基于随机矩阵理论的电网薄弱环节辨识策略

随着电网规模不断扩大,新型电力系统的运行特性愈加复杂,准确辨识电网存在的薄弱环节对提高系统的监测能力和保障系统的可靠运行具有重要的实际意义。文中基于随机矩阵理论提出了一种电网薄弱环节辨识策略。该策略利用电网运行中的实测数据构造随机矩阵,基于随机矩阵理论构建薄弱环节的判断指标,并设计了薄弱节点和薄弱支路的判断方法。该方法从数据相关性的角度进行分析,不需要考虑实际电网复杂的网络结构和运行机理,因此没有复杂的建模过程。为了验证该方法的可行性,通过IEEE 39节点系统搭建了算例仿真,并与传统方法进行了对比。结果表明,所提策略在辨识薄弱节点和支路上具有较好效果,且准确性相较于传统方法有所提升。

THE ANALYSIS METHOD OF THE SETS OF BRANCHES BASED ON INDEPENDENT LOOPS IN THE ELECTRIC NETWORK

The matrix D describing relations of the loops to the nodes in the graph and also the setsof branches based on the independent loops and their matrix Q are defined.The theorem in whichthe product of the loop-node matrix D multiplied by the incidence matrix Aa is equal to matrix Qis put forward and proved.The admittance matrix Ylc of the sets of the branches is defined and it isassumed that the vector Vlc of voltage of the sets of branches to be a calculative quantity.The equa-tion of the sets of branches is derived and the analysis method of the sets of branches based on theindependent loops in the electric network is presented.

基于分区分层前推回代算法的光伏阵列运行状态评估方法

基于光伏阵列规模较大和辐射型网络且集电单元间耦合较弱的特点,提出了一种基于分区分层前推回代算法的光伏阵列运行状态评估方法,实现对光伏阵列运行状态的准确评估。重点论述了分区分层前推回代算法原理、节点支路矩阵求解和概率统计方法及评估流程。结合新疆某新建20 MWp光伏电站5 MWp光伏阵列系统参数,采用Matlab7.0验证该方法。仿真结果表明:该方法能正确输出5 MWp阵列运行状态的评估数据概率分布和评估结果概率密度,能准确评估阵列运行状态。解决了单一评估算法难以准确评估大规模光伏阵列运行状态的缺陷,提高了工程实用性。此外,该方法具有迭代次数少,收敛速度快,计算效率高等优点。

一种配电网故障区段定位的改进矩阵算法

分析了现有配电网故障定位矩阵算法存在的问题,提出一种配电网故障区段定位改进矩阵算法。该方法以网络关联矩阵描述馈线区段和测控点的拓扑联接关系,根据故障发生时与故障馈线区段相连测控点的故障过电流特征,形成一种适用于各类型馈线区段故障判定的统一判据。该算法判据形式统一、计算量小,省去了规格化处理与多次设定正方向的过程,能够解决环网故障、馈线末端故障、多电源网络多重故障定位等问题。

基于节点支路链矩阵的配电网动态拓扑分析方法研究与应用

针对配电网中现有拓扑分析方法运算复杂、速度较慢、重用性较差,以及当配网规模扩大或开关状态改变时,不易及时地反映网络拓扑信息等问题,提出基于支路链矩阵的配电网动态拓扑分析方法。在系统正常运行时,采用特殊节点法将配电网划分为多个支路链子图,以节点—支路链矩阵描述配网拓扑结构,借助邻接矩阵标记法与深度优先搜索原则结合完成更新后的拓扑网络的电气岛连通性分析。当支路动态变化时,根据支路属性利用方向深度优先搜索法快速地修改网络拓扑结构,局部更新节点—支路链矩阵。多个实例结果表明,该方法可适应多种配电网接线结构,搜索过程中节点数量明显减少,降低了算法复杂度,提高了拓扑分析速度,为不同配网结构动态分析提供了一种有效的方法。

基于节点-支路关联矩阵的配电网馈线故障区域定位算法

提出了一种以开关作为支路,以开关两端的馈线作为节点的节点-支路关联矩阵描述配电网馈线拓扑结构,并给出了基于这种关联矩阵的故障区域定位新算法。通过算例证明该算法是正确的。计算中无须进行矩阵计算和判据矩阵的规格化处理,大大减少了故障区域判据矩阵的维数,提高了计算速度,同时对于支路末梢的故障区域也能正确判断。

