大型独立电力网络拓扑识别及故障潮流计算
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T
注 : G 为 发电 机 ; F 为馈 线 ; L 为负 载 ; Z 为配 电板 ; l
1. 2
扩展关联矩阵的建立 根据节点及支路的顺序在关联矩阵中分层进
行扩展. 对各支路按照编号顺序从左向右进行排 列, 对各节点在关联矩阵中的位置按照编号的顺 序从上到下进行排列 . 系统的关联矩阵 C 为 C1 C= Cm cn1 式中: C1 , C2 , cnm c11 c1m ( 1) , Cn 为各电站的扩展关联矩阵 ; cnm
% 92 %
wk.baidu.com
武汉理工大学学报 ( 交通科学与工程版 )
2009 年
第 33 卷
图 1 为对某环型电力系统实现的节点和支路 编号示例 .
具体的步骤. 1) 以此馈线的下一支路作为供电的首支路 P B , 找出与此馈线的首节点相同的支路的前一支 路作为此馈线供电的末支路 P E , 若已没有这样同 首节点的支路 , 则以最后跨接线支路的前一条支 路作为末支路 P E , 若没有跨接线 , 则记最后的支 路为 P E . 2) 根据扩展关联矩阵的形成规则, 可判断从 首支路 P B 至末支路 P E 即为此馈线供电的支路, 为失电支路. 2. 1. 4 跨接线故障 由于其为连枝, 若一条发生
为第 m 条跨接线 lm 与第 n 个节点的关联元素 , 若 lm 与第 n 个节点相关联, 则 cnm = 1 或- 1, 否则为 0. 若各电站之间没有跨接线, 系统的关联矩阵为 块对角结构形式. 将跨接线支路关联元素加在矩 阵后边, 以表示各电站之间的连接关系 , 这样供配 电网络整体的拓扑结构就表达了出来.
式中 : u (i k) 为第 k 步 计算出 的节点 i 上的 电势; u (j k + 1) 为第 k + 1 步计算出的节点 j 上的电势 ; y yij 为 Y y 中第 i 行第 j 列的元素. 8) 检查迭代结束条件, 若下面的条件满足, 则结束, 否则返回 2) . max | i ij | ∋
1
供配电网络的拓扑结构表达
大型独立电力系统的发电机通过主配电板由
收稿日期 : 2008 08 04
杨秀霞 : 女 , 33 岁 , 博士 , 副教授 , 主要研究领域为独立电力系统运行与控制、 智能控制
*
国家自然科学基金项目 ( 批准号 : 60705030) , 中国博士后科 学基金项目 ( 批准号 : 20060600293 ) , 湖北省自 然科学基 金项目 ( 批 准号 : 2003A BA 050) 资助
( k) I
( 6)
式中 : i
( k) ij
为连接节点 i 的所有发电机、 负载及线
路电流之和 ; I 为预先设定的误差值 . 发电机支路 电流可根据发电机的功率 s g 采用下式计算 . ib = 各负载功率为 s i = u % ii 2. 2. 2 故障处理对系统潮流计算的影响
*
sg ub
( 7)
#y
n
y
ij
u (j k) )
( 5)
支路对应的关联矩阵中的元素置 0, 仍然能保证 导纳矩阵的非奇异性 . ( 3 ) 馈线故障: 将其关联矩 阵中对应的列设为 0, 节点导纳阵 Yy 中将有一行 一列为零, 所以 Yy 为奇异阵. 因此要将故障馈线 支路及其下面所供电的支路从关联矩阵中移去后 进行系统计算 , 但是这样节点个数就有了变化, 为 了简化操作, 可将馈线下面所接负载对应的关联 元素全部置 0. ( 4) 跨接线故障 : 为了统一计算, 将 所有故障跨接线从系统中移去, 同时将大于此支 路编号的各完好支路位置前移 . 故障处理后 , 根据 修改后的支路编号及关联节点对系统产生新的扩 展关联矩阵进行潮流计算 . 2. 3 实验结果 在 RT DS 实时仿真环 境中搭建如图 2 所示
2
2. 1
系统的拓扑跟踪及故障处理
网络拓扑跟踪 根据各类元件在系统中的地位及作用, 应用 此支路变为无源支路, 由于
[ 5]
扩展关联矩阵对故障进行具体跟踪 . 2. 1. 1 发电机故障 2. 1. 2 负载故障 电源支路为系统的连支 , 因此不影响其他支路.
