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基于松弛牛顿法的互联电网并行分布式潮流计算方法

第35卷第16期继电器Vol.35 No.16 2007年8月16日 RELAY Aug. 16, 2007

基于松弛牛顿法的互联电网并行分布式潮流计算方法

汪芳宗,杨力森,高学军,龚国强

(三峡大学电气信息学院,湖北 宜昌 443002)

摘要:分布式潮流计算是解决多区域互联电网一体化潮流问题的有效方法。以松弛牛顿法潮流求解公式为出发点,首先利用矩阵分裂法,将互联电网分解为相互独立的子系统,然后利用矩阵求逆运算的Sherman-Morrison-Woodbery公式对各子系统进行协调求解,从而导出了一种新的互联电网并行分布式潮流计算方法。与基于网络分解及协调计算的分布式潮流计算方法相比,该方法具有更好的收敛性。利用基于PVM的分布式计算环境,以IEEE 118节点系统为例,对所提算法进行了装配、测试以及分析,初步验证了所提算法的有效性。

关键词:分布式潮流计算; 松驰牛顿法; 矩阵分裂

Parallel and distributed load flow solution of interconnected power system

using relaxed Newton method

WANG Fang-zong, YANG Li-sen, GAO Xue-jun, GONG Guo-qiang

(College of Electrical Engineering & Information Technology, China Three Georges University, Yichang 443002, China) Abstract: The distributed computing is an efficient solution scheme for multi-area interconnected power system analysis. In this paper, a new distributed load flow algorithm is proposed based on relaxed Newton load flow formulation. In the derived algorithm, the whole system is first decomposed into a set of sub-systems through the splitting of admittance matrix, then the Sherman-Morrision-Woodbery formulation is used for the synchronous and coordination computation of the different sub-systems. The proposed method is a kind of parallel synchronous algorithm, and has a good convergence such as that of Newton-type methods. Tests on IEEE 118 bus system in a distributed computing network is done, and the result prove principally that the proposed algorithm is applicable practical to distributed load flow solution of interconnected power system.

Key words: distributed load flow calculation; relaxed Newton method; matrix splitting

中图分类号: TM744 文献标识码: A 文章编号: 1003-4897(2007)16-0018-05 

0 引言

分布式潮流计算是解决多区域互联电网一体化潮流问题的有效方法。互联电网分布式潮流计算的一个主要的前提条件,就是应保持各区域电网或子系统的数据资源的相互独立性,只能在各区域电网共同的上级调度部门的协调下,以尽可能少的区域电网数据交换来实现各区域电网潮流的协调分布式计算,同时完成全网的一体化潮流计算。

从互联电网一体化潮流计算的角度来看,分布式潮流计算可以被认为是一类特定的网络分解及协调计算问题。纯粹从算法的角度来看,分布式潮流计算可以被认为是一类粗粒度的并行计算方法。之所以称其为“粗粒度”,就是其并行处理的程度只需以每个区域电网为基本计算单元即可。关于保持各

基金项目:三峡大学省级重点学科建设专项经费资助项目(002053)区域电网或子系统的数据资源的相互独立性,以及尽可能减少区域电网数据交换等前提条件,不是分布式计算方法与并行计算方法两者间的主要或重要区别,因为并行计算方法研究中同样需要尽可能减少数据交换即数据通信以便实现较高的加速比。分布式潮流计算与并行潮流计算之间的主要区别,应该是两者之间在可用的算法装配即具体实现方式上的差别:由于互联电网的广域分布及电网的分地域管理和调度,分布式潮流计算只能或主要通过分布式的计算机网络计算方式来实现;而并行潮流计算则主要(但不仅仅)是通过单一的并行计算机来实现。若采用分布式的计算机网络计算方式来实现并行计算,则该方法既可以称为分布式计算方法,也可以称为并行计算方法。

关于分布式潮流计算,国内学者已提出了不同的算法并发表了一些研究论文。文[1]提出了一种分解协调算法,其核心思想是构建边界节点的等值功率注入方程,从而将互联电网分解为相互独立的子