第三章电力网络计算中的稀疏技术
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第三章 稀疏技术的应用第一节 节点导纳矩阵及其稀疏存储一、节点导纳矩阵节点导纳矩阵Y 是电力网络的一种数学模型。
它描述网络的连接情况和支路的导纳值,广泛用于电力系统的潮流计算。
包含网络中所有节点的导纳矩阵称为全节点导纳矩阵。
电力系统计算用的导纳矩阵通常是不完全的,是从完整的全节点导纳矩阵中除去对应参考点的行和列形成的。
如图3.1简单网络,若将中性点(地)记为0号节点,则网络的全节点导纳矩阵Y '为4ⅹ4矩阵。
⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡++----++----++----++='30201023133023302010122013123020101030201030201032103210y y y y y y y y y y y y y y y y y y y y y y y y Y (3-1) 显然Y '是奇异矩阵。
它各行(列)的所有元素之和为零,即其行列式值为零。
应用于网络方程为V Y I ''='这里I '是所有节点(包括0号节点)注入电流的列向量。
按照克希荷夫第一(电流)定律,应有0=∑i ,即他们是相关的。
其中任意一个必为其余各个电流元素之和的负值。
V '是节点电压列向量,是各节点相对于某一共同参考点的电压(电位差)。
若已知V ',则可求I '。
反之,给定I '时,因Y '是奇异阵,其逆不存在,故V '没有唯一解。
从电路关系上看,只要各节点电压差保持一定关系,各节点电压数值可因选取的参考点不同而共同浮动,亦即可有无穷多解。
•I为了便于计算,选取其中任一节点作为参考点,通常取此节点电压为零,其余各节点电压均为该节点对此参考点的电压(电位差)。
参考点电压为零,其电流又可由其他节点注入电流之和求得,所以可将Y '中对应参考点的列和行删去,免去与之有关的计算。
习惯上,一般取中性点(地)为参考点,即零电位点。
电力系统稳态分析(Analysis of Steady State of Power System)课程编号:ZH37117学分:3学时:60先修课程:电路理论、电机学适用专业:电气工程及其自动化专业教材:《电力系统稳态分析》,陈珩,第三版,中国电力出版社,2007习题集:《电力系统分析复习指导与习题精解》,杨淑英,邹永海,第三版,中国电力出版社,2013一、课程性质与教学目标1. 课程性质本课程是电气工程类专业电力系统及其自动化方向的主干专业基础课程。
通过本课程的教学,使学生获得电力系统的生产、运行、管理方面的工程基础知识,包括基本理论、基本知识和基本技能,(培养目标),比较系统地掌握电力系统稳态运行情况下的分析方法,为后续专业课程学习(例如电力系统暂态分析,电力系统继电保护)、实验环节(电力系统分析实验)和将来通过建模和实验,分析和解决电力系统运行中的工程问题奠定基础。
2. 教学目标教学目标1:使学生掌握电力系统运行的基本概念、电力系统各元件的特性和数学模型(支撑毕业要求2-5)教学目标2:使学生掌握潮流的分析计算和控制方法;(支撑毕业要求2-5、2-6)教学目标3:使学生掌握电力系统运行的运行调节和优化方法;(支撑毕业要求2-5、2-6)教学目标4:使学生掌握对称故障计算方法;(支撑毕业要求2-5、2-6)二、对毕业要求及其指标点的支撑(1)毕业要求2-5:掌握扎实的电气工程专业的基础理论知识。
(2)毕业要求2-6:能够综合运用所学数学与自然科学的基础知识分析并表述电机、电力电子或电力系统等工程问题。
三、课程内容及基本要求第1章电力系统的基本概念教学内容:1.1 电力系统概述1.2 电力系统运行应满足的基本要求1.3 电力系统的结线方式和电压等级1.4 电力系统工程学科和电力系统分析课程1.5 现代电力系统及其特点教学要求:本章的重点是现代电力系统;电力系统运行应满足的基本要求;电力系统的结线方式和电压等级;电力系统工程学科和电力系统分析课程。
