改进十字链表的存储方法在短路电流计算中的应用

发布时间：2017-12-07 17:16

  本文关键词：改进十字链表的存储方法在短路电流计算中的应用

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【摘要】：短路电流计算对电力系统安全运行至关重要,其中计算生成的节点导纳矩阵及其分解矩阵都是稀疏矩阵,即含有大量零元素的矩阵。短路电流计算需要对导纳矩阵及其分解矩阵数据进行存储进而查询特别是按数值查询其所在位置,为了避免对大量非零元素存储,提高存储效率,采用十字链表存储方法。但十字链表作为一种链式结构有其缺陷,即对不规则数据存储和查询效率会降低,短路电流计算生成的导纳矩阵及其分解矩阵的数据十分庞大,效率下降会更明显,如果能够实现对这些数据排序,便能消除这一缺陷的影响。导纳矩阵中的每一个数据及其所在存储位置(行列号)都有其特殊电气含义,因此不能随意打乱其存储位置。为了保持元素存储位置不变,同时既能维持快速按行列查询元素数值,又更进一步提高按数值查询其所在行列的效率,以便于存储调用及后续矩阵的处理,本文提出构建高度平衡二叉树的改进十字链表方法并进行优化。具体工作如下：1.分析当前短路电流计算中提出的稀疏矩阵存储方法的优劣性。分别对二维链表存储法、十字链表存储法、十字链表存储区域分配法的优势和缺陷进行分析,为创新点提出提供借鉴。2.提出十字链表的改进存储方法。在十字链表存储的基础上,拓展存储数据结点指针域,通过指针将各存储结点串成高度平衡二叉树,将高度维持在(O(log2n)),平均查找长度也可维持在(O(log2n)),大大降低操作时间复杂度,提高按数值查询行列的效率。3.在改进方法的基础上提出优化思路。为了最大化减弱构建高度平衡二叉树时间消耗对整体效率的影响,利用计算机硬件本身的特点,通过分配一块连续的内存空间来存储十字链表,将不在高速缓冲存储器中的结点和其相邻结点调入高速缓冲存储器中,以实现直接对高速缓冲存储器进行存取操作,这大大提升了十字链表的效率,能够很好削弱由于构建高度平衡二叉树的时间消耗对按行列查询数值时效率的影响。此外,为保证测试结果的公平性,把构建高度平衡二叉树的时间计入总时间,以进行对比。通过相应算例,验证了该改进方法的高效性。
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM713

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本文编号：1263154