支路電壓矢量

中文名稱

支路電壓矢量

英文名稱

branch voltage vector

定　　義

以一個電路中各支路電壓作為元素所構(gòu)成的矢量。

應(yīng)用學(xué)科

電力（一級學(xué)科），通論（二級學(xué)科）

以一個電路中各支路電壓作為元素所構(gòu)成的列向量。

支路概述

根據(jù)發(fā)電機(jī)出力變化與系統(tǒng)能量裕度變化的關(guān)系及其與支路潮流變化之間的關(guān)系，在求取發(fā)電機(jī)出力變化對支路電流變化的影響因子基礎(chǔ)上，采用非線性優(yōu)化的思路，通過預(yù)測-校正內(nèi)點法對系統(tǒng)所有發(fā)電機(jī)出力變化量進(jìn)行組合優(yōu)化，計算了對應(yīng)不同系統(tǒng)狀態(tài)的支路電流變化量約束上下限，并根據(jù)約束上下限構(gòu)建了支路脆弱性評估指標(biāo)。最后在IEEE-30母線系統(tǒng)中比較了本文所提方法與傳統(tǒng)最優(yōu)潮流法兩種優(yōu)化手段下的脆弱性評估，結(jié)果證明，根據(jù)系統(tǒng)運行條件變化來實時更新支路電流變化量約束上下限是本研究的一大優(yōu)點；另外，由于多臺發(fā)電機(jī)出力變化的綜合效應(yīng)可能引起支路的脆弱性并不按照通常趨勢變化，鑒于此，這里在使用能量裕度獲取支路約束時，允許支路潮流變化由不特定的發(fā)電機(jī)引起，有助于進(jìn)一步探索電網(wǎng)的支路脆弱性。

支路實現(xiàn)方法分析

電網(wǎng)安全問題一直是眾多電力工作者關(guān)注的熱點問題。隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，前期投資不足或者設(shè)計不當(dāng)，將導(dǎo)致電網(wǎng)某些部分存在脆弱隱患。而某些運行狀態(tài)的影響或不確定因素在特定環(huán)境下的疊加往往使得這些部分的脆弱特征更加鮮明，而該處的狀態(tài)改變將影響到與其相關(guān)聯(lián)的環(huán)節(jié)，使得脆弱化所帶來的影響在一定范圍內(nèi)傳播和擴(kuò)大，最終導(dǎo)致大面積的系統(tǒng)災(zāi)變。因此，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)脆弱性在引發(fā)大面積的系統(tǒng)災(zāi)變中扮演了重要角色，辨識現(xiàn)有網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的脆弱點，對于維護(hù)電網(wǎng)安全具有重要意義。

迄今為止，國內(nèi)外不少研究者對電網(wǎng)結(jié)構(gòu)脆弱性進(jìn)行了一定研究，所采用的方法大致可分為四類：能量函數(shù)法、基于概率和風(fēng)險理論的方法、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論以及人工智能的結(jié)合等。將能量裕度及其隨有功輸送的變化趨勢作為系統(tǒng)安全指標(biāo)來評估系統(tǒng)脆弱性，引入了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，完成快速的模式識別和安全狀態(tài)的分類，在保證準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)上計算速度快；將暫態(tài)能量的變化規(guī)律與割集理論結(jié)合來識別網(wǎng)絡(luò)的脆弱支路；從系統(tǒng)保護(hù)的角度建立優(yōu)化模型，并提出系統(tǒng)充裕度指標(biāo)和系統(tǒng)脆弱性指標(biāo)的安全概率來評估系統(tǒng)脆弱性；從系統(tǒng)脆弱源發(fā)生的概率和造成的影響兩方面入手提出低電壓、過負(fù)荷風(fēng)險指標(biāo)來定量評估系統(tǒng)脆弱性；引入風(fēng)險理論從電能短缺、容量短缺和系統(tǒng)故障三個方面來評估系統(tǒng)供電能力的脆弱性；基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論，提出了用帶權(quán)重的支路介數(shù)來辨識電網(wǎng)中對系統(tǒng)脆弱性影響大的支路，基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論，進(jìn)一步提出通過度數(shù)指標(biāo)來揭示電力網(wǎng)絡(luò)的脆弱環(huán)節(jié)，有助于對連鎖故障在大電網(wǎng)中傳播機(jī)理的研究；基于小世界網(wǎng)絡(luò)理論，提出以電網(wǎng)的連通性水平作為電網(wǎng)脆弱性評估判據(jù)來評估電網(wǎng)的脆弱性；基礎(chǔ)上構(gòu)造基于線路電抗的加權(quán)電網(wǎng)拓?fù)淠Ｐ?，提出計算加?quán)電網(wǎng)平均距離的算法，評估電網(wǎng)脆弱性；同時考慮影響電網(wǎng)脆弱性的運行狀態(tài)和拓?fù)鋮⒘恳蛩?，在一定的電網(wǎng)運行條件下，結(jié)合加權(quán)改進(jìn)的小世界模型，提出了基于二維平面擬合的電網(wǎng)脆弱性分析方法，所提指標(biāo)具有一定的可行性。上述方法為電網(wǎng)結(jié)構(gòu)脆弱性研究向深入和實用方向發(fā)展提供了極其重要的借鑒作用。通過考慮發(fā)電機(jī)出力變化和支路約束變化的關(guān)系來分析電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)脆弱性問題。首先是探討發(fā)電機(jī)出力變化與系統(tǒng)能量裕度變化及其與支路潮流變化之間的關(guān)系，然后在求取發(fā)電機(jī)出力變化對支路潮流變化的影響因子基礎(chǔ)上，采用非線性優(yōu)化的思路，應(yīng)用已有的預(yù)測-校正內(nèi)點算法求解，獲取了不同系統(tǒng)條件下支路的電流變化量約束的上下限及其對應(yīng)的發(fā)電機(jī)出力變化量組合，最后根據(jù)所得約束提出了結(jié)構(gòu)脆弱性的評估指標(biāo)。該思路的主要特點是以發(fā)電機(jī)的注入能量作為中介，將發(fā)電機(jī)出力變化對電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的影響折算成支路電流變化，并通過非線性優(yōu)化技術(shù)計算不同系統(tǒng)狀態(tài)下的支路電流變化量約束上下限，結(jié)合評估指標(biāo)來檢驗支路當(dāng)前電流狀態(tài)，以此判斷支路脆弱性。最后，在IEEE-30母線系統(tǒng)中對上述思路進(jìn)行了正確性和可行性驗證。

