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。

基于虚拟阻抗矩阵和边界节点迁移的在线校核分区方法

继电保护在线校核并行计算的关键是实现电网的最优分区。文中提出了一种基于虚拟阻抗矩阵和边界节点迁移的电网最优分区方法。利用启发式聚类规则对虚拟阻抗矩阵元素进行节点聚类,可快速实现电网的初始分区。在此基础上,以并行校核时间最短为目标函数对初始分区的边界节点进行迁移,保证了分区结果具有较高的并行计算效率。整个分区方法具有近似线性的时间复杂度,计算速度快。以某省级电网220kV网络为算例,验证了所述方法的正确性和有效性。

双复数阻抗矩阵节点导纳法实现低压短路电流计算

低压电网是电力系统中数量最大、覆盖范围较广的配网系统,低压电网的重要性决定了低压短路电流计算的重要性,但目前国内还没有完善的相应计算软件。本文介绍了利用双复数阻抗矩阵节点导纳法实现低压短路电流计算,分别以低压电网的复数系统阻抗矩阵为基础计算三相短路电流,以复数相保(相零)阻抗矩阵为基础计算单相短路电流。以此方法研发的低压短路电流计算软件,计算准确度高,减少人工工作量,计算方便快捷,能够满足低压配电网的实际需求,填补了国内电气行业软件在此方面的空白。

形成节点阻抗矩阵的节点编号顺序优化算法

在分析传统的支路追加法形成节点阻抗矩阵缺陷的基础上,提出了虚拟接地支路和连支度的概念,采用增加虚拟接地支路的方法使电网节点和支路的追加顺序不受任何条件的约束,并通过节点对连支度的比较确定电网节点和支路追加顺序,从而显著降低了形成节点阻抗矩阵的计算量。最后用实例验证了该方法的有效性。

基于虚拟阻抗的厂站内拓扑分析新方法

厂站内拓扑分析是电力系统网络拓扑分析的重要组成部分,占用了整个网络拓扑分析的大量时间。在利用分布式建模方式减少网络拓扑分析时间的前提下,实现更为快速准确的厂站内拓扑分析,是提高整个网络拓扑分析效率的关键所在。本文通过分析节点导纳矩阵与初始邻接矩阵,节点阻抗矩阵与全连通邻接矩阵在表达网络拓扑上一致性的特征,考虑给发电厂变电站电气主接线开关赋以虚拟阻抗、电气节点添加虚拟接地阻抗支路的方式,提出了基于节点虚拟阻抗矩阵的厂站内初始拓扑分析以及开关变位跟踪的新方法。新方法避开了对初始邻接矩阵的直接处理,借助节点阻抗矩阵的拓扑对等性,从节点阻抗矩阵的物理意义出发,达到完成厂站内拓扑分析的目的。算例表明,新方法能够简便地完成厂站内的初始拓扑分析任务,并能在初始拓扑的基础上快速和准确地跟踪开关变位,相比于直接基于邻接矩阵的各种算法,具有编程实现简单、处理模式统一的特点。

直流微电网节点阻抗特性与系统稳定性分析

由于直流微电网系统阻抗的复杂性易导致系统稳定性恶化,为此从直流微电网的结构特点入手,给出了一种基于直流微电网节点阻抗特性的系统稳定性分析方法。在考虑线缆阻抗的前提下,把系统支路简化为包含虚拟阻抗的诺顿等效电路,并分析了线缆电感参数对支路输出阻抗特性的影响。然后,从系统节点和支路阻抗模型出发,建立了一个简单直流微电网系统的节点导纳模型和导纳矩阵。利用系统的节点导纳矩阵,易求取系统的任意节点阻抗。最后,利用节点阻抗特性完成了对系统稳定性的判定,且通过仿真验证了所提方法的有效性。

基于虚拟阻抗的复杂配电网故障区段定位新方法

针对含分布式电源的复杂配电网故障区段定位的问题,提出一种基于虚拟阻抗的故障定位新方法.首先以区段为单元识别畸变节点的故障信息,采用尝试赋值法校正畸变节点的故障信息;然后利用区段端节点过流信息初步判定故障位置,将故障区段端节点间的虚拟导纳值用0表示,非故障区段端节点间虚拟导纳用1表示,进而形成能反映节点间连通性的节点虚拟阻抗矩阵,根据故障电流的流通路径最终确定故障区段位置.具体算例验证表明,该方法具有故障定位准确、效率高的特点,可以满足复杂配电网的多点信息畸变校正和多重故障的故障区段定位.

