改进十字链表的稀疏矩阵技术及其在电力系统仿真中的应用

十字链表具有检索方式灵活和操作方便的特点,分析了十字链表在三角分解和前代–回代计算中的应用方法及其内存分配方式对稀疏矩阵计算效率的影响,十字链表的存储结点通常散列于内存空间中,该内存分配方式下稀疏矩阵的运算效率低于存储结点连续分布在内存中的稀疏矩阵运算效率,该现象由计算机的高速缓冲存储器的工作原理造成。为此提出改进十字链表实现方法,在稀疏矩阵的运算过程中充分利用高速缓冲存储器的高速存取速度来提高计算效率。通过算例证明改进十字链表方法是一种高效的稀疏矩阵技术,在传统大规模系统和分布式发电供能系统仿真中均取得了良好的应用效果。     

基于二维链表的稀疏矩阵在潮流计算中的应用

介绍了一种基于二维链表的稀疏矩阵存储方法,并将该方法应用到潮流计算中.通过改进二维链表的存储结构、用LU扩展的方法计算LU分解过程中的注入元位置、在稀疏矩阵中预先增加冗余元素存储注入元、针对LU分解的特点优化潮流方程的结构等技术,实现了对稀疏矩阵技术和潮流方程的优化,从而进一步提高了潮流计算的效率.对大系统的潮流计算证明,与传统的潮流算法相比,采用改进二维稀疏矩阵技术的潮流算法的计算速度显著提高,特别适合大规模电力系统的潮流计算.     

组态软件中图形界面撤消与恢复功能开发

本文详细的说明了在VC＋＋6.0环境下开发组态软件图形界面时,如何简单方便的实现撤消与恢复的功能,并给出了若干程序代码。采用了面向对象的设计思想,利用链表来管理操作记录。实际测试证明,这是一种简单有效的实现方法。     

稀疏向量法的证明

稀疏向量法通过利用向量的稀疏性来提高求解矩阵方程的效率,它被成功地应用到电力系统分析的众多问题。在已有的有关快速前代的证明的基础上,进一步为稀疏向量法提供一个完整的数学证明。     

面向目标编程的电力系统潮流计算

介绍电力系统潮流计算的面向目标编程（ＯＯＰ）方法，重点介绍电力系统元件的模型和稀疏矩阵的存储与操作方面的特点。从而展现ＯＯＰ方法所带来的灵活性、模块性和程序的可读性和易改性。说明通过稀疏矩阵的存储与操作可加快计算速度。这种模型以及编程方式可在稍作修改后用于电力系统分析的其他应用软件。     

基于网式链表-双层结构的电力系统时域仿真算法

提出一种基于网式链表 — 双层结构的时域仿真算法,外层是显式算法,内层是隐式梯形算法。显式算法既可单独调用,又可实现隐式算法的预测功能。网式链表结构是在十字链表稀疏存储格式上发展的一种逻辑框架,该结构的引入使得内层隐式计算可以灵活有效地处理各种动态元件与控制器接口、微分代数方程系统微分与代数部分接口,并可以任意组装、拼接基于模块化设计的微分代数系统全雅可比矩阵。最后,给出基于网式链表 — 双层结构仿真算法的工程软件实现方案。     

牛顿法潮流计算的高效综合稀疏技术

提出了一种快速实现潮流计算的牛顿法综合潮流稀疏技术。雅可比矩阵的节点分块结构能有效提高矩阵的形成、修正与线性方程组求解效率。基于此创建了一种由十字链表层和二叉链表层构成的二层链表结构,十字链表层存储雅可比矩阵,二叉链表层存储节点导纳矩阵,两者之间的对应元素通过指针直接关联。在雅可比矩阵形成与修正过程中,通过两层链表之间的关联结构可直接从二叉链表层中提取导纳信息形成或修正十字链表层中的雅可比矩阵,避免消元操作引入的注入元对原始雅可比矩阵结构的破坏所带来的影响。十字链表层可直接应用于分块雅可比线性方程组求解操作,同时,通过保留链表结构等措施进一步提高线性方程组求解速度。通过IEEE57到波兰2746节点等5个网络的潮流计算表明:所提出的潮流综合稀疏技术相对于流行的稀疏技术,效率优势明显。     

