随机响应面法最优概率配点数目分析 被引量：23

1

作者 蒋水华 李典庆 周创兵 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期345-351,共7页

系统地研究随机响应面法采用线性无关原则选取概率配点的优越性,给出了基于线性无关原则选取概率配点的流程图,比较了基于回归方法和基于线性无关原则选取概率配点的优缺点。算例结果表明,基于回归方法选取概率配点时,配点数目应保证Her... 系统地研究随机响应面法采用线性无关原则选取概率配点的优越性,给出了基于线性无关原则选取概率配点的流程图,比较了基于回归方法和基于线性无关原则选取概率配点的优缺点。算例结果表明,基于回归方法选取概率配点时,配点数目应保证Hermite系数矩阵达到满秩,此时随机响应面法的计算精度才能得到保证,计算效率也远远高于传统的蒙特卡洛模拟方法。基于线性无关原则选取概率配点的随机响应面法在保证计算精度的同时,其计算效率远远高于基于回归方法选取概率配点的随机响应面法,它是结构可靠度分析一种有效的方法,尤其适用于极限状态方程不能用显式函数表达的复杂结构可靠度问题。研究成果为随机响应面法最优概率配点数目的确定奠定了一定的基础。 展开更多

关键词 随机响应面法 概率配点 回归方法 线性无关 可靠度

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基于随机配置点法的概率潮流算法 被引量：16

2

作者 孙英云 毛瑞 +2 位作者 董雷 蒲天骄 于汀 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2015年第23期111-118,共8页

可再生能源的大量接入使得电力系统的不确定性增加,对电力系统的运行和控制提出了新的挑战。从不确定性量化理论出发,提出了一种基于随机配置点法的概率潮流算法。该算法将不确定性输入变量的概率分布表述为广义多项式混沌的谱系数,通... 可再生能源的大量接入使得电力系统的不确定性增加,对电力系统的运行和控制提出了新的挑战。从不确定性量化理论出发,提出了一种基于随机配置点法的概率潮流算法。该算法将不确定性输入变量的概率分布表述为广义多项式混沌的谱系数,通过构建一个规模可控的确定性非线性方程组,将待求变量的概率分布函数求解转换为广义多项式混沌的谱系数求解问题,可较好地解决概率潮流计算中求解精度和计算复杂度之间的矛盾。在IEEE 14节点和IEEE 118节点系统的仿真计算中,该算法的有效性、实用性和准确性得到了验证,对于含新能源并网的概率潮流等不确定性问题具有较好的工程应用前景。 展开更多

关键词 不确定性量化 正交多项式混沌 概率潮流 随机配置点法

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负荷模型不确定性对电力系统动态仿真的影响 被引量：11

3

作者 韩冬 马进 +3 位作者 贺仁睦 岳程燕 张进 C.Rehtanz 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第19期69-74,共6页

为解决蒙特卡洛模拟法仿真次数过多、消耗时间过长等缺点,采用一种新的不确定分析方法——概率分配法(probabilisticcollocationmethod,PCM),定量分析动态负荷所占比例的不确定性对动态仿真及稳定的影响裕度。新英格兰10机39节点系统的... 为解决蒙特卡洛模拟法仿真次数过多、消耗时间过长等缺点,采用一种新的不确定分析方法——概率分配法(probabilisticcollocationmethod,PCM),定量分析动态负荷所占比例的不确定性对动态仿真及稳定的影响裕度。新英格兰10机39节点系统的仿真分析验证该方法在电力系统动态仿真中的实用性和有效性。仿真分析显示离故障点较近且负荷较重的节点,其动态负荷所占比例的不确定影响最大;某些距故障点较远但负荷较重的节点,其不确定性对暂态稳定仍有较大的影响。对电力系统的动态仿真结果表明PCM方法可直接在输出响应与指定参数间建立多项式关系,仅用参数的概率密度函数及少量仿真便可快速估计出响应的概率分布,从而对响应进行不确定性分析。 展开更多

