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基于分量理论的功率分解新方法研究

李伟  
【摘要】: 依据功率的物理意义,提出一种功率分解的新方法。该方法基于电网功率分量理论,核心描述为在断面潮流已知的多电源网络中,将每个电源的注入功率分解为网络电源的总数个功率分量形式;每个分量描述两个电源间的耦合关系,功率分量间不仅相互独立,并且功率分量的注入与消耗满足功率守恒性质;电网中支路功率为具有不同分布系数的所有功率分量的代数和。由此建立基于网络全局及断面潮流的解析分析理论体系—电网功率分量及其分布机理。通过对比分析将现有一些广泛研究的方法统一到功率分量理论上来,澄清了对功率分解的模糊认识,使得这一问题理论化、系统化。 迄今为止叠加定理只是用于电压、电流的计算,没有涉及其物理属性,即每个电源单独作用时其在电路网络中产生的电压、电流数值是否就是所有电源共同作用时由此电源作用产生的电压、电流。叠加定理被认为只是一种数值计算方法,还是其结果就是真实的电压、电流的物理分布?这个问题从现有的文献看还没有人研究过。论文首次提出这个问题并作初步地研究,并以物理实验作为功率分量理论数学证明的有益补充,进一步完善了功率分量理论。 在证明功率分量守恒的过程中发现网络导纳阵对称是非常重要并被多次引用的性质,因此提出含受控源的不对称网络功率分量是否正确及表现形式的问题。利用一个简单的并联在节点和地之间的受控电流源进行分析。发现引入受控源后功率分布的数值发生了有规律的变化,进而给出基础功率和附加功率的定义。功率分量在不对称网络中表现为基础功率分量和附加功率分量,二者合成为总的功率分量,且基础功率分量和附加功率分量分别守恒。 在电力网络断面潮流已知的前提下,形成电力系统等值网络,利用功率分量的基本理论,对电网功率的分布进行分析,提出一种新的潮流追踪模型与算法。该模型充分利用功率分量理论的优点,将电网分解为几个互相解耦的网络,把每一个电源在功率物理意义的背景下独立出来,充分考虑了电源功率交叉项的分解问题;将系统基本潮流和网络损耗一起追踪,在潮流跟踪过程中实现对系统网损的分摊并考虑了有功无功的耦合这一重要的问题。提出一种新的电流追踪原则:节点功率按由叠加定理所确定电流的共轭比进行分配。


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