[發(fā)明專利]一種基于稀疏技術(shù)可快速讀寫的電力系統(tǒng)PQ分解法潮流數(shù)據(jù)存貯方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610086031.2
• 申請日: 2016-02-15
• 公開（公告）號: CN105786984B
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳懇;萬新儒;席小青;宮嘉煒
• 申請（專利權(quán)）人: 南昌大學(xué)
• 主分類號: G06F16/22
• 分類號: G06F16/22;G06Q50/06
• 代理公司: 南昌新天下專利商標(biāo)代理有限公司 36115
• 代理人: 施秀瑾

一種基于稀疏技術(shù)可快速讀寫的電力系統(tǒng)PQ分解法潮流數(shù)據(jù)存貯方法，將傳統(tǒng)方法中Y(n,2n)、B′(n?1,n?1)、B″(m,m)數(shù)組上下三角的非零元素存貯于由Y(n,d₁)、B′(n?1,d₂)、B″(m,d₃)3個虛擬數(shù)組構(gòu)成的A(n,d)數(shù)組中，大大減少存貯單元數(shù)并提高數(shù)據(jù)文件的讀寫速度和PQ分解法潮流計算中I_pi、I_qi或P_i、Q_i的計算速度，存貯單元的數(shù)量也大大下降、效率大大提高。本發(fā)明與傳統(tǒng)方法相比，如對IEEE?118節(jié)點系統(tǒng)，最大存貯單元數(shù)僅為后者的14.69％，實際存貯單元數(shù)僅為后者的6.66％，寫讀數(shù)據(jù)文件的時間分別為后者的14.32％和7.29％。節(jié)點數(shù)越多，本發(fā)明的優(yōu)勢越明顯。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)分析計算領(lǐng)域。

背景技術(shù)

電力系統(tǒng)中PQ分解法潮流計算中涉及到多個對稱的、極度稀疏的系數(shù)矩陣應(yīng)用。若不考慮這些系數(shù)矩陣的稀疏性，大量零元素的數(shù)據(jù)在存貯、讀取及計算過程中會導(dǎo)致存貯空間的極大浪費(fèi)、讀寫數(shù)據(jù)文件及計算過程時間過長、計算效率低下。因此，考慮稀疏矩陣元素的存貯方式不但可大量節(jié)省存貯單元，還可大大減少數(shù)據(jù)文件的存貯、讀取及計算過程的時間。

PQ分解法潮流計算中需用到3個系數(shù)矩陣，其中導(dǎo)納矩陣Y用于計算節(jié)點電流(I_pi、I_qi)和節(jié)點功率(P_i、Q_i)，系數(shù)矩陣B′用于計算電壓相角增量Δδ_i，系數(shù)矩陣B″用于計算電壓幅值增量ΔV_i。傳統(tǒng)PQ分解法中對這3個系數(shù)矩陣數(shù)據(jù)的存貯、讀取、應(yīng)用等存在以下不足：

(1)B′、B″陣元素的獲取方式不合理。

B′、B″陣元素最簡單的獲取方式是直接取自Y陣元素的虛部，這樣只要存貯1個Y陣元素即可，B′、B″陣元素可從Y陣元素的數(shù)據(jù)文件中直接獲得。但實際計算中如果B′、B″陣元素完全取用Y陣元素的虛部，如對IEEE-118節(jié)點等系統(tǒng)，則PQ分解法潮流計算并不收斂，而對其它系統(tǒng)則可能導(dǎo)致迭代時間較長。如果僅B′、B″陣元素相同、但不同于Y陣元素的虛部，仍然可能影響PQ分解法潮流計算的迭代次數(shù)或收斂性。由于Y、B′、B″陣元素的構(gòu)成對收斂性或收斂速度影響較大，因此一般Y、B′、B″陣元素各不相同，從而涉及到多個數(shù)據(jù)文件的應(yīng)用。

(2)Y、B′、B″陣元素的存貯方式不合理。

由于Y、B′、B″陣均為有大量零元素的極度稀疏矩陣，傳統(tǒng)PQ分解法中對應(yīng)的數(shù)組分別為Y(n,2n)、B′(n-1,n-1)、B″(m,m)，其中n為系統(tǒng)的節(jié)點數(shù)，m為系統(tǒng)的PQ節(jié)點數(shù)。Y(n,2n)數(shù)組存放Y陣元素，B′(n-1,n-1)、B″(m,m)數(shù)組存放B′、B″陣元素。按Y(n,2n)、B′(n-1,n-1)、B″(m,m)數(shù)組方式存貯相應(yīng)元素，會造成存貯空間的極大浪費(fèi)、讀寫數(shù)據(jù)文件及計算時間過長、而用Y(n,2n)數(shù)組計算I_pi、I_qi或P_i、Q_i的計算效率極為低下。如果考慮元素稀疏性，用坐標(biāo)存貯、順序存貯、鏈表存貯等方法存貯Y、B′、B″陣元素，盡管可節(jié)省不少存貯單元，但由于其存貯方式和結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對角元與非對角元分開存貯使得數(shù)據(jù)的讀取過程繁瑣，不利于數(shù)據(jù)的計算及處理，計算I_pi、I_qi或P_i、Q_i時，導(dǎo)入相應(yīng)元素的過程也較為復(fù)雜，效率也不高。如果考慮Y、B′、B″陣元素的對稱性僅存貯上三角的非零元素，根據(jù)對稱性獲得下三角的非零元素，則角標(biāo)的變換、元素之間的賦值也占用很多時間，并無太大優(yōu)勢。

(3)Y、B′、B″陣數(shù)據(jù)文件的存貯個數(shù)較多、讀寫時間較長。