关键词 概率分配法 动态仿真 不确定性分析 负荷模型 动态负荷比例

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基于概率配点法的岩土材料参数随机场及其响应分析 被引量：8

4

作者 申林方 王志良 +1 位作者 常海滨 李邵军 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第1期64-69,共6页

概率配点法是进行不确定性问题分析的一种有效方法。通过对输入参数场进行Karhunen-Loeve展开,将其表示为一系列独立随机变量在不同权重下的线性组合,再以与之相同的随机变量组合形成混沌多项式展开对输出随机场进行分解,通过某种算法... 概率配点法是进行不确定性问题分析的一种有效方法。通过对输入参数场进行Karhunen-Loeve展开,将其表示为一系列独立随机变量在不同权重下的线性组合,再以与之相同的随机变量组合形成混沌多项式展开对输出随机场进行分解,通过某种算法选取随机变量的值,将其作为插值点的组合(配点),在这些配点上,概率方程演化为一个确定性问题方程。由此,可以直接利用现有软件或者确定性问题计算程序进行求解,生成混沌多项式的系数矩阵后,即可得到该随机问题的各阶统计矩,从而实现参数随机场的不确定性分析。本文将该方法引进岩土工程材料参数随机场,将体积模量视为输入随机场,位移视为输出场,分别进行了弹性及塑性变形计算。结果表明该方法极大地降低了随机问题的求解难度,与MC法(Mento Carlo)相比,减少了运算消耗,提高了计算效率,具有明显的优越性。 展开更多

关键词 概率配点法 蒙特卡洛 岩土工程 参数 随机场

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电力系统仿真不确定度评估中拟合多项式阶次的确定 被引量：7

5

作者 伍双喜 吴文传 +1 位作者 张伯明 孙宏斌 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2012年第10期125-130,共6页

当前用概率分配法(probabilistic collocation method,PCM)进行含多个不确定参数的仿真不确定性评估时,各参数都使用相同的阶次,致使拟合多项式总阶次过高,所需仿真次数过多,限制了PCM的应用。实际上,各参数所需的阶次可以不同,需要分... 当前用概率分配法(probabilistic collocation method,PCM)进行含多个不确定参数的仿真不确定性评估时,各参数都使用相同的阶次,致使拟合多项式总阶次过高,所需仿真次数过多,限制了PCM的应用。实际上,各参数所需的阶次可以不同,需要分别定阶。如果将参数耦合在一块进行定阶,这是一个组合问题,难以求解。为此,假定参数的阶次不受其他参数取值的影响,对各参数进行解耦定阶,然后将所得阶次应用到多参数PCM对应的参数中。此外,利用PCM能用一个低阶多项式来精确获取高阶多项式的期望值的特点,当不确定参数较多、精确的高阶多项式无法获得时,提出根据期望值在连续2个阶次拟合多项式中的差异来对参数进行定阶,在保证期望值等价的前提下,大大降低拟合多项式的总阶次和所需仿真次数。理论分析和算例结果验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 概率分配法 不确定性评估 电力系统 动态仿真

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电力系统仿真不确定性评估中主导参数的选择 被引量：4

6

作者 伍双喜 张伯明 吴文传 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2013年第4期999-1004,共6页

电力系统模型参数的不确定将给仿真结果带来不确定性,概率分配法(probabilistic collocation method,PCM)通过少数几次仿真建立起仿真结果与不确定性参数之间的多项式关系,为仿真不确定性评估提供了有力的工具。但随着不确定性参数个数... 电力系统模型参数的不确定将给仿真结果带来不确定性,概率分配法(probabilistic collocation method,PCM)通过少数几次仿真建立起仿真结果与不确定性参数之间的多项式关系,为仿真不确定性评估提供了有力的工具。但随着不确定性参数个数的增加,PCM所需仿真次数将呈指数增长,为减小计算量,有必要识别出主导不确定性参数。提出了一种基于一阶PCM拟合的主导不确定性参数的选择指标,克服了传统灵敏度指标依赖于参数取值,以及无法考虑参数概率分布和取值范围等缺点,能有效地选出主导不确定性参数。进而仅对主导不确定性参数进行分析,提高PCM的适应性。算例结果验证了所提指标的有效性。 展开更多

