含互感电网节点阻抗矩阵形成与修正算法研究

含互感电网节点阻抗矩阵形成与修正算法研究

论文摘要

随着电网规模的极速扩大以及电网复杂程度的日益增加,在大型实际电力网络中,对支路间存在的零序互感及大量接地支路等问题的处理为节点阻抗矩阵的形成与修正带来了挑战。本文在对电网形成节点阻抗矩阵的各种算法进行研究的基础上,针对含互感及大量接地支路的电网,提出了一种利用过渡矩阵形成节点阻抗矩阵的改进算法。该改进算法首先在不计及等效接地支路的情况下,分别形成关于支路电流、支路电压、节点电压以及节点注入电流四者关系的三个关系矩阵:节点电压对支路电压矩阵MVU、节点电压对支路电流矩阵MVI和支路电流对节点注入电流矩阵MIJ;再将等效接地支路等效成注入电流的形式引入到计算中,修正相应的过渡关系矩阵,形成扩展后的节点电压对及节点注入电流矩阵MVJO;利用kron法对分块的MVJO进行消去运算,进而得出节点阻抗矩阵。针对电网移去或添加支路的情况,深入研究了相应的修正算法,并对于利用改进算法对节点阻抗矩阵进行修正的计算流程进行了详细说明。对于线路在非端点处短路的情况,通过对短路线路为无互感线路时节点阻抗矩阵修正算法的研究,推导出了短路线路为有互感线路时节点阻抗矩阵相应的修正公式。结合算例给出了利用改进算法形成及修正节点阻抗矩阵的主体流程,验证和比较分析了所提算法的有效性和高效性。该方法为利用节点阻抗矩阵开展下一步研究工作提供了一个新的分析工具。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  • 1.1 研究背景及其意义
  • 1.2 节点阻抗矩阵形成算法综述
  • 1.3 节点阻抗矩阵修正算法综述
  • 1.4 本文的主要工作
  • 第2章 形成节点阻抗矩阵的算法研究
  • 2.1 节点阻抗矩阵定义式及物理意义
  • 2.2 形成节点阻抗矩阵现有算法综述
  • 2.2.1 节点导纳矩阵求逆法
  • 2.2.2 支路追加法
  • 2.2.3 过渡矩阵算法
  • 2.3 改进算法形成节点阻抗矩阵算法研究
  • 2.3.1 网络节点及支路编号
  • VU的求解'>2.3.2 节点电压对支路电压关系矩阵MVU的求解
  • VI的求解'>2.3.3 节点电压对支路电流矩阵MVI的求解
  • IJ的求解'>2.3.4 支路电流对节点注入电流矩阵MIJ的求解
  • 2.3.5 接地支路的等值
  • M的求解'>2.3.6 节点阻抗矩阵ZM的求解
  • 2.4 本章小结
  • 第3章 修正节点阻抗矩阵的算法研究
  • 3.1 移去或添加支路节点阻抗矩阵的修正
  • 3.1.1 移去或添加无互感支路
  • 3.1.2 移去或添加带有互感支路
  • 3.2 线路非端点处短路时节点阻抗矩阵的修正
  • 3.2.1 无互感线路非端点处短路时节点阻抗矩阵的修正
  • 3.2.2 复杂互感线路非端点处短路时节点阻抗矩阵的修正
  • 3.3 本章小结
  • 第4章 算例分析
  • 4.1 七节点算例
  • 4.1.1 利用改进算法形成节点阻抗矩阵
  • 4.1.2 利用改进算法对节点阻抗矩阵进行修正
  • 4.1.3 线路非端点处短路时节点阻抗矩阵的修正
  • 4.2 其他系统算例
  • 4.3 算例小结与讨论
  • 4.4 本章小结
  • 第5章 结论
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
  • 致谢
  • 相关论文文献

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