2023年国家电网招聘之电工类高分题库附精品答案单选题(共30题)1、用多端口法列写状态方程时,不能直接使用该方法的网络是()A.病态网络B.线性网络C.含受控源的网络D.含非线性电感、电容的网络【答案】 A2、断路器的开断时间是指从接收分闸命令瞬间起到()。
A.所有电弧触头均分离的瞬间为止B.各极触头间电弧最终熄灭为止C.首相触头电弧熄灭为止D.主触头分离瞬间为止【答案】 B3、若待计算处与短路点间有星形/三角形连接的变压器,则正序电流三角形侧的较星形侧相位的()。
A.超前30°B.相位相同C.滞后30°D.不存在相位关系【答案】 A4、我国继电保护的发展先后经历了五个阶段,其发展顺序依次是()。
A.整流型、晶体管型、集成电路型、微机型、机电型B.集成电路型、微机型、机电型、整流型、晶体管型C.机电型、整流型、晶体管型、集成电路型、微机型D.机电型、整流型、晶体管型、微机型、集成电路型【答案】 C5、电力系统为中性点()方式时,操作过电压最低。
A.直接接地B.经电阻接地C.经消弧线圈接地D.不接地【答案】 A6、电网装机容量在300万千瓦及以上的,电力系统正常频率偏差允许值为()。
A.±0.5HZB.±0.3HZC.±0.2HZ【答案】 C7、局部放电的电气检测方法有()。
A.介质损耗法B.噪声检测法C.光学分析法D.化学分析法【答案】 A8、由短路引起的电流、电压突变及其后在电感、电容型储能元件及电阻型耗能元件中引起的过渡过程,在电力系统中被称为()A.电磁暂态过程B.波过程C.振荡D.机电暂态过程【答案】 A9、采用单母线分段的主接线,当分段断路器闭合运行时,如果某段母线上发生故障,继电保护动作首先跳开()。
A.出线断路器B.分段断路器C.电源支路断路器D.该故障分段母线上的所有断路器【答案】 B10、牛顿法的可靠收敛取决于()A.网络的复杂度B.基本方程式的列些C.良好的初值D.节点的分类【答案】 C11、双母线运行倒闹过程中会出现两个隔离开关同时闭合的情况,如果此时 I 母发生故障,母线保护应()。
2024年国家电网招聘之电工类考试题库单选题(共45题)1、导线上出现冲击电晕后,使()。
A.导线的波阻抗增大B.导线的波速增大C.行波的幅值增大D.导线的耦合系数增大【答案】 D2、定子绕组短路电流的直流分量形成的磁场固定不变,在旋转的转子绕组中产生了()。
A.交流分量的电流B.直流分量的电流C.倍频分量的电流D.以上都不对【答案】 A3、用来模拟电力系统中的雷电过电压波形采用的是()。
A.方波B.非周期性双指数波C.衰减震荡波D.正弦波【答案】 B4、发供电设备容量是按系统最大负荷需求量安排的,它对应电力成本中容量成本,是以()去计算基本电费的。
A.用户实际用电量B.用户实际用量/功率因数C.用户用电的最大需求量或变压器容量【答案】 C5、电网络分析中,用节点电压法列写方程时,用到的矩阵形式的 KVL方程是()A.[ Bt][Vb]=OB.[Vb]= [N J[Vn]C.[ AJ[lb]=OD.[Vb]= [Qf t][Vt]【答案】 B6、变压器二次侧额定电压应较线路额定电压高()。
A.10%B.20%C.30%D.25%【答案】 A7、一般情况下避雷针和配电构架间的气隙不应小于()。
A.3mB.4mC.5mD.6m【答案】 C8、( ) MW 及以上大容量机组一般都是采用发电机一双绕组变压器单元接线而不采用发电机一三绕组变压器单元接线。
A.100B.200C.300D.400【答案】 B9、关于三相变压器励磁涌流的特点,下列说法正确的是()。
A.某相励磁涌流可能不再偏离时间轴的一侧变成对称性涌流,对称性涌流的数值比较大B.三相励磁涌流不会相同,任何情况下空载投入变压器,至少在两相中出现不同程度的励磁涌流C.励磁涌流的波形仍然是间断的,但间断角显著增大D.对称性涌流的间断角最大【答案】 B10、瓦斯保护是变压器的()。
A.主后备保护B.内部故障的主保护C.外部故障的主保护D.外部故障的后备保护【答案】 B11、接地装置按工作特点可分为工作接地、保护接地和防雷接地。
第三章 电力系统的潮流计算3-1 电力系统潮流计算就是对给定的系统运行条件确定系统的运行状态。