判断是负载的正常供电路径
还是备用路径发生故障 , 由于负载支路也为系统 的连支, 因此可只考虑将此故障支路的完好标识 置为! 受损状态∀ . 2. 1. 3 馈线故障 若馈线出现故障, 由于其为树 枝, 其下面所连接的支路全部失电 , 采用扩展关联 矩阵可以很方便地搜索出其供电支路 , 下面给出
( 8) 由式
环型独力电力系统, 假设发电机 G 2 及跨接线 l12 , l23 故障 , 通过故障恢复试验系统 , 可以得到故障恢 复结果: 负载 L 4 , L 6 采用 备用路径恢复 供电, 负 载 L5 失电, 电动机负载 L6 的试验波形如图 3, 4 所示 .
( 2) , ( 3) 可以看出, 系统的潮流计算结果主要是由 系统关联矩阵决定的 . 为了简化计算与分析, 若支 路发生故障, 最简单的方法是将关联矩阵中相应 的支路关联元素置 0, 但在计算过程中, 这样做可 能会出现关联矩阵奇 异或者系统发 生解列等情 况, 使系统计算无法进行 . 为此 , 针对各类故障 , 具 体讨论处理方法 . 1) 无源子系统 首先找出无源子系统供电 的首、 末支路编号 B B , B E , 寻找其中包含的发电机 数目 , 对其中包含的负载, 按照其供电路径情况, 标明是正常路径还是备用路径受损, 然后将无源 子系统中的支路 B B ~ B E 全部移去 . 根据无源支 路数目, 将大于无源支路编号 B E 的各支路位置 前移 ; 将无源电站移去, 同时也移去了一些节点. 由于扩展关联矩阵中电站节点的排序是连续的,
独立电力网络拓扑结构日益复杂 , 已由原来 2 个电站的干馈混合式发展为多电站的环形及网 形连接
[ 1]
跨接线相互联接, 有些重要负载直接接在主配电 板上 , 其他负载由区域配电板即负载中心供电. 对 重要负载提供 2 路电源供电. 1. 1 节点和支路编号 为了便于拓扑识别, 根据独立电力网络结构 的特点, 区别于常规网络的拓扑关联表示, 本文节 点和支路按照供电关系进行编号, 以形成一种新 的关联矩阵来表达网络中各元件的连接 . 对于单个电站: ( 1) 将各发电机所在的层按 宽度优先搜索的顺序给发电机支路编号 , 将发电 机所关联的节点标定为起始节点 ; ( 2) 对配电支 路, 首先对第一层配电支路进行宽度优先搜索, 若 在搜索过程中遇到馈线支路, 则需进行深度优先 搜索 , 搜索中同一层支路按照宽度优先的顺序进 行搜索, 以此顺序 , 直至搜索到负载支路. 按照搜 索的顺序对各支路及节点顺序编号 . 对多电站系统 , 即各电站之间通过跨接线进 行连接的系统, 要 考虑供、 配 电系统的统一 : ( 1) 首先对电站进行编号 , 然后按照电站的编号逐一 对各电站的节点及支路按照单电站的编号原则进 行编号 ; ( 2) 对各跨接线进行编号, 顺序排在各电 站支路的后面 .
