基于变电站仿真培训系统的复故障计算的研究
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摘要
故障计算是电力系统分析计算中的重要内容。本文在变电站仿真培训系统复杂故障计算开发的过程中，对故障计算的算法模型进行了深入的研究，基于对称分量法和补偿原理，建立了故障计算的统一模型，在此基础上，根据叠加法和互易定理，提出了故障计算的通用方法，避免了修改原网络，既适用于各种简单故障，又适用于多重复杂故障。
故障计算求解节点阻抗阵时，矩阵规模较大，而且是复矩阵求逆，速度受到严重影响，针对这一问题，笔者利用电流源向量的稀疏性和仿真系统对故障信息的需求特点，在故障计算中引入了稀疏向量技术，避免了不必要的计算，节省了大量的计算时间。
同时，笔者对故障计算的并行实现做了有益的尝试和研究，以期提高故障计算的实时性能。
Fault calculation is very important in power system analysis and calculation. In this paper， based on compensation method and the symmetrical components method， a unified model is established to calculate the faults of substation simulation and training system. On this basis， according to the superposition theory and the reciprocal theory， a versatile method to calculate faults is presented. Without modifying the nodal impedance parameters of the original network， the method is suited to all kinds of simple faults and complex faults.
Fault calculation needs to constitute node impedance matrix. However， the constitution of node impedance matrix influences simulation speed because of the large-scale complex matrix inversion. Through analyzing current injection vector and simulation system features， the paper presents a fast algorithm for fault calculation. The algorithm can avoid irrelevant computation requirement in solving large sparse network equations， improve significantly the calculation speed， and save a lot of computation time.
At the same time， in order to improve real-time ability of fault calculation， the application of parallel processing in fault calculation are discussed.
故障计算求解节点阻抗阵时，矩阵规模较大，而且是复矩阵求逆，速度受到严重影响，针对这一问题，笔者利用电流源向量的稀疏性和仿真系统对故障信息的需求特点，在故障计算中引入了稀疏向量技术，避免了不必要的计算，节省了大量的计算时间。
同时，笔者对故障计算的并行实现做了有益的尝试和研究，以期提高故障计算的实时性能。
Fault calculation is very important in power system analysis and calculation. In this paper， based on compensation method and the symmetrical components method， a unified model is established to calculate the faults of substation simulation and training system. On this basis， according to the superposition theory and the reciprocal theory， a versatile method to calculate faults is presented. Without modifying the nodal impedance parameters of the original network， the method is suited to all kinds of simple faults and complex faults.
Fault calculation needs to constitute node impedance matrix. However， the constitution of node impedance matrix influences simulation speed because of the large-scale complex matrix inversion. Through analyzing current injection vector and simulation system features， the paper presents a fast algorithm for fault calculation. The algorithm can avoid irrelevant computation requirement in solving large sparse network equations， improve significantly the calculation speed， and save a lot of computation time.
At the same time， in order to improve real-time ability of fault calculation， the application of parallel processing in fault calculation are discussed.
引文
西安交通大学等。电力系统计算。北京：水利电力出版社，1978
张伯明，陈寿孙。高等电力网络分析。北京：清华大学出版社，1996
刘万顺主编。电力系统故障分析（第二版）。北京：中国电力出版社，1998
米麟书，刘若宁。电力系统故障的计算机辅助分析。重庆：重庆大学出版社，1992
周孝信，李汉香，吴中习。电力系统计算。北京：水利电力出版社，1985
陈亚明。电力系统计算程序及其实现。北京：水利电力出版社，1985
李光琦。电力系统暂态分析。北京：电力工业出版社，1980
华北电力学院主编。电力系统故障分析。北京：电力工业出版社，1980
曹国臣，武晓梅。不对称电力系统故障计算的研究。东北电力技术，1997，1
余保东，杨勇，杨先贵。电力系统复杂故障的一种计算方法。继电器，2000，28（5）
陈青，江世芳。一种求解电力系统复杂故障的新算法。中国电机工程学报，2000， 20 （9）
曹国臣，武晓梅，宋家骅。一种基于分解协调法的电力系统故障计算方法。中国电机工程学报。1999，19（1）
韦钢，张弢。用ABC分量进行电力系统故障计算的方法。上海电力学院学报，1998，14（3）
石东源，李银红，段献忠。电力系统故障计算软件实用化研究。电力自动化设备，2001，21（11）
曹国臣，祝滨，蒋建东。虚拟故障端口法及其在电网故障计算中的应用。中国电机工程学报，2002，22（5）
唐长青，罗铸，顾永昌。基于三相导纳阵的不对称故障计算。清华大学学报，1997，37（1）
Rajkumar Buyya 编，郑纬民，石威，汪东升等译。高性能集群计算：结构与系统（第一卷）。北京：电子工业出版社 ，2001
Rajkumar Buyya 编，郑纬民，石威，汪东升等译。高性能集群计算：编程与应用（第二卷）。北京：电子工业出版社 ，2001
吴际舜 编。 电力系统稳态分析的计算机算法。上海：上海交通大学出版社，1992
赵改善，包红林。集群计算技术在石油工业中的应用。石油物资，2001，
40（3）
宛力，谷水清，袁宏。变电站仿真系统复故障计算实用模型研究。沈阳工业大学学报，2001，23（2）
赵福来，李志刚。用微机构建高性能集群计算系统。河北理工学院学报，2002，24（增刊）
何洋、洪潮、陈昆薇。稀疏向量技术在静态安全分析中的应用。中国电机工程学报，2003，23（1）
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