一种批量潮流的求解方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供一种批量潮流的求解方法及装置，方法包括：获取电力系统的网络数据和导纳矩阵；根据所述网络数据和所述导纳矩阵生成定系数矩阵；采用LDU分解所述定系数矩阵，以获取分解矩阵L、分解矩阵D和分解矩阵U；根据所述预设因子和所述网络数据生成批量潮流计算的多场景；根据所述多场景的参数、所述导纳矩阵进行批量潮流不平衡功率计算；根据所述批量潮流不平衡功率计算的第一计算结果、所述定系数矩阵和分解结果进行批量前推回代计算；若所述批量前推回代计算的第二计算结果满足预设的算法终止条件，将当前的第二计算结果作为求解结果。所述装置执行上述方法。本发明专利技术实施例提供的方法及装置，能够提高批量潮流计算的整体计算效率。

【技术实现步骤摘要】
一种批量潮流的求解方法及装置
本专利技术实施例涉及电力系统
，具体涉及一种批量潮流的求解方法及装置。
技术介绍
随着新能源电源和新型负载的接入以及电网规模的不断扩大，电力系统的静态电压稳定性分析面临新的挑战。现有批量潮流计算方法的缺陷主要体现在批量潮流不平衡功率及前推回代求解过程中的计算量过大，且效率低下，无法满足大规模系统的分析需求。因此，如何避免上述缺陷，提高批量潮流计算的整体计算效率，优化批量潮流的求解过程，从而提升大规模系统电压稳定性分析的效率和准确性，成为亟须解决的问题。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术实施例提供一种批量潮流的求解方法及装置。第一方面，本专利技术实施例提供一种批量潮流的求解方法，所述方法包括：获取电力系统的网络数据和导纳矩阵；根据所述网络数据和所述导纳矩阵生成定系数矩阵；采用LDU分解所述定系数矩阵，以获取分解矩阵L、分解矩阵D和分解矩阵U；根据所述预设因子和所述网络数据生成批量潮流计算的多场景；所述多场景的参数能反映发电机和负载按照固定或随机方向的变动；根据所述多场景的参数、所述导纳矩阵进行批量潮流不平衡功率计算；根据所述批量潮流不平衡功率计算的第一计算结果、所述定系数矩阵和分解结果进行批量前推回代计算；所述第一计算结果包括第i个节点在第k个场景中的不平衡有功功率和不平衡有功功率；所述节点是在所述批量潮流不平衡功率计算过程中生成的；若所述批量前推回代计算的第二计算结果满足预设的算法终止条件，将当前的第二计算结果作为批量潮流的求解结果。第二方面，本专利技术实施例提供一种批量潮流的求解装置，所述装置包括：获取单元，用于获取电力系统的网络数据和导纳矩阵；根据所述网络数据和所述导纳矩阵生成定系数矩阵；分解单元，用于采用LDU分解所述定系数矩阵，以获取分解矩阵L、分解矩阵D和分解矩阵U；生成单元，用于根据所述预设因子和所述网络数据生成批量潮流计算的多场景；所述多场景的参数能反映发电机和负载按照固定或随机方向的变动；第一计算单元，用于根据所述多场景的参数、所述导纳矩阵进行批量潮流不平衡功率计算；第二计算单元，用于根据所述批量潮流不平衡功率计算的第一计算结果、所述定系数矩阵和分解结果进行批量前推回代计算；所述第一计算结果包括第i个节点在第k个场景中的不平衡有功功率和不平衡有功功率；所述节点是在所述批量潮流不平衡功率计算过程中生成的；求解单元，用于若判断获知所述批量前推回代计算的第二计算结果满足预设的算法终止条件，将当前的第二计算结果作为批量潮流的求解结果。