潮流计算中节点优化方法的改进.docx
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1、潮流计算中节点优化方法的改进潮流计算中节点优化方法的改良韩平1,刘文颖1,岳宏亮21.华北电力大学电气与电子工程学院,北京市昌平区,102206;2.天津电力西青供电分公司,天津市西青区300170IMPROVEMENTOFNODEOPTIMIZINGCODEINLOADFLOWCALCULATIONHanPing1,LiuWen-ying1,YueHong-liang21.CollegeofElectricalandElectronicEngineering,NorthChinaElectricPowerUniversity,ChangpingDistrict,Beijing,China;2
2、.TianjinPowerXiqingDistrictSupplyCompany,XiqingDistrict,Tianjin,China摘要:在潮流计算的节点优化方法中,传统的节点优化方法并未考虑各类型节点在构成修正方程时的不同作用。本文在分析PQ节点、平衡节点和PV节点在构成修正方程经过中作用的基础上,提出在半动态节点优化经过中针对各类型节点的特点进行区别处理的改良方法,经对算例进行节点编号优化试验,证实本方法可减少节点优化的工作量和提高优化效果,进而加快潮流计算的速度。关键词:电力系统;潮流计算;节点优化;半动态节点优化;节点类型Abstract:Themethodsofnodeopti
3、mizingcodeinloadflowarepresentedatthebeginningofthepaperanditisfoundthatthetraditionalmethodsofnodesoptimizingcodetakelittlethoughtsoftheeffectsofthedifferentnodestypeintheprocessofformingthemodifiedequations.Thenweproposeamodifiedmethodwhichisusingdifferentmethodstodealwithdifferenttypeofnodesinthe
4、processofhalf-dynamicoptimizingcodebasedontheanalysisoftheeffectsofPQnode、slacknodeandPVnodeinformingthemodifiedequations.Finallytotestourmethod,wedidtheoptimizingexperimentationinthepracticalexampleusingcodingnodes,provingthatthismethodcanacceleratethepowerflowcalculationbyreducingtheworkofnodesopt
5、imizingcodeandimprovingtheoptimizedeffects.关键词:powersystem;loadflowcalculation;nodeoptimizingcode;half-dynamicoptimizingcode;nodetype.0引言由于当代电网的规模越来越大,而且潮流计算应用于实时的系统分析中,甚至于一些计算如静态安全分析需要反复调用潮流程序,所以人们对潮流计算的速度要求越来越高。为此,研究加快潮流计算速度的优化方法,又引起了人们的关注。节点编号优化是提高潮流计算速度的一个手段。由于电力网络本身的构造特点所决定,潮流计算构成的修正矩阵中的大部分元素都是
6、零元素,即该矩阵是稀疏的。在使用高斯消元法解算潮流修正方程的经过中,需要把修正矩阵因子表化。所谓节点优化,就是寻找一种在把修正矩阵因子表化的经过中,注入元素数目最少的节点编号方式。目前,节点编号优化的方法有很多,经典的方法有下面三种1:静态优化法:在编号以前,首先统计电力网络各节点的出线支路数,然后按出线支路数少的节点顺序编号,当有n个节点的出线支路数一样时,则能够按任意次序对这n个节点编号。半动态优化法:先只编一个出线支路数最小的节点号,将其消去,并且修正尚未编号的节点的出线支路数,再编一个修正后出线支路数最少的节点,将其消去依此类推。动态优化法:首先寻找消去后出线的新支路最少的节点,并为其
7、编号并立即消去;然后再寻找第二个消去后出现的新支路数最少的节点,为其编号并消去依此类推。在这三种方法中,静态优化法工作量最小,但是优化效果最差;动态优化法优化效果最好,但是工作量最大;半动态优化是折衷的办法,是最常用的方法。传统半动态节点优化并没有考虑不同节点类型在构成潮流计算修正方程时所起作用的不同,是一个纯数学的方法,没有引入物理的影响因素,导致其优化效果打了折扣。本文针对最常用的半动态节点优化提出了针对各类型节点区别处理的改良方法,可减少节点优化的工作量,提高优化效果。1传统半动态节点优化的实现传统半动态节点优化的详细实现的流程图如图1。图1传统半动态节点优化流程图其中,节点出线数目表用
8、来存储各个节点的出线数目,以便寻找出线数目最少的节点。其表的构造如图2。为了便于消去已编号的节点,该表使用链表存储。Node为节点名,Number为该节点出线数,Next为下一数据单元的地址。图2节点出线数目表构造支路两端节点号表用来存储各支路两端的节点名,为生成和修正节点出线数目表做准备。其表的构造如图3。为了便于消去在编号经过中消去的支路,该表使用链表存储。Branch为支路名,iNode为支路i侧节点名,jNode为支路j侧节点名,Next为下一数据单元的地址。图3支路两端节点号表构造2各类型节点在生成修正方程时的作用及相应的处理潮流计算有很多方法,最常用的有牛顿拉夫逊法、PQ分解法和直
9、流潮流。由于它们所构成的修正方程使用的修正矩阵各有不同,各类型节点在构成修正方程时所起的作用也略有不同,所以节点优化中对各类型节点的处理也略有不同。2.1牛顿拉夫逊法牛顿拉夫逊法是常用的解线性方程组的方法,也是当前广泛采用的计算潮流的方法。有直角坐标系下和极坐标系下两种形式。以极坐标系下的牛顿拉夫逊法为例,其修正方程形式如下:?*?=?UULJNHQP/公式中符号的意义同文献2。由于其雅可比矩阵即该方法下的修正矩阵按如上形式分块时的稀疏程度与导纳矩阵的稀疏程度一样,且导纳矩阵能够用支路追加法1来生成,在考察雅可比矩阵非零元素数量时,能够通过支路来确定可能会出现非零子阵的位置,而且能够得到在雅可
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