一种基于稀疏矩阵技术快速形成及读写电力系统节点导纳矩阵数据的方法

摘要

一种基于稀疏矩阵技术快速形成及读写电力系统节点导纳矩阵数据的方法，包括以下步骤：构建节点导纳矩阵Y阵的数组Y(n,22)；形成并读取系统各线路支路数据；计算各节点的自导纳Y_ii、Y_jj和上三角中i-j节点间非零元素的互导纳Y_ij，形成仅含对角元素和上三角非零元素的Y阵；将Y阵写入数据文件。本发明按规定方式形成、写入或读取、计算和存贮Y阵上三角中对角元素的行下标、非零的非对角元素的列下标以及相应的自导纳和互导纳值，不但大大减少了大量零元素和下三角元素的存贮空间，因而大大提高了Y阵的形成及Y阵数据的读写速度，而且存贮方式简单明了，非常易于后续程序对Y阵存贮数据的计算及应用。

主权项

一种基于稀疏矩阵技术快速形成及读写电力系统节点导纳矩阵数据的方法，其特征是包括以下步骤：步骤1：构建节点导纳矩阵Y阵的数组Y(n,22)；定义Y阵数组为Y(n,22)，将其列数分为3组，计算和存贮Y阵上三角中对角元素的行下标、非零的非对角元素的列下标、以及相应的自导纳和互导纳值、各节点连接的支路数三组数据；第1组：“支路累加计数列S”，提供与相应节点连接的支路数，位于第1列，其数值Si由程序自动累加；第2组：“父节点组”，提供自导纳的行号i和参数，共3列，位于第2～4列；第3组：“子节点组”，提供i<j的互导纳的列号j和参数，最多提供6条与“父节点”相连的“子节点”的列号和参数，共3*6＝18列，位于第5～22列，其中第5、8、11、14、17、20列存放与“父节点组”节点相连接的子节点的列号，其余存放相应的互导纳参数；步骤2：形成并读取系统各线路支路数据；形成和读取支路数据(I、J、R、X、K)时按节点号i<j以及j₁<j₂<j₃<j₄<j₅<j₆的方式，以确保仅形成Y阵的对角元素和上三角元素；步骤3：计算各节点的自导纳Y_ii、Y_jj和上三角中i‑j节点间非零元素的互导纳Y_ij，形成仅含对角元素和上三角非零元素的Y阵；具体过程如下：(1)Y阵中第1列、“支路累加计数列S”的S_i值帮助确定第i行(或第i节点)有几条支路相连，以便准确读写与i节点有关的互导纳Y_ij；(2)根据1条i‑j节点间的支路数据求取i、j节点的自导纳Y_ii、Y_jj，对角元的行下标i、j作为“父节点”始终存放在Y阵第i、j行的第2列，相应的电导g_ii、g_jj及电纳b_ii、b_jj存放在第3～4列；如果在第i、j行的第2列上已经存有i、j值，则相应的电导g_ii、g_jj及电纳b_ii、b_jj要与原来存放在第3～4列的电导g′_ii、g′_jj及电纳b′_ii、b′_jj进行累加；(3)根据该支路数据求取i‑j节点间的互导纳Y_ij，第1次出现的j₁节点下标存放在Y阵第i行的第5列，相应的电导g_i,j1、电纳b_i,j1存放在第6～7列；第2次出现的j₂节点下标存放在第8列，相应的电导g_i,j2、电纳b_i,j2存放在第9～10列；依此类推；(4)计算完成Y阵中所有对角元素和上三角的非零元素，得到仅含对角元素和上三角非零元素的Y阵；步骤4：将Y阵写入数据文件。