面向对象的发电厂网络开关操作票专家系统

介绍以ｏｒｌａｎｄＣ＋＋为开发语言，以Ｗｉｎｄｏｗｓ为运行环境，用面向对象程序设计方法实现的各河发电厂２２０ｋＶ和５００ｋＶ网络控制室开关倒闸操作票系统，特别介绍了面向对象的知识类，知识库类和操作地象类的设计和实现方法。     

基于混合编程继电保护综合管理系统的开发

电力系统的网络图形是电力系统分析的基础,在总结前人经验的基础上,介绍了面向对象的电力系统继电保护综合管理系统软件的设计,阐述了该图形系统的功能和特点。该图形系统用Delphi和Access进行开发,采用了面向对象的思想,系统易于扩充和维护;采用Delphi和FORTRAN进行混合编程,达到这两种语言优势互补的目的;运用先进的可视化编程技术,成功地将继电保护信息集成到图形界面中来,实现了智能型的综合信息管理系统。该系统具有较高的实用性和推广价值。     

基于VC＋＋的数字图像处理软件开发

本设计是在VisualC＋＋6．0环境下使用面向对象的方法开发了一套数字图像处理软件系统,具有很强的可移植性和可扩展性。本软件系统不仅可以打开、处理、存储、关闭BMP文件;而且具有友好的用户操作界面,根据图像处理的需要设置了多种形式的参数选择和错误提示对话框,可以方便地比较不同参数条件下的图像处理效果,并且可以方便地使用本软件。所编制的软件应用数字图像处理领域的许多经典算法,包括图像几何变换、图像增强、图像的边缘检测等。实验表明该系统能够满足图像处理的基本要求,在实际的学习和研究中非常方便和灵活。     

Power system modelling and sparse matrix operations usingobject-oriented programming

This paper reports on power system modelling and sparse matrix operations using object-oriented programming (OOP). It has been claimed that OOP leads to more flexible, modular and reusable code, and that programs can be written more generally. The main focus of the paper is OOP design principles and practical implementations for power systems. Specific examples included demonstration of a power system model design, particularly focusing on OOP mechanisms and object-oriented style of programming. Also demonstrated, using OOP, are tailor-made sparse matrix storage schemes and operations. Numerical tests indicate that the proposed design is efficient compared to standard numerical library routines, and that the particular OOP features that are used to obtain flexibility etc. do not significantly increase computation time     

超大规模电网快速状态估计的实现方法

随着一体化互联大电网全局分析决策中心的建设,对实时状态估计计算速度提出了更高要求。采用多线程并行计算技术实现了快速分解状态估计信息矩阵的快速计算,在稀疏矩阵节点优化编号及其因子分解过程中采用标准模板库关联容器存储稀疏矩阵。基于新一代调控系统验证环境和实际电网拼接模型算例进行了验证。结果表明：在超大规模电网状态估计中,采用多线程并行计算信息矩阵及其因子分解具有较高的加速比,结合基于关联容器的稀疏矩阵存储格式,能够有效提升编程效率和程序品质以及状态估计的计算效率。     

