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)明涉及ー種電カ系統(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)：
電カ系統(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(wèn)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。鄰接矩陣為ー個(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au為I ;當(dāng)節(jié)點(diǎn)i和節(jié)點(diǎn)j不相關(guān)聯(lián)時(shí)，Bij為O。鄰接矩陣表示圖中節(jié)點(diǎn)間的ー級(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、ニ級(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(guò)程，對(duì)于η個(gè)節(jié)點(diǎn)的圖最多可得到η-I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)屬于ー個(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，主要有捜索法和矩陣法。捜索法原理簡(jiǎn)單、容易理解，但編程繁瑣；矩陣法通過(guò)矩陣相乘求取全連通矩陣進(jìn)行拓?fù)浞治?，比較直觀，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log2(n - I)，計(jì)算時(shí)間都很長(zhǎng)。中國(guó)專利ZL 201010509562. O中披露了ー種稀疏矩陣法電カ系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治龇椒?，分析速度有了很大提聞，但仍然有進(jìn)一步提聞的余地。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 (I)
式中上標(biāo)(k)表示該連通矩陣為k級(jí)連通矩陣。鄰接矩陣表示ー級(jí)連通關(guān)系，因而I級(jí)連通矩陣就是鄰接矩陣。采用式(I)求全連通矩陣時(shí)，連通矩陣元素的計(jì)算公式為ハ廣、=ΣO-.(2)
m=l式中η為節(jié)點(diǎn)數(shù)。根據(jù)鄰接矩陣的対稱性，有amj=ajm，則式(2)可改寫為ぐ+1) = Σ Ojm⑴
m = I
中國(guó)專利ZL 201010509562. O提出方法如下連通矩陣反映節(jié)點(diǎn)間的連接關(guān)系，對(duì)于ー個(gè)m級(jí)連通矩陣，需要關(guān)心的是兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間是否連通，并不需要知道兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間是幾級(jí)連通。因此每求出ー個(gè)元素，可以馬上用它更新矩陣元素，可以把兩個(gè)節(jié)點(diǎn)通過(guò)若干個(gè)節(jié)點(diǎn)間接連接關(guān)系及早反映在連通矩陣中，有利于更快地求出全連通矩陣，也省去了保存新連通矩陣的存儲(chǔ)空間。這樣式(3)修改為
權(quán)利要求
1.ー種矩陣法網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治龇椒?，包括以下步驟 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(guò)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)備分析下ー個(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AS :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(guò)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BI :形成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 ； 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 = I ; 步驟B4 :判斷Group [i]是否為O,如果不為O,則轉(zhuǎn)至步驟B20 ； 步驟B5 :利用數(shù)組AR和AC形成初始連通矩陣的第i行； 步驟B6 :設(shè)置連通圖號(hào)k = k+Ι ;步驟 B7 :令 Group [i] = k ； 步驟B8 :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B9 :判斷j是否大于節(jié)點(diǎn)數(shù)n，如果j大于n，則轉(zhuǎn)至步驟B19 ； 步驟BlO :判斷矩陣元素是否為0，如果不為0，則轉(zhuǎn)至步驟B16 ；步驟 Bll :令 I = ARj ； 步驟B12 :判斷I是否小于AR-如果I不小于ARj+1，則轉(zhuǎn)至步驟B16 ；步驟 B13 :令 m = AC1 ； 步驟B14:判斷tim是否為1，如果tim不為1，則令I(lǐng) = 1+1，轉(zhuǎn)至步驟B12; 步驟 B 15 :令ん· = I, change = I ； 步驟B16 :判斷矩陣元素是否為1，如果、不為1，則轉(zhuǎn)至步驟B18 ；步驟 B17 :令 Group[j]=k ; 步驟B18 :令j = j+1，轉(zhuǎn)至步驟B9 ； 步驟B19 :判斷change是否等于1，如果change等于I,則轉(zhuǎn)到步驟B8 ； 步驟 B20 :令 i = i+l； 步驟B21 :判斷i是否大于節(jié)點(diǎn)數(shù)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ㄒ韵虏襟E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；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；調(diào)用矩陣局部乘法確定連通圖模塊，得到所有電氣島；在矩陣局部乘法確定連通圖模塊時(shí)直接形成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。本發(fā)明不再需要按照現(xiàn)有技術(shù)形成連通矩陣初值T(鄰接矩陣)，明顯地節(jié)省了內(nèi)存，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治鏊俣扔兴岣?。本發(fā)明不需要以2維數(shù)組存儲(chǔ)連通矩陣初值T，鄰接矩陣稀疏存儲(chǔ)數(shù)組AR、AC都是1維數(shù)組，程序設(shè)計(jì)時(shí)，提高了各模塊的“內(nèi)聚性”和數(shù)據(jù)的封裝性，提高了程序的可讀性和可移植性。
文檔編號(hào)H02J3/00GK102684191SQ20121016736
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月25日
發(fā)明者劉莉, 姚玉斌 申請(qǐng)人:大連海事大學(xué)