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【6h】

矩阵法网络拓扑分析的实用化研究和设计

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目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 课题的研究背景和意义

1.2 课题研究的现状

1.2.1 矩阵法

1.2.2 搜索法

1.3 论文所做的工作

第2章 图论基础

2.1 图的基本概念

2.2 图的表示

2.2.1 邻接矩阵

2.2.2 邻接表

2.3 全接通矩阵

2.4 网络拓扑的分析方法和步骤

第3章 邻接矩阵法网络拓扑分析方法

3.1 布尔矩阵的运算

3.2 邻接矩阵和全接通矩阵的关系

3.3 全接通矩阵的连通分析方法

3.4 邻接矩阵法分析方法

第4章 连通矩阵准平方法网络拓扑分析

4.1 连通矩阵准平方法

4.1.1 连通矩阵元素的计算

4.1.2 连通矩阵元素的更新

4.2 连通矩阵分析流程图

4.2.1 连通矩阵元素的对称性

4.2.2 行扫描法确定连通图

4.3 算法实现

4.3.1 母线分析

4.3.2 电气岛分析

4.4 计算量分析

4.5 算例分析

4.5.1 本章算法结果分析

4.5.2 连通矩阵对称性的影响

4.5.3 节点优化编号的影响

4.6 小结

第5章 邻接矩阵准平方法网络拓扑分析

5.1 邻接矩阵准平方法

5.2 逆序行扫描法

5.3 本算法的证明

5.3.1 简单网络的证明

5.3.2 任意节点网络的证明

5.4 算例分析

5.4.1 简单算例分析

5.4.2 实际算例分析

5.5 小结

第6章 结论

参考文献

攻读学位期间公开发表论文

致谢

研究生履历

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摘要

网络拓扑分析是配电管理系统和能量管理系统的重要组成部分,也是电力系统分析的基础软件。对它的研究具有重要的实用价值。随着现代电力系统的不断发展,对软件的分析速度要求越来越高,因此迫切地需要一个快速的电力网络拓扑分析方法。
   本文以邻接矩阵为起点,对邻接矩阵算法进行了深入地研究和分析,并在此基础上提出了一种新的网络拓扑分析方法,即连通矩阵准平方法。它的基本思想是:网络拓扑的本质是确定网络中各节点是否连通,但不需要明确是几级连通,因此每计算出一个新的连通矩阵元素,马上用它更新矩阵元素及其对称元素,把两个节点通过若干个节点间接连接的关系及早地反映在连通矩阵中,这样不仅提高了计算速度,同时也省去了保存新连通矩阵的存储空间。连通矩阵准平方法只需要两次矩阵平方运算就可得到全接通矩阵,在很大程度上提高了网络拓扑的分析速度。
   为完善算法,进一步提高拓扑速度,满足电力网络的实时要求。在连通矩阵准平方法的基础上提出了邻接矩阵准平方法,这种方法较连通矩阵准平法还要快,只需要进行一次矩阵平方运算,就可以得到足以反映网络拓扑关系的连通矩阵,然后采用逆序行扫描法就可得到网络拓扑的分析结果,此方法进一步提高了网络拓扑分析速度。
   本文提出的两种算法均属于矩阵法范畴,且具有结构性强、数据组织简单、分析过程清晰以及适应性强等优点。与其它两种传统矩阵分析方法相比,避免了矩阵反复自乘带来的大量计算。两种算法均采用节点优化编号,即按节点出线度从大到小的顺序进行编号,这是因为编号小的节点连接的节点越多,越有利于确定连通关系。这样又进一步提高了拓扑分析速度。同时,本文对提出的两种算法从数学方面给出了证明,从理论上确定了算法的可行性。
   大规模实例验证以及算例分析表明,本文的两种算法大大提高了网络拓扑的分析速度,满足了实时网络拓扑分析的速度要求。

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