[發(fā)明專(zhuān)利]非零元素隨機(jī)存放和隨機(jī)對(duì)稱(chēng)消元求取電力系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)阻抗的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810977591.6
• 申請(qǐng)日: 2018-08-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109284476B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-05-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳懇;郭甲寶;彭麗君;文祥
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南昌大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06F17/16
• 分類(lèi)號(hào): G06F17/16
• 代理公司: 南昌新天下專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 36115
• 代理人: 施秀瑾

一種非零元素隨機(jī)存放和隨機(jī)對(duì)稱(chēng)消元求取電力系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)阻抗的方法，打開(kāi)Y陣數(shù)據(jù)文件Y(n,d)，將數(shù)據(jù)讀入Y(n,dsubgt;1/subgt;)數(shù)組；將Y(n,dsubgt;1/subgt;)數(shù)組與Esubgt;n/subgt;陣構(gòu)成增廣陣Bsubgt;n/subgt;＝[Y(n,dsubgt;1/subgt;)Esubgt;n/subgt;]；對(duì)Bsubgt;n/subgt;陣進(jìn)行n?1次含規(guī)格化的基于對(duì)稱(chēng)稀疏技術(shù)的高斯消元得規(guī)定Z陣中Zsubgt;k/subgt;陣的求取順序?yàn)榈趎～1列、Zsubgt;k/subgt;陣元素的求取順序?yàn)閦subgt;kk/subgt;～zsubgt;1k/subgt;，再根據(jù)Y(n,dsubgt;1/subgt;)supgt;(k?1)/supgt;′Zsubgt;k/subgt;＝Esubgt;k/subgt;supgt;(k?1)/supgt;′分步回代求解Zsubgt;k/subgt;陣中對(duì)角元zsubgt;kk/subgt;及以上的元素，并根據(jù)對(duì)稱(chēng)性得zsubgt;kk/subgt;以左的元素；求出Z陣并輸出結(jié)果。用本申請(qǐng)分別對(duì)IEEE?30、?57、?118、?300系統(tǒng)的Y陣求解Z陣，與傳統(tǒng)高斯消元法相比，不僅大大減少存貯單元量，且數(shù)據(jù)文件的讀取及消元計(jì)算速度均得到了大幅提升。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)分析計(jì)算領(lǐng)域，涉及求取電力系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)阻抗的方法。

背景技術(shù)

大型電力系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣Y的形成、存貯、讀寫(xiě)及消元過(guò)程中，如不考慮Y陣元素的稀疏性和對(duì)稱(chēng)性，會(huì)導(dǎo)致大量零元素和對(duì)稱(chēng)元素的存貯以及不必要的元素計(jì)算，從而使得形成Y陣所需時(shí)間較長(zhǎng)、存貯空間極大、讀寫(xiě)Y陣的數(shù)據(jù)文件時(shí)間較長(zhǎng)、對(duì)Y陣的的前代和回代計(jì)算時(shí)間較長(zhǎng)等。如Y陣的Y(n,2n)數(shù)組形式雖簡(jiǎn)單直觀，便于數(shù)據(jù)處理，但大量零元素的存在使得Y的形成、存貯、數(shù)據(jù)文件的讀寫(xiě)等過(guò)程效率低下。盡管其計(jì)算過(guò)程簡(jiǎn)單方便，但當(dāng)利用稀疏矩陣技術(shù)時(shí)對(duì)其進(jìn)行高斯消元時(shí)，雖然計(jì)算速度可大大提高，然而由于大量判斷語(yǔ)句的使用，其計(jì)算速度的提高也并不理想。。

傳統(tǒng)的考慮元素稀疏性Y陣元素的存貯方式有按坐標(biāo)存貯、按順序存貯、按鏈表存貯、三角存貯法、Ellpack-Itpack存貯法、CSR存貯法和超矩陣存貯法等等。盡管這些存貯方式可以省去不少存貯單元，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且對(duì)角元素與非對(duì)角元素分開(kāi)存貯也使得存取過(guò)程繁瑣，也不能清晰地反映元素之間的對(duì)稱(chēng)或?qū)?yīng)關(guān)系，不利于對(duì)Y陣的數(shù)據(jù)處理。這些存貯方式雖然可以省去大量零元素的存貯，但未利用Y陣元素的對(duì)稱(chēng)性和Y陣結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，不但存貯單元的節(jié)省并未達(dá)到最佳效果，而且不便于快速形成Y陣，且數(shù)據(jù)的檢索、修改、計(jì)算等極為不便，特別是無(wú)法直接對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行消元計(jì)算，因而其存貯效率無(wú)法達(dá)到最佳狀態(tài)，計(jì)算效率也不高。

新型非零元素的Y(n,d)存貯方式雖然較好地解決了按坐標(biāo)存貯、按順序存貯、按鏈表存貯方式中存在的問(wèn)題，存貯效率達(dá)到了最佳狀態(tài)，且數(shù)據(jù)的檢索、修改、計(jì)算等也較為方便。但在形成Y(n,d)的數(shù)組時(shí)，要求其上三角元素按順序排列，即要求形成和讀取支路數(shù)據(jù)(I、J、R、X、K)時(shí)要求按節(jié)點(diǎn)號(hào)ij以及j₁j₂j₃j₄j₅j₆的方式，從而使形成的上三角元素的列號(hào)也必須按j₁j₂j₃j₄j₅j₆順序存放。這個(gè)要求會(huì)大大增加形成Y陣時(shí)的判斷和循環(huán)，從而大大影響形成Y陣的速度，而且與實(shí)際電力系統(tǒng)工程計(jì)算中數(shù)據(jù)的隨機(jī)形成的情況不符。此外，順序存貯的Y(n,d)數(shù)組利用稀疏矩陣技術(shù)對(duì)其直接進(jìn)行高斯消元時(shí)的問(wèn)題并未得到解決，而使其計(jì)算效率也無(wú)法達(dá)到最佳。