为应对气候变化、推动绿色低碳转型,综合能源系统(integrated energy systems,IES)由此兴起并迅速发展。然而,异质能源载体间的耦合作用以及风光、负荷的随机波动给IES的规划运行带来新的挑战。为此,提出一种基于半不变量计算框架和最...为应对气候变化、推动绿色低碳转型,综合能源系统(integrated energy systems,IES)由此兴起并迅速发展。然而,异质能源载体间的耦合作用以及风光、负荷的随机波动给IES的规划运行带来新的挑战。为此,提出一种基于半不变量计算框架和最大熵原理的概率多能流求解方法,以充分反映计及不确定性因素下的电-气-热互联系统运行情况。首先对各能源载体以及耦合设备进行稳态建模并求解,获取多能耦合网络下状态变量的分布情况;其次,根据不确定性输入变量的概率特征,给出输出扰动状态变量的半不变量计算框架,联合最大熵模型求解输出状态变量的概率密度;然后,基于最大熵分布下的状态变量概率分布结果,识别异质能源系统下的薄弱节点;最后,采用IES 34-20-14与IES 57-20-32节点系统进行算例分析,并与多种状态变量分布的拟合方法对比。结果表明,所提方法能够保持在最大不确定性程度下获得准确的概率分布结果,实现对IES概率能流的快速求解。展开更多
利用扩展卡尔曼滤波(extend Kalman filter,EKF)算法估计锂电池的荷电状态(state of charge,SOC)时,经常会遇到SOC初值设定不准确和非高斯观测噪声干扰的问题,直接造成估计精度不高。为解决上述问题,该文建立锂电池的一阶戴维南等效电...利用扩展卡尔曼滤波(extend Kalman filter,EKF)算法估计锂电池的荷电状态(state of charge,SOC)时,经常会遇到SOC初值设定不准确和非高斯观测噪声干扰的问题,直接造成估计精度不高。为解决上述问题,该文建立锂电池的一阶戴维南等效电路模型,提出最大熵准则下,分阶段变换观测噪声协方差的扩展卡尔曼滤波算法估计锂电池SOC。该算法在SOC起始估计阶段利用小数量级观测噪声协方差提升收敛速度,并以观测残差一阶低通滤波值的第一次正负状态转换作为收敛判据。当判断估计值已快速收敛至容许误差范围内时,算法自适应地切换为大数量级观测噪声协方差来保证后续估计波形的平滑度,同时引入最大熵准则以迭代递推形式实时修正观测噪声的统计特性,用来减小非高斯观测噪声对估计精度的影响。结果表明,所提方法估计SOC的综合性能优异、鲁棒性强,具有很好的工程应用价值。展开更多
滚动轴承是旋转机械系统的关键部件之一,其振动性能对机械设备的运行质量有重要影响。为确定轴承性能演变趋势,对轮毂轴承的全寿命周期振动时间序列进行了研究。首先,按照是否超过标定值,将轴承振动时间序列分为性能未退化和性能退化序...滚动轴承是旋转机械系统的关键部件之一,其振动性能对机械设备的运行质量有重要影响。为确定轴承性能演变趋势,对轮毂轴承的全寿命周期振动时间序列进行了研究。首先,按照是否超过标定值,将轴承振动时间序列分为性能未退化和性能退化序列,并且将其按照时间顺序等分为10个子序列;然后,采用了最大熵原理模型逐一分析了子序列,寻找了参数最早发生明显变化的序列;最后,按照时间顺序继续细分了该子序列,分析了每个子序列的参数变化趋势,并对比了参数变化序列对应的轴承服役时间。研究结果表明:通过对比映射参数、各阶原点矩、拉格朗日乘子与轴承性能变化之间的规律,可验证映射参数表征轴承性能演变的可行性;第8个子序列映射参数a减小了53.3%,映射参数b增加了43.2%;第8个子序列继续细分时,第9个子序列映射参数a减小了44.5%,映射参数b增加了38.7%;与标定失效时间(189 h 41 min)相比,采用最大熵模型可提前175 min实现对轴承的性能失效预报。采用最大熵模型可以对轴承性能进行失效预报。展开更多
