專利名稱：一種矩陣法網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治龇椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治龇椒?，特別是一種矩陣法網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治龇椒ā?br> 背景技術(shù)：
電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治鍪悄芰抗芾硐到y(tǒng)和配電管理系統(tǒng)中非常重要的基礎(chǔ)模塊， 它的作用是把電力系統(tǒng)的物理模型轉(zhuǎn)化為網(wǎng)絡(luò)分析需要的數(shù)學(xué)模型。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治龇椒ò妇€分析和電氣島分析兩部分，這兩部分雖然作用對(duì)象不同，但方法是相同的，是圖論中連通圖分析問題。圖論中，一個(gè)圖的節(jié)點(diǎn)的連接關(guān)系可以用鄰接矩陣A表示。鄰接矩陣為一個(gè)nXn 的方陣(η為節(jié)點(diǎn)數(shù))，它表示各節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，當(dāng)節(jié)點(diǎn)i和節(jié)點(diǎn)j相關(guān)聯(lián)時(shí)，矩陣元素為1 ；當(dāng)節(jié)點(diǎn)i和節(jié)點(diǎn)j不相關(guān)聯(lián)時(shí)，Bij為0。鄰接矩陣表示圖中節(jié)點(diǎn)間的一級(jí)連通關(guān)系。如果鄰接矩陣自乘則得到連通矩陣T，表示圖中節(jié)點(diǎn)間一、二級(jí)連通關(guān)系，稱為2 級(jí)連通矩陣。連通矩陣再乘以鄰接矩陣則得到3級(jí)連通矩陣。重復(fù)這個(gè)過程，對(duì)于η個(gè)節(jié)點(diǎn)的圖最多可得到η-1級(jí)連通關(guān)系。如果某級(jí)連通矩陣描述了圖中節(jié)點(diǎn)間所有的連通關(guān)系， 則稱為全連通矩陣。在全連通矩陣中，連在一起的節(jié)點(diǎn)屬于一個(gè)連通圖，圖論中的一個(gè)圖中可以包含若干個(gè)連通圖。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥鳛檫B通圖分析方法，主要有搜索法和矩陣法。搜索法原理簡(jiǎn)單、容易理解，但編程繁瑣；矩陣法通過矩陣相乘求取全連通矩陣進(jìn)行拓?fù)浞治觯容^直觀，但內(nèi)存需求量和計(jì)算量都很大。在現(xiàn)行矩陣法中，采用矩陣自乘求全連通矩陣時(shí)矩陣相乘次數(shù)為η-2 次，采用平方法求全連通矩陣時(shí)矩陣相乘次數(shù)為10 (η-1)，計(jì)算時(shí)間都很長(zhǎng)。中國(guó)專利ZL 201010509562. 0中披露了一種稀疏矩陣法電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治龇椒?，分析速度有了很大提高，但仍然有進(jìn)一步提高的余地。矩陣法網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治龇椒ǖ脑砣缦锣徑泳仃囎猿饲笕B通矩陣的矩陣法公式為T(k+1) = T(k) · A(1)式中上標(biāo)(k)表示該連通矩陣為k級(jí)連通矩陣。采用式(1)求全連通矩陣時(shí)，連通矩陣元素的計(jì)算公式為
權(quán)利要求
1. 一種矩陣法網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治龇椒ǎㄒ韵虏襟E步驟Al 編制所分析電網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)開關(guān)關(guān)聯(lián)表、節(jié)點(diǎn)支路關(guān)聯(lián)表、節(jié)點(diǎn)信息表、母線信息表；步驟A2 設(shè)置當(dāng)前要進(jìn)行母線分析的電壓等級(jí)標(biāo)志KV = 1，開始母線分析； 步驟A3 根據(jù)各節(jié)點(diǎn)所連閉合開關(guān)數(shù)按從大到小的順序進(jìn)行節(jié)點(diǎn)優(yōu)化編號(hào)； 步驟A4 