关键词 概率分配法 不确定性评估 电力系统 动态仿真

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层间隔震体系可靠度的灵敏度分析 被引量：5

7

作者 张尚荣 谭平 +2 位作者 杜永峰 周福霖 包超 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2016年第1期102-107,200-201,共6页

考虑层间隔震体系(上部隔震结构、中间层隔震结构、下部隔震结构)随机参量和地震激励的不确定性,利用随机响应面方法,结合基于线性无关原则的概率配点方法,将隐式的结构响应函数转换成显式函数,在此基础上利用Monte-Carlo分别对3种隔震... 考虑层间隔震体系(上部隔震结构、中间层隔震结构、下部隔震结构)随机参量和地震激励的不确定性,利用随机响应面方法,结合基于线性无关原则的概率配点方法,将隐式的结构响应函数转换成显式函数,在此基础上利用Monte-Carlo分别对3种隔震结构形式可靠度进行分析,并分析了其对应的可靠度灵敏度。结果表明:层间隔震体系中,各随机变量均值变化对体系的可靠度将会产生不同的影响,各随机变量方差的增加都将降低体系的可靠度;可通过优化设计变量,严格控制施工质量(控制变量方差),降低其对体系可靠度的影响。可靠度灵敏度的分析结果可以提供体系的可靠度指标对随机参量变化的重要性排序,从而提高大型复杂结构的可靠度分析和优化设计的效率,同时为层间隔震体系可靠度灵敏度的进一步研究奠定基础。 展开更多

关键词 层间隔震体系 随机响应面法 线性无关概率配点 首超破坏准则 可靠度灵敏度

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不确定水声场随机多项式系数解法 被引量：7

8

作者 程广利 张明敏 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期21-25,共5页

基于非嵌入式随机多项式展开法求解了含不确定海洋环境参数的波动方程,推导了数值积分法求解多项式系数的过程.针对常规概率配点法不能准确计算随不确定输入量剧烈变化的传播损失,提出了分段概率配点法,将输入变量区间进行合理分段,基... 基于非嵌入式随机多项式展开法求解了含不确定海洋环境参数的波动方程,推导了数值积分法求解多项式系数的过程.针对常规概率配点法不能准确计算随不确定输入量剧烈变化的传播损失,提出了分段概率配点法,将输入变量区间进行合理分段,基于非嵌入式随机多项式展开法获得每段的随机多项式,继而得到整个输入变量区间对应的传播损失表达式.结果表明,数值积分法仅适合于计算随单个不确定海洋环境参数不剧烈变化的传播损失,分段概率配点法可高精度计算随不确定输入量剧烈变化的传播损失. 展开更多

关键词 不确定水声场 非嵌入式随机多项式展开法 随机多项式系数 数值积分法 分段概率配点法

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自然风速下低雷诺数风力机翼型气动特性随机数值分析 被引量：2

9

作者 唐新姿 袁可人 +1 位作者 王效禹 彭锐涛 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期45-52,共8页

为量化随机自然风速条件下风力机翼型气动特性不确定程度,以S809风力机翼型为研究对象,基于非嵌入式概率配置点法和Transition SST转捩方程,建立了低雷诺数风力机翼型气动特性随机数值分析模型,获得了自然风速条件下风力机翼型气动力确... 为量化随机自然风速条件下风力机翼型气动特性不确定程度,以S809风力机翼型为研究对象,基于非嵌入式概率配置点法和Transition SST转捩方程,建立了低雷诺数风力机翼型气动特性随机数值分析模型,获得了自然风速条件下风力机翼型气动力确定性和不确定性成分比例,并揭示了风速大小和方向随机耦合作用对翼型流场结构、压力系数和摩阻分布及湍动能的影响及不确定传播机制.结果表明,随机风速风向对翼型升阻气动因子不确定度影响显著,在计算攻角范围内S809翼型升阻比3σ置信区间相对不确定度最大为±35.13%;随机风速风向耦合作用下翼型升阻比不确定度分别是单随机因素下的4.76倍和1.08倍;翼型对来流不确定性敏感区域为前缘,可以考虑在翼型前缘部分进行气动稳健性优化设计. 展开更多

