[發明專利]一種電網信息能源系統穩定性評估方法

在審

• 申請號: 202010871619.5
• 申請日: 2020-08-26
• 公開（公告）號: CN112365115A
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 賈宏杰;張一媚;董朝宇;穆云飛;侯愷;余曉丹
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06;G06K9/62
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 韓帥

1.一種電網信息能源系統穩定性評估方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：系統初始化和參數輸入，包括系統參數，離散化參數；

步驟2：建立含電動汽車調頻的信息能源系統模型，推導得到系統非時滯狀態矩陣和時滯狀態矩陣；

步驟3：譜變換：利用無窮小算子方法將信息能源系統模型轉化為抽象常微分方程進而獲得信息能源系統模型的特征值；

步驟4：基于切比雪夫多項式對無窮小算子進行離散，得到有限維離散矩陣；

步驟5：隱式重啟Krylov子空間降維：將有限維離散矩陣投影到一個維數小于信息能源系統維數的子空間；并應用由擴展分解與收縮凈化兩階段組成的隱式重啟動過程實現更大程度的降維；

步驟6：基于優化方法進行校正：將信息能源系統特征方程的求解轉化為一個優化問題的求解，應用全局優化方法校正得到決定系統穩定性的最右側主導特征值及其特征向量；

步驟7：穩定域求解：通過搜索法求解系統穩定域，多角度評估系統穩定性。

2.根據權利1中所述的一種電網信息能源系統穩定性評估方法，其特征在于，步驟2的信息能源系統模型為：

式中：x為信息能源系統的狀態變量向量，m為系統時滯個數，t為當前時刻，τ_i為集群G_Ai的時滯，其中最大時滯為τ_max，為系統非時滯狀態矩陣和為系統時滯狀態矩陣，x₀為系統初始條件，即狀態變量的初始值，簡寫為

3.根據權利1中所述的一種電網信息能源系統穩定性評估方法，其特征在于，步驟3包括：

對于式(1)系統，令為由將區間[-τ_max,0]映射到n維復數向量空間的連續函數構成的巴拿赫空間；因此可將(1)重新表述為巴拿赫空間X上的抽象常微分方程：

其中，為無窮小算子，利用該算子將t處的系統狀態映射到t+θ處，根據譜映射原理，信息能源系統特征值將等于無窮小算子的特征值。

4.根據權利1中所述的一種電網信息能源系統穩定性評估方法，其特征在于，步驟4包括：

譜變換后得到的式(2)仍為無窮維系統，切比雪夫離散化利用插值近似初始函數，從而構造離散矩陣來逼近給定一個正整數N，考慮由N+1個在區間[-τ_max,0]內的離散點組成的網格Ω_N：Ω_N＝{θ_N,i,i＝1,...,N+1|-τ_max≤θ_N,i≤0}，將離散化，用由定義在網格Ω_N上的離散函數組成的空間X_N來代替原始空間X；選取切比雪夫多項式作為插值多項式，用來近似表達初始函數，進一步，特征值問題將轉換為：

將上述處理后，無限維的被簡化成有限維的直接求解信息能源系統的一組臨界特征值。

5.根據權利1中所述的基于多起點迭代搜索的電動汽車-電網信息能源系統穩定性評估方法，其特征在于，步驟5包括：

切比雪夫離散化后，采用一種基于Krylov子空間的結構保持約簡算法進一步降維；

該算法是在投影的框架下發展起來的，將有限維離散矩陣投影到一個維數小于信息能源系統維數的子空間，從而得到的一個投影矩陣；使用Arnoldi分解方法來生成投影子空間的正交基，在正交基進行投影得到投影矩陣；

在投影過程中引入隱式重啟過程來優化起始向量，使Arnoldi算法在經過可接受的分解步數后，可以達到殘差逼近0的效果；隱式重啟Krylov子空間降維算法的每次迭代包括兩個階段：

(1)擴展分解階段：即投影過程，在這一階段，分解被擴展到不方便進一步擴展的階數；

(2)收縮凈化階段：在這個階段中頻譜中不想要的部分被弱化和抑制；

擴展分解階段和收縮凈化階段組成的循環不斷進行，直到滿足停止標準，即當殘差足夠小時，所有的k個特征值都可以很好地逼近信息能源系統特征值，由此得到的降維矩陣不僅保留了結構，而且降低了維數。