Pandapower中并行线路建模的两种实现方式解析

Pandapower中并行线路建模的两种实现方式解析

pandapower Convenient Power System Modelling and Analysis based on PYPOWER and pandas 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/pa/pandapower

在电力系统仿真工具Pandapower中，处理并行输电线路是常见的建模需求。本文深入探讨该工具中实现并行线路的两种技术方案及其等效性原理。

并行线路的物理意义

在真实电网中，当两座变电站之间需要增加输电容量时，工程师通常会采用并行线路方案。这种拓扑结构表现为多根物理线路共享相同的起止节点，共同承担电力传输任务。Pandapower为这种场景提供了两种等效的建模方法。

方法一：显式多线路建模

最直观的实现方式是创建多条独立的线路对象。例如连接bus0和bus1的两条并行线路，可以通过以下代码实现：

pp.create_line(net, from_bus=0, to_bus=1, length_km=10, r_ohm_per_km=0.2, ..., parallel=1)
pp.create_line(net, from_bus=0, to_bus=1, length_km=10, r_ohm_per_km=0.2, ..., parallel=1)

这种方法的特点：

• 在结果中会显示两条独立的线路记录
• 每条线路的电气参数保持原始值
• 适合需要单独监控每条线路运行状态的场景

方法二：参数化并行系数

Pandapower提供了更简洁的parallel参数实现方式：

pp.create_line(net, from_bus=0, to_bus=1, length_km=10, r_ohm_per_km=0.2, ..., parallel=2)

其技术实现原理：

• 在构建导纳矩阵时自动将线路阻抗除以parallel值
• 计算结果等效于多条并联线路的总和
• 结果输出中仅显示单条线路的聚合值

两种方法的数学等效性

从网络方程的角度分析，两种方法最终形成的节点导纳矩阵完全一致。假设单条线路阻抗为Z：

1. 显式多线路方案：Y = 1/Z + 1/Z = 2/Z
2. 参数化方案：Y = 1/(Z/2) = 2/Z

因此两种方法在潮流计算中会产生完全相同的计算结果，区别仅在于结果展示形式。

工程应用建议

对于不同应用场景，推荐选择：

• 科研分析：建议采用参数化方案，简化模型复杂度
• 运行监控：推荐显式多线路方案，便于单独观测
• 大数据处理：参数化方案可减少内存占用
• 拓扑分析：显式方案更符合物理实际

理解这两种实现方式的本质区别，有助于用户根据具体需求选择最合适的建模方法，在保证计算精度的同时提高建模效率。

pandapower Convenient Power System Modelling and Analysis based on PYPOWER and pandas 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/pa/pandapower