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1. Introduction:
La fonction principale des systèmes d'alimentation électrique est de fournir de l'énergie électrique à ses charges suffisamment, efficace et économique.
Les performances en régime permanent d'un système électrique interconnecté pendant le fonctionnement normal peut être analysée sur la base de l'analyse nodale non linéaire pour former les équations d'écoulement de puissance et doit être résolu par des méthodes efficaces itératives [1-9]. analyse des flux de puissance est couramment utilisé comme une partie du fonctionnement du système d'alimentation et de la planification. Comme les méthodes de solution d'alimentation AC-débit ont d'abord été mis au point plus de la moitié il ya un siècle, il existe deux largement utilisé des méthodes numériques (de Gauss-Seidel: GS et le Newton-Raphson: NR) pour résoudre ce problème et a donc renvoyé à la GS et les méthodes NR solution d'alimentation-débit, respectivement. Comme largement le savez, la méthode NR a été développé avec succès et reconnu comme le plus puis-sants algorithme pour l'analyse des flux de puissance dans les réseaux électriques. Dans les systèmes d'énergie à grande échelle de plusieurs centaines ou jusqu'à mille autobus, la méthode NR norme donne un délai d'exécution lente en raison d'un jacobin grande mise à jour matrice qui doit être recalculé et factorisé à chaque itération [10,11]. Par conséquent, le découplé et rapide de couplage versions flux de puissance [12-13] ont été libérés. Par conséquent, la solution de flux de puissance peut être obtenue plus rapidement. Cette méthode est très utile dans la pratique des analyses système d'alimentation, par exemple analyse de contingence, contrôle en ligne de flux de puissance. etc [4-14].
Ayant une longue histoire de développement donne des algorithmes de flux de puissance d'un grand nombre et un type d'applications diverses. Amélioration de l'efficacité algorithme de calcul du débit d'alimentation a été réalisée dans de nombreuses approches différentes en sous-systèmes. Par conséquent solution d'alimentation-débit du système complet peut être obtenu par couplage direct de la solution de sous-systèmes distincts [15] basé sur la méthode GS. Ce concept est très utile pour paralléliser les algorithmes de flux de puissance afin de mettre en oeuvre un flux de puissance parallèle et séquentielle spectacle sur une grappe d'ordinateurs si la méthode GS ou d'autres méthodes numériques telles que la successifs sur-relaxation (SOR) est utilisée comme le solveur principal [16-17]. Dans certains point de vue, une solution guest initiale de calcul de flux de puissance est l'un des principaux facteurs qui causent de calcul lente. Dans [18-19], une solution de ligne initial fondé sur le principe du découplage de la décomposition de puissance active et réactive a été utilisé comme point de départ pour le calcul du débit d'alimentation. En outre, il ya des versions modifiées de la méthode NR flux de puissance pour gérer les systèmes d'alimentation mal conditionné [20-21]. L'algorithme de calcul a été développée continuellement chercheurs baie plusieurs à travers le monde. Une forme complexe de l'écoulement de puissance de calcul a été introduit pour une période de trois phases dissymétrique solution d'alimentation-débit [22-23]. Power-écoulement de la solution basée sur une méthode de recherche locale a été revendiquée [24] pour être robuste et être applicables à ces cas où la méthode classique de flux de puissance a échoué. En raison de l'avancement de la technologie FACTS, les équations de l'écoulement de puissance ont été modifiés et réécrit dans les formes actuelles à injection pour l'incorporation des dispositifs FACTS et toute sorte de stratégie de contrôle [25-26]. En outre, l'étude des méthodes de solution d'alimentation-débit pour des applications particulières, par exemple répartition économique [27]. Flux puissance optimal [28], dispositifs FACTS [29-30], et AC / DC Power Systems [31], a été signalé.
Depuis plusieurs décennies, les systèmes d'alimentation électrique ont été caractérisés en utilisant l'analyse nodale pour résoudre un ensemble de solution de tension. En général, les besoins en électricité sont définis dans la puissance constante ce qui conduit à la non-linéarité de l'équation de tension nodale. À ce jour, la méthode NR standard de pouvoir d'écoulement est l'un des algorithmes les plus puissants, qui a une longue histoire de développement, et est largement utilisé pour développer un logiciel commercial solution d'alimentation-débit. Bien que la méthode standard de pouvoir d'NR débit est très efficace et couramment utilisés pour le calcul du débit d'alimentation dans les livres de la puissance de plusieurs textes système [1-9], de formuler jacobienne mise à jour itérative équation matricielle exige des expressions complexes formules et long terme. Dans cet article, la méthode itérative NR est toujours employé comme cadre solution principale. Différence essentielle est que l'algorithme proposé est de trouver les racines des équations inadéquation actuelle au lieu de celles de l'équation de discordance de puissance. Cette approche permet de simplifier un très long et compliqué formule mathématique à une expression très simple et court mathématiques. avec cette simplification du temps d'exécution global est prévu. Pour atteindre cet objectif, les expressions d'obtenir des éléments de la jacobienne mise à jour des formules matrice doit être dérivée.
Ce document se compose de six sections. Section 2 semble suivante présente la formulation du problème d'écoulement de puissance proposée NR. Dérivation de la jacobienne mise à jour des éléments de matrice est inclus dans cette section. La section 3 présente l'opération en virgule flottante de comptage pour évaluer son effort de calcul. Un système d'alimentation simple 3-bus [1] a été choisi comme un exemple numérique dans section4. La section 5 présente les résultats de simulation basé sur la 5-bus [2], 6-bus [4], 24-bus [32], 30-bus [1] et 57-bus [33] Les systèmes de test standard IEEE pour l'étalonnage. La dernière section, l'article 6, prévoit l'achèvement des travaux.

