近年来,海上能源发电技术备受瞩目,一种新兴趋势是将波浪能转换器(wave energy converter,WEC)与海上光伏(offshore floating photovoltaic,OFPV)相结合,形成混合光伏-波浪能转换器系统(hybrid PV-wave energy converter,HPV-WEC)。HPV-...近年来,海上能源发电技术备受瞩目,一种新兴趋势是将波浪能转换器(wave energy converter,WEC)与海上光伏(offshore floating photovoltaic,OFPV)相结合,形成混合光伏-波浪能转换器系统(hybrid PV-wave energy converter,HPV-WEC)。HPV-WEC具有提高海上空间利用率,降低成本以及实现功率稳定输出等优势。为了充分利用HPV-WEC系统之间的协同效应,在不增加新设备的情况下提高能源产量,提出了一种基于改进秃鹰优化算法(improved bald eagle search algorithm,IBES)的HPV-WEC阵列布局优化策略。IBES结合了莱维飞行策略和模拟退火(simulated annealing,SA)机制,以平衡局部开发和全局探索之间的关系。为了评估IBES在优化HPV-WEC阵列方面的有效性,进行了5个浮标和8个浮标规模的阵列优化,并将IBES与其他5种算法进行了比较。实验结果表明,IBES表现出实现最大总功率输出并具有显著的收敛特性。展开更多
三维基准转换广泛应用于大地测量、摄影测量、点云配准等领域,求解大角度、任意比例尺的三维基准转换参数的研究有很多。然而,当观测值中含有粗差时,得到的转换参数估值会受到不利影响甚至被严重扭曲。为处理含有粗差的大角度三维基准...三维基准转换广泛应用于大地测量、摄影测量、点云配准等领域,求解大角度、任意比例尺的三维基准转换参数的研究有很多。然而,当观测值中含有粗差时,得到的转换参数估值会受到不利影响甚至被严重扭曲。为处理含有粗差的大角度三维基准转换问题,本文首先将大角度三维基准转换问题抽象为具有等式约束的最小二乘问题(Constrained least squares, CLS),推导参数在正交约束条件下的最小二乘解。然后,将灵敏度分析方法应用到CLS问题中,研究残差加权平方和对观测值扰动的局部敏感性,并基于这些敏感度指标构造局部检验统计量,进而推导出一个适用于CLS问题的粗差探测算法。最后,为核实该算法的有效性进行了仿真与实测数据实验。实验结果表明:本文提出的基于灵敏度检验统计量的数据探测算法可以降低粗差的负面影响,得到可靠的参数估值,从而有效解决大角度三维基准转换中的粗差处理问题。展开更多
为探究高比例可再生能源系统下风光资源的消纳与多元化利用途径,提出一种电氨转换及风光时空相关性的多能耦合系统两阶段鲁棒优化模型。首先分析了电制氨的运行机制,并结合直接氨燃料电池技术,探讨了电制氨与氨燃料电池协同运行的系统...为探究高比例可再生能源系统下风光资源的消纳与多元化利用途径,提出一种电氨转换及风光时空相关性的多能耦合系统两阶段鲁棒优化模型。首先分析了电制氨的运行机制,并结合直接氨燃料电池技术,探讨了电制氨与氨燃料电池协同运行的系统特性。为综合考虑风光出力的相关性与不确定性并选择最相近极限场景,该文采用最小体积封闭椭球算法构建高维椭球集,并通过1-范数和∞-范数建立风光出力场景的概率分布置信集,有效整合风光出力不确定性的分布信息。针对鲁棒优化模型中二元变量导致计算时间较长问题,该文提出了一种改进列与约束生成(column and constraint generation,C&CG)算法,利用三分块-交替方向乘子法和近似凸化方法分别处理主-子问题,并通过非精确C&CG算法对主-子问题进行迭代求解,在确保计算效率的同时,快速逼近最优解。结果表明,所提模型获取的极限场景能够准确捕捉风光出力的时空相关性及不确定性,电-氨转换系统有效促进了可再生能源的合理消纳,在确保系统安全稳定运行的同时,显著提升了调度经济性及求解效率。展开更多
