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一种基于直算法的断路器分合闸仿真算法

阅读:1075发布:2020-12-03

IPRDB可以提供一种基于直算法的断路器分合闸仿真算法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本发明公开了一种基于直算法的断路器分合闸仿真算法,属于电力技术领域。该算法包括确定电路网络中某一断路器;将所述断路器等效为串联的电阻和电源,构建断路器算法模型;获得三阶矩阵式;采用迭代法获得接近于零的所述三阶矩阵式。将该基于直算法的断路器分合闸仿真算法代入到基于直算法的电力系统潮流计算中,能够在不考虑断路器本身分合闸状态的情况下,直接从起点依次计算出每个元器件的运行状态,克服了现有潮流计算需要考虑断路器在分闸时,位于断路器首末两端的元件归属哪一电路网络的问题,大大降低了计算的复杂度,提高了计算速度,减少了计算时间,而且可用于多种电力网络,具有非常高的实用性。,下面是一种基于直算法的断路器分合闸仿真算法专利的具体信息内容。

1.一种基于直算法的断路器分合闸仿真算法,其特征在于,包括以下步骤:(1)构建算法模型:

将断路器等效为串联的电阻和电源,构建断路器算法模型;所述断路器算法模型中其中, 为所述断路器的起端电压; 为所述断路器的末端电压;R为所述电阻的阻值,为所述电源的电压; 为流过所述断路器的电流;

则断路器矩阵为

(2)仿真计算

步骤(2-1):将所述断路器算法模型代入预设潮流算法中,初始化参数,并设置所述断路器算法模型的迭代次数上限M以及断路器分闸电流最大值Ifm;

步骤(2-2):置断路器本帧状态;

步骤(2-3):判断所述断路器是否为合闸状态,若是,则执行步骤(2-4),若否,则执行步骤(2-5);

步骤(2-4):置所述断路器矩阵为单位矩阵 执行步骤(2-6);

步骤(2-5):置所述断路器前一次计算电流 设置所述断路器电源电压初值设置所述断路器电阻初值Ri=1000;迭代计数器ni=0;则所述断路器矩阵的初值为步骤(2-6):将所述断路器矩阵代入所述预设潮流算法中,计算获得潮流数据以及所述断路器的运行数据步骤(2-7):判断所述断路器是否为合闸状态,若是,则执行步骤(2-12),若否则执行步骤(2-8);

步骤(2-8):判断所述断路器的电流 是否小于Ifm,若是则执行步骤(2-12),若否,则执行步骤(2-9);

步骤(2-9):令所述迭代计数器ni+1=ni+1;

步骤(2-10):判断所述迭代计数器ni+1是否大于迭代次数上限M,若是,则执行步骤(2-

12),若否则执行步骤(2-11);

步骤(2-11):判断所述断路器的电流 是否增大,若是,则Ri+1=1.2*Ri,若否则Ri+1=0.8*Ri;所述断路器电源电压为所述断路器两端的电压差,即 所述断路器前一次计算电流 若R>10000,则R=10000,若R<10,则R=

10,得断路器新矩阵 执行步骤(2-6);