2. Simplifié de Newton-Raphson flux de puissance:

Le problème d'écoulement de puissance pour déterminer les solutions de l'équation de tension d'alimentation décalage non linéaire [1]. Si d'autres équations non linéaire inadéquation actuelle sont sélectionnées et utilisées en fonction de l'estimation de racines. Étant donné qu'un système d'alimentation n-bus, bus n ° 1 qui est attribué à un bus de jeu de grandeur tension constante et angle de phase zéro. Considérant le bus KTH, équations de bilan caractérise actuellement ce bus peut être exprimée comme suit.
(igen,k-idem,k)- ...........................................(1)

Où I (g, k) désigne générateur de courant au bus ki (dem, k) désigne le courant de charge à k bus, k phaseur vk désigne tension, Yki désigne le k-ième rangée et la colonne-ième élément de l'ission de bus système de la matrice. Dans la pratique, les charges dans les réseaux électriques sont en forme de pouvoirs, par conséquent, il est commode de réécrire (1) en fonction de compétences comme suit.
fk=( ) .............................................(2)
Définir Fk = Gk + JHk être de l'inadéquation actuelle du bus k.
Remplacer l'expression ci-dessus en (2), ainsi

fk= ... ... ... ... .... ... .. (3)
Gh= ............... (4)
Hk= ... ... ... ... ... .. (5)
(4) et (5) sont des parties réelles et imaginaires de l'inadéquation actuelle du bus k. l'inadéquation sera zéro lorsque toutes les tensions de bus sont inconnus résolus avec succès. de trouver un ensemble de solution de tension en utilisant la méthode NR [34,35]. ces deux équations doivent être élargis par la série de Taylor comme suit.
Gk= .... ... ... ... ... ... ... ... .. (6)

Hk= ... ... ... ... ... ... ... ... .. (7)
Où S désigne le bus se délitent.
Avec n-1 inconnues des variables complexes et n-1 équation complexe inadéquation actuelle, une forme compacte matrice utilisée pour mettre à jour la solution de tension peut être exprimée comme suit.

... ... ...... ... ... .. (8)
Par conséquent, les éléments des matrices jacobiennes peut dérivés de la manière analogue à celles de la méthode NR standard et sont résumées dans (9) - (16).
Sous-matricx J1
... ... ... ... ...si k?i ... ... .........(9).
. .. ... ..... .. (10)
sous-matrice J2

... ... ... ... ...si k?i ... ... .........(11).
. .. ... ..... .. (12)
sous -matrice J3
... ... ... ... ...si k?i ... ... .........(13).
. .. ... ..... .. (14)
sous -matrice J4
... ... ... ... ...si k?i ... ... .........(15).
. .. ... ..... .. (16)


.....................................(17)
Pour comparer l'efficacité de la méthode NR proposé contre la méthode NR standard, l'expression de la matrice jacobine éléments de J1, J2, J3 et J4, le calcul réel et l'imaginaire actuel éléments de matrice de G et H, et la puissance active et réactive calculée éléments de matrice de Cal et Cal doivent être évalués comme décrit dans la section suivante.