含TCSC的电力系统潮流计算研究

为了寻找能够充分考虑FACTS元件对整个电力系统影响的潮流计算方法,在常规的潮流计算基础上,根据可控串联补偿器(TCSC)的工作原理和数学模型,采用节点等效注入功率法处理网络中的TCSC支路,建立了计及TCSC的潮流计算数学模型,并以TCSC所在线路的有功功率为控制目标进行潮流计算。通过潮流结果分析,可以证明该计算方法能够将TCSC的影响考虑到潮流计算中。在采用牛顿-拉夫逊法进行求解时,含TCSC的潮流计算与普通潮流区别不大,编程时做一下改动即可。通过比较,可以得出了在不同的线路安装TCSC后得到不同的潮流结果的结论,并对TCSC的最佳安装地点问题进行简单讨论。IEEE 4节点系统和IEEE14节点系统的仿真验证了该计算方法的有效性。编程采用MATLAB语言,利用稀疏矩阵潮流算法形成导纳矩阵则节省了存储空间,加快了运算速度。     

基于面向对象编程的电力系统潮流计算软件

本文首先介绍了面向对象程序设计的基本特征、概念和方法,然后,从电力系统模型,稀疏矩阵处理,通用潮流类的构造等几个方面具体描述如何运用ＯＯＰ方法民力系统应用软件设计。     

基于面向对象方法的电力系统潮流计算程序

本文首先介绍了面向对象程序设计方法（简称ＯＯＰ）的基本特征、概念和方法,然后,从电力系统模型、稀疏距阵处理、通用潮流类的构造等几个方面具体描述如何运用ＯＯＰ方法进行电力系统应用软件设计。     

基于面向对象技术的三相潮流计算

在电力系统中 ,由于许多电气设备三相参数的不对称及三相负荷的不对称 ,导致整个系统经常处于一种不平衡的运行状态中。这样 ,传统的潮流计算方法 (基于系统三相平衡 )就无法使用 ,而要利用三相潮流计算进行分析。介绍了一种基于电流注入形式的三相潮流计算方法 ,并简要介绍系统中各元件包括静止补偿器 (STATCOM)的三相潮流计算模型。还介绍了基于面向对象技术的三相潮流程序的设计思想 ,对程序中类的定义及关系进行讨论。     

一种基于图形处理器加速的批量LU分解算法

潮流计算是电力系统计算的基础,其核心是LU分解计算,因此电力系统潮流计算加速的关键在于LU分解加速。当前,基于中央处理器(CPU)的并行算法已经成熟,性能提升空间有限。图形处理器(GPU)作为协处理器,在科学计算方面具有强大的优越性,被广泛应用到电力系统潮流计算中。文中首先分析了GPU结构和并行运行架构,然后介绍了LU分解原理,并选择了合适的矩阵排序算法和稀疏矩阵存储模型,借助统一计算设备架构(CUDA)编程模型实现了基于GPU的单个LU分解和批量LU分解并行加速,最后在仿真设备上测试了5个不同的案例,对比分析其并行算法的加速效果。仿真测试结果表明,基于GPU的批量稀疏LU分解并行算法,平均可以获得25～50倍的加速效果。     

大电网潮流修正方程并行求解实现方法

针对智能电网调度控制系统对大规模潮流快速计算的需求,充分利用现有系统计算资源,提出了一种适用于共享内存编程模型的潮流修正方程多路多核并行实现方法。利用C++标准容器,简化了稀疏矩阵的存储和遍历,并基于图论和共享内存编程模型,对因子分解过程进行并行化改造,实现了潮流修正线性方程的并行求解。最后,对比智能电网调度控制系统调度员潮流软件,进行了分析测试。测试结果表明,随着计算规模的增大,所提出的实现方法计算效率越高,验证了方法的实用性。     

Feasible eigenvalue sensitivity for large power systems

Traditional eigenvalue sensitivity studies of power systems require the formulation of the system matrix, which lacks sparsity. A new sensitivity analysis approach, derived for a sparse formulation, is presented. Variables that are computed as intermediate results in established eigenvalue programs for power systems, but not used further, are given a new interpretation. The effect of virtually any control action can be assessed on the basis of a single eigenvalue-eigenvector calculation. In particular, the effect of active and reactive power modulation can be found as a multiplication of two or three complex numbers. The method is illustrated by an application to control design for an HVDC link in a large power system