文章解读与仿真程序复现思路——电网技术EI\CSCD\北大核心《适用于含新能源交流电网继电保护整定计算的故障计算方法研究》

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这篇文章的核心内容是关于一种适用于含新能源交流电网继电保护整定计算的故障计算方法的研究。以下是文章的主要内容概要:

  1. 研究背景:新能源的大范围接入改变了交流电网继电保护整定计算中故障计算的局部性特征,增加了故障计算所需内存、降低了故障计算效率。

  2. 研究目的:提出一种适用于含新能源交流电网继电保护整定计算的故障计算方法,旨在提高计算效率并减少内存需求。

  3. 方法论

    • 分析新能源电源对故障节点影响因素,包括网络结构和新能源输出特性。
    • 构建初始计算域,筛选对故障电气量具有强影响的新能源。
    • 从新能源输出方面对初始计算域进一步增补和修正。
    • 经过逐层外扩,形成最终计算域,确保计算精度。
  4. 主要成果

    • 提出的方法降低了矩阵元素使用率,减少了故障计算的计算量,提高了计算效率。
    • 在IEEE 39节点和IEEE 118节点系统中验证了该方法的准确度和计算效率。
  5. 关键词:阻抗矩阵;新能源;故障计算;逐层外扩;计算效率

  6. 研究支持:国家自然科学基金资助项目(52207107)。

为了复现文章中的仿真算例,以下是完整的仿真复现思路,以程序语言的方式表示:

# 假设必要的库已导入,电网和新能源模型数据已准备好
# impedance_matrix - 电网的阻抗矩阵
# new_energy_models - 新能源接入模型,包括输出特性等
# fault_node - 故障节点
# threshold - 计算域外扩时的误差阈值
# full_domain_results - 全域计算的结果,用于性能比较def build_initial_domain(impedance_matrix, new_energy_models, fault_node):# 根据故障节点和新能源模型,筛选影响较大的新能源接入节点# ...return initial_domaindef refine_domain(initial_domain, new_energy_models):# 增补大容量新能源接入节点,修正计算域# ...return refined_domaindef expand_domain(refined_domain, impedance_matrix, threshold):# 逐层外扩计算域,直到满足误差阈值# ...return final_domaindef fault_calculation(final_domain, impedance_matrix):# 在最终计算域内进行故障计算,得到故障电流等电气量# ...return fault_resultsdef performance_analysis(fault_results, full_domain_results, threshold):# 比较筛选后的计算域结果与全域计算结果的误差# 分析计算效率的提升# ...return efficiency_improvement, error_analysis# 步骤1:构建初始计算域
initial_domain = build_initial_domain(impedance_matrix, new_energy_models, fault_node)# 步骤2:增补和修正计算域
refined_domain = refine_domain(initial_domain, new_energy_models)# 步骤3:逐层外扩形成最终计算域
final_domain = expand_domain(refined_domain, impedance_matrix, threshold)# 步骤4:故障计算
fault_results = fault_calculation(final_domain, impedance_matrix)# 步骤5:性能分析
efficiency_improvement, error_analysis = performance_analysis(fault_results, full_domain_results, threshold)# 步骤6:仿真结果输出
print("Fault Calculation Results:", fault_results)
print("Efficiency Improvement:", efficiency_improvement)
print("Error Analysis:", error_analysis)

在实际应用中,每个函数的具体实现将依赖于详细的算法描述、电力系统和新能源模型的具体知识。此外,还需要根据实际电网和新能源模型的数据结构进行相应的调整。上述代码提供了一个框架,展示了如何将文章中描述的方法转换为可执行的代码。

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