高层建筑钢筋结构体雷电暂态计算模型

本文介绍高层建筑钢筋结构体雷电暂态的计算模型，钢筋结构体的等值电路参数分别以电容和阻抗矩阵来表示。对于电容参数，采用平均电位法来确定；对于阻抗参数，采用Ｎｅｕｍａｎｎ公式来计算，大地集肤效应对阻抗参数的影响是通过引入复数深度加以考虑的。在求取钢筋结构体等值电路参数之后，对结构体中的分支导体进行分段，将每个相应的子导体系统等值地表示为耦合π型电路，通过求解由这些耦合π型电路所组成的等值网络，可以获得高层建筑钢筋结构体的雷电暂态响应。由本文给出的雷电暂态计算结果能够与试验结果较好地符合。     

继电保护运行整定中分支系数计算方法的研究

在分析继电保护运行整定中分支系数计算误差原因的基础上,提出了一种准确计算分支系数的新方法。这种方法在计及网络操作和电源运行方式变化的条件下,可直接利用原网节点参数完成分支系数的计算,具有计算速度快、计算结果精确等特点。     

高架塔的雷电暂态计算

介绍了一种直接计算高架塔各分支导体电气参数的有效方法，该方法首先根据诺依曼公式求出导体的阻抗参数，然后应用平均电位法求出各导体的电容参数。根据各分支导体的电气参数可以得到高架塔在遭受雷击时的等效电路。从而进一步计算出流经高架塔各分支导体的雷电流。     

高架塔的雷电暂态计算

介绍了一种直接计算高架塔各分支导体电气参数的有效方法,该方法首先根据诺依曼公式求出导体的阻抗参数,然后应用平均电位法求出各导体的电容参数。根据各分支导体的电气参数可以得到高架塔在遭受雷击时的等效电路,从而进一步计算出流经高架塔各分支导体的雷电流。     

计算接地网中雷电暂态响应

介绍了接地网中雷电暂态的计算方法。该方法给出了接地分支的电气参数计算公式 ,采用π型电路表示接地分支的分段单元 ,建立了接地网的等效电路模型。为了计及土壤放电击穿对雷电暂态响应的影响 ,接地体周围的土壤放电击穿被简化模拟为单一的游离区 ,根据土壤的临界击穿场强估算出雷电暂态计算所需的接地分支有效半径。计算结果与实测结果比较 ,两者基本吻合     

基于故障输电线分布参数节点导纳方程的带分支的配电线故障分析

用基于故障输电线分布多数复频域节点导纳方程及Hosono提出的数值拉普拉斯反变换方法对带分支的故障输电线首末端节点时域电压响应进行了分析。基于MATLAB的分析过程及结果证明，该方法比用Pade有理函数对e^st的近似数值拉普拉斯反变换方法在模拟参数选择上更简单易行，在计算上更准确。同时在同一坐标图中给出了沿不同分支各点发生同一种类型故障时首端电压有效值与故障距离的关系图，该图可以用于树型配电网故障分析。     

直接雷击时高层建筑物内暂态磁场的计算

从时变电磁场泛定方程和动态矢量位出发,推导出高层建筑物内雷电暂态磁场的计算公式。该公式可计及雷电流波头陡度对磁场的影响。以该公式为基础,给出了相应的数值算法。该算法暂态磁场计算在时间上和空间上加以离散化,对防雷系统钢筋结构中各分支加以分段处理,利用各分段截流分支所产生磁感应强度的矢量合成,来求取建筑物内指定空间场点的磁场和指定空间区域中的磁场分布。通过算例比较表明,计算结果能够与实测结果较好地吻合。     

关于发电系统可靠性评估的一些问题

发电系统可靠性评估是电力工业可靠性课题中的重要分支。目前,在如何计算系统可靠性指标——缺电时间期望值时,由于存在着负荷模型不统一和对发电机组强迫停运率参数的误解等问题,使计算结果产生很大的偏差。本文就这些问题作了分析,并提出了统一计算方法的建议。     

