不確定性環(huán)境下考慮韌性提升的主動(dòng)配電網(wǎng)運(yùn)行方法項(xiàng)目摘要

隨著可再生能源發(fā)電，電動(dòng)汽車的不斷發(fā)展，配電網(wǎng)中的不確定性因素大大增加，確定性的分析方法和控制手段已不能滿足配電網(wǎng)的運(yùn)行需求。與此同時(shí)，近年來(lái)極端自然災(zāi)害造成的停電損失急劇增加，對(duì)電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行進(jìn)一步提出了挑戰(zhàn)。本項(xiàng)目研究不確定性環(huán)境下考慮韌性提升的主動(dòng)配電網(wǎng)運(yùn)行方法。首先，建立考慮“源-網(wǎng)-荷”不確定性的主動(dòng)配電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)模型；其次，研究基于高效蒙特卡羅模擬的主動(dòng)配電網(wǎng)概率潮流算法，建立基于非參數(shù)估計(jì)的概率潮流輸出變量評(píng)估方法，以全面分析系統(tǒng)狀態(tài)；然后，基于概率潮流進(jìn)行運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，研究影響運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)鍵不確定性因素辨識(shí)方法，建立基于多目標(biāo)優(yōu)化的主動(dòng)配電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)控制方法；最后，提出面向配電網(wǎng)韌性提升的動(dòng)態(tài)微網(wǎng)運(yùn)行模式，研究自適應(yīng)動(dòng)態(tài)微網(wǎng)的邊界劃分方法及更新機(jī)制，構(gòu)建基于動(dòng)態(tài)微網(wǎng)的主動(dòng)配電網(wǎng)自愈運(yùn)行方法。本項(xiàng)目的研究，將為主動(dòng)配電網(wǎng)的運(yùn)行與控制提供有效的理論方法和分析工具。

分布式能源的迅速發(fā)展使得配電網(wǎng)中的不確定性因素顯著增加，需要引入不確定性的分析方法和控制手段以保障配電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行。本項(xiàng)目研究了不確定性環(huán)境下考慮韌性提升的主動(dòng)配電網(wǎng)運(yùn)行方法。首先考慮多重耦合的不確定性因素，建立了主動(dòng)配電網(wǎng)內(nèi)的“源-網(wǎng)-荷”不確定性因素模型，利用Copula函數(shù)刻畫了輸入隨機(jī)變量之間的復(fù)雜相關(guān)性；其次，研究了基于高效蒙特卡羅模擬的主動(dòng)配電網(wǎng)概率潮流算法，并在此基礎(chǔ)上利用稀疏多項(xiàng)式混沌展開技術(shù)進(jìn)一步提高概率潮流的計(jì)算效率；在概率潮流計(jì)算的基礎(chǔ)上進(jìn)行主動(dòng)配電網(wǎng)的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，應(yīng)用基于Sobol'法的全局靈敏度分析指標(biāo)辨識(shí)影響主動(dòng)配電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)鍵不確定性因素，建立基于多目標(biāo)優(yōu)化的主動(dòng)配電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)控制方法；最后，提出面向配電網(wǎng)韌性提升的動(dòng)態(tài)微網(wǎng)運(yùn)行模式，提高不確定性環(huán)境下主動(dòng)配電網(wǎng)的韌性，保證系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。通過(guò)算例仿真和實(shí)際系統(tǒng)應(yīng)用，驗(yàn)證了所提基于稀疏多項(xiàng)式混沌展開方法的概率潮流計(jì)算的高效性，準(zhǔn)確辨識(shí)了影響主動(dòng)配電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)鍵不確定性因素，有效提高了主動(dòng)配電網(wǎng)在不確定性環(huán)境下的韌性。

