稀疏矩阵库在电力系统潮流计算中的应用

分析了电力系统计算中稀疏矩阵技术的应用;且利用SparseLib实现了电力系统的潮流计算程序,并通过IEEE-30和IEEE-118模型进行验证,分析了其优点和不足.     

电力系统计算中的二维稀疏结构技术

提出了一种既能方便解决单相电力系统中的稀疏矩阵的存取 ,又能方便解决三相电力系统计算中的稀疏矩阵存取问题的二维稀疏结构技术。该技术还方便地解决了单、三相计算中迭代方程组系数方程的存取及非零元素注入问题。使得处理稀疏矩阵象处理二维数组一样地简单。把二维稀疏结构作为一种基本数据结构来描述 ,这对形成电力系统计算类库具有实际意义。     

十字链表在电力系统潮流计算中的应用

通常电力系统的潮流计算过程中是使用压缩的数组来存储网络的拓扑结构信息,并将此数组直接应用于计算中。本语文提出的方法可以动态形成十字链表,同时存储网络的拓扑结构信息和参数信息,适合于电力系统中运行方式变化及故障等情况下对网络结构的修改。     

牛顿法潮流计算的高效综合稀疏技术

提出了一种快速实现潮流计算的牛顿法综合潮流稀疏技术。雅可比矩阵的节点分块结构能有效提高矩阵的形成、修正与线性方程组求解效率。基于此创建了一种由十字链表层和二叉链表层构成的二层链表结构,十字链表层存储雅可比矩阵,二叉链表层存储节点导纳矩阵,两者之间的对应元素通过指针直接关联。在雅可比矩阵形成与修正过程中,通过两层链表之间的关联结构可直接从二叉链表层中提取导纳信息形成或修正十字链表层中的雅可比矩阵,避免消元操作引入的注入元对原始雅可比矩阵结构的破坏所带来的影响。十字链表层可直接应用于分块雅可比线性方程组求解操作,同时,通过保留链表结构等措施进一步提高线性方程组求解速度。通过IEEE57到波兰2746节点等5个网络的潮流计算表明:所提出的潮流综合稀疏技术相对于流行的稀疏技术,效率优势明显。     

基于网络矩阵的交直流混合配电网潮流计算

为了准确分析含有分布式可再生能源及具有发-用-储一体化新型柔性负荷的复杂大系统的潮流分布,针对具有离散性、动态性、非线性、多目标性和不确定性等特点的现代城市配电网,给出一种基于网络矩阵的交直流混合配电网潮流计算方法。首先,根据PWM调制原理给出电压源转换器(VSC)的稳态潮流模型。然后,通过二进制描述的网络矩阵,建立交直流混合配电网拓扑结构的潮流计算模型。进而,针对不同控制策略修改雅可比矩阵,并基于牛顿拉夫逊法求解潮流模型。最后给出了两个算例,针对该方法与PSCAD仿真的结果进行比较分析,验证了所提的潮流计算模型的正确性、灵活性和收敛性。     

改进十字链表的稀疏矩阵技术及其在电力系统仿真中的应用

十字链表具有检索方式灵活和操作方便的特点,分析了十字链表在三角分解和前代–回代计算中的应用方法及其内存分配方式对稀疏矩阵计算效率的影响,十字链表的存储结点通常散列于内存空间中,该内存分配方式下稀疏矩阵的运算效率低于存储结点连续分布在内存中的稀疏矩阵运算效率,该现象由计算机的高速缓冲存储器的工作原理造成。为此提出改进十字链表实现方法,在稀疏矩阵的运算过程中充分利用高速缓冲存储器的高速存取速度来提高计算效率。通过算例证明改进十字链表方法是一种高效的稀疏矩阵技术,在传统大规模系统和分布式发电供能系统仿真中均取得了良好的应用效果。     

电压稳定分析中降阶潮流雅可比矩阵的研究

基于降阶潮流雅可比矩阵的V-Q灵敏度、模态分析等静态分析方法在分析电压稳定方面得到了广泛应用,但降阶雅可比矩阵涉及到系统潮流雅可比矩阵的子矩阵Pq可逆的问题,针对此问题,该文首先结合数学矩阵理论及电力系统的实际情况就矩阵Pq是可逆矩阵给出明确的证明,为基于降阶雅可比矩阵的应用提供理论支持。最后以新英格兰39节点系统作为算例,通过分析计算矩阵Pq的行列式、模最小特征值及条件数来验证矩阵Pq的可逆性,为电压稳定分析提供理论基础。     

基于风力机特性的风电机组潮流计算

在风力机特性方程和异步发电机的稳态等值模型基础上,建立了基于风力机特性的风电机组潮流计算数学模型。考虑风力机特性方程中的风力机机械力矩和发电机电磁力矩平衡,将风电机组引入处作为功率可变的PQ节点,异步发电机则作为RX等值电路模型,进行了风电机组的潮流计算。该方法引入定子电压,定子电流和转子滑差的修正量,将风力机特性方程中的风速、风能利用系数、尖速比等相关参数引入到潮流计算过程中,通过与常规的牛顿-拉夫逊潮流计算相结合,修正相应的雅可比矩阵来完成,从而保证了潮流计算迭代过程的完整性。该模型既具有传统风电机组RX模型的优点,又可以保证牛顿-拉夫逊方法的平方收敛性。最后,通过2个算例进行了潮流计算,证明了其正确性。     

