[發明專利]大規模電力系統小干擾穩定性的特征值分析系統

有效

• 申請號: 201410366590.X
• 申請日: 2014-07-29
• 公開（公告）號: CN104091092B
• 公開（公告）日: 2017-04-19
• 發明（設計）人: 趙文愷;嚴正;張逸飛;曹路;李建華;周挺輝;范翔
• 申請（專利權）人: 上海交通大學;華東電網有限公司
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 上海交達專利事務所31201
• 代理人: 王毓理,王錫麟

1.一種大規模電力系統小干擾穩定性的特征值分析系統，其特征在于，包括：BPA數據接口模塊、用于實現小干擾穩定性特征值分析中的稀疏矩陣相關處理的稀疏矩陣計算模塊、潮流計算模塊、系統建模及其線性化模塊、狀態矩陣計算模塊、全部特征值計算引擎模塊、部分特征值計算引擎模塊和振蕩模式提取和分析模塊，其中：BPA數據接口模塊接收電網數據文件，并分別與潮流計算模塊和系統建模及其線性化模塊相連并提供應用程序接口；稀疏矩陣計算模塊分別與潮流計算模塊、系統建模及其線性化模塊、狀態矩陣計算模塊和部分特征值計算引擎模塊相連并提供應用程序接口；潮流計算模塊根據BPA數據接口模塊以及稀疏矩陣計算模塊提供的應用程序接口，實現大規模電力系統的潮流計算并輸出潮流計算結果至系統建模及其線性化模塊；系統建模及其線性化模塊根據BPA數據接口模塊提供的應用程序接口和潮流計算模塊提供的潮流計算結果，實現大規模電力系統的線性化建模，即生成增廣的系統狀態矩陣并分別輸出至狀態矩陣計算模塊和部分特征值計算引擎模塊；狀態矩陣計算模塊根據稀疏矩陣計算模塊提供的應用程序接口和系統建模及其線性化模塊提供的增廣的系統狀態矩陣，獲得系統狀態矩陣并輸出至全部特征值計算引擎模塊；全部特征值計算引擎模塊根據帶有積極早期收縮策略的兩步小塊多重步位移QR算法從系統狀態矩陣中獲得系統狀態矩陣的全部特征值以及部分左/右特征向量并輸出至振蕩模式提取和分析模塊；部分特征值計算引擎模塊根據稀疏矩陣計算模塊提供的應用程序接口，以逆通信接口的方式執行隱式重啟動ARNOLDI算法或者JACOBI-DAVIDSON方法的數值迭代過程，獲得系統狀態矩陣的部分特征值和部分左/右特征向量并輸出至振蕩模式提取和分析模塊；振蕩模式提取和分析模塊根據用戶指定合并來自全部特征值計算引擎模塊或者部分特征值計算引擎模塊的系統狀態矩陣的特征值和左/右特征向量，實現機電的振蕩模式識別和模態分析，并將所得的模式信息和模態分析結果以Excel表格的方式輸出給用戶。

2.根據權利要求1所述的系統，其特征是，所述的增廣的系統狀態矩陣，即J_aug滿足：其中：J_A為動態元件線性化模型拼接而成的分塊對角矩陣，J_B為動態元件與靜態元件的聯系矩陣，J_C為靜態元件與動態元件的聯系矩陣，J_D為修正的系統導納矩陣。

3.根據權利要求1所述的系統，其特征是，所述的系統狀態矩陣，即S是指：

其中：J_A為動態元件線性化模型拼接而成的分塊對角矩陣，J_B為動態元件與靜態元件的聯系矩陣，J_C為靜態元件與動態元件的聯系矩陣，J_D為修正的系統導納矩陣。

4.根據權利要求1所述的系統，其特征是，所述的部分特征值計算引擎模塊包括：隱式重啟動ARNOLDI算法單元和JACOBI-DAVIDSON方法單元，其中：隱式重啟動ARNOLDI算法單元與系統建模及其線性化模塊相連，根據用戶的選擇來確定采用平移-逆變換結合模最大Ritz值選擇策略還是Cayley變換結合模最大Ritz值選擇策略的計算方案，并根據增廣的系統狀態矩陣獲得系統狀態矩陣的部分特征值和部分左/右特征向量后，輸出至振蕩模式提取和分析模塊；JACOBI-DAVIDSON方法單元與系統建模及其線性化模塊相連，根據用戶的選擇來確定采用平移-逆變換結合模最大Ritz值選擇策略、Cayley變換結合模最大Ritz值選擇策略、原始矩陣結合實部最大Ritz值選擇策略還是原始矩陣結合阻尼比最小Ritz值選擇策略的計算方案，并根據增廣的系統狀態矩陣獲得系統狀態矩陣的部分特征值和部分左/右特征向量后，輸出至振蕩模式提取和分析模塊。

5.根據權利要求1所述的系統，其特征是，所述的振蕩模式識別和模態分析是指：根據每一對左/右特征向量獲得相應特征值的相關因子，根據相關因子獲得該特征值的機電回路相關比，若機電回路相關比大于1且該特征值為復數，則判定該特征值為機電振蕩模式，相應的右特征向量為振蕩模態；相關因子模值的大小反映了電力系統動態元件與振蕩模式之間的耦合程度，在耦合程度最大的機組上加裝電力系統穩定器，是抑制由該振蕩模式誘發的電力系統低頻功率振蕩的一貫做法；振蕩模態的幅值決定了該振蕩模式下機組的搖擺程度，角度決定了該振蕩模式下機組與機組之間的相對搖擺關系，振蕩模態是判斷振蕩模式對機組的影響程度、判斷多個機組是否可以進行動態等值的重要指標。