[發(fā)明專(zhuān)利]一種根據(jù)開(kāi)關(guān)狀態(tài)修改電路網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)方程的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610245399.9
• 申請(qǐng)日: 2016-04-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107305537B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-08-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 紀(jì)鋒;魏曉光;賀之淵;高沖
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院;國(guó)家電網(wǎng)公司;國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06F17/16
• 分類(lèi)號(hào): G06F17/16
• 代理公司: 北京安博達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國(guó)文

本發(fā)明涉及一種根據(jù)開(kāi)關(guān)狀態(tài)修改電路網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)方程的方法，包括下述步驟：(1)列寫(xiě)電路的系統(tǒng)狀態(tài)方程；(2)將電路中的理想開(kāi)關(guān)等效為基本的支路元件；(3)對(duì)電路的系統(tǒng)狀態(tài)方程進(jìn)行修改。本發(fā)明提供的技術(shù)方案根據(jù)電路中理想開(kāi)關(guān)的閉合、斷開(kāi)狀態(tài)修改電路狀態(tài)方程，與傳統(tǒng)的電路分析方法相比，本發(fā)明不需要重新生成電路方程，僅需要對(duì)發(fā)生開(kāi)關(guān)狀態(tài)切換的支路進(jìn)行修改，因此計(jì)算速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于現(xiàn)有電路分析方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電路系統(tǒng)狀態(tài)方程的修改方法，具體涉及一種根據(jù)開(kāi)關(guān)狀態(tài)修改電路網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)方程的方法。

背景技術(shù)

當(dāng)電路中存在理想開(kāi)關(guān)時(shí)，開(kāi)關(guān)狀態(tài)的切換會(huì)引起電路拓?fù)涞淖兓３Ｓ玫墓?jié)點(diǎn)分析法在處理開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)，需要增加一個(gè)新的節(jié)點(diǎn)(開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí))，或?qū)蓚€(gè)節(jié)點(diǎn)合并(開(kāi)關(guān)閉合時(shí))，將引起電路中節(jié)點(diǎn)數(shù)的變化，需要重新列寫(xiě)電路方程。理論上講，當(dāng)電路中有n個(gè)開(kāi)關(guān)時(shí)，最多存在2ⁿ種電路拓?fù)洌袑?xiě)這些不同拓?fù)涞姆匠蹋瑢?lái)非常大的工作量。

發(fā)明專(zhuān)利“一種電路網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)方程的列寫(xiě)方法”給出了一般線性電路系統(tǒng)狀態(tài)方程的列寫(xiě)方法。在此基礎(chǔ)上，本專(zhuān)利將理想開(kāi)關(guān)也作為一個(gè)基本電路元件引入到電路網(wǎng)絡(luò)分析中：以求在不改變電路節(jié)點(diǎn)數(shù)，不改變電路方程整體特性的前提下，在開(kāi)關(guān)動(dòng)作前電路拓?fù)涞姆匠袒A(chǔ)上，修改開(kāi)關(guān)支路信息，形成開(kāi)關(guān)動(dòng)作后電路拓?fù)涞姆匠獭?/p>

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明的目的是提供一種根據(jù)開(kāi)關(guān)狀態(tài)修改電路網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)方程的方法，本發(fā)明的方法根據(jù)電路中理想開(kāi)關(guān)的閉合、斷開(kāi)狀態(tài)修改電路狀態(tài)方程。

本發(fā)明的目的是采用下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明提供一種根據(jù)開(kāi)關(guān)狀態(tài)修改電路網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)方程的方法，其改進(jìn)之處在于，所述方法包括下述步驟：

(1)列寫(xiě)電路的系統(tǒng)狀態(tài)方程；

(2)將電路中的理想開(kāi)關(guān)等效為基本的支路元件；

(3)對(duì)電路的系統(tǒng)狀態(tài)方程進(jìn)行修改。

進(jìn)一步地，所述步驟(1)中，電路的系統(tǒng)狀態(tài)方程表達(dá)式如下：

其中：是N階列向量，每一個(gè)元素值代表對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)的電位；K_C是電容系數(shù)矩陣；K_R是電阻系數(shù)矩陣；K_L是電感系數(shù)矩陣；I_s是電路中的輸入向量，代表電路中的電源。

進(jìn)一步地，所述步驟(2)中，電路中的理想開(kāi)關(guān)等效為基本的支路元件，對(duì)于連接在兩節(jié)點(diǎn)之間的支路元件，電路中的理想開(kāi)關(guān)存在閉合和斷開(kāi)兩種狀態(tài)：當(dāng)理想開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，其兩端的電壓為零；而當(dāng)其斷開(kāi)時(shí)，其中流過(guò)的電流為零；

當(dāng)理想開(kāi)關(guān)處在閉合狀態(tài)時(shí)，用0V理想電壓源來(lái)限定開(kāi)關(guān)兩端的兩個(gè)等電位的節(jié)點(diǎn)，其諾頓等效電路是一個(gè)趨于零歐姆的電阻并聯(lián)一個(gè)0A的電流源，即采用趨于零歐姆電阻的諾頓電流源等效0V理想電壓源；

當(dāng)理想開(kāi)關(guān)處于斷開(kāi)狀態(tài)時(shí)，兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的聯(lián)系被切斷，不需要進(jìn)行任何約束。

進(jìn)一步地，所述步驟(3)中，若連接在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的開(kāi)關(guān)在開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)刻發(fā)生動(dòng)作，則在開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)刻t₀,修改式①中的電阻系數(shù)矩陣K_R；使用式②對(duì)電路的系統(tǒng)狀態(tài)方程進(jìn)行修改，式②表達(dá)式如下：