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原创性声明 本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下, 独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论 文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的科研成果。对本 文的研究作m 重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。 本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名:旦牝 日期:! 堕尘盟 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解lj i 东大学有关保留、使用学位论文的规定,同意 学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允 许论文被查阅和借阅;本人授权山东大学可以将本学位论文的全部 或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或其他 复制手段保存论文和汇编本学位论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名:动,l 】vl盘llv 导师签名:】l 垫日 期:硷z ! :驻:,r ,:-p 山东人。硕十学位论文 目录 摘要i a b s t r a c t i i i 第1 章绪论1 1 1 引言1 1 2w a r d 静念等值研究方法的介绍1 1 3常规w a r d 静态等值的计算过程2 1 4选题的背景和主要意义3 1 5 本文的主要工作4 第2 章等值中关于矩阵运算的介绍5 2 1 引言5 2 2矩阵求逆与分块5 2 2 1 矩阵求逆5 2 2 2 矩阵分块7 2 3g a u s s 消元法简述7 2 4 m a t l a b 与c + + 混合编程技术9 2 4 1m a t c o mc + + 数学库的简单介绍9 2 4 2 在v c + + 6 0 中凋用m a t l a bc + + 数学库9 第3 章电力系统静态等值常用方法的介绍1 2 3 1 引言1 2 3 2常规w a r d 静态等值计算1 4 3 3几种新型的w a r d 等值法1 9 3 3 1w a r d 节点注入法( 即w a r d - p v 等值法) 1 9 3 3 2 解耦w a r d 法2 1 3 3 3 扩展w a r d 等值法2 4 3 3 4 缓冲w a r d 等值法2 7 第4 章常规w a r d 静态等值的数学模型建立3 1 4 1 引言3 1 4 2 等值前后节点对比3 1 山尔人学硕十学 7 :论文 4 3等值原理图3 1 4 4常规w a r d 等值中等值后边界节点发电、负荷的计算3 1 4 5 常规w a r d 等值法中关于s e g 、s e l 、s b g 、s b l 取值的说明3 3 4 6 常规w a r d 等值法中边界节点的选取原则3 4 4 7变压器单元线路组的提出与处理3 4 4 8关于变压器非标准变比的处理3 5 4 9关于输电线路充电电容( b 2 ) 的处理3 9 4 1 0 等值自订后潮流参数的变化4 l 第5 章等值程序框架设计4 3 5 1平台以及所用到的技术4 3 5 2重要数据结构的说明4 3 5 2 1 类4 3 5 2 2 结构体4 4 5 3重要函数的说明4 4 5 4 子进程( m a t l a b m a t h _ 1 与m a t l a b m a t h 一2 ) 说明4 5 5 5 程序步骤4 6 5 6 程序流程框图4 8 第6 章算例分析4 9 6 1 引言4 9 6 25 节点w a r d 4 9 6 2 1 例题分析4 9 6 2 2 等值前后参数比较5 1 6 2 35 节点例题结论5 2 6 31 2 节点i 型考题w a r d 等值5 2 6 3 1 例题分析5 3 6 3 2 等值前后参数比较5 3 6 3 3 1 2 节点例题结论5 5 6 4 山东电网6 3 9 节点例题:5 5 6 4 1以日照网为内网的例题试算5 6 山尔人学硕f j 学何论文 6 4 2 例题扩展5 8 第7 章结论与展望5 9 7 1 总结5 9 7 2本文的不足及发展方向6 0 附录6 l 参考文献6 7 致谢6 9 攻读学位期间发表的丰要学术论文7 0 山尔人学硕十:学f 节论文 【i 尔人学硕十学位论文 c o n t e n t s a b s t r a c t i i i c h a p t e r1 i n s t r o d u c t i o n 1 1 1i n t r o d u c t i o n 1 i n t r o d u c t i o no ft h ew a r ds t a t i ce q u i v a l e n c e 1 1 3t h ep r o c e s so fc o n v