

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电力系统电磁暂态仿真算法研究综述 被引量：10

7

作者 杨明 张永明 +1 位作者 张子骞 顾禹轩 《电测与仪表》 北大核心 2022年第8期10-19,共10页

数值积分算法是电磁暂态仿真分析的核心。结合国内外数值积分算法的发展现状,文章针对现有电磁暂态仿真中产生数值振荡问题,从数值积分算法的稳定性、精度以及效率三个方面,详细分析了应用于电力系统电磁暂态仿真的常用积分算法和新型... 数值积分算法是电磁暂态仿真分析的核心。结合国内外数值积分算法的发展现状,文章针对现有电磁暂态仿真中产生数值振荡问题,从数值积分算法的稳定性、精度以及效率三个方面,详细分析了应用于电力系统电磁暂态仿真的常用积分算法和新型积分算法。结合计算格式、仿真特性、领域应用以及研究现状四个层面,对各算法的特点与优劣进行总结。根据目前电磁暂态仿真的新发展,对数值积分算法所需的进一步研究展开了探讨。 展开更多

关键词 电力系统 电磁暂态仿真 数值积分算法 高效性

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刚性路面在运动车辆作用下的动力响应 被引量：12

8

作者 周华飞 蒋建群 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第8期117-125,共9页

针对运动车辆引起的路面结构动力问题,采用移动荷载作用下Kelvin地基上无限大Kirchhoff薄板为力学分析模型,分析了运动车辆作用下刚性路面的动力响应。首先采用积分变换法推导了板挠度的Green函数,并通过Duhamel积分求得各种移动荷载模... 针对运动车辆引起的路面结构动力问题,采用移动荷载作用下Kelvin地基上无限大Kirchhoff薄板为力学分析模型,分析了运动车辆作用下刚性路面的动力响应。首先采用积分变换法推导了板挠度的Green函数,并通过Duhamel积分求得各种移动荷载模式作用下板稳态挠度的二维积分解析解,包括恒常和简谐移动点源、线源和面源荷载。然后采用自适应数值积分算法计算解析解中的二维无穷积分,得到了板稳态挠度的数值结果。最后对速度和阻尼等对板稳态挠度的最大值和空间分布的影响进行分析,得到了荷载临界速度,发现了板动力响应的特性和规律。 展开更多

关键词 稳态响应 GREEN函数 自适应数值积分算法 移动荷载 Kelvin地基 无限大板

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高速列车引起的地基振动 被引量：12

9

作者 周华飞 蒋建群 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第12期2104-2110,共7页

针对高速列车引起的环境振动问题,分别以移动线源非均布荷载和粘弹性半空间体模拟运动列车荷载和地基,分析了高速列车引起的地基振动。首先采用积分变换法推导了移动线源非均布荷载作用下粘弹性半空间体动力响应的二维积分解析解,包括... 针对高速列车引起的环境振动问题,分别以移动线源非均布荷载和粘弹性半空间体模拟运动列车荷载和地基,分析了高速列车引起的地基振动。首先采用积分变换法推导了移动线源非均布荷载作用下粘弹性半空间体动力响应的二维积分解析解,包括位移、速度和加速度。然后采用IFFT算法和自适应数值积分算法计算二维积分,得到了低音速、跨音速和超音速移动荷载作用下动力响应的数值结果。最后分析了荷载移动速度对动力响应最大值和分布的影响,发现当荷载移动速度大于Rayleigh波速时,粘弹性半空间体的动力响应出现显著变化。 展开更多

