大连海事大学姚玉斌获国家专利权
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龙图腾网获悉大连海事大学申请的专利一种适合研究目的使用的快速分解法潮流计算方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN114566967B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-16发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202210109034.9,技术领域涉及:H02J3/06;该发明授权一种适合研究目的使用的快速分解法潮流计算方法是由姚玉斌;李震设计研发完成,并于2022-01-29向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种适合研究目的使用的快速分解法潮流计算方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种适合研究目的使用的快速分解法潮流计算方法,为以快速分解法潮流计算为基础进行进一步研究的科研人员提供一个易于修改和维护的牛顿法潮流计算方法。对于n个节点的电力系统,节点编号与节点类型无关,可以任意编号,潮流计算的系数矩阵B′和B″都按n×n存储,B′中平衡节点ΔP对应的行和Δθ对应的列的元素都为0,B″中PV节点或平衡节点ΔQ对应的行和ΔU对应的列的元素也都为0,但对角元不清零,保留原来计算值。这样就可使用编程语言提供的性能优异的线性方程三角分解法求解潮流计算的修正方程,降低了编程难度,提高了计算速度,保证了算法的可靠性。
本发明授权一种适合研究目的使用的快速分解法潮流计算方法在权利要求书中公布了:1.一种适合研究目的使用的快速分解法潮流计算方法,其特征在于:包括以下步骤: A、输入原始数据和初始化电压; 根据电力系统节点的特点,潮流计算把电力系统节点分成3类:节点注入有功功率和无功功率已知、节点电压幅值和电压相角未知的节点称为PQ节点;节点注入有功功率和电压幅值已知、节点注入无功功率和电压相角未知的节点称为PV节点;节点电压幅值和电压相角已知、节点注入有功功率和无功功率未知的节点称为平衡节点; 电压初始化采用平启动,即PV节点和平衡节点的电压幅值取给定值,PQ节点的电压幅值取1.0;所有节点的电压相角都取0.0;这里电压相角单位为弧度,其他量采用标幺值; B、形成节点导纳矩阵; C、形成修正方程的系数矩阵B′和B″并进行三角分解; B′为简化导纳矩阵的虚部,简化导纳矩阵计算时不计及支路电阻、对地导纳和非标准变比,B′中包含PQ节点和PV节点相关的行和列,为n-1×n-1阶矩阵;B″为导纳矩阵的虚部,仅包括与PQ节点有关的行和列,为m×m阶矩阵;n为节点数;m为PQ节点数; 形成系数矩阵B′和B″的步骤如下: C1、为了简化节点号与矩阵B′的行和列对应关系,即矩阵B′的第i行对应节点i的有功功率不平衡量,矩阵B′的第i列对应节点i的电压相角修正量,所有节点按PQ节点类型计算B′元素,形成n×n阶B′矩阵; C2、设置节点计数i=1; C3、判断节点i是否为平衡节点,如果不是平衡节点,转到步骤C10; C4、设置计数k=1; C5、判断k=i是否成立,如果成立,转到步骤C8; C6、令系数矩阵B′第i行第k列元素Bi′,k=0; C7、令Bk′,i=0; C8、令k=k+1; C9、判断k是否大于n,如果k大于n,转到步骤C10;否则返回到步骤C5; C10、令i=i+1; C11、判断i是否大于n,如果i大于n,转到步骤C12;否则返回到步骤C3; C12、为了简化节点号与矩阵B″的行和列对应关系,即矩阵B″的第i行对应节点i的无功功率不平衡量,矩阵B″的第i列对应节点i的电压幅值修正量,所有节点都作为PQ节点取导纳矩阵虚部形成B″矩阵,形成n×n阶B″矩阵; C13、设置节点计数i=1; C14、判断节点i是否为PQ节点,如果是PQ节点,转到步骤C21; C15、设置计数k=1; C16、判断k=i是否成立,如果成立,转到步骤C19; C17、令系数矩阵B″第i行第k列元素Bi′,′k=0; C18、令Bk″,i=0; C19、令k=k+1; C20、判断k是否大于n,如果k大于n,转到步骤C21;否则返回到步骤C16; C21、令i=i+1; C22、判断i是否大于n,如果i大于n,转到步骤D;否则返回到步骤C14; D、设置迭代计数t=0,并设ΔQmax=10εQ E、计算节点有功功率不平衡量ΔPt,求有功功率最大不平衡量ΔPmax; 按式1计算节点有功功率不平衡量; 式中,ΔPi为节点i的有功功率不平衡量;Pis为节点i给定的注入有功功率;Pi为节点i的有功功率;Ui、Uk分别为节点i和节点k的电压幅值;θik=θi-θk,θi和θk分别为节点i和节点k的电压相角;Gik、Bik分别为节点导纳矩阵元素Yik的实部和虚部; 平衡节点不参与P~θ迭代计算,不需要计算节点有功功率不平衡量; ΔP为n维向量,平衡节点i对应的有功功率不平衡量ΔPi置0; 求各节点有功功率不平衡量中绝对值最大的值,作为有功功率最大不平衡量ΔPmax; F、判断有功功率最大不平衡量绝对值|ΔPmax|是否小于收敛精度εP;如果小于收敛精度εP,转到步骤H;否则,转到步骤G; G、解P~θ迭代修正方程求得Δθt,按式3修正电压相角,转到步骤I; 快速分解法P~θ迭代修正方程为: -B′Δθ=ΔPU2 式中,ΔPU为有功功率不平衡量除以电压幅值后的列向量,维数为n;Δθ为n维电压相角修正量列向量; 电压相角修正公式为: 式中,上标t表示第t次迭代;Δθi为节点i的电压相角修正量列向量; H、判断无功功率最大不平衡量绝对值|ΔQmax|是否小于收敛精度εQ;如果小于收敛精度εQ,转到步骤N;否则,转到步骤I; I、计算节点无功功率不平衡量ΔQt,求无功功率最大不平衡量ΔQmax; 按式4计算节点无功功率不平衡量; 式中,ΔQi为节点i的无功功率不平衡量;Qis为节点i给定的注入无功功率;Qi分别为节点i的无功功率; 平衡节点和PV节点不参与Q~U迭代计算,不需要计算节点无功功率不平衡量; ΔQ为n维向量,平衡节点i或PV节点i对应的无功功率不平衡量ΔQi置0; 求各节点无功功率不平衡量中绝对值最大的值,作为无功功率最大不平衡量ΔQmax; J、判断无功功率最大不平衡量绝对值|ΔQmax|是否小于收敛精度εQ;如果小于收敛精度εQ,转到步骤L;否则,转到步骤K; K、解Q~U迭代修正方程求得ΔUt,按式6修正电压幅值,转到步骤M; 快速分解法Q~U迭代修正方程为: -B″ΔU=ΔQU5 式中,ΔQU为无功功率不平衡量除以电压幅值后的列向量,维数为n;ΔU为n维电压幅值修正量列向量; 电压幅值修正公式为: 式中,上标t表示第t次迭代;ΔUi为节点i的电压幅值修正量列向量; L、判断有功功率最大不平衡量绝对值|ΔPmax|是否小于收敛精度εP;如果小于收敛精度εP,转到步骤N;否则,转到步骤M; M、令t=t+1,返回步骤E进行下一次迭代; N、计算平衡节点功率和PV节点无功功率及支路功率; O、输出计算结果。
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