基于多任务异步处理的电力系统序网络拓扑分析

近年来,多核处理及多线程处理技术发展迅速,充分利用CPU资源,采用异步处理技术是大幅度提高电力系统网络拓扑分析计算效率的有效途径。本文提出了基于多任务异步处理的序网络拓扑分析方法,将电气元件抽象为节点和支路类型,建立连接关系类保存连接信息,异步化处理正序、零序网拓扑分析,采用任务嵌套的模式将耗时较长的节点阻抗矩阵的计算异步化为四个子任务独立执行,最终生成拓扑网络图及分析结果数据。针对四川某电网的实例拓扑分析表明了该方法的可行性与高效性。     

一种启发式舰船电力网络拓扑分析方法

快速有效地跟踪网络拓扑对于实现舰船配电管理自动化至关重要.针对传统拓扑分析方法效率低、耗时多的缺点,提出将广度优先和启发式搜索技术相结合的舰船电力网络拓扑快速跟踪新方法.该方法基于面向对象技术构造了符合舰船电力网络特点的拓扑模型,利用节点和支路模型的双向关联关系描述电网拓扑结构.基于广度优先搜索对初始网络进行遍历,实现了支路类型识别和网络静态分区,并在此基础上,针对不同类支路状态变化,采用启发式规则更新局部网络拓扑,从而实现了电网拓扑的快速跟踪.对典型舰船电力网络的拓扑分析结果表明,该方法具有较好的实时性,相对于传统方法有效率更高.     

一种基于追踪技术的快速电力网拓扑分析方法

针对传统网络拓扑方法多次重复搜索路径、效率低、速度慢的缺点,文章提出一种基于广度优先的快速网络拓扑方法.该方法将电力设备抽象为节点和支路,使拓扑过程不受网络接线形式和结构的约束,对输电网和配电网可统一进行拓扑分析,增强了算法的通用性.同时,该方法利用节点-支路邻接表,加快了拓扑速度.开关状态改变时,通过修改节点一支路邻接表,可进行局部重新拓扑,提高了拓扑灵活性.实际应用中,该方法可以满足系统对各电压等级网络拓扑的要求.     

基于GIS的10 kV配电网络电气连通性分析

为了能在GIS系统上对复杂配电网进行直观且高效的网络分析,采用在变电站馈出口处虚设电源点的方式对复杂配电网进行简化,提出了一种基于唯一编码的、且利于数据库实现的描述简化配电网电气设备连接关系的网络拓扑模型.提出将开关、线路分歧连接处、电源点-线路连接处转换为支路,电源点和由开关分割的线路连通段转换为节点的网络节点划分方法,该方法可降低网络节点数量.采用邻接矩阵法对网络进行连通性分析,详细描述了从网络拓扑数据中提取节点邻接矩阵所需的网络节点和连接支路的算法.描述了由节点邻接矩阵通过运算生成节点连通矩阵,进而判断节点连通关系的矩阵运算方法,以及确定配电网停电范围的算法.算例表明,提出的网络拓扑模型和邻接矩阵生成及运算方法,可以进行复杂配电网络的连通性分析以及停电范围分析.     

基于GIS的10 kV配电网络电气连通性分析

为了能在GIS系统上对复杂配电网进行直观且高效的网络分析,采用在变电站馈出口处虚设电源点的方式对复杂配电网进行简化,提出了一种基于唯一编码的、且利于数据库实现的描述简化配电网电气设备连接关系的网络拓扑模型。提出将开关、线路分歧连接处、电源点-线路连接处转换为支路,电源点和由开关分割的线路连通段转换为节点的网络节点划分方法,该方法可降低网络节点数量。采用邻接矩阵法对网络进行连通性分析,详细描述了从网络拓扑数据中提取节点邻接矩阵所需的网络节点和连接支路的算法。描述了由节点邻接矩阵通过运算生成节点连通矩阵,进而判断节点连通关系的矩阵运算方法,以及确定配电网停电范围的算法。算例表明,提出的网络拓扑模型和邻接矩阵生成及运算方法,可以进行复杂配电网络的连通性分析以及停电范围分析。     

