[發明專利]一種提取直角坐標節點復功率方程海森矩陣的計算方法

有效

• 申請號: 202110464758.0
• 申請日: 2021-04-27
• 公開（公告）號: CN112994021B
• 公開（公告）日: 2022-11-01
• 發明（設計）人: 韋化;呂中梁
• 申請（專利權）人: 廣西大學
• 主分類號: H02J3/06
• 分類號: H02J3/06
• 代理公司: 南寧市吉昌知識產權代理事務所(普通合伙) 45125
• 代理人: 李秋琦

本發明公開了一種提取直角坐標節點復功率方程海森矩陣的計算方法，從節點復功率方程出發，經過兩次求導過程，得到海森矩陣的關鍵組成元素，并用三維矩陣進行整理，實現快速提取海森矩陣，極大地降低了計算海森矩陣的復雜度，從而提升了電網潮流計算速度，減少算法對計算機CPU、內存等資源的占用，節約能耗。

技術領域

本發明屬于電力潮流計算方法技術領域，具體涉及一種提取直角坐標節點復功率方程海森矩陣的計算方法。

背景技術

潮流計算指在給定電力系統網絡拓撲、元件參數和發電、負荷參量條件下，計算有功功率、無功功率及電壓在電力網中的分布，根據給定的電網結構、參數和發電機、負荷等元件的運行條件，確定電力系統各部分穩態運行狀態參數的計算。

計算海森矩陣是電力系統最優潮流、無功優化等EMS核心功能必要過程，降低其復雜度，是提高相關算法計算效率，減少計算資源占用的重要手段。但現有的提取直角坐標節點復功率方程海森矩陣的計算方法非常繁瑣，耗費大量的資源和時間。因此，需要提出一種快速提取直角坐標節點復功率方程海森矩陣的計算方法，以降低計算海森矩陣的復雜度，提高算法的計算效率，節約能耗。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術中的上述問題，提供一種提取直角坐標節點復功率方程海森矩陣的計算方法，可降低海森矩陣形成過程的復雜度，提升潮流算法的計算速度，減少算法對計算機資源占用。

為實現上述發明目的，本發明采用了如下技術方案：

一種提取直角坐標節點復功率方程海森矩陣的計算方法，包括如下步驟：

S1.根據復數的節點功率方程按節點電壓的直角坐標形式分別對e和f求偏導，得到的復功率線性化方程：

式中，為節點復功率；為節點復功率增量；為電壓向量，為的共軛復數，為節點導納矩陣，表示的共軛復數，e為電壓向量的實部，Δe為電壓向量的實部增量；f為電壓向量的虛部，Δf為電壓向量的虛部增量；j為虛數單位，j²＝-1；diag表示取對應矢量的對角矩陣；n為系統節點數；

S2.步驟S1的式(1)中：

展開式(1)，得到復功率不平衡量表達式：

S3.對步驟S2中式(2)和式(3)分別求e和f偏導，得：

S4.將步驟S3的式(5)、式(6)、式(7)、式(8)用三維矩陣表示；

令：

式中，為以矩陣的每一行構成一個行矩陣的三維矩陣；i為三維矩陣的維度，i＝1,…,n；為第n個節點的電壓向量，為節點導納矩陣共軛的第n行m列處的元素，

將式(9)、式(10)、式(11)、式(12)代入步驟S3的式(5)、式(6)、式(7)、式(8)中，得：

S5.將步驟S4中式(13)整理成矩陣的形式，得到所提取的海森矩陣為：

相比于現有技術，本發明的優勢在于：