第三方面，本专利技术实施例提供一种电子设备，包括：处理器、存储器和总线，其中，所述处理器和所述存储器通过所述总线完成相互间的通信；所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行如下方法：获取电力系统的网络数据和导纳矩阵；根据所述网络数据和所述导纳矩阵生成定系数矩阵；采用LDU分解所述定系数矩阵，以获取分解矩阵L、分解矩阵D和分解矩阵U；根据所述预设因子和所述网络数据生成批量潮流计算的多场景；所述多场景的参数能反映发电机和负载按照固定或随机方向的变动；根据所述多场景的参数、所述导纳矩阵进行批量潮流不平衡功率计算；根据所述批量潮流不平衡功率计算的第一计算结果、所述定系数矩阵和分解结果进行批量前推回代计算；所述第一计算结果包括第i个节点在第k个场景中的不平衡有功功率和不平衡有功功率；所述节点是在所述批量潮流不平衡功率计算过程中生成的；若所述批量前推回代计算的第二计算结果满足预设的算法终止条件，将当前的第二计算结果作为批量潮流的求解结果。第四方面，本专利技术实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，包括：所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行如下方法：获取电力系统的网络数据和导纳矩阵；根据所述网络数据和所述导纳矩阵生成定系数矩阵；采用LDU分解所述定系数矩阵，以获取分解矩阵L、分解矩阵D和分解矩阵U；根据所述预设因子和所述网络数据生成批量潮流计算的多场景；所述多场景的参数能反映发电机和负载按照固定或随机方向的变动；根据所述多场景的参数、所述导纳矩阵进行批量潮流不平衡功率计算；根据所述批量潮流不平衡功率计算的第一计算结果、所述定系数矩阵和分解结果进行批量前推回代计算；所述第一计算结果包括第i个节点在第k个场景中的不平衡有功功率和不平衡有功功率；所述节点是在所述批量潮流不平衡功率计算过程中生成的；若所述批量前推回代计算的第二计算结果满足预设的算法终止条件，将当前的第二计算结果作为批量潮流的求解结果。本专利技术实施例提供的批量潮流的求解方法及装置，通过进行批量潮流不平衡功率并行计算和批量前推回代并行计算，能够提高批量潮流计算的整体计算效率，优化批量潮流的求解过程，从而提升大规模系统电压稳定性分析的效率和准确性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例一种批量潮流的求解方法流程示意图；图2为本专利技术实施例批量潮流求解方法整体流程图；图3为本专利技术实施例批量有功不平衡功率计算的过程流程图；图4为本专利技术实施例稀疏结构A的矩阵示例图；图5为本专利技术实施例基于LDAG的批量前推回代计算示意图；图6为本专利技术实施例批量潮流的求解装置结构示意图；图7为本专利技术实施例提供的电子设备实体结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。为了便于理解本专利技术实施例，先对相关术语解释如下：1.潮流计算：指在给定电力系统网络拓扑、元件参数和发电、负荷参量条件下，计算有功功率、无功功率及电压在电力网中的分布，是电力系统分析中的基础计算内容。2.GPU：全称GraphicsProcessingUnit，图形处理器，具有海量并发线程，作为并行计算载体被广泛应用于各个领域的加速计算中。3.CUDA：全称ComputeUnifiedDeviceArchitecture，是一种由NVIDIA公司推出的通用并行计算架构，提供了能够利用C语言进行开发的多层次编程模型。图1为本专利技术实施例一种批量潮流的求解方法流程示意图，如图1所示，本专利技术实施例提供的一种批量潮流的求解方法，包括以下步骤：S101：获取电力系统的网络数据和导纳矩阵；根据所述网络数据和所述导纳矩阵生成定系数矩阵。具体的，装置获取电力系统的网络数据和导纳矩阵；根据所述网络数据和所述导纳矩阵生成定系数矩阵。图2为本专利技术实施例批量潮流求解方法整体流程图；如图2所示，装置可以是服务器、终端等携带有GPU和CPU的载体，所述方法的整体步骤可以在CPU和GPU中执行。所述网络数据可以包括发电机有功功率、负荷有功功率和无功功率、电压幅值和相角。