[发明专利]基于ILUTP预处理并行迭代法的大规模配电网潮流分析方法

摘要

本发明公开了基于ILUTP预处理并行迭代法的大规模配电网潮流分析方法，涉及电网潮流分析方法。随着配电网规模不断扩大，配电网潮流计算过程中的线性方程组规模也在不断扩大，占据了潮流计算过程绝大部分时间，传统的直接法如LU分解等计算效率很低。本发明包括配电拓扑结构的形成与牛顿‑拉夫逊潮流计算两个主要步骤，其中配电网拓扑结构的形成基于回路电流法实现，牛顿‑拉夫逊潮流计算的过程具体包括迭代初值设定、雅可比矩阵的形成、线性方程组求解、收敛性判断等几个子步骤。针对线性方程组求解部分，本发明基于ILUTP预处理并行迭代法进行实现。本发明能够大幅提高计算效率，以适应大规模配电网潮流计算的实时性需求。

主权项

基于ILUTP预处理并行迭代法的大规模配电网潮流分析方法，其特征在于包括以下步骤：1)形成配电网三相树状结构图；该步骤对配电网三相详细拓扑结构图使用广度优先搜索算法，每形成一个树枝，对应一个基本回路，对全网形成三相图的树状结构；2)计算回路矩阵；该步骤根据选定的支路电流方向和回路方向，形成回路矩阵B；当支路电流方向与回路电流方向一致时回路矩阵B中对应元素取1，当支路电流方向与回路电流方向相反时回路矩阵B中对应元素取‑1；3)计算平衡方程偏差；该步骤利用回路电流法形成潮流计算中的平衡方程组，将各状态变量X的值带入平衡方程，计算平衡方程不平衡量组成的向量Δb；4)计算雅可比矩阵；该步骤对平衡方程进行线性化处理，形成雅可比矩阵J；若为首次计算则所有状态变量采用设定的初值进行计算；5)线性方程组求解；该步骤利用基于ILUTP预处理并行迭代法求解JΔX＝Δb，解出状态变量X的修正量ΔX；由于设计的迭代方法在计算过程中涉及的运算主要是向量运算、矩阵‑向量运算，具有自然可并行性，故并行实现迭代计算过程；6)更新状态变量；该步骤根据求解出的修正量ΔX对状态变量X进行更新，并检查本次状态变量迭代结果与上一次的偏差即ΔX是否小于收敛标准；如果成立则计算结束，转到步骤7)，否则转至步骤3)；7)计算全网电压分布和功率分布；该步骤利用状态变量的计算值计算全网电压分布和功率分布。