节点导纳矩阵和阻抗矩阵的互感支路组整体追加方法

在以支路追加法形成节点导纳矩阵和节点阻抗矩阵的过程中,互感支路的追加远比非互感支路复杂,因此提出以支路组为单位的节点导纳矩阵及节点阻抗矩阵支路组追加法。该方法将相互之间有互感耦合的支路分为一组,应用所推导的追加公式以整组互感支路为单位直接追加到节点导纳矩阵和节点阻抗矩阵中,使得计算方法简单统一,可显著减少计算量,提高计算效率。最后通过算例验证和比较了所提方法的实用性和有效性。

基于有向支路的配电网络拓扑分析方法

根据配电网矢量接线图的特点,把接线图中的连接点分为节点和结点两类,在此基础上提出了节点提取法。该方法首先把节点提取出来,将接线图分成小子图,然后以结点-图元支路关联矩阵为基础,通过原始邻接矩阵法得到有向支路,并用节点-有向支路关联矩阵来重新描述配电网络的拓扑结构。在这种拓扑结构的基础上,可以通过节点分析和有向支路分析来完成对整个网络的拓扑分析。应用表明,这种方法不但可以方便计算机处理具有不同设备类型和不同网络结构的配电网接线图,而且可以大大提高配电网拓扑分析的速度和效率。

大型独立电力网络拓扑识别及故障潮流计算

针对大型独立电力网络的特点,提出了一种新的网络拓扑结构在线分析法——扩展关联矩阵法.该方法融合了深度及广度优先搜索的优点,并可以进行局部搜索,提高了故障跟踪时的速度及准确度,给出了节点和支路的编码方法及扩展关联矩阵的形成方法.利用新方法,研究了系统的故障跟踪、故障处理方法及带有网络拓扑结构识别的实用简单潮流计算方法,为系统的故障恢复做好了充分的准备.

基于Grover搜索思想的无线自组网络路由算法研究

无线自组网络是近年来无线网络研究的热点领域,路由算法设计作为无线自组网络的核心层技术而备受关注。在深入分析已有算法存在的诸多不足的基础上,本文提出了一种基于Grover搜索思想的无线自组网络路由算法。该算法首先分析了Grover算法的原理,给出了适合无线自组网络的概率扩散矩阵和解径矩阵的构造方式,然后在此基础上定义了概率计算公式计算每个节点的概率,通过选择高概率节点进行数据转发,从而减少网络计算量,使得路由尽快收敛。仿真结果表明:相比经典的DSR路由协议,该算法得到的路由跳数性能上接近最短跳数,但是建立路由过程中转发节点个数得以大大降低。

电力系统的多重(维)鞍结分岔点及其特征分析

电力系统平衡解曲线的显式表达对鞍结分岔点性态的研究至关重要。本文通过引入支路电流变量,将节点电压方程表示成一元二次的形式,得到以支路电流为参数的电力系统平衡解曲线显式表达式,进一步对鞍结分岔进行节点特征描述,通过定义鞍结分岔点的重数(维数)和雅可比矩阵的特征值分析,说明鞍结分岔点的重(维)数与雅可比矩阵特征值为零的对数是相同的,多重(维)鞍结分岔点代表系统更临近的稳定边界,并提出多重(维)鞍结分岔点的降维求解算法。仿真计算表明,本文所提出的方法是正确的。

新能源同步机对新能源多场站短路比的提升作用

短路比作为衡量电力系统静态电压稳定的指标,被广泛应用于高压直流输电和新能源多场站系统的研究中。基于新能源多场站短路比的定义,研究新能源同步机(motor-generator pair,MGP)对新能源多场站短路比的提升作用。首先介绍了MGP系统的基本结构和独特优势,分析了新能源采用MGP并网对系统短路容量的提升作用。然后基于戴维南等值法和支路追加法分别分析了MGP对系统结构和节点阻抗矩阵的影响作用,揭示了MGP对短路比的影响机理,理论推导结果表明MGP能够提升系统的短路比。最后在PSCAD仿真软件中搭建了新能源三场站系统的仿真模型,结合算例的理论计算和仿真结果验证了MGP系统对新能源多场站短路比提升作用,并通过仿真验证了MGP对暂态低电压和暂态过电压的抑制作用。

提高节点阻抗矩阵支路追加法的效率分析

针对电力系统分析计算中形成节点阻抗矩阵常用的支路追加法 ,提出了一种基于高斯消去法的连支支路追加方法 ,其公式即便于记忆 ,也便于编程。分析了影响支路追加法速度的因素 。