系统运行条件是指发电机组发出的有功功率和无功功率(或极端电压),负荷的有 功功率和无功功率等。
运行状态是指系统中所有母线(或称节点)电压的幅值和 相位,所有线路的功率分布和功率损耗等。
3-2 电压降落是指元件首末端两点电压的相量差。
电压损耗是两点间电压绝对值之差。
当两点电压之间的相角差不大时, 可以近似地认为电压损耗等于电压降落的纵分量。
电压偏移是指网络中某点的实际电压同网络该处的额定电压之差。
电压 偏移可以用kV 表示,也可以用额定电压的百分数表示。
电压偏移=%100⨯-NNV V V 功率损耗包括电流通过元件的电阻和等值电抗时产生的功率损耗和电压 施加于元件的对地等值导纳时产生的损耗。
输电效率是是线路末端输出的有功功率2P 与线路首端输入的有功功率1P 之比。
输电效率=%10012⨯P P 3-3 网络元件的电压降落可以表示为()•••••+=+=-2221V V I jX R V V δ∆式中,•2V ∆和•2V δ分别称为电压降落的纵分量和横分量。
从电压降落的公式可见,不论从元件的哪一端计算,电压降落的纵、横分量计算公式的结构都是一样的,元件两端的电压幅值差主要有电压降落的纵分量决定,电压的相角差则由横分量决定。
在高压输电线路中,电抗要远远大于电阻,即R X 〉〉,作为极端的情况,令0=R ,便得V QX V /=∆,V PX V /=δ上式说明,在纯电抗元件中,电压降落的纵分量是因传送无功功率而产生的,而电压降落的横分量则是因为传送有功功率产生的。
换句话说,元件两端存在电压幅值差是传送无功功率的条件,存在电压相角差则是传送有功功率的条件。
3-4 求解已知首端电压和末端功率潮流计算问题的思路是,将该问题转化成已知同侧电压和功率的潮流计算问题。
首先假设所有未知点的节点电压均为额定电压,从线路末端开始,按照已知末端电压和末端潮流计算的方法,逐段向前计算功率损耗和功率分布,直至线路首端。
稀疏计算与稠密计算概述说明以及解释1. 引言1.1 概述稀疏计算和稠密计算是当前计算领域内广泛讨论的两个重要概念。
它们在不同领域中都具有重要的应用价值,并以不同的方式处理数据和计算任务。
稀疏计算基于稀疏数据集,即数据中只有少数非零元素,而稠密计算则处理密集型数据集,其中几乎所有元素均非零。
1.2 文章结构本文将分为六个部分进行阐述与讨论。
首先,在引言部分,我们将对稀疏计算和稠密计算进行概览,并解释它们在现实生活中的重要性。
接下来,第二部分将详细介绍稀疏计算和稠密计算的定义、特点以及它们之间的区别和联系。
第三部分将着重探讨稀疏计算技术及其在机器学习和图像处理领域的应用案例。
随后,第四部分将介绍常见的稠密计算模型和方法,并讨论在科学运筹优化和物理模拟等领域中的应用案例。
第五部分将比较两者之间的优缺点,并探讨二者的结合和互补性,同时预测稀疏计算和稠密计算在人工智能领域的未来发展趋势。
最后,在结论部分总结全文的内容,并展望稀疏计算和稠密计算的重要性及应用价值。
1.3 目的本文旨在介绍稀疏计算和稠密计算这两个关键概念,解释它们在不同领域中的应用,以及它们之间的关系。
通过对不同技术和方法的讨论,我们将评估它们各自的优缺点,并探究二者如何相互补充与结合。
此外,我们还将探索稀疏计算和稠密计算在人工智能领域的未来发展方向,并强调它们对于推动科学研究和技术进步的重要性。
通过阅读本文,读者将更好地了解稀疏计算和稠密计算,并认识到它们对现代计算领域所带来的深远影响。
2. 稀疏计算与稠密计算概述2.1 稀疏计算的定义和特点稀疏计算是一种在处理大规模数据时采用只关注数据中非零元素的方法。
在稀疏数据中,只有少量的元素是非零的,而其他元素都是零。
这些零值元素可以通过跳过它们来节省计算资源和存储空间。
稀疏计算的优势在于减少了不必要的计算开销,并且能够更快地处理大规模数据集。
2.2 稠密计算的定义和特点相比之下,稠密计算是对所有数据点进行操作和处理的一种方法。
摘要本文分别对4节点电力网络,5节点电力网络和30节点的电力网络进行简单的电力网络的潮流计算,采用C++软件平台编制潮流程序,分别采用牛拉法和PQ快速解耦法编制了两个程序,通过对比两种算法的计算结果、迭代精度和迭代次数,进而分析得出两种潮流计算机方法的特点。
