[发明专利]基于矩阵修正的电力系统稀疏矩阵并行求解方法及系统

说明书

本发明实施例提供的一种基于矩阵修正的电力系统稀疏矩阵并行求解方法及系统，其中，所述方法包括：根据输电网络状态改变前描述输电网络状态的第一网络方程及对应的第一稀疏矩阵，获取所述输电网络状态改变后描述输电网络状态的第二网络方程及对应的第二稀疏矩阵；根据所述第二网络方程获取补偿向量，并利用所述补偿向量对所述第一稀疏矩阵的前代回代过程进行矩阵修正以求解得到所述第二稀疏矩阵。通过利用已有信息计算出电力系统网络结构变化后的结果，减少了计算量，极大的提高了求解效率。

技术领域

本发明实施例涉及电力系统分析计算技技术领域，更具体地，涉及一种基于矩阵修正的电力系统稀疏矩阵并行求解方法及系统。

背景技术

在电力系统计算过程中，线性方程组的求解是一个经常遇到的问题。潮流计算与状态估计中，牛顿拉夫逊法及其各类改进算法的实现，离不开迭代过程中对修正方程(Jacobi矩阵)的求解；在暂态仿真中，描述输电网络状态的方程和描述设备运行情况的方程都属于高阶非线性方程组，对其进行求解需要进行数值积分，一般需要使用牛顿法将其差分化为相应的线性方程后迭代求解，而在此类迭代求解的过程中也需要对大型线性方程组进行求解。因此，对线性方程组的求解过程进行优化，加快其求解速度，可以有效减少各类电力系统计算的用时，提高求解的实时性。

并行计算是计算机科学中重要的研究内容，已有几十年的发展历程。用并行计算求解问题的大致过程为：对于一个给定的应用问题，首先，计算科学家将这个应用转化为一个数值或非数值的计算问题；然后计算机科学家对此计算问题设计并行算法，并通过某种并行编程语言实现它；最后应用领域的专家在某台具体的并行计算机上运行应用软件求解此问题。由此，可以很自然的发现并行计算由以下几个部分构成：并行计算机(并行计算的硬件平台)，并行算法(并行计算的理论基础)，并行程序设计(并行计算的软件支撑)，并行应用(并行计算的发展动力)。

采用并行求解方法可以极大的提高电力系统稀疏矩阵求解效率，但是在电力系统分析中，经常遇到网络结构或运行参数局部变化的情况，在此种情况下，如果对矩阵进行重新计算，需要重复进行LU分解、前代回代等操作，求解过程相当复杂，且求解效率低下。

发明内容

本发明实施例提供了一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的基于矩阵修正的电力系统稀疏矩阵并行求解方法及系统。

一方面本发明实施例提供了一种基于矩阵修正的电力系统稀疏矩阵并行求解方法，所述方法包括：

根据输电网络状态改变前描述输电网络状态的第一网络方程及对应的第一稀疏矩阵，获取所述输电网络状态改变后描述输电网络状态的第二网络方程及对应的第二稀疏矩阵；

根据所述第二网络方程获取补偿向量，并利用所述补偿向量对所述第一稀疏矩阵的前代回代过程进行矩阵修正以求解得到所述第二稀疏矩阵。

进一步地，所述根据输电网络状态改变前描述输电网络状态的第一网络方程及对应的第一稀疏矩阵，获取所述输电网络状态改变后描述输电网络状态的第二网络方程及对应的第二稀疏矩阵，具体包括：

在所述输电网络状态改变后，获取变化元件对应的节点支路关联矩阵及支路导纳参数组成的对角矩阵；

根据所述变化元件对应的节点支路关联矩阵、所述支路导纳参数组成的对角矩阵，在所述根据输电网络状态改变前描述输电网络状态的第一网络方程及对应的第一稀疏矩阵的基础上，获取所述输电网络状态改变后描述输电网络状态的第二网络方程及对应的第二稀疏矩阵。

进一步地，所述根据所述第二网络方程获取补偿向量，具体包括：

利用矩阵求逆辅助定理对所述第二网络方程进行变换，得到所述第二稀疏矩阵的表达式；

将所述第二稀疏矩阵的表达式与所述第一稀疏矩阵的表达式进行对比分析，得到所述补偿向量。