[发明专利]一种基于对称稀疏矩阵技术快速求取直角坐标牛顿-拉夫逊法潮流的方法

摘要

一种基于对称稀疏矩阵技术快速求取直角坐标牛顿-拉夫逊法潮流的方法，属于电力系统分析计算领域。包括：快速读入仅含非零元素的导纳矩阵Y数据文件；根据Y阵和雅可比矩阵J结构相似的特点快速形成J阵；利用J阵元素的对称稀疏性对J阵快速进行消元和回代求取潮流。本发明方法无论在读取数据文件、形成J阵、对J阵进行消元和回代计算等方面的计算速度均远快于传统方法中不考虑或考虑元素稀疏性的计算速度。用本发明方法对各IEEE系统进行验算完全可行。如对IEEE-118系统，读取数据文件的时间减少约82％，形成J阵和对J阵进行消元和回代的时间减少约79～98％，整个潮流计算的时间减少约80％～90％。且系统节点数越多，本发明方法的优势越大。

主权项

一种基于对称稀疏矩阵技术快速求取直角坐标牛顿‑拉夫逊法潮流的方法，其特征包括以下步骤：步骤1：建立无非零元素的Y阵数据文件；步骤2：打开数据文件，读取仅含非零元素的Y阵数据文件到Y(n,d)数组；步骤3：根据Y(n,d)数组中的每行元素，直接计算J阵中的非零元素；步骤4：利用对称稀疏矩阵技术对J阵进行消元和回代求取潮流：(1)判断奇数行2个对角元以右奇数列1个非零的交叉元素，同时得到奇数行和偶数行与奇数列和偶数列4个非零的交叉元素；(2)利用对称性，得到其相应的2个对角元以下奇数列和偶数列与奇数行和偶数行4个非零的消元元素；(3)对记忆的奇数行的非零元素规格化，根据对称性得到奇数列的非零元素，再对其消元；(4)根据记忆的奇数行的非零元素对偶数行的非零元素规格化，根据对称性得到偶数数列的非零元素，再对其消元；(5)对奇数列消元时用对奇数列和奇数行的非零元素交互点上的元素进行计算，对偶数列消元时用偶数列和偶数行的非零元素交互点上的元素进行计算；(6)在上述消元过程中，记住第1次判断的上三角奇数行非零元素的坐标，利用J阵消元过程中非零元素坐标不变的特性，直接完成后续的多次前代和回代计算；步骤5：判断是否满足收敛条件；如果不满足收敛条件，则利用第一次迭代过程中记录的上三角奇数行非零元素的坐标继续进行后续的消元和回代计算；如果满足收敛条件，则执行步骤6；步骤6：结束迭代并输出结果。