【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力系统安全运行，具体为一种基于ldu分解和改进补偿算法的静态安全分析方法。
技术介绍
1、cuda(compute unified device architecture)是英伟达(nvidia)专利技术的一种并行计算平台和编程模型。它通过利用图形处理器(gpu)的处理能力，可大幅提升计算性能。它包含了cuda指令集架构(isa)以及gpu内部的并行计算引擎。开发人员可以使用c语言来为cuda架构编写程序，所编写出的程序可以在支持cuda的处理器上以超高性能运行。cuda是一个新的基础架构，这个架构可以使用gpu来解决商业、工业以及科学方面的复杂计算问题。它是一个完整的gpu解决方案，提供了硬件的直接访问接口，而不必像传统方式一样必须依赖图形api接口来实现gpu的访问。在架构上采用了一种全新的计算体系结构来使用gpu提供的硬件资源，从而给大规模的数据计算应用提供了一种比cpu更加强大的计算能力。cuda采用c语言作为编程语言提供大量的高性能计算指令开发能力，使开发者能够在gpu的强大计算能力的基础上建立起一种效率更高的密集数据计算解决方案。
2、电力系统的安全性是指系统在发生故障的扰动下，系统能保证避免发生不可控的连锁跳闸，保持稳定运行和正常供电的风险程度。电力系统安全分析的一个重要部分是电力系统的静态安全分析。其需要检验包括发电机组或者输变电设备的强迫停运等典型事故，也需要检验短路引起的保护动作所导致系统中的多个设备同时退出运行的典型事故。电力系统运行的稳态分析问题实质是就是电力系统潮流问题。稳态
3、现有的技术方法，最大的缺点在于需要求解两次网络方程组(即v＝y-1i)，实际电网里有数万甚至数十万个节点，所以网络方程组的维数非常庞大，求解一次方程组耗时耗力。而且该算法仅适用于串行计算，无法利用并行技术。实时运行的模拟系统、在线监测系统等对计算效率要求极高，如果不能满足快速计算的要求便无法用于实际工程。
技术实现思路
1、鉴于上述存在的问题，提出了本专利技术。
2、因此，本专利技术解决的技术问题是：现有的技术方法存在网络方程组的维数非常庞大，求解一次方程组耗时耗力的问题，而且该算法仅适用于串行计算，无法利用并行技术，计算效率低。
3、为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：基于ldu分解和改进补偿算法的静态安全分析方法，包括：数据采集，基于ldu分解节点导纳矩阵；基于改进的补偿算法输出单个支路开断后系统节点电压和支路电流；基于通用并行计算构架输出系统节点电压。
4、作为本专利技术所述的基于ldu分解和改进补偿算法的静态安全分析方法的一种优选方案，其中：所述基于ldu分解节点导纳矩阵包括对节点导纳矩阵y做ldu分解。
5、作为本专利技术所述的基于ldu分解和改进补偿算法的静态安全分析方法的一种优选方案，其中：所述基于改进的补偿算法输出单个支路开断后系统节点电压和支路电流包括在支路阻抗两端节点分别通入正、负的单位电流，基于ldu分解输出系统的节点电压向量δvij；
6、节点电压向量模型表示为：
7、δiij＝[0 … 1 … -1 …]t
8、δvij＝y-1δiij
9、其中，δiij为在支路阻抗两端节点分别通入正、负的单位电流的电流向量，δvij为在支路阻抗两端节点分别通入正、负的单位电流后的网络节点电压向量。
10、作为本专利技术所述的基于ldu分解和改进补偿算法的静态安全分析方法的一种优选方案，其中：所述基于改进的补偿算法输出单个支路开断后系统节点电压和支路电流包括基于补偿法输出注入电流；
11、注入电流模型表示为：
12、
13、z′ij＝zt+zij
14、其中，和分别为向量的第i和第j个元素，zt为从追加支路阻抗两端节点看进去的输入阻抗，和分别为支路未断开没有假设追加阻抗情况下的第i和第j个节点的电压，zij为断开支路的阻抗值，z'ij为等效发电机的等值内阻抗。
15、作为本专利技术所述的基于ldu分解和改进补偿算法的静态安全分析方法的一种优选方案，其中：所述基于改进的补偿算法输出单个支路开断后系统节点电压和支路电流包括基于改进的补偿算法输出电压增量值；
16、电压增量值模型表示为：
17、δv＝iij*δvij
18、其中，δvij为节点电压向量，iij为注入电流。
19、作为本专利技术所述的基于ldu分解和改进补偿算法的静态安全分析方法的一种优选方案，其中：所述基于改进的补偿算法输出单个支路开断后系统节点电压和支路电流包括基于支路开断后全网的节点电压向量，输出支路开断后全网支路的电流值，检验支路开断系统；
20、支路开断后全网的节点电压向量模型表示为：
21、v＝v0+δv
22、其中，v0为支路未断开没有假设追加阻抗情况下的各节点电压，δv为向原网络注入电流向量δi后求出的电压增量值。
23、作为本专利技术所述的基于ldu分解和改进补偿算法的静态安全分析方法的一种优选方案，其中：所述基于通用并行计算构架输出系统节点电压包括基于通用并行计算构架，将单个支路开断后系统节点电压、支路电流和安全性按序映射至图形处理器中处理，输出结果后，反馈至主机，主机汇总返回的输出结果，获取全网支路开断后系统节点电压。
24、本专利技术的另外一个目的是提供基于ldu分解和改进补偿算法的静态安全分析系统，其能通过ldu分解法和改进补偿算法替代原补偿算法，使得求解支路开断后系统节点电压的过程更加高效，并使得求解每一条支路开断情景是独立进行的，互不影响，这样就有并行的可能性。将求解全网支路开断后系统节点电压的大任务分割成多个求解单个支路开断后系统节点电压的小任务，然后基于cuda架构将小任务映射到图形处理器gpu中，实现并行运算，大大提高计算速度。