3-evaluatin de comptage opération en virgule flottante:

Le temps d'exécution du calcul du débit d'alimentation dépend de la quantité d'opérations à virgule flottante (flops) [34-35]. Supposer que d'autres étapes des méthodes de remorquage NR sont exactement les mêmes, donc la mise à jour jacobine étape domine le temps d'exécution global. En général, le temps consommé pour effectuer la multiplication et la division est sensiblement le même. Mais est supérieure à l'addition et la soustraction. Conséquent, l'opération de comptage de flops plus est négligeable. Dans le présent document. Flops, c'est toujours les flops de multiplication pour le court et il est utilisé pour évaluer l'effort de calcul de l'algorithme proposé.
Comme souvent écrit dans les manuels plus de pouvoir anlysis système [1-9], la jacobine mise à jour formule matricielle de la méthode BR standard est décrit dans (18).

. .... ... ... ... ... ... ... ... ... ... (18).

Rappel (9), il représente la formule mise à jour pour les éléments hors diagonale de J1 à la méthode NR proposé, alors que (19) décrit la formule de mise à jour pour l'élément hors diagonale de J1 à la méthode NR standard [1] pour la comparaison.

si k?i ... ... ... ... ... (19).

Chaque élément hors diagonale de J1 soit pour la norme ou les méthodes proposées NR peut être exprimée en un seul terme. (9) exige de remorquage multiplications, tandis que trois multiplications sont nécessaires à l'exécution (19). Il ya (n-1) x (n-2) des éléments de la diagonale dans J1 sous-matrice. Ainsi, la méthode NR norme exige 3x (n-1) x (n-2) FLOPS par itération ou 3n2 + o (n). O (n) signifie «termes de l'ordonnance n" [34]. remarquable, la méthode proposée nécessite NR 2 * (n-2) flops.
Pour les éléments diagonaux de j1, (10) est l'expression utilisée pour la méthode NR proposé, alors que (20) est utilisé pour la méthode NR standard [1].





Tableau 1 :
SOUS-MATRIX NR STANDARE NR PROPOSE
J1 diagonal
Off- diagonal
total 3*(n-1)
3n2+o(n)
3n2+o(n) 4*(n-2)
2*(n-2)
6*(n-2)
J1 diagonal
Off- diagonal
total 2*(n-1)+3
2n2+o(n)
2n2+o(n) 4*(n-2)
(n-2)
5*(n-2)
J1 diagonal
Off- diagonal
total 3*(n-1)
3n2+o(n)
3n2+o(n) 4*(n-2)
2*(n-2)
6*(n-2
J1 diagonal
Off- diagonal
total 2*(n-1)+3
2n2+o(n)
2n2+o(n) 4*(n-2)
(n-2)
5*(n-2)
overal 10n2+o(n) 22*(n-2)


... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... (20).


Chaque élément de la diagonale de j1 soit pour le standard ou la méthode NR proposé peut être déterminée de son opération de comptage (10). Requiert trois multiplication et une division, pour plus de commodité, il est équivalent à quatre multiplications. Considérant que, (20) nécessite 3 * (n-1) multiplications. Dans la même manière, le montant de flops requis par chaque méthode de formuler des matrices jacobienne est résumée dans le tableau 1.
Comme un nombre total de bus n est grande, plus le nombre de flops pousse allié quadratique de la méthode NR standard. Fait intéressant, le nombre FLOP requis par la méthode NR proposé est linéairement proportionnelle au nombre total d'autobus n. fig. 1 montre la quantité de flops requis par la méthode NR proposé est linéairement proportionnelle au nombre total d'autobus n. fig. 1 montre la quantité de flops requis par les deux méthodes.
A chaque itération, les vecteurs réels et imaginaires actuelle G et H sont mis à jour en utilisant (4) et (5), respectivement, pour évaluer les disparités actuelles. Dans la NR standard methed, le réel et vecteur de puissance réactive et Pcal Qcal sont également recalculés de façon itérative. (21) et (22) sont l'expression d'effectuer ces puissances calculées.