关键词 动力响应 积分变换法 自适应数值积分算法 IFFT算法 移动荷载 粘弹性半空间体

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高速移动荷载下黏弹性半空间体的动力响应 被引量：12

10

作者 周华飞 蒋建群 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第4期545-553,共9页

分别以移动荷载和黏弹性半空间体模拟运动列车荷载和地基,分析了地基在运动列车作用下的动力响应．首先采用Green函数法求解黏弹性半空间体在各种移动荷载模式作用下的动力响应的解析解,包括恒常和简谐移动点源、线源和面源荷载．然后采... 分别以移动荷载和黏弹性半空间体模拟运动列车荷载和地基,分析了地基在运动列车作用下的动力响应．首先采用Green函数法求解黏弹性半空间体在各种移动荷载模式作用下的动力响应的解析解,包括恒常和简谐移动点源、线源和面源荷载．然后采用IFFT算法和自适应数值积分算法计算解析解中的二维积分,得到了包括低音速、跨音速和超音速移动荷载作用下位移的数值结果．最后分析了速度对位移的分布和最大值的影响,发现当速度大于Rayleigh波速时,位移发生显著变化． 展开更多

关键词 动力响应 自适应数值积分算法 IFFT算法 移动荷载 黏弹性半空间体

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助航闪光灯光强检测系统研究 被引量：3

11

作者 侯启真 史秉鑫 李琪 《科学技术与工程》 北大核心 2014年第24期234-238,共5页

针对民航内缺少对助航闪光灯光强检测的现状,提出了一种检测助航闪光灯的方法。系统选用PIN光电探测器获取助航灯具的光信号,并利用前置放大器、AD1672芯片和USB接口电路等完成信号的放大、A/D转换及传输,最后通过计算机对数据处理。重... 针对民航内缺少对助航闪光灯光强检测的现状,提出了一种检测助航闪光灯的方法。系统选用PIN光电探测器获取助航灯具的光信号,并利用前置放大器、AD1672芯片和USB接口电路等完成信号的放大、A/D转换及传输,最后通过计算机对数据处理。重点论述了助航闪光灯检测原理和测量规定,提出一种改进的算法用来确定闪光灯的持续时间,给出了系统的结构设计和部分电路原理说明,通过MATLAB软件中的复化梯形求积公式计算出光轴水平±15°和垂直+15°上的光强有效值,并在光轴方向绘制出发光曲线图。系统对实验室中的顺序闪光灯进行了测试,通过与灯具的规定说明比较,满足其发光特性要求,验证了系统的可行性。 展开更多

关键词 助航灯 闪光灯 光强检测 数值积分算法

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动力实时子结构试验中心差分法的稳定性 被引量：1

12

作者 邓利霞 吴斌 杨现东 《中国测试》 CAS 北大核心 2012年第3期1-4,共4页

在实时子结构试验中,如果试件的反力不仅与位移有关,还与速度和加速度有关,那么对拟动力试验而言为显式方法的标准中心差分法变为隐式方法。为了使算法成为显式方法,需要引入速度和加速度的附加假定,这将导致算法的数值性能发生变化。... 在实时子结构试验中,如果试件的反力不仅与位移有关,还与速度和加速度有关,那么对拟动力试验而言为显式方法的标准中心差分法变为隐式方法。为了使算法成为显式方法,需要引入速度和加速度的附加假定,这将导致算法的数值性能发生变化。为研究新算法的数值稳定性,在前期工作的理论基础上,针对动力子结构试件进行了试验研究。研究表明:算法的稳定性受试验子结构与数值子结构质量比的影响,且当试验子结构为动力子结构时,只要数值子结构与试验子结构的阻尼均为零,算法就是无条件不稳定的。 展开更多

关键词 结构试验 数值积分算法 稳定性 实时 动力子结构 加速度

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应用Python-GPU求解的实时混合试验方法研究 被引量：2

13

作者 董晓辉 唐贞云 +1 位作者 李振宝 杜修力 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第2期517-525,共9页

提出了基于Python和图形处理器(GPU)数值求解的实时混合试验系统。将土-结相互作用系统作为试验模型,使用Python-GPU代替CPU数值求解,对提出的实时混合试验系统进行了仿真与试验验证。研究结果表明,使用Python-GPU对无条件稳定算法求解... 提出了基于Python和图形处理器(GPU)数值求解的实时混合试验系统。将土-结相互作用系统作为试验模型,使用Python-GPU代替CPU数值求解,对提出的实时混合试验系统进行了仿真与试验验证。研究结果表明,使用Python-GPU对无条件稳定算法求解,积分步长20 ms时GPU实时求解模型自由度超过24000,是同一台计算机CPU求解规模的7倍左右,提升了实时混合试验的试验能力。 展开更多