关键词 风力机翼型 风速 不确定性 随机数值分析 非嵌入式概率配置点法

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基于直接模拟蒙特卡洛方法的真空羽流不确定量化研究 被引量：4

10

作者 陈浩 林震 +2 位作者 刘成诚 张斌 刘洪 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期73-84,共12页

真实流动环境下的真空羽流必然存在着各种不确定性,那么确定性输入条件的数值模拟必然会存在偏差,因此需进一步研究不确定性对羽流流动特征的影响规律。本文采用直接模拟蒙特卡洛(DSMC)方法,对不确定性输入的羽流流场进行模拟;采用稀疏... 真实流动环境下的真空羽流必然存在着各种不确定性,那么确定性输入条件的数值模拟必然会存在偏差,因此需进一步研究不确定性对羽流流动特征的影响规律。本文采用直接模拟蒙特卡洛(DSMC)方法,对不确定性输入的羽流流场进行模拟;采用稀疏的概率配置点方法对来流、壁面及模型参数等输入不确定量进行描述,对不确定性的传播和输出目标的平均值、方差及不确定度进行计算。研究表明,流场不确定性沿流线传播至流速最大处之后迅速增强,并在声速线前出现骤减的现象;传播至声速线之后,挡板壁面输入不确定性的影响凸显。其中最为显著的是,压力不确定度在挡板驻点位置达到全场最大值,约为输入不确定量(3.54%)的2.1倍。此外,温度跳跃不确定度受到壁面温度不确定性输入的限制而近似保持为一个恒定值,约为输入不确定度的0.8倍。进而,壁面热流不确定度(5.54%)比壁面正应力不确定度(6.25%)略小,切应力不确定度最小(5.07%)。Sobol’全局敏度分析表明,喉道速度和喉道压力的输入不确定性对气动力/热不确定度的贡献是最大的,且远远超过了壁面温度和模拟分子直径不确定性输入的贡献。 展开更多

关键词 不确定量化 直接模拟蒙特卡洛法 真空羽流 配置点方法 气动特性

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概率配点法在流域非点源污染不确定性分析中的应用 被引量：6

11

作者 王伟明 郑一 Arturo Keller 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第9期1750-1756,共7页

农业非点源污染的形势十分严峻,流域水环境模型虽能为非点源污染管理提供决策支撑,但显著的不确定性制约着模型的应用效果。系统的不确定性分析十分重要,而传统的基于Monte Carlo模拟的不确定性分析方法存在着计算成本高昂的缺点。因此... 农业非点源污染的形势十分严峻,流域水环境模型虽能为非点源污染管理提供决策支撑,但显著的不确定性制约着模型的应用效果。系统的不确定性分析十分重要,而传统的基于Monte Carlo模拟的不确定性分析方法存在着计算成本高昂的缺点。因此,尝试将概率配点法(Probabilistic Collocation Method)应用于流域非点源污染的不确定性分析。研究以美国Newport Bay流域的二嗪磷农药非点源污染为案例,利用WARMF模型进行污染模拟。结果表明,在许多情况下,概率配点法可以通过很小的计算成本获得与传统Monte Carlo模拟方法相近的不确定性分析结果,体现出该方法在非点源污染研究中应用的优势。此外,还揭示了管理因素对于非点源污染模拟及其不确定性分析的影响作用。 展开更多

关键词 概率配点法 非点源污染 二嗪磷 不确定性

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考虑不确定性的超声速双翼气动特性分析 被引量：4

12

作者 祝宏宇 王刚 +1 位作者 刘毅 马博平 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期909-917,共9页