Fig 1 ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...voir l'article.

Fig 2 ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... voir l'article..
........................................ (21)
.... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...(22)

(4) et (5) besoin de 4 × n + 4 FLOPS par itération pour les deux. En revanche, la formulation de coûts et pcal Qcal 6 × n flops. La différence peut être représenté graphiquement dans la Fig. 2.
Comme on le voit, la méthode proposée NR a besoin d'un plus petit nombre de flops que la méthode NR standard lorsque la taille du système est augmentée. Ce qui peut garantir que le temps court de calcul pour recalculer toutes les matrices jacobiennes sous plus toutes les matrices non-concordance de la proposition de méthode NR peut être prévu si le taux de convergence (nombre d'itérations utilisé) des deux méthodes est la même. cours des deux prochaines section vous donnera les informations pour vérifier cette hypothèse.

Exemple numérique :

la solution de flux de puissance par la méthode NR proposée est démontrée en un système simple 3-buspower comme le montre la figure 3.the résultat peut être obtenu par rapport à la solution donnée dans 6.10in par exemple [1].
L'ission de bus matrice peut être décrit par

YBUS ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... Matrices voir l'article

De (4) et (5), l'expression de décalage existant réel au bus 2and3, et imaginaire inadéquation actuelle au bus 2 sont

G2 = ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ....
G3 = ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... voir l'article
H2 = ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
Élément de la matrice jacobienne sont obtenues par l'équation suivante

G2 / 2 ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
G2 / 3 ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..

G2 / 2 ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
G2 / V2 ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... voir l'article
G2 / 2 ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
G2 / 3 ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..

G2 / 2 ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
G2 / V2 ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
Witch base 100 MVA, la puissance prévue dans par unité peut être écrite comme

SSCH = J2.5-0.4-PU

Fig3 ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... voir l'article....

La tension du bus mou V1 est 1.050pu de départ avec des tensions estimation initiale V2 et V3 = 1,0000 = 1,040 unité centrale, ainsi

QCAL3 = ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . voir l'article
Ssch3 = ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... voir l'article

Le déséquilibre actuel de l'état initial peut être obtenu comme suit.
Calculer la matrice jacobienne de la solution suppose de tension initiale, l'équation de la mise à jour de la première itération devient.

Matrices = [jacobienne] [error] ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... voir l'article
Ainsi, les tensions de bus mis à jour pour la première itération sont les suivantes:

Pour la deuxième itération, l'équation devient la mise à jour,

Pour l'idéation tiers, l'équation devient la mise à jour,

Par conséquent,

Tableau 2 ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. (2) voir l'article
solution de flux de puissance pour l'exemple

Fig 4: convergence de la solution de la norme et les méthodes proposées NR.

Pour évaluer l'efficacité de la méthode NR proposé, la comparaison avec les tensions de bus troisième itération obtenus par la méthode standard NR est donnée dans le tableau 2. fig. 4 donne convergence de la solution des deux méthodes.
L'exemple numérique montre que la NR standard et les méthodes proposées NR montrent la convergence solution analogue pour le système de test 3-bus simple. Certains pourraient dire que cela peut impliquer la convergence quadratique de la méthode NR simplifiée ainsi que la méthode NR norme ne. Comme on le voit, il n'y a pas de différence significative entre leurs convergences, la méthode NR proposé devrait effectuer plus rapidement à obtenir la solution d'alimentation-débit grâce à sa simplification.

