專利名稱：一種矩陣法網(wǎng)絡(luò)拓撲分析方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓撲分析方法，特別是一種矩陣法網(wǎng)絡(luò)拓撲分析方法。
背景技術(shù)：
電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓撲分析是能量管理系統(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)拓撲分析方法包括母線分析和電氣島分析兩部分，這兩部分雖然作用對象不同，但方法是相同的，是圖論中連通圖分析問題。圖論中，一個圖的節(jié)點的連接關(guān)系可以用鄰接矩陣A表示。鄰接矩陣為一個nXn 的方陣(η為節(jié)點數(shù))，它表示各節(jié)點之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，當(dāng)節(jié)點i和節(jié)點j相關(guān)聯(lián)時，矩陣元素為1 ；當(dāng)節(jié)點i和節(jié)點j不相關(guān)聯(lián)時，Bij為0。鄰接矩陣表示圖中節(jié)點間的一級連通關(guān)系。如果鄰接矩陣自乘則得到連通矩陣T，表示圖中節(jié)點間一、二級連通關(guān)系，稱為2 級連通矩陣。連通矩陣再乘以鄰接矩陣則得到3級連通矩陣。重復(fù)這個過程，對于η個節(jié)點的圖最多可得到η-1級連通關(guān)系。如果某級連通矩陣描述了圖中節(jié)點間所有的連通關(guān)系， 則稱為全連通矩陣。在全連通矩陣中，連在一起的節(jié)點屬于一個連通圖，圖論中的一個圖中可以包含若干個連通圖。網(wǎng)絡(luò)拓撲作為連通圖分析方法，主要有搜索法和矩陣法。搜索法原理簡單、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行拓撲分析，比較直觀，但內(nèi)存需求量和計算量都很大。在現(xiàn)行矩陣法中，采用矩陣自乘求全連通矩陣時矩陣相乘次數(shù)為η-2 次，采用平方法求全連通矩陣時矩陣相乘次數(shù)為10 (η-1)，計算時間都很長。中國專利ZL 201010509562. 0中披露了一種稀疏矩陣法電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓撲分析方法，分析速度有了很大提高，但仍然有進一步提高的余地。矩陣法網(wǎng)絡(luò)拓撲分析方法的原理如下鄰接矩陣自乘求全連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級連通矩陣。采用式(1)求全連通矩陣時，連通矩陣元素的計算公式為
權(quán)利要求
1. 一種矩陣法網(wǎng)絡(luò)拓撲分析方法，包括以下步驟步驟Al 編制所分析電網(wǎng)的節(jié)點開關(guān)關(guān)聯(lián)表、節(jié)點支路關(guān)聯(lián)表、節(jié)點信息表、母線信息表；步驟A2 設(shè)置當(dāng)前要進行母線分析的電壓等級標(biāo)志KV = 1，開始母線分析； 步驟A3 根據(jù)各節(jié)點所連閉合開關(guān)數(shù)按從大到小的順序進行節(jié)點優(yōu)化編號； 步驟A4 形成反映節(jié)點通過閉合開關(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)前電壓等級內(nèi)的所有母線； 步驟A6 設(shè)置電壓等級標(biāo)志KV = KV+1，準備分析下一個電壓等級； 步驟A7 判斷KV是否大于總的電壓等級數(shù)KVS，如果KV大于KVS則進入到步驟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)進行新的電壓等級的母線分析； 步驟A8 根據(jù)支路兩端節(jié)點形成母線支路關(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行母線優(yōu)化編號； 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的兩個數(shù)組AR和數(shù)組 AC ；所述的連通矩陣T的初值即第一級連通矩陣，也就是鄰接矩陣A ； 步驟B2 表示節(jié)點所屬連通圖號的數(shù)組Group清零； 步驟B3:設(shè)置連通圖號k = 0，設(shè)置當(dāng)前行號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)拓撲分析方法，所述的方法在計算連通矩陣第i行元素時只需要連通矩陣第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算是獨立的，互不影響，可以單獨計算某一行的元素。因此，求取全連通矩陣時，可以只計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算量。計算某行元素時，也只計算對角線右側(cè)的元素，不需要計算左側(cè)的元素，計算量又減少一半。本發(fā)明在進行矩陣乘法時直接確定連通關(guān)系，不需要專門的連通圖判斷模塊，簡化了分析流程。本發(fā)明鄰接矩陣按稀疏矩陣存儲，進行稀疏運算，連通矩陣元素即時更新，不僅有利于更快地求出全連通矩陣，也節(jié)省存儲空間。
文檔編號H02J3/00GK102340141SQ20111024936
公開日2012年2月1日 申請日期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 申請人:大連海事大學(xué)