基于矩阵修正的电力系统稀疏矩阵并行求解方法及系统技术方案

本发明专利技术实施例提供的一种基于矩阵修正的电力系统稀疏矩阵并行求解方法及系统，其中，所述方法包括：根据输电网络状态改变前描述输电网络状态的第一网络方程及对应的第一稀疏矩阵，获取所述输电网络状态改变后描述输电网络状态的第二网络方程及对应的第二稀疏矩阵；根据所述第二网络方程获取补偿向量，并利用所述补偿向量对所述第一稀疏矩阵的前代回代过程进行矩阵修正以求解得到所述第二稀疏矩阵。通过利用已有信息计算出电力系统网络结构变化后的结果，减少了计算量，极大的提高了求解效率。

【技术实现步骤摘要】
基于矩阵修正的电力系统稀疏矩阵并行求解方法及系统
本专利技术实施例涉及电力系统分析计算技
，更具体地，涉及一种基于矩阵修正的电力系统稀疏矩阵并行求解方法及系统。
技术介绍
在电力系统计算过程中，线性方程组的求解是一个经常遇到的问题。潮流计算与状态估计中，牛顿拉夫逊法及其各类改进算法的实现，离不开迭代过程中对修正方程(Jacobi矩阵)的求解；在暂态仿真中，描述输电网络状态的方程和描述设备运行情况的方程都属于高阶非线性方程组，对其进行求解需要进行数值积分，一般需要使用牛顿法将其差分化为相应的线性方程后迭代求解，而在此类迭代求解的过程中也需要对大型线性方程组进行求解。因此，对线性方程组的求解过程进行优化，加快其求解速度，可以有效减少各类电力系统计算的用时，提高求解的实时性。并行计算是计算机科学中重要的研究内容，已有几十年的发展历程。用并行计算求解问题的大致过程为：对于一个给定的应用问题，首先，计算科学家将这个应用转化为一个数值或非数值的计算问题；然后计算机科学家对此计算问题设计并行算法，并通过某种并行编程语言实现它；最后应用领域的专家在某台具体的并行计算机上运行应用软件求解此问题。由此，可以很自然的发现并行计算由以下几个部分构成：并行计算机(并行计算的硬件平台)，并行算法(并行计算的理论基础)，并行程序设计(并行计算的软件支撑)，并行应用(并行计算的发展动力)。采用并行求解方法可以极大的提高电力系统稀疏矩阵求解效率，但是在电力系统分析中，经常遇到网络结构或运行参数局部变化的情况，在此种情况下，如果对矩阵进行重新计算，需要重复进行LU分解、前代回代等操作，求解过程相当复杂，且求解效率低下。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的基于矩阵修正的电力系统稀疏矩阵并行求解方法及系统。一方面本专利技术实施例提供了一种基于矩阵修正的电力系统稀疏矩阵并行求解方法，所述方法包括：根据输电网络状态改变前描述输电网络状态的第一网络方程及对应的第一稀疏矩阵，获取所述输电网络状态改变后描述输电网络状态的第二网络方程及对应的第二稀疏矩阵；根据所述第二网络方程获取补偿向量，并利用所述补偿向量对所述第一稀疏矩阵的前代回代过程进行矩阵修正以求解得到所述第二稀疏矩阵。进一步地，所述根据输电网络状态改变前描述输电网络状态的第一网络方程及对应的第一稀疏矩阵，获取所述输电网络状态改变后描述输电网络状态的第二网络方程及对应的第二稀疏矩阵，具体包括：在所述输电网络状态改变后，获取变化元件对应的节点支路关联矩阵及支路导纳参数组成的对角矩阵；根据所述变化元件对应的节点支路关联矩阵、所述支路导纳参数组成的对角矩阵，在所述根据输电网络状态改变前描述输电网络状态的第一网络方程及对应的第一稀疏矩阵的基础上，获取所述输电网络状态改变后描述输电网络状态的第二网络方程及对应的第二稀疏矩阵。进一步地，所述根据所述第二网络方程获取补偿向量，具体包括：利用矩阵求逆辅助定理对所述第二网络方程进行变换，得到所述第二稀疏矩阵的表达式；将所述第二稀疏矩阵的表达式与所述第一稀疏矩阵的表达式进行对比分析，得到所述补偿向量。进一步地，所述利用所述补偿向量对所述第一稀疏矩阵的前代回代过程进行矩阵修正，具体包括：利用所述补偿向量对所述第一稀疏矩阵的前代回代过程进行后补偿、前补偿或者中补偿。进一步地，所述利用所述补偿向量对所述第一稀疏矩阵的前代回代过程进行后补偿，具体包括：在对所述第一稀疏矩阵进行前代回代计算过程结束后，利用所述补偿向量对所述第一稀疏矩阵进行矩阵修正。进一步地，所述利用所述补偿向量对所述第一稀疏矩阵的前代回代过程进行前补偿，具体包括：在对所述第一稀疏矩阵进行前代回代计算过程中的前代计算前，利用所述补偿向量对所述第一稀疏矩阵进行矩阵修正。进一步地，所述利用所述补偿向量对所述第一稀疏矩阵的前代回代过程进行中补偿，具体包括：在对所述第一稀疏矩阵进行前代回代计算过程中的前代计算后回代计算前，利用所述补偿向量对所述第一稀疏矩阵进行矩阵修正。另一方面本专利技术实施例提供了一种基于矩阵修正的电力系统稀疏矩阵并行求解系统，所述系统包括：获取模块，用于根据输电网络状态改变前描述输电网络状态的第一网络方程及对应的第一稀疏矩阵，获取所述输电网络状态改变后描述输电网络状态的第二网络方程及对应的第二稀疏矩阵；补偿模块，用于根据所述第二网络方程获取补偿向量，并利用所述补偿向量对所述第一稀疏矩阵的前代回代过程进行矩阵修正以求解得到所述第二稀疏矩阵。第三方面本专利技术实施例提供了一种基于矩阵修正的电力系统稀疏矩阵并行求解设备，包括：至少一个处理器；以及与所述处理器通信连接的至少一个存储器，其中：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上述方法。第四方面本专利技术实施例提供了一种非暂态计算机可读存储介质，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上述方法。本专利技术实施例提供的一种基于矩阵修正的电力系统稀疏矩阵并行求解方法及系统，所述方法包括：根据输电网络状态改变前描述输电网络状态的第一网络方程及对应的第一稀疏矩阵，获取所述输电网络状态改变后描述输电网络状态的第二网络方程及对应的第二稀疏矩阵；根据所述第二网络方程获取补偿向量，并利用所述补偿向量对所述第一稀疏矩阵的前代回代过程进行矩阵修正以求解得到所述第二稀疏矩阵。通过利用已有信息计算出电力系统网络结构变化后的结果，减少了计算量，极大的提高了求解效率。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种基于矩阵修正的电力系统稀疏矩阵并行求解方法的流程图；图2为本专利技术实施例提供的一种基于矩阵修正的电力系统稀疏矩阵并行求解系统的结构框图；图3为本专利技术实施例提供的一种基于矩阵修正的电力系统稀疏矩阵并行求解设备的结构示意图。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做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。图1为本专利技术实施例提供的一种基于矩阵修正的电力系统稀疏矩阵并行求解方法的流程图，如图1所示，所述方法包括：S1，根据输电网络状态改变前描述输电网络状态的第一网络方程及对应的第一稀疏矩阵，获取所述输电网络状态改变后描述输电网络状态的第二网络方程及对应的第二稀疏矩阵；S2，根据所述第二网络方程获取补偿向量，并利用所述补偿向量对所述第一稀疏矩阵的前代回代过程进行矩阵修正以求解得到所述第二稀疏矩阵。在上述实施例中，所述根据输电网络状态改变前描述输电网络状态的第一网络方程及对应的第一稀疏矩阵，获取所述输电网络状态改变后描述输电网络状态的第二网络方程及对应的第二稀疏矩阵，具体包括：在所述输电网络状态改变后，获取变化元件对应的节点支路关联矩阵及支路导纳参数组成的对角矩阵；根据所述变化元件对应的节点支路关联矩阵、所述支路导纳参数组成的对角矩阵，在所述根据输电网络状态改变前描述输电网络状态的第一网络方程及对应的第一稀疏矩阵的基础上，获取所述输电网络状态改变后描述输电网络状态的第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于矩阵修正的电力系统稀疏矩阵并行求解方法，其特征在于，所述方法包括：根据输电网络状态改变前描述输电网络状态的第一网络方程及对应的第一稀疏矩阵，获取所述输电网络状态改变后描述输电网络状态的第二网络方程及对应的第二稀疏矩阵；根据所述第二网络方程获取补偿向量，并利用所述补偿向量对所述第一稀疏矩阵的前代回代过程进行矩阵修正以求解得到所述第二稀疏矩阵。

