[发明专利]一种基于稀疏矩阵技术快速形成电力系统潮流计算中雅可比矩阵的方法

摘要

一种基于稀疏矩阵技术快速形成电力系统潮流计算中雅可比矩阵的方法，属于电力系统分析计算领域。本发明是建立在一种仅存贮节点导纳矩阵Y上下三角非零元素构成的数据文件的基础之上。这种存贮方式大大减少了Y阵数据文件的存贮单元以及数据文件的存贮时间，在形成雅可比矩阵J过程中大大减少了对Y阵数据文件的读取时间，并且利用Y阵与J阵元素结构相似、非零元素对应的特点，在计算J阵元素和节点电流及节点功率时免去了大量零元素的无效计算以及非零元素的判断时间，从而大大加快了形成J阵的速度。用本发明方法对IEEE‑30、‑57、‑118节点系统进行验算，与传统方法相比，形成J阵的计算速度上可提高约61％～92％。

主权项

一种基于稀疏矩阵技术快速形成电力系统潮流计算中雅可比矩阵的方法，其特征是包括以下步骤：步骤1：打开数据文件，读取导纳矩阵Y阵数据文件到Y(n,26)数组；步骤2：根据Y(n,26)数组计算各个节点的有功和无功电流Ipi、Iqi和功率ΔPi、ΔQi；步骤3：根据Y(n,26)数组和Jij子阵中元素的关系初步形成雅可比矩阵J阵；(1)根据Y(n,26)数组中的每行元素对应两行/次形成J阵中的元素、并利用Jij子阵元素Hij＝Lij，Nij＝‑Mij和Rij＝Sij＝0的关系计算J阵中奇数行的非零元素，而根据Jij子阵元素的关系得到J阵偶数行的非零元素；(2)通过Y(n,26)数组中的节点数Si确定J阵中每2行非零元素的计算个数；步骤4：根据步骤2计算出的Ipi、Iqi，修正J阵中所有的对角元素，形成完整的J阵；所述的Y(n,26)数组是：其每行分为3组，分别存贮该行的行号、与行号对应的节点数、主节点和所有非零元素子节点的列号及参数，具体方式如下：第1组：“主节点行号i”，位于第1列，为主节点对应的行号，为检验数据之用；第2组：“节点数Si”，位于第2列，为主节点及与该主节点连接的子节点数之和，Si值由程序自动累加以保证快速读取对应主节点和子节点的参数；第3组：“主节点、子节点列号j及参数”，位于第3～26列；按递增顺序存贮主节点及与该主节点连接的子节点的列号j，分别位于第3*k列；相应主节点或子节点的自导纳和互导纳分别位于3*k+1、3*k+2列，k的取值为：1～Si。