e n t i o n a ls t a t i cw a r de q u i v a l e n c e 2 1 4 b a c k g r o u n da n dm e a n i n go f t h ep a p e r 3 1 5 a c c o m p l i s h m e n to f t h i sp a p e r 4 c h a p t e r 2t h ei n t r o d u c t i o no fm a t r i xo p e r a t i o n sd u r i n ge q u i v a l e n c e 5 2 1l n s t r o d u c t i o n 5 2 2m a t r i xi n v e r s i o na n dp a r t i t i o n i n go fm a t r i x 5 2 2 1 2 2 2 m a t r i xi n v e r s i o n 5 m a t r i xb l o c k 7 2 3t h e d e s c r i p t i o no f t h eg a u s se l i m i n a t i o n 7 2 4t h eh y b r i dp r o g r a m m i n gb e t w e e nm a t l a ba n dc + + 9 2 4 1 2 4 2 t h ei n t r o d u c t i o no ft h em a t c o mc + + m a t r i xl i b r a r y 9 t h em e t h o do fc a l lm a t l a bc + + m a t hl i b r a r yi nv c + + 6 0 9 c h a p t e r 3t h ei n t r o d u c t i o no fs t a t i ce q u i v a l e n c ei np o w e r s y s t e m 12 3 1 3 2 3 3 i n t r o d u c t i o n 1 2 c o n v e n t i o n a lw a r ds t a t i ce q u i v a l e n c e 1 4 s e v e r a ln e wm e t h o d sa b o u tw a r d e q u i v a l e n c e 19 3 3 1 3 3 2 3 3 3 3 3 4 ,a r d p v l9 t h ed e c o u p l i n gw a r d e q u i v a l e n c e ,:2 1 t h ee x t e n s i o nw a r d e q u i v a l e n c e 。2 4 b u f f e rw a r d e q u i v a l e n c e 2 7 c h a p t e r4 t h ee s t a b l i s h m e n to fm a t h e m a t i c a lm o d e lo fc o n v e n t i o n a lw a r d s t a t i ce q u i v a l e n c e 3 1 i n t r o d u c t i o n 31 4 2t h ec o m p a r i s o no f n o d eb e f o r ea n da f t e rt h ee q u i v a l e n c e 31 山东人学硕+ 学位论文 4 3t h es c h e m a t i co f e q u i v a l e n c e 31 4 4t h ec a l c u l a t i o no fg e n e r a t i o na n dt h el o a di nb o r d e rn o d e s 31 4 5t h ec a l c u l a t i o na b o u ts e g 、s e l 、s b g 、s b l 3 3 4 6t h e p r i n c i p l e so fs e l e c t i n gt h eb o u n d a r yn o d e s 3 4 4 7t h ec o m eu pa n dd e a lw i t ho f t h et r a n s f o r m e m n i tc i r c u i tg r o u p 3 4 4 8h o wt od e a lw i t ht h et r a n s f o v n a e rt u r n sr a t i oo f n o n s t a n d a r d 3 5 4 9t h ed e a lw i t ha b o u tt h ec h a r g i n gc a p a c i t o ro ft r a n s m i s s i o nl i n e 3 9 4 10t h ed i f f e r e n to fp a r a m e t e r sb e t w e e nb e f o r ea n da f t e ro fh