凸极发电机绕组故障瞬变过程仿真的支路分解组合法

以工程应用为背景,研究多分支绕组大型水轮发电机定子绕组故障瞬变过程的数值仿真方法。定子绕组发生故障后,绕组对称性遭到破坏,传统的变换方法难以应用;若按各支路列写方程,则方程维数过高,而且收敛也比较困难。本文提出支路分解组合法,以独立支路计算参数;同时归并健全分支,降低方程维数,进而建立完整的数学模型。测试结果表明,用该方法研究快速继电保护特性及现场事故分析能够满足工程要求。     

不对称并联磁路磁心参数计算

对于几何形状和尺寸对称的EI、EE等配对磁心,国际电工委员会在IEC 60205标准"磁性零件有效参数计算"中,推荐了一整套成熟的计算公式.但是,当EE、EI、ET等磁心中心柱偏离中心位置时,并联的两分支磁路便不完全相同;而且当罐形、EP、RM型磁心穿过中心孔绕线测量时,其磁路则由两个以上不同的分支磁路并联组成.采用IEC推荐的仅适用于等效单回路的公式无法计算此类非对称磁心参数.本文推荐了一套能解决不对称并联磁路磁心参数计算的公式.文中用IEC 60205公式计算了对称磁心的有效参数,同时又用本文推荐的公式进行了计算,两种计算公式的结果基本相同.也就是说,作为通式,本文公式也适用于特例,但它却轻松解决了不对称和多回路并联磁路磁心参数计算的难题.     

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。     

基于暂态波形相关性的配电网故障定位方法

配电网拓扑结构复杂、分支众多,利用单一故障特征的配电网故障定位方法大多存在可靠性差、定位精度低等不足,为此文中提出了一种基于暂态波形相关性的配电网故障定位新方法。配电线路发生故障后实时检测故障暂态波形,利用S变换构造时频矩阵,将其与各分支样本库中的时频矩阵进行相似度计算,并根据相似度的大小判定故障分支;然后根据同一分支不同位置故障时暂态波形的整体波幅差异来确定故障范围,并利用整体波幅偏差与故障位置的比例关系计算得到精确的故障位置。仿真分析表明,在不同的故障条件下,该方法均能可靠、准确地进行故障定位,有望提高配电网故障定位的准确度与可靠性。     

基于s域节点导纳矩阵的谐振稳定性分析方法

谐振稳定性问题在新型电力系统背景下日益突出,目前缺乏在大系统层面进行谐振稳定性分析的有效方法。在阐述谐振稳定性的定义和机理的基础上,提出了基于s域节点导纳矩阵原理实现谐振稳定性分析的完整方法。该方法分2个阶段完成,首先在假定系统阻尼为0的条件下确定各谐振模态的无阻尼谐振频率、节点电压振型和最佳可控可观测节点;然后在考虑系统所有阻尼的条件下,基于系统降阶和系统辨识的思路,采用测试信号法精确计算出谐振模态对应的特征根。进一步还可计算出各谐振模态对特定元件参数的灵敏度。该方法避免了直接求解s域节点导纳矩阵行列式零点的困难,为在大系统层面开展电力系统谐振稳定性分析提供了可靠途径。     

Loop admittance matrix modification for the digital simulation of power converter circuits

The analysis of the equivalent circuit of power converters presents unique difficulties due to the continuously changing conduction state of power semiconductor switches which introduce open- and short-circuit branches. Presently available methods mainly aim at automatically assembling the loop impedance matrix describing any particular conduction pattern. In this paper a novel powerful method is developed for automatically treating this varying topology circuit analysis problem by direct modification of the corresponding loop admittance matrix. In this way the inversion of any matrix is avoided. In particular, the loop admittance matrix (the solution matrix) for an existing conducting state of the switching elements is constructed by modifying the associated matrix corresponding to the previous conduction pattern. These modifications include a change of reference frame and/or elimination and/or addition of one or more loops on a solution matrix level and are expressed in an algorithmic form suitable for digital computer simulation.     