图1 为跨接线
节点 支路描述的环型电力系统简化结构图
故障 , 处理方法与负载支路发生故障一样 ; 2 条及 2 条以上的跨接线出现故障, 则可能将系统解列 而形成几个子系统 , 若子系统中不存在发电机支 路, 即为无源子系统 , 其所包含的支路都会失电. 从上面的分析可以看出, 需要对各电站所属 子系统进行判断, 并且要确认是否为有源子系统. 子系统的解列及是否为有源子系统完全是由 供电支路决定的. 若各电站之间均通过跨接线直 接或间接连接 , 由于构造了特殊的关联矩阵结构, 电站中所包含的发电机编号顺序标识 , 且与配电 支路分开 , 因此很容易判断出各子系统是否为有 源子系统 . 另外 , 采用邻接矩阵法对系统的解列情 况进行判断, 只需将供电系统的电站及跨接线抽 象为只有节点和边的图进行计算, 见文献[ 6 ] . 2. 2 故障支路对潮流计算的影响及处理 2. 2. 1 潮流计算 文献 [ 3] 中提出了一种独立电 力系统稳态计算方法 , 将负载作为电流源进行处 理. 而为了便于故障分析, 结合扩展关联矩阵 , 本 文对其改进, 将负载作为单独的支路加入到节支 关联矩阵中. 此时, 潮流计算的主要步骤如下 . 1) 设置各节点的电势 U 为基准电压, 异步电 动机的转差率为 0. 2) 从节点电压求得每个支路的电压 Ub . Ub = C U ( 2) 3) 根据支路电压 Ub 及阻抗 Zb , 求得支路的 功率 sb , 然后可得到系统中所有负载及馈线的总 功率 # S. 4) 根据系统中发电机的有功和无功功率分 配系数 k Pi , k Qi , 求得各发电机的功率 s gr . 5) 根据各节点的发电机功率情况, 求各节点 的输入功率 r# s g r . 式中: r ∃ i 为第 r 台发电机直接 ∃ i 连接到节点 i . 6) 由 CL ( 除电源支路以外的关联矩阵 ) 及支 路( 包含用电负载及 线路) 导 纳阵 Y 求得节点导
第 33 卷 第1期 2009 年 2 月
武 汉 理 工 大 学 学 报 ( 交通科学 与工程版 ) Journal of Wuhan U niv ersity o f T echnolog y ( T ranspo rtat ion Science & Eng ineer ing)
V ol. 33 N o. 1 Feb. 2009
第1期
杨秀霞 , 等 : 大型独立电力网 络拓扑识别及故障潮流计算
% 93 %
纳矩阵 Y y . Yy = CL YC .
T L
假设为 N B ~ N E , 系统中其他元件的支路中关联 ( 3) 节点编号大于 N E 就要依次减小 , 以建立新的系 统关联矩阵. 2) 有源子系统 ( 1 ) 发电机故障: 无论哪台 发电机发生故障, 若将支路的关联元素置 0, 由式
( 2) 可得其支路电压为 0 , 支路的电流采用式 ( 7) 计算 , 因此式 ( 6 ) 中的节点电流计算 无法继续进 行. 所以, 对故障发 电机支路应从关联矩阵中移 去. 同时, 根据每一发电机所属子系统中包含的完 好发电机的台数重新 设定发电机的 功率分配系 数. 若具有额定电压的发电机出现故障 , 则要将额 定电压点后移 , 移至后面一台发电机. ( 2 ) 负载故 障: 判断是负载的正常供电路径还是备用路径发 生故障, 由于负载支路为系统的连支, 因此将故障
( k) i *
7 ) 判断各节点是否为基准电压节点, 将基准 电压节点电压保持不变 , 而对其他节点电势根据 下面的公式进行迭代求解 . U
( k+ 1)
= Y (si/ u )
*
-1 y
( 4)