超声速双翼是一种利用激波和膨胀波相互干涉以消除激波阻力的构型。然而,双翼属于单一工作状态设计,为了衡量双翼在设计点附近的稳健性,采用非嵌入式概率配置点不确定性分析方法及Sobol全局灵敏度分析方法,研究双翼在典型工况条件下不... 超声速双翼是一种利用激波和膨胀波相互干涉以消除激波阻力的构型。然而,双翼属于单一工作状态设计,为了衡量双翼在设计点附近的稳健性,采用非嵌入式概率配置点不确定性分析方法及Sobol全局灵敏度分析方法,研究双翼在典型工况条件下不确定性扰动对气动特性波动的影响情况。分析了在马赫数和迎角满足特定正态分布的随机扰动下,双翼表面、全流场压强的分布和气动力系数。不确定性分析结果表明,下单翼翼型最大厚度区域的压力脉动是造成气动特性波动的主要原因。灵敏度分析结果表明,马赫数是对双翼气动性能影响最大的因素。 展开更多

关键词 超声速双翼 不确定性分析 气动特性 非嵌入式概率配置点 全局灵敏度

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非嵌入式概率配置点法在后台阶地形流场计算中的应用 被引量：1

13

作者 张航 吴新 《水电能源科学》 北大核心 2017年第7期30-32,共3页

为验证非嵌入式概率配置点法的准确性,针对来流速度的不确定性,对后台阶流动进行不确定CFD模拟,分析该方法在后台阶地形流场计算中的应用,并比较计算结果与试验结果,验证了该方法的可靠性与实用性。结果表明,该方法可在较小计算量下得... 为验证非嵌入式概率配置点法的准确性,针对来流速度的不确定性,对后台阶流动进行不确定CFD模拟,分析该方法在后台阶地形流场计算中的应用,并比较计算结果与试验结果,验证了该方法的可靠性与实用性。结果表明,该方法可在较小计算量下得到较高的精度,提高了计算的可信度和参考价值。研究结果为该方法在复杂边界流场中的应用提供依据。 展开更多

关键词 非嵌入式概率配置点法 后台阶流动 不确定CFD模拟 流场计算

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基于PCE法和最大熵法的船舶不确定性优化设计 被引量：4

14

作者 魏骁 李恒 黄晨冉 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2023年第3期13-25,共13页

[目的]船舶不确定性优化设计(UDO)的关键在于不确定性的量化(UQ),传统的蒙特卡洛方法较为耗时且计算成本较高,故提出一种基于多项式混沌展开法(PCE)和最大熵法(MEM)的船舶UDO方法。[方法]首先,选取较低计算成本的PCE法来量化多个不确定... [目的]船舶不确定性优化设计(UDO)的关键在于不确定性的量化(UQ),传统的蒙特卡洛方法较为耗时且计算成本较高,故提出一种基于多项式混沌展开法(PCE)和最大熵法(MEM)的船舶UDO方法。[方法]首先,选取较低计算成本的PCE法来量化多个不确定参数作用下输出的随机性质;然后,根据正交多项式的特点,采用基于线性无关原则的改进概率配点法(IPCM)求解PCE系数;最后,利用推导的约束前4阶矩,结合最大熵法求解约束的概率密度函数(PDF),进而在失效域上积分得到UDO关注的约束失效概率。[结果]研究结果表明:改进概率配点法可以给出最优的概率配点数目,并显著减少样本点数量;基于PCE法和MEM法求解约束失效概率时,与蒙特卡洛法结果对比,其在不额外增加计算量的前提下亦可满足精度要求;散货船工程算例的优化结果验证了PCE法较常用的蒙特卡洛法在精度和效率上更具工程应用优势。[结论]该不确定性优化设计方法可以高效准确地实现船舶设计方案的稳健性和可靠性。 展开更多

关键词 不确定优化设计 不确定性量化 多项式混沌展开法 最大熵法 改进的概率配点法

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基于改进稀疏概率分配法的计及参数不确定性的电力系统时域仿真 被引量：2