es t a t i c e q u i v a l e n c e 4 1 c h a p t e r 5t h ef r a m e w o r kd e s i g no ft h ee q u i v a l e n c ep r o g r a m 4 3 5 1t h ep l a t f o r ma n dt h et e c h n o l o g yw h i c hc a nb eu s e r d 4 3 5 2 d e s c r i p t i o no f i m p o r t a n td a t as t r u c t u r e s 4 3 5 2 1c l a s s 4 3 5 2 2s t r u c t u r e 4 4 5 3 d e s c r i p t i o no ft h ei m p o r t a n tf u n c t i o n s 4 4 5 4 d e s c r i p t i o no fm a t l a b m a t h 一1a n dm a t l a b m a t h 一2 4 5 5 5t h es t e po fp r o g r a m 4 6 5 6 p r o g r a m m i n gf l o wd i a g r a m 4 8 c h a p t e r6e x a m p l ea n a l y s i s j 4 9 6 1 i n t r o d u c t i o n 4 9 6 2t h ew a r do f5b u s 4 9 6 2 1 e x a m p l ea n a l y s i s 4 9 6 2 2t h ed i f f e r e n to ft h ep a r a m e t e r sb e t w e e nb e f o r ea n da f t e ro f e q u i v a l e n c e :5 l 6 2 3t h ec o n c l u s i o no fe x a m p l eo f5b u s 5 2 6 3t h ew a r d e q u i v a l e n c eo f12b u s 5 2 6 3 1 e x a m p l ea n a l y s i s 5 3 6 3 2t h ed i f f e r e n to ft h ep a r a m e t e r sb e t w e e nb e f o r ea n da f t e ro f e q u i v a l e n c e 5 3 6 3 3 t h ec o n c l u s i o no f e x a m p l eo f1 2n o d e s 5 5 山尔人学硕f :学化论文 6 4t h ee x a m p l eo f6 3 9b u si ns h a n d o n gp o w e rg r i d 5 5 6 4 1 6 4 2 t h ew a r ds t a t i ce q u i v a l e n c ew h o s ei n t r a n e ti sr i z h a o 5 6 e x a m p l ee x p a n s i o n 5 8 c h a p t e r 7s u m m a t i o na n do u t l o o k 5 9 7 1 7 2 s u m m a t i o no f t h ep a p e r 5 9 s h o r t c o m i n g sa n df u t u r ed e v e l o p m e n t 6 0 a p p e n d i x 6 1 r e f e r e n c e s 6 7 t h a n k s 6 9 p a p e r sp u b l i s hd u r i n gt h eg r a d u a t e 7 0 山东人学硕+ 学位论文 山尔人学硕 :学位论文 摘要 随着电力系统的发展,我们看到电网的规模也是越来越大。但足,电网互 联,在内部的电网进行离线、在线分析时,外部网络的实时信息一般小传到调 度中心,然而外部系统的运行情况对内部系统的分析有重要影响,囚此需要对 外部系统进行等值。 从复杂性和工作量等多方血的考虑,本文采用的是常规w a r d 静念等值。该 等值过程需要依托于基态潮流,根掘地域件,将令网分为外部节点、边界节点 和内部节点三部分。人工选取内部节点,然后根掳i 内部节点分别选取级缓冲 网和二级缓冲网。在本文所做的试验中,我们将一级缓冲网节点作为边界节点, 将全网的导纳矩阵分块,然后将分块矩阵通过严格的线性矩阼运算,将外部系 统的发电与负荷通过矩阵运算的方式转移到我们所选择的边界节点上。 此外,在形成仝网的复数导纳矩阵时,我们分别埘变压器非标准变比、输 电线路充电电容进行了各种不同的处理方法。本文中还提出了变压器睡元线路 组的概念以及处理方式。我们将全网的导纳矩阼根据需要进行分块,并通过分 块矩阵运算计算出等值后边界节点间的导纳矩阵、外网的等值发电、外网的等 值负荷。边界节点问的互联支路的阻抗也可以利用边界1 了点f r j 的导纳矩阵求得。 