在CUDA架构下实现批量潮流的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种批量潮流的求解方法，其特征在于，包括：获取电力系统的网络数据和导纳矩阵；根据所述网络数据和所述导纳矩阵生成定系数矩阵；采用LDU分解所述定系数矩阵，以获取分解矩阵L、分解矩阵D和分解矩阵U；根据所述预设因子和所述网络数据生成批量潮流计算的多场景；所述多场景的参数能反映发电机和负载按照固定或随机方向的变动；根据所述多场景的参数、所述导纳矩阵进行批量潮流不平衡功率计算；根据所述批量潮流不平衡功率计算的第一计算结果、所述定系数矩阵和分解结果进行批量前推回代计算；所述第一计算结果包括第i个节点在第k个场景中的不平衡有功功率和不平衡有功功率；所述节点是在所述批量潮流不平衡功率计算过程中生成的；若所述批量前推回代计算的第二计算结果满足预设的算法终止条件，将当前的第二计算结果作为批量潮流的求解结果。

【技术特征摘要】
1.一种批量潮流的求解方法，其特征在于，包括：获取电力系统的网络数据和导纳矩阵；根据所述网络数据和所述导纳矩阵生成定系数矩阵；采用LDU分解所述定系数矩阵，以获取分解矩阵L、分解矩阵D和分解矩阵U；根据所述预设因子和所述网络数据生成批量潮流计算的多场景；所述多场景的参数能反映发电机和负载按照固定或随机方向的变动；根据所述多场景的参数、所述导纳矩阵进行批量潮流不平衡功率计算；根据所述批量潮流不平衡功率计算的第一计算结果、所述定系数矩阵和分解结果进行批量前推回代计算；所述第一计算结果包括第i个节点在第k个场景中的不平衡有功功率和不平衡有功功率；所述节点是在所述批量潮流不平衡功率计算过程中生成的；若所述批量前推回代计算的第二计算结果满足预设的算法终止条件，将当前的第二计算结果作为批量潮流的求解结果。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述多场景的参数、所述导纳矩阵进行批量潮流不平衡功率计算，包括：根据如下公式计算具有电流量纲的加和向量I(k)i：其中，k表示m个多场景中的第k个场景、i表示n个非参考节点中的第i个非参考节点、N表示节点总数，N＝n+1；j表示N个节点总数中的第j个、V(k)j表示第j个节点在第k个场景中的电压幅值、θ(k)ij表示第i个非参考节点和第j个节点在第k个场景中的相角、Gij和Bij分别是所述导纳矩阵的实部和虚部；所述n的数值由Gij和Bij的稀疏性来确定；为每个I(k)分配并行计算的线程；所述线程的数量由b+n之和来确定；其中，所述I(k)表示第k个场景的所有非参考节点对应的加和向量、b表示所有节点之间的支路总数，由Gij和Bij的稀疏性来确定；对所述线程进行同步处理；对同步处理后得到的I(k)i进行如下计算：ΔP(k)(V(k),θ(k))i＝Pg(k)i-Pl(k)i-V(k)i·I(k)i其中，ΔP(k)(V(k),θ(k))i表示第i个节点在第k个场景中的不平衡有功功率、Pg(k)i表示第i个节点在第k个场景中的发电机有功功率、Pl(k)i表示第i个节点在第k个场景中的负荷有功功率、V(k)i表示第i个节点在第k个场景中的电压幅值；对同步处理后得到的I(k)i进行如下计算：ΔQ(k)(V(k),θ(k))i＝Qg(k)i-Ql(k)i-V(k)i·I(k)i其中，ΔQ(k)(V(k),θ(k))i表示第i个节点在第k个场景中的不平衡无功功率、Qg(k)i表示第i个节点在第k个场景中的发电机无功功率、Ql(k)i表示第i个节点在第k个场景中的负荷无功功率、V(k)i表示第i个节点在第k个场景中的电压幅值。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对所述线程进行同步处理，包括：采用全局标志位的方法对所述线程对应的线程块进行同步处理。4.根据权利要求2所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈颖，王明轩，黄少伟，刘正元，马慧远，于希娟，
申请(专利权)人：清华大学，国家电网有限公司，国网北京市电力公司，
类型：发明
国别省市：北京,11