[发明专利]基于SOD-PS-II-R算法的时滞电力系统机电振荡模式计算方法

说明书

本发明公开了基于SOD‑PS‑II‑R算法的时滞电力系统机电振荡模式计算方法，包括：建立时滞电力系统模型；通过伪谱方法对电力系统模型的解算子进行离散化，得到时滞电力系统模型的解算子的离散化矩阵；利用坐标旋转预处理方法，将解算子的离散化矩阵旋转并进行近似得到旋转后的解算子离散化近似矩阵，计算旋转后的解算子离散化近似矩阵模值大于1的特征值；采用序贯法或子空间法，从上述模值大于1的特征值中找到解算子离散化近似矩阵的模值最大的设定数量的特征值；对模值最大的设定数量的特征值，依次经过谱映射、坐标反旋转和牛顿校验处理，最终得到时滞电力系统模型的特征值，其对应时滞电力系统的机电振荡模式。

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，特别是涉及基于SOD-PS-II-R算法的时滞电力系统机电振荡模式计算方法，SOD-PS-II-R为“Solution Operator Discretization-PesudoSpectrum II and Rotation”的英文缩写，中文含义为：解算子伪谱离散化和旋转。

背景技术

电力科学与技术的发展使得互联电力系统的规模逐渐增大，区间低频振荡问题愈发突出。传统采用安装电力系统稳定器(Power System Stabilizer,PSS)的方案来解决低频振荡问题，但是其反馈控制信号来源于通常较远，因此不能有效抑制互联电力系统的区间振荡。

广域测量系统(Wide-Area Measurement System，WAMS)的出现带给大规模互联电力系统稳定分析与控制新的发展机遇。基于WAMS提供的广域信息的互联电网低频振荡控制，通过引入有效反映互联电力系统区间振荡模式的广域反馈信号，能获得较好的阻尼控制性能，其为抑制互联电网中的区域间低频振荡，从而提高系统的输电能力提供了更好的控制手段，具有良好且广泛的应用前景。

广域信号在由不同通信介质(如光纤、电话线、数字微波、卫星等)组成的WAMS通信网络中传输和处理时，存在几十到几百毫秒间变化的通信延时。通信延时是引起系统控制律失效、运行状况恶化和系统失稳的一种重要原因。因此，在利用广域测量信息进行电力系统进行闭环控制时，必须计及通信延时的影响。

机电振荡问题是现代电力系统小干扰稳定的关注点。以状态空间模型为基础的特征值分析法是研究机电振荡的强有力工具。目前，研究人员已经提出了许多计算大规模电力系统关键特征值子集的有效方法，主要包括基于降阶系统的选择模式分析法，AESOPS算法和S-矩阵法，幂法、牛顿法、Rayleigh商迭代法等序贯法以及同时迭代法、Arnoldi算法、重新分解的双重迭代和Jacobi-Davidson方法等子空间迭代法。这些方法在计算电力系统部分特征值时都利用了增广状态矩阵的稀疏性，其中多数方法是通过对原系统进行谱变换从而改变特征谱的分布，然后求取系统的特征值，最后通过反变换得到原系统的关键特征值。但是，以上提到的方法均未考虑通信延时对电力系统的影响。

中国发明专利基于Padé近似的时滞电力系统特征值计算与稳定性判别方法.201210271783.8:[P].利用Pade近似多项式逼近时滞环节计算系统最右侧的关键特征值，从而判断系统的时滞稳定性。中国发明专利基于EIGD的大规模时滞电力系统特征值计算方法.201510055743.3.中国,201510055743.3[P].提出了一种基于显示IGD(Explicit IGD,EIGD)的大规模时滞电力系统特征值计算。根据计算得到的电力系统最右侧的关键特征值，可以判断系统在固定时滞下的稳定性。

上述这些时滞稳定性判别方法，均需要通过多次扫描[0.1,2.5]Hz低频振荡频率范围内、靠近虚轴的关键特征值，才能判断系统的时滞稳定性，操作步骤繁琐，计算量大。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提供了基于SOD-PS-II-R算法的时滞电力系统机电振荡模式计算方法，用以得到大规模时滞电力系统的机电振荡模式。本发明SOD-PS-II-R算法只需计算一次便可得到解算子离散化近似矩阵的模值最大的设定数量个特征值，也即大规模时滞电力系统的机电振荡模式。