一种电力系统快速分解法潮流计算方法技术方案

本发明专利技术公开了一种电力系统快速分解法潮流计算方法，主要包括以下步骤：原始数据输入和电压初始化；形成导纳矩阵；形成修正方程系数矩阵Ｂ′和Ｂ″并进行因子表分解；进行Ｐ～θ迭代，修正电压相角；进行Ｑ～Ｖ迭代，修正电压幅值；判断迭代是否收敛；计算节点功率和支路功率。本发明专利技术要求同一次迭代中Ｐ～θ迭代和Ｑ～Ｖ迭代都收敛，迭代过程才结束，使算法框图更加简单、流程更加清晰。本发明专利技术不采用稀疏矩阵技术，矩阵元素存取和计算方便，编程简单；修正方程的系数矩阵按ｎ阶存储，避免了节点换号，降低了编程难度；通过合理的逻辑判断减少计算量，明显提高了计算速度，完全能够满足科研的需要。本发明专利技术还可以处理多个平衡节点的电力系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电力系统潮流计算方法，特别是一种电力系统快速分解法潮流 计算方法。
技术介绍
潮流计算是电力系统最基本的一种计算项目，也是电力系统其他分析项目如静 态安全分析等项目的基础。快速分解法潮流计算方法是目前最常用且最快速的潮流计算 方法，该方法采用稀疏矩阵技术和节点优化编号等高级技术，主要流程如下A、原始数据输入和电压初始化；潮流计算的原始数据主要有节点数、支路数、最大迭代次数、收敛精度；支路 参数数据，包括输电线路的电阻、电抗、对地电纳或变压器支路的电阻、电抗、变比； 节点电压及功率数据，包括节点的类型，发电机的有功功率和无功功率或负荷的有功功 率和无功功率、节点给定电压或电压初值；无功补偿数据等。电力系统潮流计算的节点分为3种类型PQ节点，此节点的有功功率P和无功 功率Q已知，电压幅值V和电压相角θ待求；PV节点，此节点的有功功率P和电压幅 值V已知，无功功率Q和电压相角θ待求；平衡节点，此节点的电压幅值V和电压相 角θ已知，有功功率P和无功功率Q待求。电压初始化一般采用平启动，即PV节点和平衡节点的电压幅值取给定值，PQ 节点的电压幅值取1.0;所有电压的相角都取0.0。这里电气量的单位采用标幺值。B、节点优化编号；潮流计算的修正方程的系数矩阵是稀疏矩阵，可以采用稀疏矩阵技术，节点的 编号顺序直接影响系数矩阵消去过程中矩阵的稀疏度，对计算速度影响很大，应该对节 点进行优化编号。目前主要有静态节点优化编号、半动态节点优化编号和动态节点优化 编号3种编号方法。C、形成导纳矩阵；导纳矩阵为权利要求1. ，其特征在于包括以下步骤A、原始数据输入和电压初始化；B、形成导纳矩阵；C、形成η阶的修正方程系数矩阵B'和B"，并进行因子表分解；D、设置迭代计数初值；Ε、计算有功功率不平衡量ΔP，解方程B' Δ θ = ΔP/V,修正电压相角；计算无 功功率不平衡量AQ，解方程B" AV= AQ/V,修正电压幅值；F、判断P θ迭代和Q V迭代是否都收敛；G、计算平衡节点的功率及PV节点的无功功率，计算支路功率。步骤C所述的系数矩阵B'和B"都按η阶方阵存储，B'中与平衡节点对应的行和 列的元素都为0，B"中与PV节点或平衡节点对应的行和列的元素都为0;形成修正方程 系数矩阵B'禾Π B"的步骤如下Cl、形成修正方程的系数矩阵B'的步骤如下 Cll 不考虑节点的类型，形成系数矩阵B'； C12设置当前节点号i = l;C13判断节点i是否为平衡节点，如果不是平衡节点，则转至C15; C14把系数矩阵B'第i行和第i列的所有元素置为0; C15当前节点号i = i+l;C16判断i是否大于节点数n，如果i大于n，结束，否则转至C13 ； C2、形成修正方程的系数矩阵B"的步骤如下 C21 不考虑节点的类型，取导纳矩阵虚部形成系数矩阵B"； C22设置当前节点号i = l;C23判断节点i是否为PQ节点，如果是PQ节点，则转至C25; C24 把系数矩阵B"第i行和第i列的所有元素置为0 ； C25 当前节点号i = i+l ；C26判断i是否大于节点数n，如果i大于n，结束，否则转至C23 ； C3、形成因子表消去过程采用列消去，从式(9)可以看出，如果^^-”=()，则第 k行对第i行的消去就没有必要了，可以通过逻辑判断避免不必要的计算；具体步骤如 下C31 设置当前行号k= 1 ；C32 判断矩阵元素akk是否为0，如果akk为0，则转至C311; C33 设置 i = k+Ι ；C34判断i是否大于n，如果i大于n，则转至C311; C35判断矩阵元素alk是否为0，如果alk为0，则转至C310; C36设置当前列号j=k+l;C37 判断j是否大于n，如果j大于n，则转至C310 ； C38 根据式= ay-alkak/akk对系数矩阵进行消去运算； C39 令 j = j+1，返回到 C37 ； C310 令 i = i+Ι，返回至IJ C34 ；C311 令 k = k+Ι ；C312 判断k是否小于n，如果k小于n，则返回到C32 ；否则结束。 步骤E所述的修正方程B' Δ θ = ΔΡ/V和B" AV= Δ Q/V的求解采用因子表 技术，利用步骤C形成的因子表对方程的右端向量进行前代和回代就能得到方程的解； 本专利技术中系数矩阵B'和B"都按η阶方阵存储，因此对B'和B"进行因子表分解得到 的矩阵中也包含元素都为0的行和列，在前代和回代过程中必须跳过这些行；本专利技术通 过判断矩阵的对角元素是否为0的方法跳过元素都为0的行；前代和回代过程的步骤如 下EU前代过程的具体步骤如下 Ell 设置当前行号k = 1;E12判断矩阵元素akk是否为0，如果akk为0，则转至E17; E13 设置 i = k+Ι ；E14判断i是否大于n，如果i大于n，则转至E17 ； E15 根据式b, = b-alkbk/akk进行前代运算； E16 令 i = i+Ι,返回到 E14 ； E17 令 k = k+Ι ；E18 判断k是否小于n，如果k小于n，则返回到E12 ；否则结束； E2、回代过程的具体步骤如下 E21 设置当前行号i = n;E22判断矩阵元素ail是否为0，如果ail为0，则转至E28; E23 设置 j = i+1 ；E24判断j是否大于n，如果j大于n，则转至E27 ；E25 根据式b, = b-a,均进行回代运算；E26 令 j = j+1，返回到 E24 ；E27 b； = b；/a;i ；E28 令 i = i-Ι ；E29 判断i是否小于1，如果i不小于1，则返回到E22 ；否则结束。全文摘要本专利技术公开了，主要包括以下步骤原始数据输入和电压初始化；形成导纳矩阵；形成修正方程系数矩阵B′和B″并进行因子表分解；进行P～θ迭代，修正电压相角；进行Q～V迭代，修正电压幅值；判断迭代是否收敛；计算节点功率和支路功率。本专利技术要求同一次迭代中P～θ迭代和Q～V迭代都收敛，迭代过程才结束，使算法框图更加简单、流程更加清晰。本专利技术不采用稀疏矩阵技术，矩阵元素存取和计算方便，编程简单；修正方程的系数矩阵按n阶存储，避免了节点换号，降低了编程难度；通过合理的逻辑判断减少计算量，明显提高了计算速度，完全能够满足科研的需要。本专利技术还可以处理多个平衡节点的电力系统。文档编号H02J3/16GK102013680SQ20101058517公开日2011年4月13日 申请日期2010年12月13日 优先权日2010年12月13日专利技术者姚玉斌, 李婷婷, 王丹, 魏继承 申请人:大连海事大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力系统快速分解法潮流计算方法，其特征在于：包括以下步骤：Ａ、原始数据输入和电压初始化；Ｂ、形成导纳矩阵；Ｃ、形成ｎ阶的修正方程系数矩阵Ｂ′和Ｂ″，并进行因子表分解；Ｄ、设置迭代计数初值；Ｅ、计算有功功率不平衡量ΔＰ，解方程Ｂ′Δθ＝ΔＰ／Ｖ，修正电压相角；计算无功功率不平衡量ΔＱ，解方程Ｂ″ΔＶ＝ΔＱ／Ｖ，修正电压幅值；Ｆ、判断Ｐ～θ迭代和Ｑ～Ｖ迭代是否都收敛；Ｇ、计算平衡节点的功率及ＰＶ节点的无功功率，计算支路功率。