中压配电网电力线载波通信信道建模

电力线载波通信是智能配电网通信技术的重要选择之一。而中压配电网结构复杂,分支众多,存在电缆-架空线混合型线路,使得载波信号在其上的传输特性难以预估。结合中压配电网结构特点,提出一种载波信号在混合型配电网络中的信道建模方法。首先,在中压配电网的实际拓扑结构及线路类型基础上,定义了载波信号的传输线管道。然后,结合多导体传输线理论和行波理论,推导各传输线管道的传播矩阵及各节点的散射矩阵,并根据网络拓扑关系列写整个网络的电压方程。最后,由电压方程可求得在信源节点激励下全网任意节点的电压响应。该建模方法不受网络拓扑结构及线路类型限制,具有很强的适应性及可移植性。计算及电路仿真结果表明了方法的正确性及有效性。     

中压配电物联网架空线-电缆混合线路电力线载波信道建模

针对中压配电网架空线与电缆线路混合连接的实际情况,提出了一种基于输入阻抗矩阵的混合型配电物联网电力线载波信道建模方法。首先,分析中压配电网架空线路和电缆线路的结构参数,在多导体传输线理论基础上,推导2类线路的相模变换矩阵,列写传输线的链参数方程;其次,重点分析了各类型配电线路节点连接处的阻抗矩阵关系;然后,根据配电网实际拓扑结构,将配电网划分为不同类型网络分支,给出各类分支输入阻抗矩阵的计算方法,依次求得网络中各节点及信源节点的输入阻抗;最后,由信源节点的输入阻抗与边界条件,结合各传输线的链参数矩阵及各节点的输入阻抗矩阵,求得网络中任意节点的电压向量,实现混合型配电物联网电力线载波信道的建模。理论分析与仿真验证表明了所提建模方法的正确性与有效性。     

基于局部反射理论的中压配电网电力线通信信道建模法

链路衰减是衡量载波通路传输质量的一项重要指标,为实现对信道衰减特性的预测,提出一种基于局部反射理论的中压配电网电力线通信(PLC)信道建模方法。利用电力线传输理论及局部反射理论,推导端接负载的传输线、不同特性参数的传输线级联情况下的电压传输规律。在此基础上,分别搭建中压配电网无分支线路、带分支线路及带负荷配电变压器线路的PLC信道数学模型。然后根据中压配电网拓扑结构,从配电网末端将所搭模型依次级联至载波信源处,得到末端节点与信源节点间的PLC信道模型,进而分析各节点处载波信号的传输特性。该方法原理简单,计算速度快,可移植性强。仿真及RLC电路实测结果表明了所提建模方法的正确性。     

基于层次关系的拓扑分析配电网潮流计算方法

配电网潮流计算是配电网规划、网络分析、故障处理的基础,在分析现有配电网潮流计算方法的基础上,针对配电网结构特点,将一种目的为形成层次关系模型的配电网拓扑分析算法应用于配电网潮流计算中。通过该算法将配电网络支路按层次进行分类,以矩阵方式建立网络拓扑结构模型,结合支路层次关系矩阵用前推回代法计算各支路功率损耗和各节点电压,算例结果表明该算法表达简捷、概念清楚,方便实用。     

具有格状网的电力线载波通信信道特性的分析

智能配电网除传统的树状拓扑结构外,还将出现环网、格状网等结构。建立具有这些特殊拓扑配电网的电力线信道模型,并进行信道特性影响因素的分析是在智能配电网中应用电力线载波通信技术的必要前提和重要依据。通过基于信息节点的建模方法建立格状网拓扑的信道模型,并仿真分析前后主干长度、格网主干长度、分支长度、分支负载等因素对格网拓扑下信道传输特性的影响规律,重点分析了这些影响因素对信号衰减的影响。通过实验验证了所得结果的正确性和有效性。所提出的分析方法和所得结论为设计智能配电网电力线载波通信的调制方法提供了必要的理论基础和技术手段。     

含分布式电源的配电网自适应保护新方法

提出了一种适用于分布式电源（distributed generation,DG）接入的配电网自适应保护新方法。该方法根据系统的运行方式和网络的拓扑结构,对保护背侧网络进行等值变换,并根据支路贡献因子矩阵,消除DG对各支路电流的影响,在此基础上,构造配电网自适应主保护和后备保护判据。与传统电流保护相比,该方法增大了主保护...     