形成反映節(jié)點(diǎn)通過閉合開關(guān)連接關(guān)系的鄰接矩陣； 步驟A5 調(diào)用矩陣局部乘法確定連通圖模塊，得到當(dāng)前電壓等級(jí)內(nèi)的所有母線； 步驟A6 設(shè)置電壓等級(jí)標(biāo)志KV = KV+1，準(zhǔn)備分析下一個(gè)電壓等級(jí)； 步驟A7 判斷KV是否大于總的電壓等級(jí)數(shù)KVS，如果KV大于KVS則進(jìn)入到步驟A8開始電氣島分析；如果KV不大于KVS，則返回到步驟A3，繼續(xù)進(jìn)行新的電壓等級(jí)的母線分析； 步驟A8 根據(jù)支路兩端節(jié)點(diǎn)形成母線支路關(guān)聯(lián)表； 步驟A9 根據(jù)各母線所連支路數(shù)按從大到小的順序進(jìn)行母線優(yōu)化編號(hào)； 步驟AlO 形成反映母線通過支路連接關(guān)系的鄰接矩陣； 步驟All 調(diào)用矩陣局部乘法確定連通圖模塊，得到所有電氣島； 其特征在于步驟A5和步驟All所述的矩陣局部乘法確定連通圖模塊的步驟如下 步驟Bl 形成連通矩陣T的初值、以及鄰接矩陣按稀疏矩陣存儲(chǔ)的兩個(gè)數(shù)組AR和數(shù)組 AC ；所述的連通矩陣T的初值即第一級(jí)連通矩陣，也就是鄰接矩陣A ； 步驟B2 表示節(jié)點(diǎn)所屬連通圖號(hào)的數(shù)組Group清零； 步驟B3:設(shè)置連通圖號(hào)k = 0，設(shè)置當(dāng)前行號(hào)i = 1 ； 步驟B4 判斷Group [i]是否為0，如果不為0，則轉(zhuǎn)至步驟B19 ； 步驟B5 設(shè)置連通圖號(hào)k = k+Ι ； 步驟 B6 令 Group [i] = k ；步驟B7 設(shè)置連通矩陣元素變化的標(biāo)志change = 0，設(shè)置當(dāng)前列號(hào)j = i+1 ； 步驟B8 判斷j是否大于n，如果j大于n，則轉(zhuǎn)至步驟B18 ； 步驟B9 判斷矩陣元素是否為0，如果不為0，則轉(zhuǎn)至步驟B15 ； 步驟 BlO 令 1 = ARj ；步驟Bll 判斷1是否小于ARp1,如果1不小于ARp1，則轉(zhuǎn)至步驟B15 ； 步驟 B12 令 m = AC1 ；步驟B13:判斷是否為1，如果、m不為1，則令1 = 1+1，轉(zhuǎn)至步驟Bll ； 步驟 B14 令、」=1，change = 1 ；步驟B15 判斷矩陣元素、是否為1，如果不為1，則轉(zhuǎn)至步驟B17 ； 步驟 B16 令 Group [j] = k ； 步驟B17 令j = j+1，轉(zhuǎn)至步驟B8 ；步驟B18 判斷change是否等于1，如果change等于1，則轉(zhuǎn)到步驟B7 ； 步驟 B19 令 i = i+1 ；步驟B20 判斷i是否大于n，如果i不大于n，則轉(zhuǎn)至步驟B4 ；否則，結(jié)束。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種矩陣法網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治龇椒ǎ龅姆椒ㄔ谟?jì)算連通矩陣第i行元素時(shí)只需要連通矩陣第i行的老元素和鄰接矩陣的各行元素，與連通矩陣其它行的元素?zé)o關(guān)。即連通矩陣各行元素的計(jì)算是獨(dú)立的，互不影響，可以單獨(dú)計(jì)算某一行的元素。因此，求取全連通矩陣時(shí)，可以只計(jì)算各連通圖的第一行元素，這樣就可以大大減少矩陣乘法的計(jì)算量。計(jì)算某行元素時(shí)，也只計(jì)算對(duì)角線右側(cè)的元素，不需要計(jì)算左側(cè)的元素，計(jì)算量又減少一半。本發(fā)明在進(jìn)行矩陣乘法時(shí)直接確定連通關(guān)系，不需要專門的連通圖判斷模塊，簡(jiǎn)化了分析流程。本發(fā)明鄰接矩陣按稀疏矩陣存儲(chǔ)，進(jìn)行稀疏運(yùn)算，連通矩陣元素即時(shí)更新，不僅有利于更快地求出全連通矩陣，也節(jié)省存儲(chǔ)空間。
文檔編號(hào)H02J3/00GK102340141SQ20111024936
公開日2012年2月1日 申請(qǐng)日期2011年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月26日
發(fā)明者吳志良, 姚玉斌, 楊波, 王丹 申請(qǐng)人:大連海事大學(xué)