只有少數(shù)工作零件才承受缺口試棒沖擊試驗(yàn)中所特有的那種強(qiáng)大的沖擊條件。另外，截面尺寸也影響缺口的韌性值。根據(jù)這些理由，缺口韌性試驗(yàn)結(jié)果，不總是與工作條件有對(duì)應(yīng)關(guān)系，而且不能直接用于工程設(shè)計(jì)。只有在與特定的構(gòu)件，在特定的工作條件下有對(duì)應(yīng)關(guān)系時(shí)，缺口的韌性值才對(duì)設(shè)計(jì)有用。例如，許多機(jī)器的鋼零件，在極冷的條件下成功地轉(zhuǎn)動(dòng)，并不需要對(duì)缺口的韌性值，或產(chǎn)生韌-脆轉(zhuǎn)變的溫度，作特殊的考慮。當(dāng)最大剪應(yīng)力接近于最大的主拉應(yīng)力時(shí)，如像在中等程度的應(yīng)變速度和溫度條件下做扭轉(zhuǎn)或簡(jiǎn)單的拉伸試驗(yàn)?zāi)菢?，可以使用轉(zhuǎn)變溫度較高的鋼種。應(yīng)力集中和應(yīng)變率高以及工作溫度又低的地方，必須選用轉(zhuǎn)變溫度低的鋼種。

本書匯總美國(guó)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、管理與決策的近期研究成果，是美國(guó)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)管理和環(huán)境決策的重要技術(shù)文件。全書共8章，圍繞美國(guó)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)和不確定性，不確定性技術(shù)經(jīng)濟(jì)因素下的環(huán)境決策，不確定性與環(huán)境決策，環(huán)境決策不確定性的具體化和不確定性溝通等方面展開論述。本書作為環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)管理、環(huán)境決策工作者的參考資料，對(duì)我國(guó)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)管理理論與方法研究有一定的指導(dǎo)意義。

已有許多研究人員用各種不同的方法試驗(yàn)了鋼材的缺口韌性。下表列出了用于評(píng)定缺口韌性的典型方法，大體可分成四類：

1．小試件的沖擊試驗(yàn)；

2．小試件的靜載試驗(yàn)，

3．焊件動(dòng)載斷裂試驗(yàn)；

4．寬板拉伸試驗(yàn)。

有些研究所的試驗(yàn)重點(diǎn)在研究解理裂紋的起裂，而另外一些則放在阻止解理裂紋的擴(kuò)展。但幾乎所有的試驗(yàn)都包含這樣的內(nèi)容，即試樣開有缺口并在試驗(yàn)溫度降低時(shí)觀察其脆性行為。既然每一種試驗(yàn)側(cè)重于脆性斷裂過(guò)程的不同特征，則用不同的方法去評(píng)定材料阻止解理斷裂的能力就不足為奇了。這些試驗(yàn)幾乎總能確定一個(gè)轉(zhuǎn)變溫度，低于這個(gè)轉(zhuǎn)變溫度在試驗(yàn)條件下就會(huì)發(fā)生解理斷裂。

下面僅介紹一種試驗(yàn)原理——小試樣的擺錘沖擊試驗(yàn)

試驗(yàn)的原理是將試樣置于擺錘沖擊刃所經(jīng)路徑的最低點(diǎn)處。開始時(shí)將擺錘提到某一高度然后釋放，擺錘就橫擊試樣并使之?dāng)嗔?。此時(shí)擺錘繼續(xù)前進(jìn)，并升至試樣另一邊的某一高度（小于初始的高度），兩個(gè)高度之差乘以擺錘的質(zhì)量就相當(dāng)于試樣斷裂時(shí)所吸收的能量。斷口表面的現(xiàn)象（晶狀斷面百分率）和試樣的變形情況對(duì)評(píng)價(jià)斷口的脆性提供了補(bǔ)充線索。

一般是在不同溫度下對(duì)一系列試樣進(jìn)行這類試驗(yàn)，以考察溫度對(duì)其它變數(shù)的影響。

通常采用兩種試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)。在艾索德（Izod）試驗(yàn)機(jī)中，試樣夾在虎鉗內(nèi)，成為懸臂粱伸入擺錘所經(jīng)路徑中。因試樣及虎鉗須同時(shí)保持所要求的試驗(yàn)溫度，故控制溫度比較困難。這種裝置不如卻貝（Charpy）試驗(yàn)機(jī)好，目前很少使用。