5. Les résultats de simulation:

L'efficacité de la méthode simplifiée de Newton-Raphson flux de puissance a été testée contre 5-bus [2], 6-bus [4], 24-bus [32], 30-bus [1] et 57-bus [33] test IEEE systèmes. Le tableau 3 montre la puissance des solutions de flux de chaque système de test modifié. Chaque test individuel a été réalisée en utilisant trois différents processeurs (processeurs Pentium, AMD et Duran) comme indiqué dans le tableau 4, dans laquelle les programmes de flux de puissance ont été codées dans MATLAB [35].
De la simulation par ordinateur, la solution de tension de chaque cas de test a été calculé. Les deux méthodes NR flux de puissance utilisée ici a 1 × 10-6per-unité que les critères de résiliation pour la tolérance de tension maximale issible. Tableau 5 est le résumé de l'efficacité de la méthode proposée en donnant l'itération nécessaire et temps de calcul par rapport à ceux de la méthode NR standard. il note que, dans le tableau 5, SNR et DP désignent la méthode NR standard et la méthode proposée NR, respectivement.

Tableau 3 ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... voir l'article
solution de flux de puissance des systèmes de test modifié.

Tableau 4 ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . voir l'article
Spécification des processeurs utilisés pour effectuer les tests.
Fig.5shows la radio de temps de calcul pour les quatre cas de test.
Sur la figure, la méthode PNR e temps de calcul plus court dans tous les cas de test.
TC 1 et TC5 montrent que la méthode PNR nécessite quatre et trois itération, respectivement, tandis que la méthode SNR utilise.

Tableau 5 ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. voir l'article
résultat de la simulation de tous les cas de test.

Fig 5: comparaison des temps de calcul entre les deux méthodes pour tous les cas de test.

Cinq et quatre itération, respectivement. Sans aucun doute, la méthode de PNR est plus rapide pour ces deux cas de test, il est différent pour le deuxième et le cas de test etc. Les deux méthodes consacre également la même itération nécessaires (cinq itérations) pour obtenir la solution de tension. Depuis la méthode prend moins de PNR obligation de re-calcul dans sa matrice jacobienne par itération, le ratio du temps de calcul pour ces deux cas de test sont remarquablement plus grandes avec un facteur de 1,459 et 1,329, respectivement. pour TC3, l'itération nécessaire pour atteindre la solution de tension pour la méthode PNR et la méthode SNR sont huit et sept itération, respectivement. Dans ce cas, la méthode PNR consomme encore moins d'effort de calcul que la méthode SNR exige. tous ces confirment largement la haute efficacité de la méthode de PNR pour obtenir le pouvoir- solution de flux. En outre, pour décrire la propriété de convergence de chaque cas de test, les figues 6-10 illustrent l'erreur de tension maximale à chaque itération durant le processus de solution d'alimentation débit pour tous les cas de test.

convergence de la solution de TC1 ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. fig6
convergence de la solution de TC2 ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... Fig7.

convergence de la solution de TC3 ... ... ... ... ... ... ... ....: Fig8 voir l'article
convergence de la solution de TC4 ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... Fig9
convergence de la solution de TC5 ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...Fig10.

Conclusion:
calcul du débit d'alimentation est l'une des parties les plus essentielles dans le fonctionnement du système électrique de puissance afin d'analyser, de simuler, de conception et de contrôler les performances du système en régime permanent correctement. Bien qu'il existe plusieurs solveur puissant flux d'énergie basé sur la méthode NR standard, leur problème formulation donne complication due à la nécessité de calculer les dérivés de la matrice jacobienne. La méthode proposée de la puissance couramment utilisés inadéquation à simplifier la complexité équation globale. Avec l'évaluation des performances dans la section 3, un nombre total de fonctionnement requis par la méthode NR proposé est linéairement proportionnelle à la taille de la matrice jacobienne, tandis que celle de la méthode NR standard est quadratique. Cela signifie que le temps de calcul de la norme augmente méthode NR plus rapidement en augmente le nombre total de bus que celui de la méthode proposée ne NR. De cet avantage, le temps de calcul consommé par la méthode NR proposé devrait être inférieure à celle de la norme. Ce processus peut aboutir à l'amélioration du développement de logiciels de puissance-débit en vitesse de calcul rapide et moins d'utilisation de la mémoire.

Remarque :je écrire les équation que me je besoin alors j'ai sperme vérifie les travaux et donné leur correction .

Moi mon texte fait environ 22000 mot... et je doit absolument le traduire en anglais...

google traduction c'est bien si on veut traduire un mot seul, mais pas un texte entier