25、作为本专利技术所述的基于ldu分解和改进补偿算法的静态安全分析系统的一种优选方案，其中：包括ldu分解模块，支路检验模块，通用并行计算构架处理模块。所述ldu分解模块用于对节点导纳矩阵y做ldu分解，所述支路检验模块用于输出单个支路开断后系统节点电压和支路电流，并检验支路开断后系统安全性，所述通用并行计算构架处理模块用于将单个支路开断后系统节点电压、支路电流和安全性按序映射到图形处理器处理，输出结果后，反馈至主机，主机汇总输出结果，获取全网支路开断后系统节点电压。
26、一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序是实现基于ldu分解和改进补偿算法的静态安全分析方法的步骤。
27、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现基于ldu分解和改进补偿算法的静态安全分析本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于LDU分解和改进补偿算法的静态安全分析方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于LDU分解和改进补偿算法的静态安全分析方法，其特征在于：所述数据采集，基于LDU分解节点导纳矩阵包括采集追加支路阻抗数值等于开断支路ij阻抗的负值，支路未断开没有假设追加阻抗情况下的各节点电压，断开支路的阻抗值，等效发电机的等值内阻抗，支路阻抗两端节点分别通入正、负的单位电流的电流向量数据，对节点导纳矩阵Y做LDU分解。
3.如权利要求1所述的基于LDU分解和改进补偿算法的静态安全分析方法，其特征在于：所述基于改进的补偿算法输出单个支路开断后系统节点电压和支路电流包括在支路阻抗两端节点分别通入正、负的单位电流，基于LDU分解输出系统的节点电压向量ΔVij；
4.如权利要求1所述的基于LDU分解和改进补偿算法的静态安全分析方法，其特征在于：所述基于改进的补偿算法输出单个支路开断后系统节点电压和支路电流包括基于补偿法输出注入电流；
5.如权利要求1所述的基于LDU分解和改进补偿算法的静态安全分析方法，其特征在于：所述基于改进的补偿算法输出单
6.如权利要求1所述的基于LDU分解和改进补偿算法的静态安全分析方法，其特征在于：所述基于改进的补偿算法输出单个支路开断后系统节点电压和支路电流包括基于支路开断后全网的节点电压向量，输出支路开断后全网支路的电流值，检验支路开断系统；
7.如权利要求1所述的基于LDU分解和改进补偿算法的静态安全分析方法，其特征在于：所述基于通用并行计算构架输出系统节点电压包括基于通用并行计算构架，将单个支路开断后系统节点电压、支路电流和安全性按序映射至图形处理器中处理，输出结果后，反馈至主机，主机汇总返回的输出结果，获取全网支路开断后系统节点电压。
8.一种采用如权利要求1～7任一所述的基于LDU分解和改进补偿算法的静态安全分析方法的系统，其特征在于：包括LDU分解模块，支路检验模块，通用并行计算构架处理模块；
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的基于LDU分解和改进补偿算法的静态安全分析方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的基于LDU分解和改进补偿算法的静态安全分析方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.基于ldu分解和改进补偿算法的静态安全分析方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于ldu分解和改进补偿算法的静态安全分析方法，其特征在于：所述数据采集，基于ldu分解节点导纳矩阵包括采集追加支路阻抗数值等于开断支路ij阻抗的负值，支路未断开没有假设追加阻抗情况下的各节点电压，断开支路的阻抗值，等效发电机的等值内阻抗，支路阻抗两端节点分别通入正、负的单位电流的电流向量数据，对节点导纳矩阵y做ldu分解。
3.如权利要求1所述的基于ldu分解和改进补偿算法的静态安全分析方法，其特征在于：所述基于改进的补偿算法输出单个支路开断后系统节点电压和支路电流包括在支路阻抗两端节点分别通入正、负的单位电流，基于ldu分解输出系统的节点电压向量δvij；
4.如权利要求1所述的基于ldu分解和改进补偿算法的静态安全分析方法，其特征在于：所述基于改进的补偿算法输出单个支路开断后系统节点电压和支路电流包括基于补偿法输出注入电流；
5.如权利要求1所述的基于ldu分解和改进补偿算法的静态安全分析方法，其特征在于：所述基于改进的补偿算法输出单个支路开断后系统节点电压和支路电流包括基于改进的补偿算法输出电压增量值；
6.如权利要求1所述的基...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙志媛，黄冠标，刘默斯，郭琦，陈立春，周挺辉，王晓明，赵利刚，孙艳，李明珀，
申请(专利权)人：广西电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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