[发明专利]电力系统中节点编号方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统领域，具体而言，涉及一种电力系统中节点编号方法和装置。

背景技术

电力系统的网络是一种高维数的无向无标度的网络。相对于总节点数来说，电力系统网络的平均节点度相对较低，其平均节点度通常在1.8-5.82之间，只有极少数节点的节点度较高。这也就意味着电力系统网络是一种非常稀疏的网络。因此，在电力系统的潮流计算中运用稀疏技术可以大大提高计算速度。而在对稀疏矩阵进行三角分解的时候，往往会产生注入元，注入元的产生削弱了矩阵的稀疏性，使得计算的速度变慢。如果能对矩阵进行完美的节点优化编号，在稀疏矩阵进行LU分解或者高斯消去时可以不产生任何注入元，那么其计算的时间将大致与矩阵阶数和矩阵非零元数量的乘积成正比。而如果不对其进行节点优化编号，最坏的情况下，矩阵的稀疏性将会被完全破坏，进行LU分解或者高斯消去之后注入元较多，进行矩阵计算时所消耗的时间将大大增加，变成与矩阵阶数的三次方成正比。因此，为了减少运算量和内存占用量，需要进行对节点进行优化编号。

针对相关技术中对节点进行编号的方法不能有效降低运算量的技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种电力系统中节点编号方法和装置，以至少解决相关技术中对节点进行编号的方法不能有效降低运算量的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种电力系统中节点编号方法，该方法用于对电力系统中的节点进行编号，该方法包括：获取电力系统的网络的简化图；对电力系统的简化图进行转换，得到电力系统的无向图；通过图分割算法对无向图中的节点进行编号。

进一步地，获取电力系统的网络的简化图包括：确定电力系统中的每个节点的节点类别，其中，节点类别包括PQ节点、PV节点和平衡节点；确定电力系统中的每个节点与其它节点之间的连接关系。

进一步地，对电力系统的简化图进行转换，得到电力系统的无向图包括：删除电力系统中的平衡节点；删除平衡节点与其它节点之间的连接关系；对电力系统中每个PQ节点新建一个PQ伴随节点，并将PQ伴随节点与对应的PQ节点及与对应的PQ节点相连的节点建立连接关系，得到电力系统基于极坐标系下的Jacobian矩阵所对应的无向图。

进一步地，对电力系统的简化图进行转换，得到电力系统的无向图包括：删除电力系统中的平衡节点；删除平衡节点与其它节点之间的连接关系；对电力系统中每个PQ节点新建一个PQ伴随节点，并将PQ伴随节点与对应的PQ节点及与对应的PQ节点相连的节点建立连接关系；对电力系统中每个PV节点新建一个PV伴随节点，并将PV伴随节点与对应的PV节点及与对应的PV节点相连的节点建立连接关系，得到电力系统基于直角坐标系下的Jacobian矩阵所对应的无向图。

进一步地，通过图分割算法对无向图中的节点进行编号包括：通过满足最小顶点覆盖的二路顶点分割算法将无向图分割为至少一个子图和至少一个分割子，其中，至少一个子图中的每个子图与其它子图不相邻；按照预设顺序对至少一个子图中的节点和至少一个分割子中的节点进行编号。

进一步地，预设顺序为：在对至少一个子图中的一个子图的所有节点按序编号之后，再对至少一个子图中的另一个子图的所有节点按序编号，直至对至少一个子图中的所有节点进行编号；在对至少一个子图中的所有节点进行编号之后，再分别对至少一个分割子中的每个分割子进行节点编号。

进一步地，对至少一个子图中的一个子图的所有节点按序编号包括：通过满足最小顶点覆盖的二路顶点分割算法对待编号的子图进行分割；根据分割结果对带编号的子图中的节点进行编号。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种电力系统中节点编号装置，该装置用于对电力系统中的节点进行编号，该装置包括：获取单元，用于获取电力系统的网络的简化图；转换单元，用于对电力系统的简化图进行转换，得到电力系统的无向图；编号单元，用于通过图分割算法对无向图中的节点进行编号。

进一步地，获取单元包括：第一确定单元，用于确定电力系统中的每个节点的节点类别，其中，节点类别包括PQ节点、PV节点和平衡节点；第二确定单元，用于确定电力系统中的每个节点与其它节点之间的连接关系。

进一步地，转换单元包括：第一删除单元，用于删除电力系统中的平衡节点；第二删除单元，用于删除平衡节点与其它节点之间的连接关系；执行单元，用于对电力系统中每个PQ节点新建一个PQ伴随节点，并将PQ伴随节点与对应的PQ节点及与对应的PQ节点相连的节点建立连接关系，得到电力系统基于极坐标系下的Jacobian矩阵所对应的无向图。