检测系统雅可比矩阵奇异性与网络孤岛的新方法

本文提出了一种以雅可比矩阵子矩阵Ｈ为检测矩阵的检测雅可比矩阵奇异性和网络孤岛的新方法,该方法在对检测矩阵三角分解的过程中,检查其列向量的线性相关性,从而判断雅可比矩阵的奇异性,仅通过一次回代即可判断出引起雅可比矩阵奇异的原因及系统中各弧岛的节点组成。算法简单,对牛顿法和ＰＱ分解法都适用,而且,无论用于哪种方法,只需在原有的程序上稍加扩充。大量的算例说明了方法的正确性和有效性。     

电流注入模型的电力系统潮流计算

对基于电流注入模型的牛顿法和定雅可比潮流算法进行了研究,并将这两种方法混合起来,得到混合潮流计算方法,对比分析了表明,基于电流注入模型的潮流算法比一般模型的潮流算法在计算速度上和收敛性上优越,混合潮流算法的效果为最佳。     

电力系统潮流计算的符号分析方法研究

提出了一种运用符号分析的方法进行电力系统潮流计算的新思路,根据电网络的拓扑求解方法和图论理论,将复杂网络的拓扑分析方法引入电力系统,实现潮流计算的符号化.该算法直接将电力网络元件的参数进行符号表达,通过求解网络的k-树有效地生成电力网络节点电压方程中各节点电压的符号表达式,进而获得潮流解;并通过采用广义树法系统地生成复杂网络的树组,解决生成网络全部k-树时计算量和存储量随网络顶点数目的增加而过快增长的难点,有效地提高了算法的计算速度.与传统的潮流计算方法相比,该方法不存在计算的收敛性问题及其多解现象,算例分析验证了该算法的正确性.     

含统一潮流控制器的电力系统新型潮流算法

本文通过对统一潮流控制器（UPFC）在电力系统中控制原理的分析,提出了一种计及UPFC的新型潮流算法,在原有潮流计算牛顿一拉夫逊法的基础上,将UPFC对系统的影响转移到对潮流方程的修正中去,选取新的状态变量,为电力系统稳态潮流控制打下了基础,算例支持了本文思想和算法的正确性。     

辐射状配电网支路电流法潮流计算的收敛特性研究

对支路电流法收敛机理进行了理论分析，阐述了该方法在辐射状配网潮流计算时具有线性收敛的特性，指出支路电流法收敛特性与线路的尺／义无关，其收敛条件在一般的配电系统中都能够得到满足。对配网潮流支路电流法在给定收敛精度和恒定阻抗负荷条件下达到收敛时所需的迭代次数进行了深入研究，得到配网潮流支路电流法用于2节点系统时迭代次数的估算公式。在此基础上给出了多节点配电系统潮流计算迭代次数的估算公式，给出的算例验证了得出的估算公式是可行的。     

基于GPFC模型的电力系统线路潮流控制

本文提出了一种基于广义潮流控制器模拟的电力系统线路潮流控制的统一分析方法。该方法以统一的数学模型和数据格式统一处理不同潮流控制方式下的电力系统潮流控制问题。     

应用潮流雅可比矩阵判别小干扰电压稳定性的原理及条件

基于感应电动机负荷的动态模型和相应的线性化微分方程式,首次提出了一种应用潮流雅可 比矩阵行列式的符号来判别小干扰电压稳定性的原理及其条件，并给出7机32节点示例系统 的结果，以表明其正确性。     

基于节点注入电流模型的配电网潮流算法

文中的潮流方程是基于节点注入电流模型的非线性方程组,通过梯度求解,可以解决具有多回路和多电源的配电网潮流。通过与电网最常用的Ｎ－Ｒ法和前推／回代法在收敛速度、算法稳定性和适应面等方面的比较与分析,并结合多个算例验证了该算法的有效性和正确性。     

面向可复用体系结构的潮流计算和故障计算软件的实现

在分析了传统电力系统应用软件体系中存在的基础计算功能和用户图形界面重复开发等一系列问题后,提出了一种新的电力系统应用软件体系结构,并对其关键部件——电力系统基础计算软件进行了设计。在此基础上,应用组件技术和动态链接库,实现了电力系统结线分析、潮流计算和故障计算等电力系统基础计算功能。最后在由电力系统基础计算软件、电力系统数据库和电力系统用户图形界面等组成的电力系统软件体系中验证了电力系统基础计算软件的独立性、灵活性以及中提出的电力系统应用软件体系结构的可行性。     

风电场潮流计算模型及其应用

大量风电机组接入电力系统将引起许多复杂的问题,因此,必须计算含有风电场的电力系统潮流.文章在简化的异步发电机稳态等效电路的基础上,提出了计算含风电场的电力系统潮流的联合迭代方法,通过修正雅克比矩阵以简化迭代过程解决了计算精度与迭代效率之间的矛盾.该方法既考虑了风电机组机端电压、有功功率、无功功率以及滑差之间的耦合关系,又大大缩短了潮流计算时间.计算结果表明了该方法具有一定的实用价值.     

一种用于配网潮流计算的节点编号新方法

本文提出了一种简单的基于邻接表的节点和支路信息存储方法，使用该方法可以不依赖节点和支路的编号顺序进行网络再构，具有修改简单和存储方便的特点。在节点编号优化的基础之上，使用回路阻抗法求解配网潮流，特别是可以方便求解再构后含有弱环的情况。通过算例验证表明该方法是行之有效的。