计及光伏并网的电力系统频率特性和网络方程电压可解性分析

随着新能源大容量并网,电力系统面临转动惯量不足、电压支撑能力弱等问题,电力系统频率和电压稳定问题突出。考虑光伏并网情况,提出了量化电力系统频率特性和网络方程可解性的分析方法。一方面,基于电力系统近似全状态模型,通过状态变量时域响应的解析解,分析了系统参数对频率特征量的影响,证明了在全状态模型下光伏附加频率控制不改变系统惯量但能够增加系统阻尼。进一步,指出系统频率响应主要由主导模式决定,给出了主导特征值的解析计算式。另一方面,聚焦网络方程,分析雅可比矩阵奇异性等值条件,基于实对称矩阵的最小特征值提出一种量化电压可解性的负定性指标。并应用该负定性指标,借助图论分析方法论证了随着电网中光伏渗透率增加,电压可解性下降,电压稳定性恶化。最后,在4机11节点经典算例和实际电网中验证了上述分析方法的有效性。

能量网络的传递规律与网络方程

为实现多种类型能源的综合利用,在深入探讨能量本质的基础上,建立了能量网络的基本理论。首先定义了由多条能量传递线(管)路相互连接形成的能量网络,传递不同形式能量的子网通过能量转换器(包括泵、换热器等)互相耦合。然后从能量在空间的普遍化传递方程出发,推导出能量在线(管)路中的普遍化传递方程,并深入分析了能量和火用在线(管)路中传递的变化规律。根据所提方法对电能、热能和压能实际传递过程的分析结果与传统方法相同,证明了其正确性。为建立能量网络方程,将电网络理论中的基尔霍夫定律推广至适合于能量网络建模的广义基尔霍夫定律,然后以能量(火用)在线(管)路中的传递特性方程为基础,推导出普遍化的集中参数等效传递方程,再将所得到的方程统一为能量网络方程组并论证了其可解性。通过对一个由电网络和流体网络组成的简单能量网络的实例计算结果表明,如果用户所需热量恒定不变,当电网络和流体网络分别向用户提供热量的比值不同时,该能量网络会有不同的能耗和火用损,而能耗与火用损并不成正比,因此需要寻求最优的比值,由此证明了所提模型和方法的有效性。比研究可为能量网络的建模、分析、运行与规划奠定了基础。

基于回路电流法的双抽头单相电机的网络方程

借助于异步电机的等值电路 ,采用了与传统的交轴磁场法和旋转磁场法不同的分析方法。该方法通用性强 ,适于分析定子绕组具有各种不同连接方式的异步电机的稳态运行性能 ,并能列写出便于计算机辅助计算矩阵方程。以定子绕组连接复杂的双抽头单相电机为例 ,该方法把该电机的定子电路分成了 2个回路和 6条支路 ,选择其中的 1条支路作为基准支路 ,转子绕组向基准支路中的绕组折算 ,各支路绕组中的正序与逆序感应电势当作流控电压源进行处理 ,然后由回路电流法列写出了计算电机性能的网络方程。为验证计算结果 ,给出了 1台双抽头单相电扇电机某些电流与电压的计算值 ,并与实测值作了比较 ,计算值与实测值的相互吻基金项目 :山东省青年科学基金 (Q99G12 )。合说明了网络方程的正确性。

迭代法求解航天器热网络方程的收敛条件与时间步长优化

热分析计算是航天器热设计验证和在轨温度预示的重要手段,其实质是对描述航天器在轨状态的能量平衡方程即热网络方程的求解。作为典型的非线性问题,航天器热网络方程通常采用迭代法求解,且目前尚无完善的理论可以判断迭代过程的收敛性和收敛条件。文章根据航天器热控设计的工程实际,提出一种可行的近似方法,实现了热网络方程的线性化;在此基础上对迭代法求解过程中的收敛性进行分析,确定了收敛条件下对节点热参数和时间步长的约束关系;并进一步分析时间步长与计算效率的关系,提出了以计算效率为优化目标的最优时间步长确定方法。最后通过某典型航天器热物理模型的计算验证了上述方法的正确性。

单相异步电机性能计算的网络方程

以等效电流法为基础,分析计算稳态运行条件下单相异步电机的性能,并应用网络图论及电路分析中的回路法,导出了计算单相异步电机性能的网络方程,使之适合于计算机辅助设计及计算.