基于差值矩阵的多端输电线路故障定位研究

针对现有多端输电线路故障行波检测困难、定位精度不高、判定算法复杂等问题,提出一种基于变分模态分解(VMD)算法和Hilbert变换相结合的行波检测法和一种基于差值矩阵的多端输电线路故障行波定位算法。首先通过行波传感器采集故障行波信号,利用VMD分解算法对故障行波进行分解,结合Hilbert变换提取模态分量IMF1的瞬时频率,根据第一个瞬时频率的奇异点位置确定故障行波的达到时刻。然后利用行波到达各端的时间和行波传输原理,得到多端输电线路故障分支判定矩阵。最后根据故障分支判定矩阵确定故障支路,实现故障点的精确定位。ATP/EMTP仿真结果表明,所提检测方法能够准确检测故障初始行波的到达时间,多端输电线路定位算法能够准确判定故障支路,相比于HHT检测方法下的定位算法,进一步提高了定位精度。     

基于时变隐马尔科夫模型的连锁故障预测

最近几年,电力系统大面积停电事故在国内外多有发生,而这些事故都是由连锁故障所引起。因此,分析其发展机理、预测其发展路径成为相关学者重点关注的问题。针对目前预测方法比较单一、不能全面考虑连锁故障的影响因素等问题。文章提出时变隐马尔科夫预测模型,该模型改进了马尔科夫模型中的状态转移矩阵;充分考虑了支路保护/断路器拒动、误动概率、系统支路硬件故障概率、支路使用年限等方面因素。首先,基于系统拓扑结构计算支路间的故障状态转移概率矩阵;其次,对该矩阵进行不同的改进;然后,通过对比不同模型的预测结果,优化改进,得到连锁故障传播路径;最后,用IEEE36模型验证本文所提方法的可行性和准确性。     

Numerical observability analysis based on network graph theory

This paper presents a numerical method for topological observability analysis of a measured power system. By floating-point operations on the echelon form of a rectangular test matrix, which is based on network graph properties, observability and maximal observable islands are determined. A minimal set of pseudo measurements, which make an unobservable network barely observable, is selected in a noniterative manner. The existing numerical methods are based on the number of zero pivots that may appear during the factorization of the measurement Jacobian or the gain matrix. Due to round-off errors, the zero pivots may be misclassified. The problem becomes more severe when the number of injection measurements is large, resulting in a great disparity of values in Jacobian or gain matrix. In the proposed method, the test matrix consists of +/-1 values, it is numerically better conditioned and zero pivots are identified more accurately. By topological processing of the flow measured branches and by removing the redundant injection measured nodes that are incident only to flow measured branches or branches which form loops with flow measured branches, a reduced test matrix is created with fewer nonzero elements than the Jacobian or the gain matrix, resulting in less computational effort. The method details are illustrated by various test systems.     

电网结构发生变化时潮流转移的快速识别

提出了一种利用图论快速识别动态拓扑电网中潮流转移的方法。根据实时的网络拓扑结构建立相应的矩阵,经过矩阵运算,对已过载支路的影响范围进行预测,对影响较严重的区域进一步采用动态潮流的分析方法进行估算,判断网络中各线路的运行状态。该法对连通与不连通的网络均适用。通过Wood&Wollenberg的1节点系统和标准IEEE 30节点系统的仿真计算,验证了该方法的有效性和可行性。     

变压器支路处理新方法与配电网三相潮流计算

针对配电网中处理变压器支路繁琐、工作量大等问题,提出了一种新的变压器支路处理方法,并可方便地引入配电网三相潮流算法中。该方法根据变压器两侧序状态量的相移关系,建立相位变换矩阵,简化了变压器支路的处理,利用不对称线路三序解耦—补偿模型和配电网三序解耦特点,基于回路分析法生成各序网道路矩阵,建立节点序电压与注入序电流之间的关联公式,从而实现了含多变压器支路的不平衡配电网三相解耦潮流计算。算法中的三序解耦及并行计算降低了计算规模,提高了计算速度和效率,节省了存储空间。最后,通过测试算例验证了该方法的正确性和有效性。     

基于注入信号法的配电网单相接地故障自动定位算法

提出基于注入信号法的自动故障定位算法,以安装在馈线上的注入信号探测器为节点形成馈线的网络描述矩阵L,上传的注入信号探测信息形成故障信息矩阵G,G和L经过运算得到故障判定矩阵P。根据粗糙集理论,以故障馈线上的注入信号探测器为研究论域和条件属性,根据P形成故障判定信息表,用可辨识矩阵约简故障判定信息表得到核属性集合,核属性集合中的元素对应检测到注入信号电流的探测器,从而找到故障所在区段。该算法与故障馈线是否有分支无关,并提出了注入信号信息不完备时的解决方法。实际工程的成功应用证明了该算法的有效性。