步骤Ｃ所述的系数矩阵Ｂ′和Ｂ″都按ｎ阶方阵存储，Ｂ′中与平衡节点对应的行和列的元素都为０，Ｂ″中与ＰＶ节点或平衡节点对应的行和列的元素都为０；形成修正方程系数矩阵Ｂ′和Ｂ″的步骤如下：Ｃ１、形成修正方程的系数矩阵Ｂ′的步骤如下：Ｃ１１：不考虑节点的类型，形成系数矩阵Ｂ′；Ｃ１２：设置当前节点号ｉ＝１；Ｃ１３：判断节点ｉ是否为平衡节点，如果不是平衡节点，则转至Ｃ１５；Ｃ１４：把系数矩阵Ｂ′第ｉ行和第ｉ列的所有元素置为０；Ｃ１５：当前节点号ｉ＝ｉ＋１；Ｃ１６：判断ｉ是否大于节点数ｎ，如果ｉ大于ｎ，结束，否则转至Ｃ１３；Ｃ２、形成修正方程的系数矩阵Ｂ″的步骤如下：Ｃ２１：不考虑节点的类型，取导纳矩阵虚部形成系数矩阵Ｂ″；Ｃ２２：设置当前节点号ｉ＝１；Ｃ２３：判断节点ｉ是否为ＰＱ节点，如果是ＰＱ节点，则转至Ｃ２５；Ｃ２４：把系数矩阵Ｂ″第ｉ行和第ｉ列的所有元素置为０；Ｃ２５：当前节点号ｉ＝ｉ＋１；Ｃ２６：判断ｉ是否大于节点数ｎ，如果ｉ大于ｎ，结束，否则转至Ｃ２３；Ｃ３、形成因子表：消去过程采用列消去，从式（９）可以看出，如果ａ↓［ｉｋ］↑［（ｋ－１）］＝０，则第ｋ行对第ｉ行的消去就没有必要了，可以通过逻辑判断避免不必要的计算；具体步骤如下：Ｃ３１：设置当前行号ｋ＝１；Ｃ３２：判断矩阵元素ａ↓［ｋｋ］是否为０，如果ａ↓［ｋｋ］为０，则转至Ｃ３１１；Ｃ３３：设置ｉ＝ｋ＋１；Ｃ３４：判断ｉ是否大于ｎ，如果ｉ大于ｎ，则转至Ｃ３１１；Ｃ３５：判断矩阵元素ａ↓［ｉｋ］是否为０，如果ａ↓［ｉｋ］为０，则转至Ｃ３１０；Ｃ３６：设置当前列号ｊ＝ｋ＋１；Ｃ３７：判断ｊ是否大于ｎ，如果ｊ大于ｎ，则转至Ｃ３１０；Ｃ３８：根据式ａ↓［ｉｊ］＝ａ↓［ｉｊ］－ａ↓［ｉｋ］　ａ↓［ｋｊ］／ａ↓［ｋｋ］对系数矩阵进行消去运算；Ｃ３９：令ｊ＝ｊ＋１，返回到Ｃ３７；Ｃ３１０：令ｉ＝ｉ＋１，返回到Ｃ３４；Ｃ３１１：令ｋ＝ｋ＋１；Ｃ３１２：判断ｋ是否小于ｎ，如果ｋ小于ｎ，则返回到Ｃ３２；否则结束。步骤Ｅ所述的修正方程Ｂ′Δθ＝ΔＰ／Ｖ和Ｂ″ΔＶ＝ΔＱ／Ｖ的求解采用因子表技术，利用步骤Ｃ形成的因子表对方程的右端向量进行前代和回代就能得到方程的解；本专利技术中系数矩阵Ｂ′和Ｂ″都按ｎ阶方阵存储，因此对Ｂ′和Ｂ″进行因子表分解得到的矩阵中也包含元素都为０的行和列，在前代和回代过程中必须跳过这些行；本专利技术通过判断矩阵的对角元素是否为０的方法跳过元素都为０的行；前代和回代过程的步骤如下：Ｅ１、前代过程的具体步骤如下：Ｅ１１：设置当前行号ｋ＝１；Ｅ１２：判断矩阵元素ａ↓［ｋｋ］是否为０，如果ａ↓［ｋｋ］为０，则转至Ｅ１７；Ｅ１３：设置ｉ＝ｋ＋１；Ｅ１４：判断ｉ是否大于ｎ，如果ｉ大于ｎ，则转至Ｅ１７；Ｅ１５：根据式ｂ↓［ｉ］＝ｂ↓［ｉ］－ａ↓［ｉｋ］　ｂ↓［ｋ］／ａ↓［ｋｋ］进行前代运算；Ｅ１６：令ｉ＝ｉ＋１，返回到Ｅ１４；Ｅ１７：令ｋ＝ｋ＋１；Ｅ１８：判断ｋ是否小于ｎ，如果ｋ小于ｎ，则返回到Ｅ１２；否则结束；Ｅ２、回代过程的具体步骤如下：Ｅ２１：设置当前行号ｉ＝ｎ；Ｅ２２：判断矩阵元素ａ↓［ｉｉ］是否为０，如果ａ↓［ｉｉ］为０，则转至Ｅ２８；Ｅ２３：设置ｊ＝ｉ＋１；Ｅ２４：判断ｊ是否大于ｎ，如果ｊ大于ｎ，则转至Ｅ２７；Ｅ２５：根据式ｂ↓［ｉ］＝ｂ↓［ｉ］－ａ↓［ｉｊ］　ｂ↓［ｊ］进行回代运算；Ｅ２６：令ｊ＝ｊ＋１，返回到Ｅ２４；Ｅ２７：ｂ↓［ｉ］＝ｂ↓［ｉ］／ａ↓［ｉｉ］；Ｅ２８：令ｉ＝ｉ－１；Ｅ２９：判断ｉ是否小于１，如果ｉ不小于１，则返回到Ｅ２２；否则结束。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：姚玉斌，王丹，李婷婷，魏继承，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：发明
国别省市：91