通过该矩阵以及边界节点与内部节点的互联支路,我们还可以计算出边界节点 所挂载的对地阻抗,其目的是为了完善等值后的网络。在这里,我们利用了v c + + 6 o 中集成的m a t l a bc + + 数学库函数来实现上述的矩阵运算。从而使运算效率 达到了m a t l a b 的级别,大大缩短了计算时间、提高了计算的准确性和稳定性。 本文采用循序渐进的方式,分别以5 节点、1 2 节点、以及山东电网2 0 0 7 年6 3 9 节点例题为例。通过例题详细阐述了常规w a r d 静态等值的基本原理,基 本过程,核心问题的处理方式以及m a t l a bc + + 数学库的使用方法,并通过c + + 程序来实现其所有过程。等值后,系统规模得到了很大的简化,通过等值前后 的参数对比以及等值后系统的潮流收敛情况,可以看出静态等值达到了预期的 效果,等值后的系统没有发生畸变,保持了原系统的真实性和完好性,具有重 要的实用价值。 关键词:w a r d 静态等值m a t l a bc + + 分块矩阵山东电网 山尔人学硕十学位论文 i i 山东人。学硕+ 学位论文 a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to fp o w e rs y s t e m ,w ec a ns e et h a t ,t h ep o w e rs y s t e ms c a l e i sg e t t i n gb i g g e ra sw e l l b u tn o w , t h ep o w e rs y s t e mi si n t e r c o n n e c t e d ,w h e n a n a l y z i n gt h es t a t eo ft h ei n t e r n a ls y s t e mo n - l i n ea n do f f - l i n e ,t h ei n f o r m a t i o no ft h e e x t e r n a ls y s t e md o e sn o ts e n dt ot h ed i s p a t c h i n gc e n t e r b u tt h eo p e r a t i o no ft h e e x t e r n a ls y s t e mh a sa ni m p o r t a n te f f e c to nt h ea n a l y s i so ft h ei n t e m a ls y s t e m ,s oi t r e q u i r e se x t e r n a ls y s t e me q u i v a l e n c e d u et ot h ec a u s e so ft h ec o m p l e x i t ya n dt h ew o r k l o a d ,t h i sp a p e rs e l e c t st h e c o n v e n t i o n a lw a r ds t a t i ce q u i v a l e n c e t h ee q u i v a l e n c ep r o c e d u r ei sb a s e do nt h e b a s ep o w e rf l o w ;t h ew h o l es y s t e mc a nb ed i v i d e di n t ot h r e ep a r t s :t h ei n n e rn o d e s , t h eb o r d e rn o d e sa n dt h eo u t e rn o d e s w es e l e c tt h ei n n e rn o d e sa c c o r d i n gt ot h e g e o g r a p h i cp o s i t i o na n ds e l e c tt h ef i r s t c l a s sb u f f e rn e t w o r ka n dt h es e c o n d - c l a s s b u f f e rn e t w o r ka c c o r d i n gt ot h ei n n e rn o d e s i nt h ep a p e r , t h ef i r s t - c l a s sn e t w o r ki s c o n s i d e r e dt ob et h eb o u n d a r yn o d e sa n dt h ew h o l en e t w o r ki sp a r t i t i o n e di n t ob l o c k m a t r i x t h e n ,t h eg e n e r a t i n ga n dt h el o a da r eb e e nt r a n s f e r r e dt ot h eb o u n d a r yn o d e s b yt h el i n e a rm a t r i xo p e r a t i o n so f b l o c km a t r i x