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Licensed Unlicensed Requires Authentication Published by De Gruyter (O) April 29, 2021

Strukturanalyse des mit dem Erweiterten Knotenpunktverfahren formulierten Differential-algebraischen Gleichungssystems

Analytical properties of differential-algebraic equations arising in circuit simulation using the extended nodal approach
Hauke Huisinga and Lutz Hofmann

Zusammenfassung

Differential-algebraische Gleichungssysteme entstehen bei der Modellierung elektrischer Netzwerke. Der sich ergebende Index der Differential-algebraischen Gleichung schränkt die Auswahl der möglichen Lösungsverfahren ein. Dieser Index kann für Verfahren aus der Schaltungssimulation bei speziellen Anforderungen an die Betriebsmittelmodelle und die Topologie a priori bestimmt werden. Die Ergebnisse aus der Schaltungssimulation sollen auf das in der elektrischen Energietechnik eingesetzte Erweiterte Knotenpunktverfahren übertragen werden. Dazu wird eine Strukturanalyse des mit dem Erweiterten Knotenpunktverfahren formulierten Differential-algebraischen Gleichungssystems durchgeführt. Hierbei ergibt sich bei Verwendung der klassischen Betriebsmittelmodelle für die Berechnung von Ausgleichsvorgängen in Elektroenergiesystem ein Index-1 System in Hessenbergform.

Abstract

Differential-algebraic systems of equations (DAE) arise in electric network modelling. The resulting index of DAE restricts the selection of possible solution methods. The index of the DAE can be determined beforehand of the simulation for certain methods of circuit simulations under special requirements on the device models and the topology. The results of these methods are transferred to the extended nodal approach used in electrical power engineering. For this purpose, a structural analysis of the DAE is carried out, formulated with the extended nodal approach. This results in a Hessenberg index-1 system in case of using classical element models and having common electric power system topologies.

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Erhalten: 2021-01-06
Angenommen: 2021-02-19
Online erschienen: 2021-04-29
Erschienen im Druck: 2021-05-26

© 2021 Walter de Gruyter GmbH, Berlin/Boston

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