场路结合模型洁中非线性磁网络方程组的解法

场路结合模型法是电机理论中一种重要的研究方法。目前，在求解场路结合模型方法中的非线性方程组时，主要沿用了有限元法中的一些迭代方法。文中指出，这类方程组具有变系数线性方程组的形式，从而可直接构造迭代格式，并证明了选代的收敛性。

利用降阶改进节点法列写非线性有源电阻网络方程

本文利用降阶改进节点法(RMNA)列写非线性电阻网络方程,网络中可包含压控/流控型非线性电阻和四种非线性的受控源,文中利用了降阶技术和矩阵行列重序技术,能直接列写降阶改进节点方程;在编程技术方面,将改进的牛顿迭代法与函数调用相结合,解决了非线性函数的输入与转移问题。

电力系统并行算法研究—网络方程求解过程的相关性分析

本文先讨论了计算过程的相关性与并行计算之间的关系,然后对电网节点电压方程求解过程的相关性进行了分析,并在此基础上提出了一种适用于计算机网络求解电网节点电压方程的并行算法。

强中子场裂变产物中子核反应网络方程研究

本文建立了考虑中子参加反应的裂变产物中子反应及衰变的网络方程,选用求解一阶线性刚性微分方程组的Gear方法,开发了可计算任意裂变产物核数量在不同中子场强度和中子谱下随时间变化的核反应网络方程计算系统FIRENEQ,并配套了裂变产物产额和衰变数据库FPYDDL及裂变产物核中子反应截面数据库FPNCDL。检验结果表明,计算结果正确,程序可靠。利用该程序系统,研究了裂变产物核数量在不同中子场、不同诱发中子能量下随时间的变化。

综合能源系统中包含多加热空间的能量网络方程

基于一种利用热水和电能联合给3个空间加热的模型,建立与之相应的能量网络,利用广义基尔霍夫定律建立能量网络方程,求解该方程得到能量网络中所有支路的工作状态。每增加一个加热空间,能量网络方程增加4个变量(2个强度量和2个广延量);相应增加2个强度量方程和由热负荷提供的2个约束条件,方程组封闭可解,表明建立的能量网络方程可推广到具有任意数量热负荷的能量网络。利用一组典型的数据计算3个热负荷能量网络中各设备的工作状态,结果与利用电网络和流体网络计算的结果相同,表明建立的能量网络方程及其求解方法可靠。本研究可为综合能源系统的分析和优化提供理论指导。

基于全纯函数嵌入的暂态稳定网络方程算法

数值积分法中是电力系统暂态稳定分析中重要的研究工作,但受限于交替求解微分一代数方程求解的困难,尝试从网络方程入手解决。引入全纯函数嵌入(holomorphic embedding)理论,重构节点模型,以计算解析解为目标,介绍求解非线性系统的原理与数值逼近理论的应用,之后针对电力系统暂态稳定分析,确保兼容电网中恒功率负荷的情况下分别对直接法和Dommel-Sato迭代法进行全纯函数嵌入的改动并给出计算方法,最后使用算例,从暂态稳定仿真和数值逼近算法特性方面验证算法的有效性。

天体核反应网络方程计算程序PP-chain

核天体物理学旨在应用核物理知识来阐释宇宙天体演化进程。恒星结构与演化以及元素核合成是核天体物理学的前沿热点研究课题。核反应网络方程的建立和求解,可模拟天体演化过程中的元素核合成,包括核素丰度变化、能量的释放、反应路径等。根据主序星演化过程,建立了其内部进行的氢燃烧第一阶段质子-质子链式反应(PP-chain)的核反应网络方程。利用二阶Rosenbrock公式设计程序求解了核反应网络方程,并得到了核反应网络中核素的丰度时间演化。计算结果能够再现标准程序MESA计算结果。