f u r t h e r m o r e ,t h eo f f - n o r m a lt r a n s f o r m e rt a pr a t i oa n dt h et r a n s m i s s i o nl i n e s c h a r g i n gc a p a c i t o r a r eu s i n gd i f f e r e n tm e t h o d sw h e nf o r m i n gt h ec o m p l e x a d m i t t a n c em a t r i x w ep r o p o s eac o n c e p to ft h et r a n s f o r m e ru n i tl i n eg r o u pa n dt h e d i s p o s a lw a y sa h o u ti t w ep a r t i t i o na d m i t t a n c em a t r i xo ft h ew h o l es y s t e ma s n e e d e d w ew o r ko u tt h ea d m i t t a n c em a t r i xo ft h eb o u n d a r yn o d e sb yt h em a t r i x o p e r a t i o no fb l o c km a t r i x ,e q u i v a l e n c ep o w e ra n dt h ee q u i v a l e n c el o a do ft h eo u t e r n e t t h er e s i s t a n c eo fi n t e m e tb r a n c ho fb o u n d a r yn o d e sc a na l s ob ec a l c u l a t e db y 。, t h ea d m i t t a n c eo ft h ea b o v e t h er e s i s t a n c et og r o u n dw h i c hb em o u n t e do nt h e b o u n d a r yn o d e sc a nb ec a l c u l a t e db yt h ea d m i t t a n c eo ft h ea b o v ea n dt h ei n t e r n e t b r a n c hw h i c hc o n n e c t e dt ot h ei n t e r n a ln o d e s t h ep u r p o s ei st o p e r f e c tt h e e q u i v a l e n tn e t w o r k w ei m p l e m e n tt h ep r e v i o u sm a t r i xo p e r a t i o nb yt h em a t l a bc + + m a t hl i b r a r yw h i c hi si n t e g r a t e dw i t h i nt h ev c + + 6 0 t h u s t h eo p e r a t i o ne f f i c i e n c y w i l la c h i e v et ot h em a t l a b - l e v e l ,t h ec a l c u l a t i o nt i m ei sr e d u c e dg r e a t l ya n dt h e i i i 山东人学硕+ 学位论文 p e r f o r m a n c eo fo p e r a t i o ni si m p r o v e do b v i o u s l y t h i sa r t i c l eu t i l i z e st h em e t h o do fs t e pb ys t e p ,t a k i n g5 - b u s ,12 b u sa n d6 3 9 b u s o fs h a n d o n gp o w e rs y s t e mi n2 0 0 7a se x a m p l e t h eb a s i cp r i n c i p l e ,b a s i cp r o c e s s , p r o c e s s i n gm e t h o do ft h ec o r ep r o b l e ma n du s a g eo fm a t l a bm a t hl i b r a r ya l e i n t r o d u c e db yt h e s ee x a m p l e s t h ew h o l ep r o c e s si s i m p l e m e n t e db y c + + p r o g r a m s w es e et h a t ,t h es c a l ei sr e d u c e dl a r g e r l ya f t e rt h es t a t i ce q u