步骤(2-12):令迭代计数器ni=0,基于所述预设潮流算法计算帧潮流;并执行步骤(2-

2)。

2.根据权利要求1所述的基于直算法的断路器分合闸仿真算法,其特征在于,所述迭代次数上限M为6。

3.根据权利要求1所述的基于直算法的断路器分合闸仿真算法,其特征在于,所述断路器分闸电流最大值Ifm=1uA。

说明书全文

一种基于直算法的断路器分合闸仿真算法

技术领域

[0001] 本发明属于电力技术领域,具体涉及一种基于直算法的断路器分合闸仿真算法。

背景技术

[0002] 电力系统是由发电厂、送变电线路、供配电所和用电等环节组成的电能生产与消费系统。它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置转化成电能,再经输电、变电和配电将电能供应到各用户。为实现这一功能,电力系统在各个环节和不同层次还具有相应的信息与控制系统,对电能的生产过程进行测量、调节、控制、保护、通信和调度,以保证用户获得安全、优质的电能。
[0003] 电力系统中主要涉及到三大计算,其中,潮流计算是研究电力系统稳态运行情况的一种基本电气计算,常规潮流计算的任务是根据给定的运行条件和网路结构确定整个系统的运行状态,如各母线上的电压(幅值及相角)、网络中的功率分布以及功率损耗等。潮流计算的结果是电力系统稳定计算和故障分析的基础。
[0004] 在现有的潮流计算如专利为CN103956741B的发明专利所提供的一字链及支链式的三相对称多电源非环网电力系统直算法以及专利号为CN106451456B的发明专利所提供的一种基于环网电力系统的直算方法中,对于存在断路器节点的电路网络的运行状态的计算过于复杂,由于断路器有合闸和分闸两种工作状态,在断路器合闸状态下,需要判断断路器处于哪一个电路网络中,然后再进行运行状态的相关计算,而在断路器分闸后,电路网络需重新组网,此时则必须先判断断路器的首端和末端分别处于哪一个电路网络中,然后再进行运行状态的相关计算。因此,亟需一种能够快速计算存在断路器节点的电路网络的运行状态的方法。

发明内容

[0005] 为了解决现有技术存在的上述一个或多个技术问题,本发明提供了一种基于直算法的断路器分合闸仿真算法。
[0006] 为了实现上述目的,本发明采用了技术方案如下:
[0007] 一种基于直算法的断路器分合闸仿真算法,包括以下步骤:
[0008] (1)构建算法模型:
[0009] 将断路器等效为串联的电阻和电源,构建断路器算法模型;所述断路器算法模型中
[0010] 其中, 为所述断路器的起端电压; 为所述断路器的末端电压;R为所述电阻的阻值, 为所述电源的电压; 为流过所述断路器的电流;
[0011] 则断路器矩阵为
[0012] (2)仿真计算
[0013] 步骤(2-1):将所述断路器算法模型代入预设潮流算法中,初始化参数,并设置所述断路器算法模型的迭代次数上限M以及断路器分闸电流最大值Ifm;
[0014] 步骤(2-2):置断路器本帧状态;
[0015] 步骤(2-3):判断所述断路器是否为合闸状态,若是,则执行步骤(2-4),若否,则执行步骤(2-5);
[0016] 步骤(2-4):置所述断路器矩阵为单位矩阵 执行步骤(2-6);
[0017] 步骤(2-5):置所述断路器前一次计算电流 设置所述断路器电源电压初值设置所述断路器电阻初值Ri=1000;迭代计数器ni=0;则所述断路器矩阵的初值为[0018] 步骤(2-6):将所述断路器矩阵代入所述预设潮流算法中,计算获得潮流数据以及所述断路器的运行数据
[0019] 步骤(2-7):判断所述断路器是否为合闸状态,若是,则执行步骤(2-12),若否则执行步骤(2-8);
[0020] 步骤(2-8):判断所述断路器的电流 是否小于Ifm,若是则执行步骤(2-12),若否,则执行步骤(2-9);
[0021] 步骤(2-9):令所述迭代计数器ni+1=ni+1;
[0022] 步骤(2-10):判断所述迭代计数器ni+1是否大于迭代次数上限M,若是,则执行步骤(2-12),若否则执行步骤(2-11);
[0023] 步骤(2-11):判断所述断路器的电流 是否增大,若是,则Ri+1=1.2*Ri,若否则Ri+1=0.8*Ri;所述断路器电源电压为所述断路器两端的电压差,即 所述若R>10000,则R=10000,若R<10,则R=10,得断路器新矩阵 执行步骤(2-6);
[0024] 步骤(2-12):令迭代计数器ni=0,基于所述预设潮流算法计算帧潮流;并执行步骤(2-2)。
[0025] 优选的,所述迭代次数上限M为6。
[0026] 优选的,所述断路器分闸电流最大值Ifm=1uA。
[0027] 与现有技术相比,本发明提供的技术方案具有如下有益效果或优点:
[0028] 将本发明所提供的基于直算法的断路器分合闸仿真算法代入到预设潮流计算中,能够在不考虑断路器本身分合闸状态的情况下,直接从起点依次计算出每个元器件的运行状态,克服了现有潮流计算需要考虑断路器在分闸时,位于断路器首末两端的元件归属哪一电路网络的问题,大大降低了计算的复杂度,提高了计算速度,减少了计算时间,而且可用于多种电力网络,具有非常高的实用性。
[0029] 参照后文的说明和附图,详细公开了本发明的特定实施方式,指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解,本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内,本发明的实施方式包括许多改变、修改和等同。
[0030] 针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用,与其它实施方式中的特征相组合,或替代其它实施方式中的特征。
[0031] 应该强调,术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在,但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