矢量之間的運算要遵循特殊的法則。矢量加法一般可用平行四邊形法則。由平行四邊形法則可推廣至三角形法則、多邊形法則或正交分解法等。矢量減法是矢量加法的逆運算，一個矢量減去另一個矢量，等于加上那個矢量的負(fù)矢量。A-B=A (-B)。矢量的乘法。矢量和標(biāo)量的乘積仍為矢量。矢量和矢量的乘積，可以構(gòu)成新的標(biāo)量，矢量間這樣的乘積叫標(biāo)積；也可構(gòu)成新的矢量，矢量間這樣的乘積叫矢積。例如，物理學(xué)中，功、功率等的計算是采用兩個矢量的標(biāo)積。W=F·S，P=F·v，物理學(xué)中，力矩、洛倫茲力等的計算是采用兩個矢量的矢積。M=r×F，F(xiàn)=qv×B。

我國各地興建的許多地下停車場，不僅安裝大量光源，并且24小時照明，浪費了大量電能。矢量照明的應(yīng)用即當(dāng)有人、車出入需要照明時，系統(tǒng)會在高亮狀態(tài)下運行，反之則保持節(jié)電的低亮狀態(tài)，比傳統(tǒng)照明方式節(jié)電80%以上。

矢量照明的原理即矢量圖像的原理。矢量圖像由被稱為矢量的數(shù)學(xué)對象定義的線條和曲線組成。 矢量根據(jù)圖像的幾何特性描繪圖像。 例如，矢量圖形中的靴帶由特定的寬度和長度定義，設(shè)置在特定位置，并以特定顏色填色。 不論是移動靴帶、調(diào)整其大小，還是更改其顏色，都不會降低圖形的品質(zhì)。同樣光束也可以根據(jù)不同的照明需要和照明環(huán)境、照明風(fēng)格設(shè)計進(jìn)行調(diào)整，即達(dá)到了視覺美化效果，也保證了光源質(zhì)量。

傳統(tǒng)照明只有一個單一的亮度指標(biāo)，只調(diào)明暗，而矢量照明則是一個多維度、多參量照明。相對傳統(tǒng)照明而言，它的優(yōu)勢更加明顯：不僅能調(diào)明暗，還能調(diào)色溫、色調(diào)，如可以根據(jù)個人喜好和場所需要調(diào)成偏綠、偏藍(lán)、偏紅等不同風(fēng)格。LED光源出現(xiàn)后，把照明的概念拓展了，不光是一個照亮的問題，更重要的是發(fā)揮了一種環(huán)境渲染、改變氛圍、增加情趣、調(diào)節(jié)情緒、改變心情的功能，從而給照明燈具賦予了新的內(nèi)涵。2100433B