式中 : Yy 为节点导纳矩阵 ; U 为节点电势列向量; s i 为节点功率 ; k 为迭代步数; s i 为节点功率的共 轭值 . 为避免求矩阵的逆, 同时为了提高迭代过程 的收敛速度, 将式( 4 ) 中的 Yy 分成上三角阵、 对角 阵和下三角阵, 采用高斯迭代法求节点电势. i- 1 s* i ( k+ 1) 1 ui = ( - # y y ij & y y ii ( u(i k) ) * j= 1 u(j k+ 1) j = i+ 1
大型独立电力网络拓扑识别及故障潮流计算*
杨秀霞
( 海军航空工程学院
张
烟台
毅
264001) 扩 展关联 矩
摘要 : 针对大型独立电力网络的 特点 , 提出了 一种新 的网络 拓扑结构 在线分 析法
阵法 . 该方法融合了深度及广度优先搜索的优点 , 并可以进行局部 搜索 , 提高了故障 跟踪时的 速度 及准确度 , 给出了节点和支路的编码方法及扩展关联 矩阵的形成方法 . 利用 新方法 , 研究了系 统的 故障跟踪、 故障处理方法及带有网络 拓扑结 构识别 的实用简 单潮流 计算方 法 , 为系统的 故障恢 复 做好了充分的准备 . 关键词 : 大型独立电力网络 ; 拓扑识别 ; 扩展节支关联矩阵 ; 故障跟踪 ; 故 障潮流计算 中图法分类号 : T M 711; T M 727 DOI: 10. 3963/ j. issn. 1006 2823. 2009. 01. 024
. 为了提高供电的连续性, 需要在系统发
[ 2]
生故障后对重要负载快速恢复供电. 转换开关 整, 其中要以潮流计算作为基础.
的存在使得网络结构可以随连接负载的变化而调 独立网络供配电系统比较接近 , 并且系统很 可能在某一集中的地方产生多个故障 , 因此陆地 电力系统拓扑分析中普遍采用的方法不再适用. 文献 [ 3] 对系统拓扑结构的描述采用了简单的馈 线连接矩阵, 提出了一种实用的系统稳态计算方 法, 没有给出网络的拓扑识别方法及故障时的潮 流计算方法. 文献[ 4] 采用了邻接矩阵的方法检验 系统中所有支路的连通性 , 对大型系统来说, 计算 量会很大 . 本文针对上述问题, 定义了一种新的网络拓 扑结构描述矩阵 扩展关联矩阵 , 给出了带有 网络拓扑结构识别的实用潮流计算方法 .
注 : G 为 发电 机 ; F 为馈 线 ; L 为负 载 ; Z 为配 电板 ; l
1. 2
扩展关联矩阵的建立 根据节点及支路的顺序在关联矩阵中分层进
行扩展. 对各支路按照编号顺序从左向右进行排 列, 对各节点在关联矩阵中的位置按照编号的顺 序从上到下进行排列 . 系统的关联矩阵 C 为 C1 C= Cm cn1 式中: C1 , C2 , cnm c11 c1m ( 1) , Cn 为各电站的扩展关联矩阵 ; cnm
% 92 %
wk.baidu.com
武汉理工大学学报 ( 交通科学与工程版 )
2009 年
第 33 卷
图 1 为对某环型电力系统实现的节点和支路 编号示例 .
具体的步骤. 1) 以此馈线的下一支路作为供电的首支路 P B , 找出与此馈线的首节点相同的支路的前一支 路作为此馈线供电的末支路 P E , 若已没有这样同 首节点的支路 , 则以最后跨接线支路的前一条支 路作为末支路 P E , 若没有跨接线 , 则记最后的支 路为 P E . 2) 根据扩展关联矩阵的形成规则, 可判断从 首支路 P B 至末支路 P E 即为此馈线供电的支路, 为失电支路. 2. 1. 4 跨接线故障 由于其为连枝, 若一条发生
为第 m 条跨接线 lm 与第 n 个节点的关联元素 , 若 lm 与第 n 个节点相关联, 则 cnm = 1 或- 1, 否则为 0. 若各电站之间没有跨接线, 系统的关联矩阵为 块对角结构形式. 将跨接线支路关联元素加在矩 阵后边, 以表示各电站之间的连接关系 , 这样供配 电网络整体的拓扑结构就表达了出来.