15

作者 林济铿 刘阳升 +1 位作者 徐振华 申丹枫 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第8期2297-2306,共10页

快速准确的电力系统不确定性时域仿真方法是电力系统不确定性动态及暂态分析的重要工具,其计算精度及速度亟待提升。该文提出了基于改进稀疏概率分配法的电力系统时域不确定性仿真新方法。首先提出了基于Kronrod方法的改进稀疏概率分配... 快速准确的电力系统不确定性时域仿真方法是电力系统不确定性动态及暂态分析的重要工具,其计算精度及速度亟待提升。该文提出了基于改进稀疏概率分配法的电力系统时域不确定性仿真新方法。首先提出了基于Kronrod方法的改进稀疏概率分配法,即利用Kronrod方法对高斯点进行拓展得到嵌套型高斯点,使样本集合满足嵌套特性,大幅度减少了样本数量,并且能适用于不确定参数服从任意分布的情形;进而将该方法应用于计及参数不确定性的电力系统时域仿真,得到了计及参数不确定性的电力系统时域仿真新方法。该文提出的方法可以综合考虑时域仿真中各种不确定参数的影响,快速获得不确定参数的概率密度函数、期望及方差。算例证明了该方法的有效性。 展开更多

关键词 时域仿真 稀疏概率分配法 Kronrod拓展方法 嵌套型高斯点 参数不确定性

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节理岩体力学性能不确定性分析方法研究

16

作者 张翠莲 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期2721-2727,共7页

基于连续介质损伤力学框架,通过损伤张量和有效应力来描述节理岩体的力学性能,自主研发了基于损伤力学模型的有限元程序(CD-FEM),用于节理岩体等效力学性能研究。同时,采用Karhunen-Loeve(K-L)展开来分解随机输入场,用混沌多项式来表示... 基于连续介质损伤力学框架,通过损伤张量和有效应力来描述节理岩体的力学性能,自主研发了基于损伤力学模型的有限元程序(CD-FEM),用于节理岩体等效力学性能研究。同时,采用Karhunen-Loeve(K-L)展开来分解随机输入场,用混沌多项式来表示随机输出场,采用概率配点法生成配点,再由连续损伤有限元分析系统CD-FEM求解确定性方程组,最终得到输出域的统计数据,从而提出了一种将随机分析与基于连续损伤力学模型的数值分析方法解耦进行节理岩体不确定性力学行为分析的方法。利用该方法,对一典型节理岩体在加载条件下的力学行为进行不确定性分析,并与蒙特卡罗方法进行对比,结果表明,所提方法的计算量大大减少,极大地提高了节理岩体力学性能不确定性分析的效率,可应用于对节理岩体在不同载荷条件下的不确定性进行分析。 展开更多

关键词 连续损伤模型 随机分析 概率配点法 随机场 Karhunen-Loeve展开

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考虑故障切除时间的暂态扭矩放大风险评估方法

17

作者 程欣 《电力工程技术》 2019年第4期171-176,共6页

由于电力系统具有许多不确定因素,利用确定性方法无法准确对发电机轴系遭受暂态扭矩放大风险进行评估,文中提出了一种暂态扭矩放大的风险评估方法。该方法考虑了故障切除时间对暂态扭矩的影响,并引入概率配点法求解暂态扭矩的概率密度... 由于电力系统具有许多不确定因素,利用确定性方法无法准确对发电机轴系遭受暂态扭矩放大风险进行评估,文中提出了一种暂态扭矩放大的风险评估方法。该方法考虑了故障切除时间对暂态扭矩的影响,并引入概率配点法求解暂态扭矩的概率密度函数。同时定义了发生暂态扭矩放大的严重程度函数。在此基础上,文中定义了发电机轴系受损的研究区域,缩小了风险评估的范围,从而更加全面准确地得出发电机轴系遭受暂态扭矩放大的风险评估结果。最后,通过IEEE16机68节点系统的算例说明了该评估策略的有效性和实用性。 展开更多

关键词 暂态扭矩放大 概率配点法 风险评估

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