專利名稱：用于確定供電網(wǎng)中負(fù)載流量的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于確定對(duì)稱供電網(wǎng)、特別是具有不對(duì)稱負(fù)載的對(duì)稱配電網(wǎng)中負(fù) 載流量的方法。
背景技術(shù)：
為了檢查負(fù)載流量，借助多個(gè)節(jié)點(diǎn)和作為節(jié)點(diǎn)的連接的導(dǎo)線來仿真能量供應(yīng)網(wǎng)。 在此源和匯點(diǎn)(Senken)由發(fā)電機(jī)和負(fù)載以特定的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)映射。待檢查的能量供應(yīng)網(wǎng)具 有待求的橫支并聯(lián)阻抗、縱向阻抗和電容，其中在能量供應(yīng)網(wǎng)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)中通過復(fù)數(shù)電壓Π = U*e>或者說通過復(fù)數(shù)功率S = P+j*Q可以映射網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。預(yù)先給出這四個(gè)實(shí)參數(shù)(U、 v、P、Q)中的兩個(gè)參數(shù)，并且由此在負(fù)載流量計(jì)算的范圍內(nèi)計(jì)算剩下的兩個(gè)參數(shù)。以系統(tǒng)導(dǎo)納或者說導(dǎo)納矩陣I形成用于所有節(jié)點(diǎn)的該公式，可以作為整體通過不 同代數(shù)方法、例如用于對(duì)電流變分的迭代方法來求解該公式。在此問題是，通常對(duì)于整個(gè)導(dǎo)納矩陣I進(jìn)行負(fù)載流量計(jì)算，這一方面計(jì)算量非常 大，另一方面阻礙了解迭代的并行處理。

發(fā)明內(nèi)容
由此本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種負(fù)載流量計(jì)算，其使得可以以代數(shù)形 式快速和并行處理用于計(jì)算負(fù)載流量的計(jì)算操作。本發(fā)明通過權(quán)利要求1的特征解決上述技術(shù)問題。按照本發(fā)明，作為線性方程組 形成作為在獨(dú)立電流源iab。向量和節(jié)點(diǎn)電壓vab。向量之間的對(duì)應(yīng)的復(fù)數(shù)導(dǎo)納矩陣 。導(dǎo)納矩 陣 的主對(duì)角線元素表示為自導(dǎo)納，并且由到關(guān)于共同的電平的相鄰節(jié)點(diǎn)的所有支路導(dǎo)納 的和組成。導(dǎo)納矩陣I的非對(duì)角線(Nebendiagonale)元素表示為耦合導(dǎo)納，并且反映了到 關(guān)于共同的電平的相鄰節(jié)點(diǎn)的負(fù)支路導(dǎo)納。對(duì)于在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間不存在直接連接的情況， 相應(yīng)的矩陣元素為零。然后將導(dǎo)納矩陣1轉(zhuǎn)換為三個(gè)對(duì)稱的分量矩陣迎、11和11。借助“對(duì)稱分量”的 方法將不對(duì)稱的三相交流系統(tǒng)分為三個(gè)對(duì)稱分量，即零序系統(tǒng)(0-分量)、順序系統(tǒng)(1-分 量)和反序系統(tǒng)(2-分量)。該方法迄今為止僅僅被用于探測(cè)1極/2極的短路。為了簡(jiǎn)化代數(shù)解而調(diào)整和轉(zhuǎn)換各個(gè)對(duì)稱分量矩陣迎、11和Tl,從而形成可簡(jiǎn)單求 解的線性方程組。然后對(duì)關(guān)于對(duì)稱分量矩陣Y0、Yl和Y2而分為(0)、(1)和⑵分量的對(duì) 稱空間向量分量的電壓向量Vtll2進(jìn)行初始化。這是必要的，因?yàn)榉蔷€性解只能借助迭代方 法求得。在該所謂的“Flat-Start”條件的范圍內(nèi)，例如將電壓與特定的開始值對(duì)應(yīng)，其中 在開始求解時(shí)假定在電壓值之間沒有耦合。然后根據(jù)對(duì)稱空間向量分量的電壓向量Vtll2,借助公知的轉(zhuǎn)換矩陣A得到電壓向
星 Vabc。公知的轉(zhuǎn)換矩陣A具有如下形式
a = eJ120并且將移相的對(duì)稱空間向量分量與同相的對(duì)稱空間向量分量對(duì)應(yīng)。然后用共軛的復(fù)數(shù)功率矩陣‘除以對(duì)稱的空間向量分量的電壓向量Vab。來計(jì)算 對(duì)稱的空間向量分量的電流向量Iabc (Iab。= COnj[^/Vab。])。接著從逆矩陣Azl和對(duì)稱空間向量分量的電流向量Iab。得出電流向量iab。的零序 系統(tǒng)、正序系統(tǒng)和反序系統(tǒng)，并且互相獨(dú)立地求解這樣形成的各個(gè)方程組ViIi= Iit5按照本 發(fā)明將該迄今為止部分地僅用于1極或2極短路檢查的方法擴(kuò)展到能量供應(yīng)網(wǎng)的負(fù)載流量 檢查。具有優(yōu)勢(shì)的是，在所有饋入能量供應(yīng)網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)上應(yīng)用基爾霍夫定律并且由此可以 檢查所找到的解的合理性。為了解方程組，優(yōu)選借助對(duì)稱分量矩陣TO、Ii和12的三角分解 (Dreiecksverlegung) (LR分解)或者高斯消去方法或者借助逆導(dǎo)納矩陣Γ1的形成來進(jìn)行 導(dǎo)納矩陣 的調(diào)整。在本方法的一種優(yōu)選實(shí)施方式中，在計(jì)算系統(tǒng)內(nèi)部不同的處理器中進(jìn)行空間向量 分量的各個(gè)電壓向量Vab。