[发明专利]一种提升配电网灾后恢复用并行静态安全分析方法

权利要求书

1.一种提升配电网灾后恢复用并行静态安全分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、基于致灾因子建模刻画灾害的性质、强度与概率，依照灾变强度的概率分布生成灾害场景；基于脆弱性建模建立电力系统元件故障率与灾变强度之间的条件依赖关系，结合不可修复元件的可靠性理论将灾害场景转化为电力系统元件的故障场景；综合所生成的故障场景，构建极端灾害下的电力系统故障场景集；

S2、根据电力系统结构信息，采用图形处理器并行化构建电力系统导纳矩阵；根据极端灾害故障集，以核函数Kernel在GPU上进行导纳矩阵并行修正，创建核函数adMatrixKernel以GPU线程级别形成对应电力系统导纳矩阵的互导纳，一个线程形成一个互导纳元素，当电力系统支路数超过1024*240时，开启多个网格；在已形成导纳矩阵的基础上，根据步骤S1中形成的极端灾害下的电力系统故障场景集，开启新的核函数Y_XZ_Kernel进行导纳矩阵的并行修正；每个线程上的导纳矩阵修正对应每个故障情况下元件故障导致的对应连接节点的导纳矩阵修正，当一个元件故障时，修正的导纳元素包括两端节点的自导纳和他们的互导纳共4个元素，当N_element个元件同时故障时，修正的是4*N_element个导纳矩阵元素；

S3、根据已修正的导纳矩阵，以核函数Kernel在GPU上并行形成雅可比矩阵、并行计算节点的有功无功注入功率，形成功率偏差，得到极端灾害故障集的修正方程组，雅可比子矩阵为：H_n×n、N_n×m、M_m×n、L_m×m，其中，m为PQ节点个数、n为系统总结点数-1，首先在CPU上形成雅可比子矩阵H、N、M、L与导纳矩阵的对应关系H2Y、N2Y、M2Y、L2Y，作为并行形成雅可比子矩阵的下标索引；然后在CPU上计算雅可比子矩阵H、N、M、L与雅可比矩阵的元素对应关系H2Ja、N2Ja、M2Ja、L2Ja；根据与导纳矩阵不同节点类型的对应关系，在GPU上创建核函数Make_H_Kernel、Make_N_Kernel、Make_M_Kernel、Make_L_Kernel并行计算雅可比子矩阵H、N、M、L，H子矩阵的核函数线程数为n×n，N、H子矩阵的核函数线程数为n×m，L子矩阵的核函数线程数为m×m；

S4、采用非精确牛顿法并行求解步骤S3得到的修正方程组，采用预处理的广义极小化残差法对非精确牛顿法的内部迭代，采用不完全LU分解进行预处理；

S5、设置重要元件判据，根据计算结果，在GPU中并行判断各支路功率越限情况和排序、机组状态的统计和排序，重要元件排序后，输出作为极端灾害下的主要防护元件，在CPU上进行重要元件排序，重要元件判据根据相对越限程度进行判断，定义重要元件判据为：

其中，F_ij为故障i情况下支路j的支路功率或故障i情况下节点j有功、无功；为系统中支路j的支路功率或节点j标准有功、标准无功。

2.根据权利要求1所述的提升配电网灾后恢复用并行静态安全分析方法，其特征在于，步骤S3中，k号线程计算k号节点的有功注入功率P_k和无功注入功率Q_k具体为：

其中，θ_k为k号节点的电压相角，θ_j为j号节点的电压相角，G为导纳矩阵实部，V_j为j号节点的电压幅值，V_k为k号节点的电压幅值，B为导纳矩阵虚部，k为核函数Make_S_Kernel在GPU中的线程号；NYseq[k]为导纳矩阵第k行非零元素起始索引；NYseq[k+1]-1为导纳矩阵第k行非零元素终止索引。