i v a l e n c e i tc a n b ek n o w ne a s i l yt h a t ,t h es t a t i ce q u i v a l e n c eh a sa c h i e v e dt h er e s u l te x p e c t e db yt h e c o m p a r a t i v eo ft h ep a r a m e t e r sa n dt h ec o n v e r g e n c eo ft h ep o w e rf l o ws o l u t i o n so f t h i s e x a m p l e t h es y s t e m a f t e re q u i v a l e n c ei sn o r m a lw i t h o u t a n yd i s t o r t i o n o c c u r r i n ga n dt h ew a r ds t a t i ce q u i v a l e n c eh a sas u b s t a n t i a li n t e r e s ti ni n d u s t r i a l a p p l i c a t i o n k e y w o r d :w a r ds t a t i cq u i v a l e n c e ;m a t l a bc + + :b l o c km a t r i x ;s h a n d o n gp o w e r s y s t e m i v 山东人学硕十学何论文 第1 章绪论 1 1 引言 随着电力建设事、i k 的发展,电网局部形成臣大的互联系统,以提高电能质量 和获得较高的供电可控性。但是互联系统的形成却使电力系统规划设计和运行 方式计算大为复杂。为了对互联系统进行各种不同运行状态下的众多分析计算 往 受到计算机容量的限制或耗费显著的计算机求解时间,有些计算耗费的时 间甚至是无法忍受的。 针对上述问题,我们不得不求助于等值方法。该方法只是研究我们感兴趣 的系统,利用等值来取代传统中某螳不感兴趣的部分,可以大大地缩小问题的 计算规模,节省大量的计算时问。 除此之外,实时的电力系统的静态安全分析是保证系统安全运行的重要环节 之一。为了实施这一功能,总会在系统规模和计算机容量,以及分析计算所需 的响应时间等方面,存在难以克服的矛盾。同时,又由于不可能在控制中心内, 获得互联系统完整而准确的实时信息,而系统数学模型却碌然又应与所能得到 的实时信息黾相匹配,以致与也不得不把系统的某些不可观察部分,作为等值 来处理。 所以,等值方法的研究,不管是在在线还是离线分析方面,都有着相当重要 的实际意义。 1 2w a r d 静态等值研究方法的介绍 由于静态等值的特点决定了非线性误差的不可避免,针对非线性误差,各种 等值法都有很多改进型。! z i w a r d 等值的改进型等值法有w a r d 节点注入法、解偶的 w a r d 等值法、扩展的w a r d 等值法以及缓冲等值法;r e i 等值法的改进型有x - r e i 法、s - r e i 法以及白适应r e i 等值法等。另外,在在线应用中由于边界节点的等值 注入会随着外部系统的变化而不断变化,凶此边界节点的功率匹配问题可看成是 某种形式的辨识问题,因此可以结合a n n ( 人工神经网络) 和遗传算法对边界节点 的功率匹配进行改进。 在众多的拓扑算法中,其可以分为两大类:w a r d 等值和r e i 等值。本课题 1 山东人学硕十学位论文 采用的是拓扑算法中的w a r d 等值算法。 对于w a r d 等值,同前按照国际上关于外网模型的分类方法,外网建模方式 大致可分为三种:外网直接等值模型、缓冲网等值模型和保留详细外网模型的 未化简外网模型,加上国内调度部门在实际应用中常用的简单挂等值机模型, 共有四种常见的外网等值模型池3 i : 简单等值机模型:该模型不模拟外部电网,直接在边界节点挂等值机,通 过状态估汁的在线匹配来汁算等值机的注入功率。这种模型建模简单,至今在 阑内仍大量使用。 外网直接等值模型:该模型将全部外网直接等值到边界节点,常用的有常 规w a r d 等值方法和几种改进的w a r d 等值方法。其巾扩展w a r d 等值方法的应用 最广,效果最好嗡1 。这种方法的优点是可以降低系统规模,从而避免系统规模 增大后引起的数值不稳定问题,并降低c p u 计算时问,另外,这种方法不需要 知道外网的实时景测信息,避免了不同控制中心间交换实时数据带来的各种实 际困难。 缓冲网等值模型:该模型保留部分洋细外网模型,其余部分做等值处理n 8 i , 保留的这部分外网被称为缓冲网也叫做内层外网,这样做的好处是在模拟外网 响应精度高的同时,降低了对外网的计算规模,因而现已成为外网等值研究的 主流方向。 未化简外网模型:未化简外网模型保留了详细的外网模型,需要内网获知 外部系统的所有网络拓扑、网络参数和运行状态数据睁1 2 1 。所以该模型的计算 精度最高,其存在的问题是:系统规模增大时会造成数值稳定性下降;计算时 间延长不利于在线应用;需要增加不同控制中心间大量数据交换的额外负担。 