短路电流计算中两种算法实现阻抗矩阵的比较

使用了支路追加法和导纳矩阵求逆法来形成节点阻抗矩阵,给出了两种算法的数学模型,分析了算法各自的特点和优势。编写的程序经过对一些实例的求解,验证了对两种算法的理论分析结果,并为电力系统仿真的使用提供了参考。

基于节点电纳摄动的通用配电网损耗分配方法

文中主要探讨配电网损耗的分配方法。针对含有转供和小电源的任意结构配电网,分析并给出了损耗分配的对象和基本要求。提出了一种基于节点电纳摄动改造配电网全节点导纳矩阵可逆性的方法。这种改造方法从损耗分配的合理性与潮流误差出发确定电纳摄动点和摄动值,使任意配电网的全节点阻抗矩阵能够可靠计算。最后基于全节点阻抗矩阵和交易的等值节点电流提出了一种通用的配电网损耗分配方法。这种分配方法既适用任意结构的配电网络和 Pool 与Bilateral 交易,又满足电路定律、具有可加性和聚合不变性结果验证了文中方法的有效性。

星形延边三角形接线平衡变压器的阻抗匹配与数学模型

星形延边三角形接线平衡变压器是应用于我国电气化铁道的一种新型三相—两相平衡变压器。针对其特殊的接线形式,提出了以磁势平衡方程、绕组连接方程、端口输出方程和电压传递方程为基础的多绕组变压器系统化分析方法。根据理想平衡变压器的技术条件提出了基于绕组之间短路阻抗的阻抗匹配关系式,推广了以前的有关结论。讨论了星形延边三角形接线平衡变压器的等值模型、两相等值电路和中性点不接地运行等问题。给出了星形延边三角形接线平衡变压器在相坐标下的节点导纳矩阵,以便与电力系统其它部分接口进行有关分析。

星形曲折延边三角形接线平衡变压器的阻抗匹配与数学模型

从基本方程组出发,分析了星形曲折延边三角形接线平衡变压器的运行特性。根据理想平衡变压器的技术条件给出了星形曲折延边三角形接线平衡变压器的通用阻抗匹配关系,扩展了阻抗匹配空间,证明以前得到的结果只是阻抗匹配空间的子集,增大了产品设计自由度。给出了变压器一次侧与二次侧间电气量变换关系和相坐标下的节点导纳矩阵,为进行牵引供电系统有关问题的分析计算奠定了基础。同时,从电气特性表达式上揭示了星形曲折延边三角形接线、星形延边三角形接线、星形三角形接线变压器之间的演化关系。

电力电子化受端省级电网宽频谐振稳定性研究

电力系统宽频谐振是近年来出现的新问题,受非同步机电源的控制器动态特性、输电网络的网架结构及元件参数影响较大,在次同步频段、超同步频段和高频段均有分布。江苏电网作为典型的受端省级电网,“十四五”期间风力、光伏等新能源发电装机容量提升至68000 MW,占比达到34.8%;省外来电总量预计达到45440 MW,约占2025年最大负荷的30%。综上,高度电力电子化将成为未来江苏电网的主要形态,宽频谐振问题将成为威胁电网安全稳定运行的制约因素。首先,提出了阻抗分析法,与特征值分析法、时域仿真分析法进行比较,阐述了阻抗分析法的优缺点和适用范围;其次,在IEEE 39节点的典型系统中论证了阻抗分析法在大电网对宽频谐振进行分析研究的正确性和可行性;最后,通过阻抗分析法在江苏电网的应用,总结得出“十四五”江苏电网宽频谐振稳定特性及相应的控制策略。