基于关联矩阵标记法与回路矩阵的电网拓扑分析

针对电力系统对网络拓扑分析实时性与准确性的需求,提出一种基于关联矩阵标记法和回路矩阵的网络拓扑分析新方法。在系统正常运行情况下,利用关联矩阵标记法,判断图的连通性,同时标记网络的树支与连支,完成电网静态电气岛分析;当网络结构发生变化后,借助回路矩阵,判断变化支路的属性。在此基础上,利用破圈法和半径搜索法,修改局部网络拓扑及更新回路矩阵。IEEE 39节点和IEEE 118节点系统验证结果均表明该方法计算量小,更新速度快,可适用于多种网络变结构的情况。     

含分布式电源的配电网孤岛划分方法的研究

基于配电网中含有分布式电源(DG)以及其辐射状的网络特性,提出了一种层次网络分解的配电网孤岛划分方法。该方法将配电网的支路按结构进行分层,形成层次矩阵、层次支路两端的节点矩阵以及层次之间相连的关联矩阵,通过层层删减层次矩阵的支路连接实现自上而下的网络搜索,可以减少网络搜索的复杂度。根据孤岛划分的原则,利用层次网络分解方法,对配电网络进行自上而下的孤岛划分方案搜索,以确定满足约束条件的孤岛方案。IEEE 69节点配网的仿真结果表明,所提出的算法能生成合理的孤岛划分方案。     

一种电网支路与母线连接关系辨识的新方法

针对调度自动化系统网络拓扑检测辨识存在的不足,挖掘系统基础数据之间的内在联系,提出一种基于量测平衡指标和设备状态相似度寻优的支路与母线连接关系辨识方法,该方法建立在错误量测检测、辨识及修正的基础上,通过分析支路与母线的关联关系,定义支路与母线关联关系岛,基于岛内各支路量测满足平衡关系的特征,通过搜索使岛内各节点量测平衡指标合格并与实际采集的设备状态具有尽可能高的相似度的支路母线连接关系,给出辨识结果。仿真分析和实际应用证明该方法的有效性。     

基于AMI量测信息的低压配电网拓扑校验方法

针对目前低压配电网络拓扑连接关系辨识的难题,提出了一种基于AMI量测信息的低压配电网拓扑校验方法。该方法首先借助高级量测体系AMI提供的负荷量测信息以及网络数据,得出同一配电变压器下各负荷所属耦合节点电压以及所属支路电流,然后分别求得所有负荷间耦合节点电压和支路电流的相关系数,进行相关性分析,即相关性强的负荷同属于同一馈线,进而确定各负荷所属的馈线;之后根据负荷的耦合节点电压幅值大小,确定各负荷在所属馈线中的上下游关系,最后通过相关性分析结果以及负荷的耦合节点电压分布,对存在错误连接关系的负荷进行修正,最终完成低压配电网络拓扑的校验与修正。算例证明了该算法的可行性与有效性。     

基于配电网拓扑分析的重构潮流算法

针对配电网重构时网络潮流方向发生变化,提出了一种基于“短接”操作的配电网拓扑分析算法。该方法可对节点和支路进行任意编号,不需要对网络进行广度优先搜索或深度优先搜索,对末稍节点进行简单的“短接”操作便可得到网络拓扑矩阵。在潮流计算时利用网络拓扑矩阵构造运算矩阵,简单的处理代数方程就可以计算支路电流、节点电压和功率分布,使得程序实现起来更加高效、准确。根据提出的算法,编制了应用于配电网络重构的潮流算法程序,用IEEE33节点算例验证了该算法的可行性。     

继电保护运行整定中计算分支系数的快速方法

目前电力系统继电保护整定计算软件中计算分支系数的常用方法是进行不同运行方式的故障计算,得到保护支路和配合支路的电流,从而得到分支系数。为了提高继电保护运行整定的速度和效率,根据序电流的分布只取决于该序网的结构而与其他序网无关,推导出了一种仅与序网的节点阻抗矩阵有关无需故障电流计算的分支系数的快速计算方法,并针对影响分支系数的不同因素介绍了一些加快措施。编程实践证明,该方法大大提高了继电保护运行整定的速度和效率。     