和/或電流向量Iab。的計(jì)算。優(yōu)選對(duì)于計(jì)算機(jī)最佳地借助BLAS (基礎(chǔ)線性代數(shù)子程序)例程進(jìn)行矩陣乘法，因 為BLAS例程特別對(duì)于向量運(yùn)算是最佳的。能量供應(yīng)網(wǎng)優(yōu)選是高壓電網(wǎng)。然而按照本發(fā)明的方法的應(yīng)用還可以應(yīng)用于其它的 能量供應(yīng)網(wǎng)，例如燃?xì)夤?yīng)網(wǎng)。為了求解方程組對(duì)于其它燃?xì)夤?yīng)網(wǎng)或水供應(yīng)網(wǎng)必須采用 電氣變量的等價(jià)物。計(jì)算機(jī)程序裝置的概念在此理解為指令組的按照任意計(jì)算機(jī)語言、代碼或者標(biāo)記 法的任何表達(dá)，其使得計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并且能夠?qū)嵤┨囟ǖ墓δ?。?jì)算機(jī)程 序裝置，即計(jì)算機(jī)程序或者說計(jì)算機(jī)應(yīng)用既可以直接地也可以在轉(zhuǎn)換為另一種語言、代碼、 標(biāo)記法之后或者通過以另一種實(shí)際的形式的表達(dá)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上運(yùn)行。其它優(yōu)選實(shí)施方式在從屬權(quán)利要求中給出。在對(duì)稱網(wǎng)絡(luò)配置的情況下-所有的導(dǎo)線都是對(duì)稱的并且所有的變壓器都是三相 變壓器-出現(xiàn)分別具有七個(gè)不為零的矩陣元素的三個(gè)獨(dú)立的方程組。由于可以并行處理， 方程組的計(jì)算時(shí)間降低了 9倍。
權(quán)利要求
一種用于確定能量供應(yīng)網(wǎng)中負(fù)載流量的方法，具有以下步驟作為線性方程組形成作為在獨(dú)立電流源Iabc向量和節(jié)點(diǎn)電壓Vabc向量之間的對(duì)應(yīng)的復(fù)數(shù)導(dǎo)納矩陣Y；將該導(dǎo)納矩陣Y轉(zhuǎn)換為三個(gè)對(duì)稱的分量矩陣Y0、Y1和Y2；為了求解這些對(duì)稱的分量矩陣Y0、Y1和Y2而調(diào)整對(duì)稱分量矩陣Y0、Y1、Y2；對(duì)關(guān)于對(duì)稱分量矩陣Y0、Y1和Y2而分為(0)、(1)和(2)分量的對(duì)稱空間向量分量的電壓向量V012進(jìn)行初始化；借助轉(zhuǎn)換矩陣A計(jì)算對(duì)稱空間向量分量的電壓向量Vabc，并借助空間向量V012進(jìn)行轉(zhuǎn)換；用共軛的復(fù)數(shù)功率矩陣Sabc除以對(duì)稱的空間向量分量的電壓向量Vabc來計(jì)算對(duì)稱的空間向量分量的電流向量Iabc；從逆矩陣A-1和對(duì)稱空間向量分量的電流向量Iabc計(jì)算電流向量Iabc的(0)、(1)和(2)分量；通過前向消去和反向代入求解方程組ViYi＝Ii。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，對(duì)所有的饋入節(jié)點(diǎn)應(yīng)用基爾霍夫定律。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，為了解方程組，借助三角分解(LR分 解)或者高斯消去方法或者通過形成逆導(dǎo)納矩陣Γ1來調(diào)整導(dǎo)納矩陣Y。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在計(jì)算系統(tǒng)內(nèi)不同的處理器 中計(jì)算空間向量分量的各個(gè)電壓向量Vab。和/或電流向量Iab。。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，借助BLAS例程對(duì)于計(jì)算機(jī) 最佳地進(jìn)行矩陣乘法。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述能量供應(yīng)網(wǎng)是高壓電網(wǎng)。
7.一種用于實(shí)施按照權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述方法的裝置。
8.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中并且包括計(jì)算機(jī)可讀裝置，借助 其使得當(dāng)所述程序在計(jì)算機(jī)中運(yùn)行時(shí)，計(jì)算機(jī)執(zhí)行按照權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于確定對(duì)稱供電網(wǎng)、特別是具有不對(duì)稱負(fù)載的對(duì)稱配電網(wǎng)中負(fù)載流量的方法。通常是借助大矩陣系統(tǒng)來求解供電網(wǎng)內(nèi)部的負(fù)載流量。在供電網(wǎng)的特定節(jié)點(diǎn)上的功率、電壓和電流的確定導(dǎo)致要求解大矩陣，該矩陣迄今為止必須在整體上用代數(shù)方法來求解。通過將矩陣轉(zhuǎn)換成可用于監(jiān)視空間向量分量的相位變化的對(duì)稱的空間向量分量，能夠?qū)⒄麄€(gè)矩陣分為子矩陣并且由此能夠借助計(jì)算機(jī)系統(tǒng)快速而并行地計(jì)算這些子矩陣。
文檔編號(hào)H02J3/18GK101849337SQ200780052895
公開日2010年9月29日 申請(qǐng)日期2007年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月7日
發(fā)明者伊澤丁·扎菲克 申請(qǐng)人:西門子公司