基于图论的火电机组热经济性定量分析方法

在分析火电机组热力系统结构特点的基础上,将图论思想引入到热力系统节能分析中,规定了火电机组热力系统的划分原则及其基于图的表达方法,确定了火电机组热力系统的有向图带权邻接矩阵填写规则。根据能量守恒定律、质量守恒定律并结合有向图带权邻接矩阵,推导出火电机组热力系统的有向图带权邻接矩阵方程、燃料消耗率及燃料微分变动方程。基于图论的火电机组热力系统节能分析方法,以图的形式研究电站热力系统,以点与线组成的能量流、物质流二元关系图形来描述电站热力系统,数学模型物理意义明确,使用方便,矩阵填写规范,是一种全新的火电机组热力系统热经济性分析方法。最后给出实例验证了本方法的正确性。     

并联支路不平衡变极绕组的等效网络方程及其拓扑解

本文提出一种网络法,适于计算并联支路不平衡变极绕组的支路电流.文中首先给出并联支路不平衡变极绕组的网络方程,然后用矩阵变换导出可求解的等效网络方程,最后给出拓扑解的一般形式,且附实例一则.     

电力系统PMU最优配置新方法

根据电力系统导纳矩阵和节点关联矩阵的特点,指出电力系统潮流方程的特征可用系统关联矩阵来描述,在此基础上提出了一种基于关联矩阵的满足潮流方程直接可解的电力系统PMU最优配置方法,最后利用典型标准节点系统对该算法进行验证并与已有方法得到的结果进行比较,结果表明该算法是有效的,具有简单、易于实现的优点,能有效减少PMU配置数...     

汽轮机排汽系数通用计算方法的研究

以质量单元为基础，在科学分析其汽水分布特性的基础上，应用能量平衡思想及现代矩阵理论，导出了汽轮机排汽系数计算的通用方程式，从而使排汽系数的分析计算更为严谨与科学，并有效地简化了热力系统的计算，该方法具有分析与计算方便、简洁、准确性高、通用性强等特点。     

汽轮机组热力系统热经济性(火用)分析

根据火用平衡方程、利用火用效率对汽轮机组给水加热系统进行了分析,给出了汽轮机组热力系统通用火用矩阵方程。该方程反映了热力系统对机组热经济性的影响,构造简单,不仅可以简化传统的汽轮机组热力系统火用的计算,为编制通用汽轮机组热力系统计算程序提供了依据,而且为汽轮机组热力系统火用分析特别是为进行局部的定量火用分析提供了理论依据。     

一种基于系统结构特征矩阵的火电厂热力系统通用矩阵模型

提出了一种火电厂热力系统通用矩阵模型，该模型基于热力系统的组态结构矩阵，全面考虑了回热加热器换热效率以及各种辅助汽水等因素，以矩阵论为基础，对回热加热器的物质平衡和能量平衡关系进行了分析，通用性很强。该模型适用于不同类型或同类型、不同热力系统的大型火电机组的热经济性分析，为热力系统的实时监测、控制和优化提供了方便的工具。     

基于综合热效分析的汽轮机组运行优化研究

对汽轮发电机组热力系统进行综合分析,将其凝练成由"热源"、"系统主线"和"系统副线"3部分所组成的总体框架,利用热力学能量平衡方程,引入"微增率"和"空载率"的概念,并利用回归关系模型进行求解,用求解值建立了以发电煤耗极小化为目标,以热力系统流量平衡、能量平衡及机组生产能力限制等为约束条件的运行优化模型。在600MW和200MW调峰机组上进行了实际分析,结果表明应用该模型能有效降低发电煤耗。     

损分布矩阵在1000MW机组变工况下的应用

在电厂热能动力设备设计制造,火电厂设计安装、安全经济运行、热力系统优化和节能技术改造等方面,热力系统的经济性计算分析都发挥着极为重要的作用。分析法以平衡原理为基础,为评价能量的＂量＂和＂质＂提供了一个统一的尺度。根据平衡原理,对单个控制体建立平衡模型,并针对一般的热力系统,推导损分布矩阵方程。文中以N1000-25/600/600机组热力系统为例,推导损分布矩阵,并在Matlab软件中建立损分布模型,分别对机组在TRL、T-MCR、THA、70%THA、50%THA及40%THA工况下,计算损分布及效率,比较不同工况下各个控制体损和效率的变化。     

回热系统热力计算的递推通解

首次给出了火电机组回热系统热力计算的通解,该通解不仅统一了不同回热系统的热力计算方式,而且直接给出了解的表达式,从而省却了传统计算方法中须针对不同的回热系统建立能量平衡方程、质量平衡方程,然后联解方程组才能得解的复杂过程。     

一种计算辅助汽水流量对煤耗率影响的新方法

辅助汽水系统是火电机组热力系统的重要组成部分.计算辅助汽水流量对煤耗率的影响有重要的现实意义.文中提出了一种计算辅助汽水流量对煤耗率影响的新方法,该方法以火电机组热经济性分析的统一物理模型和数学模型为基础,借助梯度算子,建立基于强度矩阵的辅助汽水流量对煤耗率影响的通用计算关系式.通过对600MW 火电机组典型工况的实例计算,验证了该模型的正确性.该方法不必建立热力系统能量平衡方程与质量平衡方程,推导简单,物理意义明确,计算量小,精度高,通用性强.为辅助汽水系统的定量计算和火电机组节能降耗分析提供了一种新的工具.     