[0032] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0033] 图1为本发明实施例中断路器的原理图。

具体实施方式

[0034] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0035] 因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0036] 需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0037] 应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0038] 在本发明实施例的描述中,需要说明的是,指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系,或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
[0039] 在本发明实施例的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接连接,也可以通过中间媒介间接连接。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义型实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。此外,术语“第一”、“第二”仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0040] 本发明实施例提供了一种基于直算法的断路器分合闸仿真算法,包括以下步骤:
[0041] (1)构建算法模型:
[0042] 将断路器等效为串联的电阻和电源,如图1所示,构建断路器算法模型;所述断路器算法模型中
[0043] 其中, 为所述断路器的起端电压; 为所述断路器的末端电压;R为所述电阻的阻值, 为所述电源的电压; 为流过所述断路器的电流;
[0044] 则断路器矩阵为
[0045] (2)仿真计算
[0046] 步骤(2-1):将所述断路器算法模型代入预设潮流算法中,初始化参数,并设置所述断路器算法模型的迭代次数上限M以及断路器分闸电流最大值Ifm;
[0047] 步骤(2-2):置断路器本帧状态;
[0048] 步骤(2-3):判断所述断路器是否为合闸状态,若是,则执行步骤(2-4),若否,则执行步骤(2-5);
[0049] 步骤(2-4):置所述断路器矩阵为单位矩阵 执行步骤(2-6);
[0050] 步骤(2-5):置所述断路器前一次计算电流 设置所述断路器电源电压初值设置所述断路器电阻初值Ri=1000;迭代计数器ni=0;则所述断路器矩阵的初值为[0051] 步骤(2-6):将所述断路器矩阵代入所述预设潮流算法中,计算获得潮流数据以及所述断路器的运行数据
[0052] 步骤(2-7):判断所述断路器是否为合闸状态,若是,则执行步骤(2-12),若否则执行步骤(2-8);
[0053] 步骤(2-8):判断所述断路器的电流 是否小于Ifm,若是则执行步骤(2-12),若否,则执行步骤(2-9);
[0054] 步骤(2-9):令所述迭代计数器ni+1=ni+1;
[0055] 步骤(2-10):判断所述迭代计数器ni+1是否大于迭代次数上限M,若是,则执行步骤(2-12),若否则执行步骤(2-11);
[0056] 步骤(2-11):判断所述断路器的电流 是否增大,若是,则Ri+1=1.2*Ri,若否则Ri+1=0.8*Ri;所述断路器电源电压为所述断路器两端的电压差,即 所述若R>10000,则R=10000,若R<10,则R=10,得断路器新矩阵 执行步骤(2-6);
[0057] 步骤(2-12):令迭代计数器ni=0,基于所述预设潮流算法计算帧潮流;并执行步骤(2-2)。
[0058] 将本发明实施例所提供的基于直算法的断路器分合闸仿真算法代入预设潮流算法中,能够在不考虑断路器本身分合闸状态的情况下,直接从起点依次计算出每个元器件的运行状态,克服了现有潮流计算需要考虑断路器在分闸时,位于断路器首末两端的元件归属哪一电路网络的问题,大大降低了计算的复杂度,提高了计算速度,减少了计算时间,而且可用于多种电力网络,具有非常高的实用性。
[0059] 需要说明的是,本发明提供的所述基于直算法的断路器分合闸仿真算法适用于任意断路器,其中的所述预设潮流算法为电力系统中现有的常规潮流计算方法,如背景技术中所提到的一字链及支链式的三相对称多电源非环网电力系统直算法和基于环网电力系统的直算方法等,在此不做限定。
[0060] 在具体的实施过程中,所述基于直算法的断路器分合闸仿真算法中的迭代次数越多,所述断路器分闸电流最大值Ifm越小,最终的计算结果越精确。本发明实施例中的所述迭代次数上限M优选为6,所述断路器分闸电流最大值Ifm优选为1uA。一般情况下,所述迭代次数上限M设置为6,所述断路器分闸电流最大值Ifm设置为1uA,就能达到需要的计算精度,若不够,可以根据需求做调整。
[0061] 本发明不局限于上述可选的实施方式,任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本发明的保护范围的限制,本发明的保护范围应当以权利要求书中界定的为准,并且说明书可以用于解释权利要求书。
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