【技术特征摘要】
1.一种基于矩阵修正的电力系统稀疏矩阵并行求解方法，其特征在于，所述方法包括：根据输电网络状态改变前描述输电网络状态的第一网络方程及对应的第一稀疏矩阵，获取所述输电网络状态改变后描述输电网络状态的第二网络方程及对应的第二稀疏矩阵；根据所述第二网络方程获取补偿向量，并利用所述补偿向量对所述第一稀疏矩阵的前代回代过程进行矩阵修正以求解得到所述第二稀疏矩阵。2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述根据输电网络状态改变前描述输电网络状态的第一网络方程及对应的第一稀疏矩阵，获取所述输电网络状态改变后描述输电网络状态的第二网络方程及对应的第二稀疏矩阵，具体包括：在所述输电网络状态改变后，获取变化元件对应的节点支路关联矩阵及支路导纳参数组成的对角矩阵；根据所述变化元件对应的节点支路关联矩阵、所述支路导纳参数组成的对角矩阵，在所述根据输电网络状态改变前描述输电网络状态的第一网络方程及对应的第一稀疏矩阵的基础上，获取所述输电网络状态改变后描述输电网络状态的第二网络方程及对应的第二稀疏矩阵。3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述根据所述第二网络方程获取补偿向量，具体包括：利用矩阵求逆辅助定理对所述第二网络方程进行变换，得到所述第二稀疏矩阵的表达式；将所述第二稀疏矩阵的表达式与所述第一稀疏矩阵的表达式进行对比分析，得到所述补偿向量。4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述利用所述补偿向量对所述第一稀疏矩阵的前代回代过程进行矩阵修正，具体包括：利用所述补偿向量对所述第一稀疏矩阵的前代回代过程进行后补偿、前补偿或者中补偿。5.根据权利要求4所述方法，其特征在于，所述利用所述补...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈颖，黄少伟，刘正元，宋炎侃，于智同，林龙，余璟，吴海伟，李一，
申请(专利权)人：清华大学，全球能源互联网研究院有限公司，国网江苏省电力有限公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11