支路電壓矢量簡(jiǎn)介

中文名稱

支路電壓矢量

英文名稱

branch voltage vector

定　　義

以一個(gè)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(jí)學(xué)科），通論（二級(jí)學(xué)科）

以一個(gè)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(duì)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(guò)預(yù)測(cè)-校正內(nèi)點(diǎn)法對(duì)系統(tǒng)所有發(fā)電機(jī)出力變化量進(jìn)行組合優(yōu)化，計(jì)算了對(duì)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(píng)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(píng)估，結(jié)果證明，根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行條件變化來(lái)實(shí)時(shí)更新支路電流變化量約束上下限是本研究的一大優(yōu)點(diǎn)；另外，由于多臺(tái)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(shì)變化，鑒于此，這里在使用能量裕度獲取支路約束時(shí)，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(shí)現(xiàn)方法分析

電網(wǎng)安全問(wèn)題一直是眾多電力工作者關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)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(jì)不當(dāng)，將導(dǎo)致電網(wǎng)某些部分存在脆弱隱患。而某些運(yùn)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(lái)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(shí)現(xiàn)有網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的脆弱點(diǎn)，對(duì)于維護(hù)電網(wǎng)安全具有重要意義。

迄今為止，國(guó)內(nèi)外不少研究者對(duì)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(xiǎn)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(shì)作為系統(tǒng)安全指標(biāo)來(lái)評(píng)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(shí)別和安全狀態(tài)的分類，在保證準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)上計(jì)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(lái)識(shí)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(lái)評(píng)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(guò)負(fù)荷風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)來(lái)定量評(píng)估系統(tǒng)脆弱性；引入風(fēng)險(xiǎn)理論從電能短缺、容量短缺和系統(tǒng)故障三個(gè)方面來(lái)評(píng)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(lái)辨識(shí)電網(wǎng)中對(duì)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(guò)度數(shù)指標(biāo)來(lái)揭示電力網(wǎng)絡(luò)的脆弱環(huán)節(jié)，有助于對(duì)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(píng)估判據(jù)來(lái)評(píng)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停岢鲇?jì)算加權(quán)電網(wǎng)平均距離的算法，評(píng)估電網(wǎng)脆弱性；同時(shí)考慮影響電網(wǎng)脆弱性的運(yùn)行狀態(tài)和拓?fù)鋮⒘恳蛩兀谝欢ǖ碾娋W(wǎng)運(yùn)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(shí)用方向發(fā)展提供了極其重要的借鑒作用。通過(guò)考慮發(fā)電機(jī)出力變化和支路約束變化的關(guān)系來(lái)分析電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)脆弱性問(wèn)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(duì)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(cè)-校正內(nèi)點(diǎn)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(duì)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(píng)估指標(biāo)。該思路的主要特點(diǎn)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(duì)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的影響折算成支路電流變化，并通過(guò)非線性優(yōu)化技術(shù)計(jì)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(píng)估指標(biāo)來(lái)檢驗(yàn)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(duì)上述思路進(jìn)行了正確性和可行性驗(yàn)證。

矢量之間的運(yùn)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(yùn)算，一個(gè)矢量減去另一個(gè)矢量，等于加上那個(gè)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(jì)算是采用兩個(gè)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(jì)算是采用兩個(gè)矢量的矢積。M=r×F，F(xiàn)=qv×B。

我國(guó)各地興建的許多地下停車場(chǎng)，不僅安裝大量光源，并且24小時(shí)照明，浪費(fèi)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(shí)，系統(tǒng)會(huì)在高亮狀態(tài)下運(yùn)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(duì)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(zhǎng)度定義，設(shè)置在特定位置，并以特定顏色填色。 不論是移動(dòng)靴帶、調(diào)整其大小，還是更改其顏色，都不會(huì)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(jì)進(jìn)行調(diào)整，即達(dá)到了視覺(jué)美化效果，也保證了光源質(zhì)量。

傳統(tǒng)照明只有一個(gè)單一的亮度指標(biāo)，只調(diào)明暗，而矢量照明則是一個(gè)多維度、多參量照明。相對(duì)傳統(tǒng)照明而言，它的優(yōu)勢(shì)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(gè)人喜好和場(chǎng)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(gè)照亮的問(wèn)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