中压配电网电力线载波通信组网优化方法*

为进一步完善中压配电网电力线载波通信(PLC)组网的灵活性和可靠性,在结合中压配电网的实际拓扑结构和信道环境的基础上,提出了一种基于遗传算法的PLC组网方法。该方法综合考虑了节点间实际距离、节点间链路衰耗、连接节点衰耗、节点自身价值及链路价值等因素,利用遗传算法计算网络的最大价值函数,确定网络的最佳链路集。在最佳链路集基础上,求取各通信节点的节点度,将节点度数值较大者作为网络的中继节点,进而完成配电网PLC的优化组网。与蚁群路由算法相比,文中算法考虑了配电网的实际拓扑结构与信道特性,中继节点和链路分配更为合理,使PLC网络具有更高的网络价值和网络传输效率。     

环网下电力线载波通信信道特性的影响因素分析

智能配电网除传统的树状拓扑结构外,还将出现环网、格状网等结构。建立具有这些特殊拓扑配电网的电力线信道模型并进行信道特性影响因素的分析是在智能配电网中应用电力线载波通信技术的必要前提和重要依据。首先提出了对不同网络拓扑具有通用性的基于信息节点的信道建模方法,在此基础上通过仿真分析了主干长度、分支长度、负载阻抗和分支个数等因素对环网拓扑下信道传输特性的影响规律,重点分析了这些影响因素对信号衰减的影响。通过实验验证了所得结果的正确性和有效性。所提出的分析方法和所得结论为设计智能配电网电力线载波通信的调制方法提供了必要的理论基础和技术手段。     

基于信息节点的智能配电网中压电力线载波通信信道建模方法

电力线载波(power-line carrier,PLC)技术是智能配电网重要的通信手段。为适应智能配电网可能出现的新的网络拓扑结构,提出一种基于信息节点的中压电力线信道建模方法。首先在网络关键位置设置信息节点,然后根据电路基本理论和均匀传输线理论推导出各信息节点间的电流电压关系式,最后利用传输矩阵方法得到信息接收点与发射点之间的电压传输特性。通过实验验证了该方法的正确性和普遍适用性。该方法可适用于树形、环网以及网格化等各种网络拓扑结构,为在智能配电网中压电力线采用载波通信技术提供了较好的分析方法。     

配电网地埋电缆载波信道模型及影响因素分析EI北大核心CSCD

为研究载波信号在中压配电网地埋电缆的传输特性及相关影响因素,首先结合卡接式电感耦合器的物理结构及耦合原理,推导出耦合器数学模型。其次根据配电网地埋电缆实际结构分析电缆单位长度参数矩阵,通过回路形式分析与正交变换实现参数矩阵对角化,求得地埋电缆的传输线模型。后依据配电网地埋电缆拓扑结构及环网柜接地形式,建立载波信号在配电网中的信道模型,并通过仿真及实验室测试验证所建地埋电缆信道模型的有效性。最后在信道模型基础上,分析影响载波信号在中压地埋电缆中传输特性的影响因素,结果表明:载波信号强度在电缆铠装层上最大,屏蔽层次之,三相缆芯中最小;电缆线路每经过一个环网柜,其载波信号强度将出现一次较大衰减。     

一种求解无功优化的支路追加内点法

在传统内点法的基础上,提出了一种求解无功优化的支路追加内点法——将线路和变压器模型整合为统一的支路模型;采用支路追加方式来实现内点法中雅克比矩阵和海森矩阵的求解;将优化模型中目标函数与等式约束的求导过程合并。通过以上改进措施,有效地降低了无功优化的公式推导和编程工作量,提高了算法的效率。最后通过IEEE14、IEEE30和IEEE118等系统的仿真计算,验证了该算法的快速性和有效性。     