式中 : u (i k) 为第 k 步 计算出 的节点 i 上的 电势; u (j k + 1) 为第 k + 1 步计算出的节点 j 上的电势 ; y yij 为 Y y 中第 i 行第 j 列的元素. 8) 检查迭代结束条件, 若下面的条件满足, 则结束, 否则返回 2) . max | i ij | ∋
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供配电网络的拓扑结构表达
大型独立电力系统的发电机通过主配电板由
收稿日期 : 2008 08 04
杨秀霞 : 女 , 33 岁 , 博士 , 副教授 , 主要研究领域为独立电力系统运行与控制、 智能控制
*
国家自然科学基金项目 ( 批准号 : 60705030) , 中国博士后科 学基金项目 ( 批准号 : 20060600293 ) , 湖北省自 然科学基 金项目 ( 批 准号 : 2003A BA 050) 资助
( k) I
( 6)
式中 : i
( k) ij
为连接节点 i 的所有发电机、 负载及线
路电流之和 ; I 为预先设定的误差值 . 发电机支路 电流可根据发电机的功率 s g 采用下式计算 . ib = 各负载功率为 s i = u % ii 2. 2. 2 故障处理对系统潮流计算的影响
*
sg ub
( 7)
#y
n
y
ij
u (j k) )
( 5)
支路对应的关联矩阵中的元素置 0, 仍然能保证 导纳矩阵的非奇异性 . ( 3 ) 馈线故障: 将其关联矩 阵中对应的列设为 0, 节点导纳阵 Yy 中将有一行 一列为零, 所以 Yy 为奇异阵. 因此要将故障馈线 支路及其下面所供电的支路从关联矩阵中移去后 进行系统计算 , 但是这样节点个数就有了变化, 为 了简化操作, 可将馈线下面所接负载对应的关联 元素全部置 0. ( 4) 跨接线故障 : 为了统一计算, 将 所有故障跨接线从系统中移去, 同时将大于此支 路编号的各完好支路位置前移 . 故障处理后 , 根据 修改后的支路编号及关联节点对系统产生新的扩 展关联矩阵进行潮流计算 . 2. 3 实验结果 在 RT DS 实时仿真环 境中搭建如图 2 所示
2
2. 1
系统的拓扑跟踪及故障处理
网络拓扑跟踪 根据各类元件在系统中的地位及作用, 应用 此支路变为无源支路, 由于
[ 5]
扩展关联矩阵对故障进行具体跟踪 . 2. 1. 1 发电机故障 2. 1. 2 负载故障 电源支路为系统的连支 , 因此不影响其他支路.
判断是负载的正常供电路径
还是备用路径发生故障 , 由于负载支路也为系统 的连支, 因此可只考虑将此故障支路的完好标识 置为! 受损状态∀ . 2. 1. 3 馈线故障 若馈线出现故障, 由于其为树 枝, 其下面所连接的支路全部失电 , 采用扩展关联 矩阵可以很方便地搜索出其供电支路 , 下面给出
( 8) 由式
环型独力电力系统, 假设发电机 G 2 及跨接线 l12 , l23 故障 , 通过故障恢复试验系统 , 可以得到故障恢 复结果: 负载 L 4 , L 6 采用 备用路径恢复 供电, 负 载 L5 失电, 电动机负载 L6 的试验波形如图 3, 4 所示 .