文摘为应对气候变化、推动绿色低碳转型,综合能源系统(integrated energy systems,IES)由此兴起并迅速发展。然而,异质能源载体间的耦合作用以及风光、负荷的随机波动给IES的规划运行带来新的挑战。为此,提出一种基于半不变量计算框架和最大熵原理的概率多能流求解方法,以充分反映计及不确定性因素下的电-气-热互联系统运行情况。首先对各能源载体以及耦合设备进行稳态建模并求解,获取多能耦合网络下状态变量的分布情况;其次,根据不确定性输入变量的概率特征,给出输出扰动状态变量的半不变量计算框架,联合最大熵模型求解输出状态变量的概率密度;然后,基于最大熵分布下的状态变量概率分布结果,识别异质能源系统下的薄弱节点;最后,采用IES 34-20-14与IES 57-20-32节点系统进行算例分析,并与多种状态变量分布的拟合方法对比。结果表明,所提方法能够保持在最大不确定性程度下获得准确的概率分布结果,实现对IES概率能流的快速求解。
文摘为解析长江口洄游性、海洋性与河口性三类仔稚鱼生境分布的环境驱动因子,根据2022年9月(夏季)、2023年4月(春季)长江口仔稚鱼采样数据,采用最大熵(Maximum entropy,MaxEnt)模型分析凤鲚(Coilia mystus,洄游性)、鳀(Engraulis japonicus,海洋性)和香䲗(Callionymus olidus,河口性)的生境分布特征及其环境驱动机制。结果表明,长江口南支的海表面温度、pH、营养盐高于北支,而北支的海表面盐度、叶绿素高于南支;MaxEnt模型对这3种仔稚鱼生境分布具有较强的预测能力[曲线下面积(Area under the curve,AUC)>0.8],且春季略优于夏季;影响凤鲚和香䲗春、夏季生境分布的关键因子均为海表面溶解氧(相对贡献率分别为80.8%、86.6%和39.8%、30.2%),而鳀为海表面盐度(分别为44.0%和79.0%)。不同生态类型仔稚鱼的生境特征及其关键环境因子存在显著差异,导致其早期生活史阶段的补充过程对环境变化的响应呈现种间特异性。因此,长江口仔稚鱼资源的保护需针对不同生态类型鱼类的生物学特性及栖息地需求,制定差异化的保护策略。
文摘利用扩展卡尔曼滤波(extend Kalman filter,EKF)算法估计锂电池的荷电状态(state of charge,SOC)时,经常会遇到SOC初值设定不准确和非高斯观测噪声干扰的问题,直接造成估计精度不高。为解决上述问题,该文建立锂电池的一阶戴维南等效电路模型,提出最大熵准则下,分阶段变换观测噪声协方差的扩展卡尔曼滤波算法估计锂电池SOC。该算法在SOC起始估计阶段利用小数量级观测噪声协方差提升收敛速度,并以观测残差一阶低通滤波值的第一次正负状态转换作为收敛判据。当判断估计值已快速收敛至容许误差范围内时,算法自适应地切换为大数量级观测噪声协方差来保证后续估计波形的平滑度,同时引入最大熵准则以迭代递推形式实时修正观测噪声的统计特性,用来减小非高斯观测噪声对估计精度的影响。结果表明,所提方法估计SOC的综合性能优异、鲁棒性强,具有很好的工程应用价值。
文摘滚动轴承是旋转机械系统的关键部件之一,其振动性能对机械设备的运行质量有重要影响。为确定轴承性能演变趋势,对轮毂轴承的全寿命周期振动时间序列进行了研究。首先,按照是否超过标定值,将轴承振动时间序列分为性能未退化和性能退化序列,并且将其按照时间顺序等分为10个子序列;然后,采用了最大熵原理模型逐一分析了子序列,寻找了参数最早发生明显变化的序列;最后,按照时间顺序继续细分了该子序列,分析了每个子序列的参数变化趋势,并对比了参数变化序列对应的轴承服役时间。研究结果表明:通过对比映射参数、各阶原点矩、拉格朗日乘子与轴承性能变化之间的规律,可验证映射参数表征轴承性能演变的可行性;第8个子序列映射参数a减小了53.3%,映射参数b增加了43.2%;第8个子序列继续细分时,第9个子序列映射参数a减小了44.5%,映射参数b增加了38.7%;与标定失效时间(189 h 41 min)相比,采用最大熵模型可提前175 min实现对轴承的性能失效预报。采用最大熵模型可以对轴承性能进行失效预报。