电力系统的潮流计算是用来监测和研究有关于电力系统稳态运行状况的基本计算,是电力系统规划设计、运行与分析的基本工具。
为提高电力网络系统自动化操作的快速性及准确性,而且让系统可以进行安全、系统地进行实时分析,电力网络的潮流变化信息是一项重要的资源,所以对于电力网络进行潮流计算是现在潮流计算的发展的一个方面。
本文的主要内容就是基于简单电力网络地潮流计算设计,结合牛顿-拉夫逊法潮流计算,采用PQ快速解耦发潮流计算程序,完成基于C语言的电力系统潮流计算程序的设计。
在电力系统在正常运行的情况下,通过对电力系统的潮流(功率、电压、相角等)来对电力系统网络的某一个特定时间点的运行状态进行描述。
本文基于以上的基础知识对于电力系统网络潮流计算进行了设计、仿真,并且分析了在不同场景两种计算方法的结果精确度。
关键词:C++编程;潮流计算;牛顿-拉夫逊算法;PQ快速解耦法;迭代比较ABSTRACTElectric power network, this article respectively to four node 5 node power network with 30 nodes of power network to carry on the simple electric network power flow calculation, using c + + software platform trend program, with rafa and PQ fast decoupling method created two programs, by comparing the calculation results of two algorithms, iterative precision and the number of iterations, then analysis the characteristics of the two methods of trend of the computer。
《电力系统稳态分析》课程教学大纲授课专业:电力系统及其自动化学时数:54 学分数:3一、课程性质和目的本课程是电类专业本科生电气工程及其自动化和农业电气化与自动化的专业基础课程。
其主要任务是讨论电力系统的基本概念、电力系统各元件的特性和数学模型,电力系统的潮流计算和控制,以及电力系统的运行调节和优化。
使学生掌握电力系统的基本概念、基本原理和基本方法的同时,了解国内外本学科先进科学技术和发展方向,为后续专业课程奠定良好的专业基础。
二、课程教学内容第一章电力系统的基本概念(3学时)要求深刻理解与熟练掌握的重点内容有:1.电力系统的基本概念。
2.电力系统的结线方式和电压等级。
3.电力系统中性点的运行方式。
要求了解的内容有: 4.我国电力工业和电力系统简介。
难点:电力系统中性点的运行方式。
第二章电力系统各元件的特性和数学模型(8学时)要求深刻理解与熟练掌握的重点内容有:1.隐极式发电机组的运行限额和数学模型。
2.双绕组变压器的参数和数学模型。
3. 三绕组变压器的参数和数学模型。
4.电力线路的参数和简化数学模型。
5.标幺制。
6.等值变压器模型。
要求了解的内容有:7. 凸极式发电机组的运行限额和数学模型。
8.自耦变压器的参数和数学模型。
9.负荷的运行特性和数学模型。
10.电力网络的数学模型。
难点:三绕组变压器的参数和数学模型,电力线路的参数和简化数学模型第三章简单电力网络的计算和分析(9学时)要求深刻理解与熟练掌握的重点内容有:1.电力线路运行状况的计算。
2.变压器运行状况的计算。
3.辐射形网络中的潮流分布。
4.环形网络中的潮流分布。
要求了解的内容有: 5. 电力线路运行状况的分析。
6.电力网络的简化方法。
7.电力网络潮流的调整和控制。
难点:环形网络中的潮流分布第四章复杂电力系统潮流的计算机算法(15学时)要求深刻理解与熟练掌握的重点内容有:1.节点导纳矩阵的形成和修改。
2.功率方程。
3.潮流计算的变量和节点分类。