基于修正模态法的支路串联谐振识别

针对电力系统支路串联谐振识别难的问题,提出了修正节点导纳矩阵模态法的支路串联谐振识别方法。首先,在使用网络矩阵模态法识别节点并联和回路串联谐振点时,发现其对应谐振点重合;经理论分析发现,支路阻抗比越小,对应的回路串联和节点并联谐振点重合度越高。然后,对于支路串联谐振,通过使用添加虚拟支路的方法将其转化为回路串联谐振,并利用系统串并联谐振重合的理论,进一步转化为并联谐振识别。最后,通过对三节点系统和 IEEE14节点系统的仿真分析,验证了该谐振识别的可行性和正确性。

基于增广节点支路关联矩阵的前推回代潮流算法

含多电源的配电网进行优化调度分析时,对多个电气岛的潮流并行计算可提高计算效率。为了满足故障隔离、网络重构的需要,配电网在运行中会出现电气岛的供电区域及路径的改变,给配电网的拓扑分析及潮流计算带来麻烦。提出了基于增广节点支路关联矩阵的拓扑分析方法,该方法在基本的节点支路关联矩阵中增加了联络开关所在支路的信息,可以在不对节点重新编号的情况下分析拓扑改变后配电网的支路层次,还可以判断配电网是否有环、孤岛的存在,并为并行分析含多电气岛的配电网提供了基础。与前推回代法结合,可灵活计算配电网潮流,以支路功率的正负表示其实际流向。该方法简单、高效,并以IEEE-69节点算例验证了所提方法的正确性。

三序节点导纳矩阵在工程中的程序实现

节点导纳矩阵作为电力系统分析计算中广泛采用的一种数学模型,是电力系统分析计算的基础,其计算的正确与否有着重要的意义。文中详细分析了在实际工程应用中遇到的三序网络节点和支路编号、YN/d接线方式的变压器在零序导纳矩阵计算中的处理及多回线路的处理三个问题,并对节点导纳矩阵的程序实现方法进行了改进。经过验证,该程序能正确计算电网模型的三序节点导纳矩阵,并已成功应用于多个实际工程。

配电网短路电流计算端口补偿法的改进

针对现有不迭代端口补偿法计算误差大、迭代端口补偿法计算工作量大的问题,提出计及并联支路影响的端口补偿改进算法.充分利用配电网辐射状的结构特点,采用基于相分量的端口补偿法计算配电网故障,既提高了计算速度又保证了计算精度.通过算例对所述方法进行测试,并与传统算法的计算结果进行了对比分析,证明了本算法的可行性、有效性和优越性.

一种用于配电网故障定位的粒子群算法分析

基于粒子群优化算法简单高效的优点,根据配电网拓扑结构特点以及配电网故障多为单点故障这一工程实际,将粒子群算法用于配电网故障定位中。当故障定位转入支路网时,将支路-节点矩阵算法与粒子群算法相结合,利用故障判别矩阵确定故障线路段,进而转入故障点的寻找,避免单一使用粒子群算法在支路寻优过程中可能出现局部收敛的情况。算例分析结果表明,该方法在配电网故障定位问题上是可行的,并且改善了传统故障定位算法运算效率低的缺点。

CPU+GPU架构下节点阻抗矩阵生成及节点编号优化方法

随着电网规模不断扩大,快速形成大电网节点阻抗矩阵具有重要实用价值。为了加速阻抗矩阵的生成,针对中央处理器(CPU)+图形处理器(GPU)协同计算架构设计了基于GPU的并行支路追加法。通过分析电网拓扑结构与链支的关系,基于图论最小环设计了节点编号优化算法;通过厂站连接关系,提取厂站级别最小环,利用拓扑排序,确定群追加顺序。在群基础上确定厂站追加顺序,进而进行节点编号顺序优化。试验结果表明,相比串行计算方法,所提方法在计算效率方面有显著提高,在大电网计算中,可获得数十倍的加速比,追加链支的加速比达百倍。

基于电气距离和SOM-BP的配电网拓扑识别研究

获取准确可靠的配电网拓扑模型既是提高配电网智能化建设水平的重要基础,也是配电网调度运行服务优化的关键支撑。采用快速准确的识别方法,可大大降低其运行管理难度。文中提出了一种配电网拓扑识别方法,首先将配电网视为三种基本拓扑单元的排列组合,获取节点-支路连接关系,进一步生成配电网拓扑矩阵;其次基于直流潮流法和SOM-BP神经网络算法,通过设置筛选半径筛除冗余数据,降低了计算复杂度,且可保留有效的训练数据,将识别系统整体拓扑解耦为识别单条线路;再次,采用矩阵运算将识别结果和拓扑矩阵相乘,即可更新配电网拓扑结构;最后,通过PSCAD和MATLAB进行了仿真验证。