( 2) , ( 3) 可以看出, 系统的潮流计算结果主要是由 系统关联矩阵决定的 . 为了简化计算与分析, 若支 路发生故障, 最简单的方法是将关联矩阵中相应 的支路关联元素置 0, 但在计算过程中, 这样做可 能会出现关联矩阵奇 异或者系统发 生解列等情 况, 使系统计算无法进行 . 为此 , 针对各类故障 , 具 体讨论处理方法 . 1) 无源子系统 首先找出无源子系统供电 的首、 末支路编号 B B , B E , 寻找其中包含的发电机 数目 , 对其中包含的负载, 按照其供电路径情况, 标明是正常路径还是备用路径受损, 然后将无源 子系统中的支路 B B ~ B E 全部移去 . 根据无源支 路数目, 将大于无源支路编号 B E 的各支路位置 前移 ; 将无源电站移去, 同时也移去了一些节点. 由于扩展关联矩阵中电站节点的排序是连续的,
独立电力网络拓扑结构日益复杂 , 已由原来 2 个电站的干馈混合式发展为多电站的环形及网 形连接
[ 1]
跨接线相互联接, 有些重要负载直接接在主配电 板上 , 其他负载由区域配电板即负载中心供电. 对 重要负载提供 2 路电源供电. 1. 1 节点和支路编号 为了便于拓扑识别, 根据独立电力网络结构 的特点, 区别于常规网络的拓扑关联表示, 本文节 点和支路按照供电关系进行编号, 以形成一种新 的关联矩阵来表达网络中各元件的连接 . 对于单个电站: ( 1) 将各发电机所在的层按 宽度优先搜索的顺序给发电机支路编号 , 将发电 机所关联的节点标定为起始节点 ; ( 2) 对配电支 路, 首先对第一层配电支路进行宽度优先搜索, 若 在搜索过程中遇到馈线支路, 则需进行深度优先 搜索 , 搜索中同一层支路按照宽度优先的顺序进 行搜索, 以此顺序 , 直至搜索到负载支路. 按照搜 索的顺序对各支路及节点顺序编号 . 对多电站系统 , 即各电站之间通过跨接线进 行连接的系统, 要 考虑供、 配 电系统的统一 : ( 1) 首先对电站进行编号 , 然后按照电站的编号逐一 对各电站的节点及支路按照单电站的编号原则进 行编号 ; ( 2) 对各跨接线进行编号, 顺序排在各电 站支路的后面 .
图1 为跨接线
节点 支路描述的环型电力系统简化结构图
故障 , 处理方法与负载支路发生故障一样 ; 2 条及 2 条以上的跨接线出现故障, 则可能将系统解列 而形成几个子系统 , 若子系统中不存在发电机支 路, 即为无源子系统 , 其所包含的支路都会失电. 从上面的分析可以看出, 需要对各电站所属 子系统进行判断, 并且要确认是否为有源子系统. 子系统的解列及是否为有源子系统完全是由 供电支路决定的. 若各电站之间均通过跨接线直 接或间接连接 , 由于构造了特殊的关联矩阵结构, 电站中所包含的发电机编号顺序标识 , 且与配电 支路分开 , 因此很容易判断出各子系统是否为有 源子系统 . 另外 , 采用邻接矩阵法对系统的解列情 况进行判断, 只需将供电系统的电站及跨接线抽 象为只有节点和边的图进行计算, 见文献[ 6 ] . 2. 2 故障支路对潮流计算的影响及处理 2. 2. 1 潮流计算 文献 [ 3] 中提出了一种独立电 力系统稳态计算方法 , 将负载作为电流源进行处 理. 而为了便于故障分析, 结合扩展关联矩阵 , 本 文对其改进, 将负载作为单独的支路加入到节支 关联矩阵中. 此时, 潮流计算的主要步骤如下 . 1) 设置各节点的电势 U 为基准电压, 异步电 动机的转差率为 0. 2) 从节点电压求得每个支路的电压 Ub . Ub = C U ( 2) 3) 根据支路电压 Ub 及阻抗 Zb , 求得支路的 功率 sb , 然后可得到系统中所有负载及馈线的总 功率 # S. 4) 根据系统中发电机的有功和无功功率分 配系数 k Pi , k Qi , 求得各发电机的功率 s gr . 5) 根据各节点的发电机功率情况, 求各节点 的输入功率 r# s g r . 式中: r ∃ i 为第 r 台发电机直接 ∃ i 连接到节点 i . 6) 由 CL ( 除电源支路以外的关联矩阵 ) 及支 路( 包含用电负载及 线路) 导 纳阵 Y 求得节点导
第 33 卷 第1期 2009 年 2 月
武 汉 理 工 大 学 学 报 ( 交通科学 与工程版 ) Journal of Wuhan U niv ersity o f T echnolog y ( T ranspo rtat ion Science & Eng ineer ing)
V ol. 33 N o. 1 Feb. 2009
第1期
杨秀霞 , 等 : 大型独立电力网 络拓扑识别及故障潮流计算
% 93 %
纳矩阵 Y y . Yy = CL YC .