一种混和Petri网结构分析方法

混和Petri网可很好地描述由连续动态和离散动态相互混和、相互作用而形成的混和系统.其特点是,将位置和变迁区分为连续和离散两种类型,以表征连续变量过程和离散事件过程.Petri网是离散系统建模和分析的一种有效的图形和数学工具.在文中,基于图论提出一种分析Petri网结构特性的方法,然后介绍转换矩阵和Petri网的对应关系.其次,应用转换矩阵的特征多项式和方程分析Petri网的结构特性;最后,应用例子来说明该方法的应用.     

基于预处理共轭梯度迭代法的电力系统状态估计算法

随着中国电网省地一体化和输配一体化的不断发展,电力系统计算的维度越来越高.状态估计作为电力系统态势感知中的基础环节,需要保证其实时性,而加权最小二乘法是电力系统运用最广泛的状态估计方法.为此,针对加权最小二乘法在牛顿迭代过程中矩阵乘法和线性方程组求解耗时较长的特点,根据Krylov子空间方法中共轭梯度法的思想,设计了一种基于预处理共轭梯度迭代法的电力系统状态估计算法.该方法采用不完全LU分解法对原始线性方程组进行预处理,并采用图形处理器(GPU)并行加速技术对矩阵乘法、线性方程预处理和共轭梯度法迭代进行加速.算例分析表明了文中方法加速效果明显,内存和显存占用较低,经过不完全LU分解法预处理的线性方程组迭代次数少,能够满足大规模电力系统状态估计的实时性要求.     

含SVC和TCSC电力系统小干扰电压稳定性的雅可比矩阵行列式符号比较法

在考虑发电机组及其调节系统、负荷、SVC和TCSC动态过程的情况下,列出了系统的线性化微分方程和代数方程。得出了消去代数方程后的系统线性化微分方程组系数矩阵不出现正实特征值的必要条件为：两种潮流雅可比矩阵的行列式应具有相同的符号,这一条件可以作为小干扰电压稳定性的判据。从理论上来说,它的结果与特征值分析方法一致,而所需要的计算工作量却大大减少,并避免了QR法计算特征值可能产生的数值问题。文中给出了113机542节点西北电网的计算结果。     

KLU稀疏直接求解器在状态估计中的应用

稀疏矩阵及稀疏线性方程组求解已成为大规模电网状态估计计算效率的瓶颈,阐释了基于BTF和Gilbert-Peierls算法的稀疏矩阵直接求解器KLU（Clark Kent LU）,并将其嵌入到智能调度技术支持系统中生产运行的状态估计程序功能。首先在计算得到雅可比矩阵的基础上基于OpenMP并行化技术快速求解信息矩阵;然后使用KLU求解器进行信息矩阵的因子表符号分析和数值分解;最后在状态估计计算过程中使用KLU求解器求解线性方程组,从而提高大规模电网状态估计的计算效率。通过省中心、分中心、模型数据中心D5000的状态估计实际应用,证明了该方法的有效性和实用性。     

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。     

含SVC和TCSC电力系统小干扰电压稳定性的雅可比矩阵行列式符号比较法

在考虑发电机组及其调节系统、负荷、SVC和TCSC动态过程的情况下，列出了系统的线性化微分方程和代数方程。得出了消去代数方程后的系统线性化微分方程组系数矩阵不出现正实特征值的必要条件为：两种潮流雅可比矩阵的行列式应具有相同的符号，这一条件可以作为小干扰电压稳定性的判据。从理论上来说。它的结果与特征值分析方法一致，而所需要的计算工作量却大大减少，并避免了QR法计算特征值可能产生的数值问题。文中给出了113机542节点西北电网的计算结果。     

电力电子变换器结构性故障的有向图论诊断方法

提出了一种基于有向图论分析的电力电子变换器结构性故障诊断方法.首先将变换器的拓扑图转换为有向图,找到正常工作路径;然后根据故障类型求出邻接矩阵,利用邻接矩阵得到故障时的工作路径,与正常工作路径进行比较后,可以得到特征电量的变化情况,从而获得故障诊断的判据.文中以二极管钳位型三电平半桥逆变器为例,介绍了基于有向图论分析的结构性故障分析及诊断方法,最后通过仿真验证了该方法的可行性和有效性.     

小干扰稳定分析中状态矩阵的快速形成

电力系统小干扰稳定分析中形成状态矩阵的计算需求随系统规模扩大而急剧增加。通过分析状态矩阵的形成过程、重组相关算式、引入矩阵降阶求逆等方法,提高计算速度。针对插入式建模技术,将一阶状态传输块、关联矩阵和一阶导数的算式混合;通过进一步的算式变换,形成状态矩阵的最终表达式。矩阵求逆采用分块矩阵降阶求逆的方法,矩阵存储采用三元组技术,处理循环及独立的程序段等采用Open MP技术的并行计算功能。对两个不同规模的算例进行分析比较,验证所提方法的有效性。