[發(fā)明專利]一種時(shí)滯電力系統(tǒng)特征值計(jì)算方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811479987.4
• 申請(qǐng)日: 2018-12-05
• 公開（公告）號(hào): CN109615209B
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葉華;牟倩穎;劉玉田
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F7/00
• 分類號(hào): G06F7/00;G06Q10/06;G06Q50/06;G06F17/13;H02J3/00
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 李琳

本公開提供了一種時(shí)滯電力系統(tǒng)特征值計(jì)算方法及系統(tǒng)，建立時(shí)滯電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)模型，將其線性化得到線性化后的系統(tǒng)狀態(tài)方程，并得到相應(yīng)的特征方程；將系統(tǒng)的狀態(tài)方程轉(zhuǎn)化為常微分方程和時(shí)滯微分方程的組合；利用解算子將時(shí)滯電力系統(tǒng)的狀態(tài)方程轉(zhuǎn)換為抽象柯西問題，將時(shí)滯電力系統(tǒng)的特征值計(jì)算問題轉(zhuǎn)換為解算子的特征值求解問題；對(duì)解算子進(jìn)行離散化，通過各個(gè)離散點(diǎn)處的狀態(tài)方程得到解算子的低階離散化矩陣；對(duì)解算子的低階離散化矩陣進(jìn)行旋轉(zhuǎn)?放大變換，將時(shí)滯電力系統(tǒng)的機(jī)電振蕩模式轉(zhuǎn)換為模值較大的特征值，將得到的特征值經(jīng)過旋轉(zhuǎn)?放大反變換，利用牛頓法校驗(yàn)進(jìn)行修正，得到時(shí)滯電力系統(tǒng)的精確特征值。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及一種時(shí)滯電力系統(tǒng)特征值計(jì)算方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

本部分的陳述僅僅是提供了與本公開相關(guān)的背景技術(shù)信息，不必然構(gòu)成在先技術(shù)。

隨著電網(wǎng)互聯(lián)規(guī)模的增大，長距離大容量電力輸送工程不斷增加，電力系統(tǒng)中固有的小干擾穩(wěn)定問題成為影響互聯(lián)電網(wǎng)功率輸送穩(wěn)定性的重要因素之一。區(qū)域間的低頻振蕩成為限制區(qū)域聯(lián)絡(luò)線輸送功率大小，甚至影響互聯(lián)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的主要因素之一。輸入為本地信號(hào)的PSS能夠有效地提高區(qū)域內(nèi)低頻振蕩(頻率大于1Hz)的阻尼；而本地信號(hào)對(duì)于區(qū)域間的低頻振蕩(頻率為0.25～1Hz)的可控、可觀性較差，甚至不可控、不可觀，區(qū)域間的低頻振蕩往往缺乏足夠的阻尼。基于同步相量單元(PhasorMeasurement Unit，PMU)的廣域量測(cè)系統(tǒng)(Wide-AreaMeasurement System，WAMS)能夠同步采集電力系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)獲取電力系統(tǒng)的狀態(tài)感知，給大規(guī)模互聯(lián)電力系統(tǒng)穩(wěn)定分析與控制的發(fā)展帶來新的契機(jī)。

隨著信息和通信技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)電力系統(tǒng)已經(jīng)轉(zhuǎn)變成一個(gè)具有實(shí)時(shí)感知、動(dòng)態(tài)控制和信息服務(wù)等功能的信息物理融合電力系統(tǒng)(Cyber-Physical Power System,CPPS)。基于WAMS的廣域阻尼控制器(Wide-Area Damping Controller，WADC)可以有效提高區(qū)間低頻振蕩的阻尼水平，是廣域量測(cè)技術(shù)最先得到應(yīng)用的領(lǐng)域之一。然而，廣域測(cè)量信號(hào)在采集、路由、傳輸和處理過程中存在數(shù)十到幾百毫秒的時(shí)延，電力系統(tǒng)因此成為時(shí)滯信息物理融合的電力系統(tǒng)(Delayed CPPS,DCPPS)。廣域阻尼控制回路中的通信時(shí)滯會(huì)使系統(tǒng)穩(wěn)定性惡化，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致其失穩(wěn)，因此有必要分析大規(guī)模時(shí)滯電力系統(tǒng)的小干擾穩(wěn)定性。

在現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析中，大規(guī)模時(shí)滯電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定性分析方法總體上可以分為時(shí)域法和頻域法兩類。時(shí)域法存在其固有的保守型；在頻域法中，時(shí)滯作為指數(shù)項(xiàng)出現(xiàn)，最有效的分析方法是基于譜離散化的特征值分析方法。然而，基于譜離散化的時(shí)滯電力系統(tǒng)的特征分析方法，雖然可以精確計(jì)算出大規(guī)模時(shí)滯電力系統(tǒng)實(shí)部較大或阻尼較小的部分特征值，但在離散化過程中生成的近似矩陣維數(shù)較大，存在計(jì)算量大的缺點(diǎn)。

特別是在分析大規(guī)模電力系統(tǒng)時(shí)，由于較大的矩陣維數(shù)問題，不可避免的產(chǎn)生較大的計(jì)算量與計(jì)算時(shí)間，在一定程度上限制了算法的計(jì)算效率。

發(fā)明內(nèi)容

本公開為了解決上述問題，提出了一種時(shí)滯電力系統(tǒng)特征值計(jì)算方法及系統(tǒng)，本公開基于低階解算子偽譜配置離散化(Low-Order Pseudo-Spectral DiscretizationofSolution Operator,LO-SOD-PS)方法,能夠高效計(jì)算時(shí)滯電力系統(tǒng)的關(guān)鍵特征值,即機(jī)電振蕩模式。

根據(jù)一些實(shí)施例，本公開采用如下技術(shù)方案：

一種時(shí)滯電力系統(tǒng)特征值計(jì)算方法,包括以下步驟:

建立時(shí)滯電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)模型，將其線性化得到線性化后的系統(tǒng)狀態(tài)方程，并得到相應(yīng)的特征方程；

根據(jù)與時(shí)滯是否相關(guān)將時(shí)滯電力系統(tǒng)的狀態(tài)變量劃分為與時(shí)滯無關(guān)項(xiàng)和與時(shí)滯有關(guān)項(xiàng)，將系統(tǒng)的狀態(tài)方程轉(zhuǎn)化為常微分方程和時(shí)滯微分方程的組合；