三侧同杆双回线互联的T型线路测距新方法

根据同杆双回线的特性建立了同杆双回线构成的T型线路的反序正序网络,提出了基于反序正序电流的故障测距方法。在双T型线路中,反序正序网络的电气量具有完整的T字型线路的正序电气量的特点,该特点可以用来故障测距。当双T线路发生故障时,由故障支路的母线处的电气量计算到故障点的反序正序电压等于由支接点T的等值反序正序电气量计算到故障点的反序正序电压,利用反序正序电压在故障点相等的等量关系可以进行精确故障测距。大量的EMTP仿真结果表明,所给出的故障测距方案是准确的,并且在由同杆双回线构成的T型线路故障测距中显示出较大的优势。该测距方法的精度不受故障支路、故障类型、系统运行方式、故障点过渡电阻等因素的影响。     

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,然后以结点一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。     

基于馈线树动态拓扑的高容错故障定段方法

开关的投切和分布式电源的渗透使得配电网拓扑和运行方式复杂多变,给馈线故障定段带来挑战。提出把馈线拓扑分解为树枝和分叉区两种连接单元的馈线树故障定段法。通过智能馈线终端单元识别馈线上各开关的状态变化以实时更新馈线拓扑信息,计算树枝状态函数。根据节点共识容错判据进行故障区段可信度判断,进一步结合分叉区状态进行交叉验证。对节点信息正方向的定义以过流前潮流信息为基准,解决有源配电网故障电流的方向定义问题。最后通过算例验证所提方法的优越性。     

基于路径搜索的多节点低压电力线信道建模方法

为进一步实现多节点网络通信环境的精确仿真与模拟,本文从传输线理论出发,提出了一种基于低压电力网络拓扑的多节点电力线信道响应的生成方法。依据电力网络拓扑,通过最短路径搜索算法获取主干路径,并采用基于广度优先的搜索算法得到分支线路的父子节点关系表,由深至浅地对节点等效阻抗逐一更新,最后通过网络级联获取传输参量矩阵,求取信道频率响应。该方法原理清晰简明,适用于对任意给定拓扑结构的低压配电网络与室内电力网络等环境。仿真与实验结果表明该方法在给定的电力网络拓扑下能够有效地对低压电力网络中多个节点间信道进行模拟。     

单相供电网络潮流计算

低压配电系统中．居民用户普遍采用单相供电,即从配变低压侧引出相线和零线对用户进行供电的方式。由于单相供电网络中一个地理节点包含两个电气节点,而且支路中包含相线和零线,即单相供电是以零线为电流返回通路,因此单相供电网络不宜采用对称系统的潮流计算方法。针对该问题,以地理节点为处理单元,建立了单相供电网络模型。该模型包括支路模型和地理节点注入电流计算模型两部分,支路模型计及了相线和零线之间的互感,地理节点注入电流计算模型计及了零线重复接地。以此为基础,实现了前推回代算法。采用的模型和方法直接对地理节点进行处理,而不用考虑地理节点中电气节点的细节,不用重新编号。最后,以一个11地理节点的测试系统为算例验证了模型的有效性和准确性以及潮流算法的快速性。     

基于序分量的辐射网三相潮流求解

提出了不对称运行条件下基于序分量的前推回代法求解三相潮流问题，三相潮流问题被分解成正序、负序和零序3个子问题，在求得各序间相互影响各序点注入电流之后，采取以下求解方法：对正序、负序网络沿辐射支路用前推回代的方法求解，对零序网用常规高斯塞德尔（Gauss-Seidel)迭代法求解，这样可加快求解的速度。实例表明：该方法对未完全换位线路且具有不平衡节点功率时有好的鲁棒性，与直接对三序都用常规Gauss-Seidel迭代法相比，具有收敛快的特点，总的计算时间可缩短，解决了不对称运行条件下的具有多级电压辐射网三相潮流的求解问题。     

一种实用放射式配电网潮流算法

针对放射式配电网潮流计算中广泛应用的前推回代法对支路和节点编号的要求,结合图论关于节点的度的概念,提出依次将与度为1的节点相连的支路移入计算次序表,然后利用前推回代法依次计算各支路电流和节点电压的算法,并且经过简单处理便可适用于多电源环网供电配电网络。该算法简洁明了,编程方便,简便有效,对算例进行测试计算,验证了该算法及其程序正确。     

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...