基于GA优化GRU-LSTM-FC组合网络的风电场动态等值建模

针对风电场动态等值建模依赖于运行方式和特定扰动,难以获得普适性强的通用等值模型的难题,提出了基于门控循环单元-长短期记忆-全连接(GRU-LSTM-FC)组合网络的数据驱动建模方法,并提出基于遗传算法(GA)对组合网络模型进行调优。首先将风电机组描述为一组微分代数方程组,模型输入为测风塔风速、风向和公共耦合点处的电压时间序列,模型输出为风电场功率时间序列。然后对比了具有记忆作用的LSTM(GRU)网络结构与风电机组微分方程的相似性,以及FC网络结构与风电机组代数方程的相似性,提出基于GRU-LSTM-FC组合网络的风电场等值建模方法。为对组合网络进行模型调优,利用GA优化组合网络中的FC层数和各层神经元数目。最后以某风电场为例验证了所提组合网络进行风电场等值建模的可行性,并将所提方法与其他神经网络模型进行了对比,分析了所提模型的优越性。     

一种基于广度优先搜索配电网潮流计算的改进编号方法

为简化大规模配电网络编号步骤和提高潮流计算速度,在广度优先搜索编号的基础上,提出了改进的节点编号方法。此方法对于新增分支并不需要考虑同级网络的分支数,只需在父节点的基础上直接添加编号,应用配电网络的代数方程计算出配电网络各台区节点电压值和功率分布。经VBA预处理和Matlab编程对5级中压开式配电网络进行潮流计算测试,整个配电网潮流计算结果在满足配电网潮流计算精度要求的前提下,相比改进前广度优先搜索编号方案计算速度快,验证了该编号方案的有效性和实用性。     

基于相坐标系的配电网三相不对称解耦状态估计算法

提出了一种基于相坐标系的配电网三相不对称解耦的状态估计算法.在等效电流量测变换法的基础上,针对配电系统线路参数不对称的特点,引入三相不对称潮流计算中的解耦-补偿电流模型,在相坐标下将三相不对称状态估计方程完全解耦;同时引入旋转变换使每一相的雅可比矩阵和信息矩阵实虚部严格解耦,进一步降低了问题的求解规模.最后提供算例将所提出的方法与等效电流量测变换法进行了比较,结果表明所提出的方法精度较高,具有工程应用的前景和价值.     

基于灵敏度分析的分布式电源快速配置方法

针对分布式电源优化配置问题,本文提出一种基于灵敏度分析的快速配置方法。该方法以网损最小化为目标,依据网损灵敏度的大小来优化选择分布式电源的接入位置,利用简单的数学极值原理来求解分布式电源的优化接入容量。所提方法具有求解过程简捷、计算快速的优点。以IEEE 33节点系统为例,对所提方法的有效性进行了验证。     

基于系数矩阵确定电源与负荷分配关系的一种解析方法

利用顺流及逆流网络方程提出一种确定电源与负荷功率分配关系的功率分解解析方法。该方法通过基本网络方程推导出分配系数矩阵、发电机出力矩阵和负荷矩阵的相互间的关系,并以此计算分配系数矩阵,建立了发电机对负荷分配及负荷对发电机分配的解析模型及求解算法。该方法直接表达了发电机出力与负荷功率间的解析关系。并且不需任何假设,通过对系统基本模型进行矩阵分析直接得到解析模型。该方法在IEEE三机九节点系统上进行了应用,其结果证实算法的有效性和正确性。     

一种基于回路电流法的有源配电网潮流算法

提出一种基于回路电流法的主动配电网三相潮流算法,并提出风机等多种分布式电源在该算法中的计算模型。首先建立配电网络对应的图,然后将基本回路电流、变压器原边支路电压、非恒阻抗负荷支路电压、分布式电源支路电压、异步电机正序负序电压、转差率作为未知量,列写回路KVL方程、变压器原副边电流方程、负荷功率平衡方程以及分布式电源相关方程,推导Jacobian矩阵,并利用牛顿法求解方程。该方法不需要PV节点转化为PQ节点的过程,也不需要将环路解列及复杂的节点编号,没有对Jacobian矩阵进行简化和近似,具有二阶收敛性。算例表明,所提方法计算速度快,能够处理所有常见的分布式电源,具有较强环路处理能力,且比前推回推法有更好的收敛性。