关键词 实时混合试验 图形处理器 PYTHON 数值积分算法 求解效率

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应用GPU求解的实时子结构试验架构与性能验证 被引量：2

14

作者 董晓辉 唐贞云 +1 位作者 李振宝 杜修力 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第1期64-71,共8页

使用图形处理器(GPU)代替传统中央处理器(CPU)作为数值求解硬件,建立基于LABVIEW-MATLAB-GPU的实时子结构试验架构。以土-结相互作用系统为载体,通过数值仿真与试验对该架构的性能进行验证。试验与仿真结果表明,本文方法将实时子结构试... 使用图形处理器(GPU)代替传统中央处理器(CPU)作为数值求解硬件,建立基于LABVIEW-MATLAB-GPU的实时子结构试验架构。以土-结相互作用系统为载体,通过数值仿真与试验对该架构的性能进行验证。试验与仿真结果表明,本文方法将实时子结构试验中数值子结构求解自由度提高到27000,提升了数值模型求解规模,拓展了实时子结构试验应用范围。 展开更多

关键词 实时子结构试验 图形处理器 数值积分算法 振动台 有限元模拟

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列车荷载作用下黏弹性半空间体的随机动力响应 被引量：2

15

作者 司理涛 赵岩 张亚辉 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期165-170,共6页

针对列车荷载作用下黏弹性半空间体响应的问题,利用虚拟激励法将系统的随机分析转化为确定性分析。根据列车荷载构造了相应的虚拟激励形式,通过傅里叶积分变换法把半空间体控制方程转入波数-频率域,并推导获得了系统虚拟响应的积分形式... 针对列车荷载作用下黏弹性半空间体响应的问题,利用虚拟激励法将系统的随机分析转化为确定性分析。根据列车荷载构造了相应的虚拟激励形式,通过傅里叶积分变换法把半空间体控制方程转入波数-频率域,并推导获得了系统虚拟响应的积分形式解。当相速度接近或大于瑞利波速时,积分形式解中被积函数往往具有奇异性和高振荡性,使得数值计算相当困难。对此,将被积函数图形化以确定函数的积分限,并通过自适应数值积分算法解决被积函数的振荡性。数值算例中,进行了随机列车荷载作用下半空间体的响应分析,讨论了荷载移动速度及频率等参数变化对响应的影响,给出了响应的时间和空间分布规律。本文方法可进一步推广至移动矩形荷载等载荷模型,对移动荷载作用下环境振动行为预测具有很好的借鉴意义。 展开更多

关键词 黏弹性半空间 虚拟激励法 傅里叶变换 列车荷载 自适应数值积分算法

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求解守恒形式的圣维南方程中处理不规则断面的一种改进方法 被引量：10

16

作者 郑川东 白凤朋 杨中华 《水电能源科学》 北大核心 2017年第12期95-99,103,共6页

为改进利用圣维南方程处理不规则断面的方法,采用Godunov格式的有限体积法求解双曲守恒型圣维南方程。模型以水位和流量作为控制变量,利用能有效捕捉激波的HLLC近似黎曼算子计算界面通量;对于不规则的天然河道断面,采用复化Simpson公式... 为改进利用圣维南方程处理不规则断面的方法,采用Godunov格式的有限体积法求解双曲守恒型圣维南方程。模型以水位和流量作为控制变量,利用能有效捕捉激波的HLLC近似黎曼算子计算界面通量;对于不规则的天然河道断面,采用复化Simpson公式计算相应的静水压力项;推导了离散摩阻源项的半隐格式,提高了模型的稳定性;利用TVD-MUSCL方法重构界面变量,采用改进的Euler法实现了模型空间和时间上的二阶精度。算例验证表明该模型具有良好的稳健性和实用性,能够准确模拟具有任意断面形状的天然河道中急缓交替的浅水流动。 展开更多

关键词 圣维南方程 山区河流 断面形状 静水压力项 数值积分算法 半隐格式

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