1 3 常规w a r d 静态等值的计算过程 针对以上的分析,该课题采取的外网的等值方法是上述的外网直接等值模 型中的w a r d 等值,采取的是将外网的注入和负荷等值到边界节点,然后通过在 边界节点挂等值机和负荷的方法来实现整个等值过程。 2 尔人学硕 j 学化论文 等值研究具体内容包括以下方面: 潮流原始数据的读入处理 全网节点编号,并形成复数导纳矩阵 全网复数导纳矩阵的分块 通过使用m a t l a bc + + 数学库,进行复数矩阵运算,计算边界节点间的导 纳矩阵y 哪 采用同上的方法,计算等值后边界节点的新的注入功率和负荷 计算边界节点的对地阻抗人小 重新计算新的综合信息和新的控制信息 等值后的潮流文件进行的潮流计算 从多个方面检验等值效果 1 4 选题的背景和主要意义n 1 3 j 们 选题背景 电网等值的概念提出已经有半个多世纪。目前还在使用的w a l e d 等值算法最 早是在1 9 4 8 年提出来的,它是基于n o r t o n 定理,由于j b w a r d 曾用米研究潮 流中的等值问题,所以通常都称为w a r d 型等值。电力系统的结构复杂,规模庞 大,对等值的要求较高,所以至今仍没有十分理想的等值方法。计算机技术的 飞速发展提供了更强大的运算能力,为电力系统的等值计算提供了强有力的支 持。 一 选题意义 网络等值包括网络、机组、负荷三方面的等值,其目的不外乎以下三点: 降低计算量、内存占用量一集降低两侧信息需求量,删除不关心部分。前两者 随着计算机技术和数据传送技术的发展已经大为缓解,随着电网的不断发展和 扩大,处理网络不关心部分成为中心问题。通常我们关心的仅仅是本地系统( 内 部系统) ,对外部系统不需要也没有必要搜集所有的信息和模型,因而可对外部 系统进行网络等值,保留关键节点。略去不关心部分,此举大大缩小了计算规 模,提高了e m s 的实用化进程。 3 山东人学硕十学位沦文 研究价值主要体现在以下几个方面: _ 等值方法的研究是电力系统分析中的一个相当重要的部分,其作用主要 是就用于缩减电网规模。 一研究等值的原理、算法,争取有所突破,尝试将多种方法的等值结合起 来,将具有一定的理论意义。 一电力系统外网等值其基本的概念和理论成形己久,但目前国内j 逦用尚不 普及,尤其是电网的静态等值方而。许多静态等值还仅仅停留在纯理论, 希望选此题目后能在静态等值的应用方面能自所突破。 一虽然静态等值的理论看起来很浅s i 2 易懂,r l j 足哏面可能包含许多新的问 题,其中包括数据结构的定义,数据处理的算法,更好的矩阵运算工具的 使用等。其实现起来并f i 简单,值得研究。 _ 在等值方法研究基础一i :,写出能实际应川的程序,具有较大的应用价值。 所以,等值方法的研究,具有相当实际的j j :程应用。 1 5 本文的主要工作 本文作者在论文期1 1 ;i j 所做的工作是总结现有的静态等值理论及方法,研究 一些经典的数学模型在静态等值上的应用;最终采用国内普遍采用的常规的 w a r d 静态等值的方法来实现电力系统的外部系统等值,并用程序加以实现,并 利用例题值检验等值效果。 查阅相关资料文献,理解潮流计算,电力系统外网w a r d 静态等值等基本原 理。 详细了解现有的静态等值的研究现状和方法,并选择出符合本文目标的等 囊 值方法。 综合现有的数学运算方法,特别是关于矩阵运算。详细了解高斯一约当法求 逆、m a t c o mc + + 矩阵库的使用、m a t l a bc + + 数学库的使用,从而在等值程 序中加以对比、使用。 分别以5 节点例题、1 2 节点i 型考题、山东电网6 3 9 节点为研究对象,分 别对其进行局部的w a r d 静态等值,计算等值后的潮流,并通过在发电功率, 负荷功率,母线电压等几个方面对等值的效果进行检验。 4 山尔人学硕十学位论文 第2 章等值中关于矩阵运算的介绍 2 1 引言 在w a r d 静念等值中,我们对矩阵的运算、化简足必不可少的,目前对矩阵 的运算、化简有高斯消去法或者是矩阵运算法,其实目的是一致的,就是消元。 矩阵的运算包括矩阵的求逆,矩阵的四则运算等等,下面我们简单介绍几种矩 阵运算的操作。 2 2 矩阵求逆与分块 2 2 1矩阵求逆 我们在进行等值的时候,如果不采用高斯消去法的话,必须使用矩阵的运算。 其中,矩阵运算中最花销时叫的是矩阵的求逆,我将介绍一下复数矩阵求逆方 法。关于矩阵的求逆,我们可以采用高斯一约当法求逆,也可以采用m t l 矩阵模 板库4 进行操作。而且,我们的矩阵运算时在全网的导纳矩阵中的分块矩阵之 间加以操作,所有也会介绍一下关于矩阵分块的概念。 高斯一约当法求逆求逆叫 常舰矩阵求逆是采用的全选主元高斯约当消元法计算矩阵的逆矩阵a 。其 具体的算法如下: 首先,对于k 从1 到n 作如下操作: ( 1 ) 从第k 行,第k 列开始,其右下角子阵中选取绝对值最大的元素,并 记住此元素所在的行号和列号,再通过行交换和列交换将它交换到主元位置上。 这一步成为“全选主元”。 ( 2 ) = 1 口触 , ( 3 ) 口船= 口旬日触,歹= 1 , 2 ,n ;j k ( 4 ) a t = a t a , k a 由,i ,=

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