自然的改进型节点电压方程

通过对节点导纳矩阵的进一步分析，得出节点电压方程一种新的形式，用节点电压方程能够直观地从电路图直接绘制出信号流图而不需列写KCL，KVL和器件方程．类似的，通过圈阻抗矩阵的分析，也得到了新形式的圈电流方程．

电网故障计算中零序多重互感线路的处理

按照故障计算和保护整定软件实际的编写顺序分别论述了在零序多重互感线路上发生故障时对所在互感组的处理、互感参数矩阵对节点导纳矩阵的贡献、不同运行方式下互感组的特殊处理以及求解互感组零序电流的方法,对于零序多重互感的考虑全面而灵活,该方法已经在大型故障计算和保护整定软件中应用,并且在各种情况下短路电流计算都正确,从而证明所述方法正确可行。

新型YNvd接线平衡变压器电气分析及其仿真模型

YNvd接线变压器是应用于电气化铁路的一种新型三相—两相平衡变压器。为了实现其理想的三相—两相平衡变换,从磁势平衡方程、绕组接线方程、电压传递方程出发分析了YNvd接线变压器的运行特性,采用绕组间短路阻抗和等值阻抗表达阻抗匹配关系。并给出了YNvd接线变压器的二次侧两相端口的电压输出方程、两相等值电路和相坐标下的节点导纳矩阵,以便进行电力系统和牵引网接口有关问题的分析计算。分析表明,为了使YNvd接线变压器从原边看入的三相阻抗相等,要求次边端口变压器等值阻抗相等。最后,搭建了YNvd接线平衡变压器仿真模型,验证了相关的电气特性。

继电保护整定计算中故障计算模型的选择和形成

故障计算中模型的选择对于提高故障计算速度和准确性,减少内存,扩大网络规模是至关重要的。本文对节点导纳矩阵和节点阻抗矩阵在故障计算中的算法分别进行了比较分析,根据继电保护整定中故障计算的特点,选取节点阻抗矩阵作为故障计算的模型,并详细介绍了节点阻抗矩阵的形成过程,最后以宁夏电网的整定计算为例,验证了在继电保护整定计算选择节点阻抗矩阵作为故障计算模型的快速性和时效性。

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。

基于一组新的电容Z域支路方程的m相SCN回路法建模

本文基于一组新的Z域电容支路方程,对多相SCN进行了回路分析,分别对无源SCN和有源SCN进行了建模及例题分析。本法的优点在于支路方程所含的Z^(-1)变量个数最少,且系统矩阵中的Z^(-1)变量幂只为1,使得计算处理较为简便。本法不仅适合于网孔,也适合于任何回路。

含受控源的网络分析的另种算法

介绍一种不需要进行复杂矩阵运算 ,直接建立含受控源网络的节点导纳矩阵和网孔阻抗矩阵的简便方法——节点耦合法和网孔耦合法 ,将受控源对方程的影响通过逐步修正节点导纳矩阵和网孔阻抗矩阵来实现 。

对称高斯消元法的快速求解及其应用

引入四角规则,可将高斯消元法计算过程形象化,无需依赖计算公式直接完成消元计算,大大方便编程;根据对称矩阵的特点,提出2种对称高斯消元法,分别用四角规则或三角规则直接完成消元计算。与高斯消元法相比,对称高斯消元法可减少50%非对角元素的计算以及相应的除法计算,大大提高计算速度。分别用高斯消元法和2种对称高斯消元法求取IEEE-30、-57、-118系统的节点阻抗矩阵,后者的计算速度大大高于前者。以IEEE-118系统为例,后者的前代过程时间比前者快约38%或53%。后者的前代+回代过程时间比前者快约16%或28%。