为了充分发挥光滑粒子流体动力学方法(smoothed particle hydrodynamics,SPH)在处理大变形和有限元(finite element method,FEM)问题时计算精度高的优势,提出了一种新型SPH-FEM耦合算法。该耦合算法在大变形区域使用SPH粒子离散,其余区...为了充分发挥光滑粒子流体动力学方法(smoothed particle hydrodynamics,SPH)在处理大变形和有限元(finite element method,FEM)问题时计算精度高的优势,提出了一种新型SPH-FEM耦合算法。该耦合算法在大变形区域使用SPH粒子离散,其余区域使用有限元离散。在耦合界面处将SPH粒子固结在有限单元,在有限元节点设置背景粒子,通过背景粒子的方式将有限元节点纳入到SPH临近搜索列表,消除了SPH边界效应,确保耦合界面物理量的连续性。使用该算法对圆柱形钢弹正冲击钢板发生冲塞破坏的过程进行了三维数值模拟,靶板参数的计算采用含损伤的Johnson-Cook模型和Grüneisen状态方程,模拟结果与实验吻合较好。展开更多
文摘近年来,海上能源发电技术备受瞩目,一种新兴趋势是将波浪能转换器(wave energy converter,WEC)与海上光伏(offshore floating photovoltaic,OFPV)相结合,形成混合光伏-波浪能转换器系统(hybrid PV-wave energy converter,HPV-WEC)。HPV-WEC具有提高海上空间利用率,降低成本以及实现功率稳定输出等优势。为了充分利用HPV-WEC系统之间的协同效应,在不增加新设备的情况下提高能源产量,提出了一种基于改进秃鹰优化算法(improved bald eagle search algorithm,IBES)的HPV-WEC阵列布局优化策略。IBES结合了莱维飞行策略和模拟退火(simulated annealing,SA)机制,以平衡局部开发和全局探索之间的关系。为了评估IBES在优化HPV-WEC阵列方面的有效性,进行了5个浮标和8个浮标规模的阵列优化,并将IBES与其他5种算法进行了比较。实验结果表明,IBES表现出实现最大总功率输出并具有显著的收敛特性。
文摘三维基准转换广泛应用于大地测量、摄影测量、点云配准等领域,求解大角度、任意比例尺的三维基准转换参数的研究有很多。然而,当观测值中含有粗差时,得到的转换参数估值会受到不利影响甚至被严重扭曲。为处理含有粗差的大角度三维基准转换问题,本文首先将大角度三维基准转换问题抽象为具有等式约束的最小二乘问题(Constrained least squares, CLS),推导参数在正交约束条件下的最小二乘解。然后,将灵敏度分析方法应用到CLS问题中,研究残差加权平方和对观测值扰动的局部敏感性,并基于这些敏感度指标构造局部检验统计量,进而推导出一个适用于CLS问题的粗差探测算法。最后,为核实该算法的有效性进行了仿真与实测数据实验。实验结果表明:本文提出的基于灵敏度检验统计量的数据探测算法可以降低粗差的负面影响,得到可靠的参数估值,从而有效解决大角度三维基准转换中的粗差处理问题。
文摘为探究高比例可再生能源系统下风光资源的消纳与多元化利用途径,提出一种电氨转换及风光时空相关性的多能耦合系统两阶段鲁棒优化模型。首先分析了电制氨的运行机制,并结合直接氨燃料电池技术,探讨了电制氨与氨燃料电池协同运行的系统特性。为综合考虑风光出力的相关性与不确定性并选择最相近极限场景,该文采用最小体积封闭椭球算法构建高维椭球集,并通过1-范数和∞-范数建立风光出力场景的概率分布置信集,有效整合风光出力不确定性的分布信息。针对鲁棒优化模型中二元变量导致计算时间较长问题,该文提出了一种改进列与约束生成(column and constraint generation,C&CG)算法,利用三分块-交替方向乘子法和近似凸化方法分别处理主-子问题,并通过非精确C&CG算法对主-子问题进行迭代求解,在确保计算效率的同时,快速逼近最优解。结果表明,所提模型获取的极限场景能够准确捕捉风光出力的时空相关性及不确定性,电-氨转换系统有效促进了可再生能源的合理消纳,在确保系统安全稳定运行的同时,显著提升了调度经济性及求解效率。
文摘为了充分发挥光滑粒子流体动力学方法(smoothed particle hydrodynamics,SPH)在处理大变形和有限元(finite element method,FEM)问题时计算精度高的优势,提出了一种新型SPH-FEM耦合算法。该耦合算法在大变形区域使用SPH粒子离散,其余区域使用有限元离散。在耦合界面处将SPH粒子固结在有限单元,在有限元节点设置背景粒子,通过背景粒子的方式将有限元节点纳入到SPH临近搜索列表,消除了SPH边界效应,确保耦合界面物理量的连续性。使用该算法对圆柱形钢弹正冲击钢板发生冲塞破坏的过程进行了三维数值模拟,靶板参数的计算采用含损伤的Johnson-Cook模型和Grüneisen状态方程,模拟结果与实验吻合较好。