T L
假设为 N B ~ N E , 系统中其他元件的支路中关联 ( 3) 节点编号大于 N E 就要依次减小 , 以建立新的系 统关联矩阵. 2) 有源子系统 ( 1 ) 发电机故障: 无论哪台 发电机发生故障, 若将支路的关联元素置 0, 由式
( 2) 可得其支路电压为 0 , 支路的电流采用式 ( 7) 计算 , 因此式 ( 6 ) 中的节点电流计算 无法继续进 行. 所以, 对故障发 电机支路应从关联矩阵中移 去. 同时, 根据每一发电机所属子系统中包含的完 好发电机的台数重新 设定发电机的 功率分配系 数. 若具有额定电压的发电机出现故障 , 则要将额 定电压点后移 , 移至后面一台发电机. ( 2 ) 负载故 障: 判断是负载的正常供电路径还是备用路径发 生故障, 由于负载支路为系统的连支, 因此将故障
( k) i *
7 ) 判断各节点是否为基准电压节点, 将基准 电压节点电压保持不变 , 而对其他节点电势根据 下面的公式进行迭代求解 . U
( k+ 1)
= Y (si/ u )
*
-1 y
( 4)
式中 : Yy 为节点导纳矩阵 ; U 为节点电势列向量; s i 为节点功率 ; k 为迭代步数; s i 为节点功率的共 轭值 . 为避免求矩阵的逆, 同时为了提高迭代过程 的收敛速度, 将式( 4 ) 中的 Yy 分成上三角阵、 对角 阵和下三角阵, 采用高斯迭代法求节点电势. i- 1 s* i ( k+ 1) 1 ui = ( - # y y ij & y y ii ( u(i k) ) * j= 1 u(j k+ 1) j = i+ 1
大型独立电力网络拓扑识别及故障潮流计算*
杨秀霞
( 海军航空工程学院
张
烟台
毅
264001) 扩 展关联 矩
摘要 : 针对大型独立电力网络的 特点 , 提出了 一种新 的网络 拓扑结构 在线分 析法
阵法 . 该方法融合了深度及广度优先搜索的优点 , 并可以进行局部 搜索 , 提高了故障 跟踪时的 速度 及准确度 , 给出了节点和支路的编码方法及扩展关联 矩阵的形成方法 . 利用 新方法 , 研究了系 统的 故障跟踪、 故障处理方法及带有网络 拓扑结 构识别 的实用简 单潮流 计算方 法 , 为系统的 故障恢 复 做好了充分的准备 . 关键词 : 大型独立电力网络 ; 拓扑识别 ; 扩展节支关联矩阵 ; 故障跟踪 ; 故 障潮流计算 中图法分类号 : T M 711; T M 727 DOI: 10. 3963/ j. issn. 1006 2823. 2009. 01. 024
. 为了提高供电的连续性, 需要在系统发
[ 2]
生故障后对重要负载快速恢复供电. 转换开关 整, 其中要以潮流计算作为基础.
的存在使得网络结构可以随连接负载的变化而调 独立网络供配电系统比较接近 , 并且系统很 可能在某一集中的地方产生多个故障 , 因此陆地 电力系统拓扑分析中普遍采用的方法不再适用. 文献 [ 3] 对系统拓扑结构的描述采用了简单的馈 线连接矩阵, 提出了一种实用的系统稳态计算方 法, 没有给出网络的拓扑识别方法及故障时的潮 流计算方法. 文献[ 4] 采用了邻接矩阵的方法检验 系统中所有支路的连通性 , 对大型系统来说, 计算 量会很大 . 本文针对上述问题, 定义了一种新的网络拓 扑结构描述矩阵 扩展关联矩阵 , 给出了带有 网络拓扑结构识别的实用潮流计算方法 .