网络方程的矩阵运算

本文介绍了一个计算机辅助教学软件——网络方程的矩阵运算,提出了解决网络分析理论教学与实际情况形成“鸿沟”的一种方法,在教学中引出”电路的计算机辅助解题”。突出了网络图论和矩形代数方法,体现了这种方法的优越性,介绍了所使用的计算公式,程序编制框图及其计算实例。

建立电力系统互感部分双口网络方程的新算法

本文提出了一种将互感线路断线转化成切除无互感线路的处理方法，在此基础上，将“建立无互感电力系统双重故障口网络方程的新方法”一文提出的不修改原网各序节点导纳（或阻抗）阵建立无互感电力系统—口网络方程的新方法，推广到计及零序互感时的更一般情况。该算法具有不受系统内互感组数及每组内互感支路条数的限制、计算速度快、较其它方法简便、易于编制程序等特点。

线性网络方程的建立与计算机解法

本文对计算机辅助电路分析中常用的节点电位法加以分析,以此建立线性网络方程,并介绍计算机对不同状态方程的具体解法.

网络化热方程的集中事件触发控制

本文对热方程建模的分布式参数化多智能体系统进行研究,设计了基于事件触发控制下的一致性边界控制器,将网络化热方程的状态驱动到相同的稳定状态.其中每一个子系统的边界信息能被测量,并且所有的智能体由无向静态拓扑连接.事件触发控制器由以下两部分组成:一是基于网络拓扑的边界局部交互作用,驱动所有子系统达到相同的状态;二是由事件触发条件建立的触发时刻.本文证明了在事件触发的边界一致性控制下两个连续触发时刻之间存在最小停留时间以避免Zeno现象;同时利用李雅普诺夫函数分析并保证了闭环系统的稳定性和适定性.最后,给出了由5个热方程组成的多智能体系统的仿真算例,结果证实了本文所设计事件触发控制器的真实性.

电力系统网络方程并行算法研究及潮流并行计算的实现

结合Ｔｒａｎｓｐｕｔｅｒ硬、软件的特点，研究了电力系统网络方程的并行算法。在撕裂节点法、系数矩阵写成对角加边的基础上，发展了系数矩阵完全分解算法。在由４片Ｔ８００－２０组成的并行计算机系统上，实现了快速分解潮流的并行计算，并针对不同规模的网络进行了试算，计算结果表明，上述算法有较好的效果，证明并行算法能显著提高电力系统计算的速度，有广阔的应用前景。

一种建立网络状态方程的计算机算法

改进节点法可以处理任何实际元件组成的网络，因而在网络分析中被广泛应用．它的系数矩阵具有高度稀疏的特点，本文利用该特点，推导了计算机求网络状态方程的算法．

网络的独立变量与网络方程(二)

三、树支电压与基本割集方程以树支电压为变量,列出和求解基本割集方程的方法,称为割集分析法。所谓基本割集,就是单树支割集。(一)网络的独立电压变量——树支电压(1)树支电压。一个n个节点b条支路的网络,任意选出一树,有(n-1)个树支,因此,就有(n-1)个树支电压。因为树支数是全部支路数b的一部分,所以,(n-1)个树支电压数中小于支路数b。

用“替代迭加法”建立网络状态方程

用“替代迭加法”建立网络状态方程王长富，陈洪亮引言用系统的拓扑法编写状态方程不仅过程极为繁琐，物理意义也不明显，更不便于手算，使用起来相当困难。就是用非系统的观察法列写状态方程，消去非状态变量这一步也相当麻烦，而且没有统一的规律可以遵循。因此，如何简...