[发明专利]基于PSOD的时滞电力系统高效特征值分析方法及系统

说明书

本公开提供了一种基于PSOD的时滞电力系统高效特征值分析方法及系统，根据获取的时滞电力系统的运行状态数据，利用PSOD方法得到时滞电力系统的部分解算子离散化矩阵；利用子空间法计算解算子部分离散化矩阵预设个数的第一特征值；将第一特征值依次经过谱映射、反旋转放大和牛顿校验后得到时滞电力系统的特征值；其中，子空间法中，将部分解算子离散化矩阵中的待求逆矩阵表示为Schur补的形式，利用Schur补的形式得到该矩阵的逆与向量乘积的表达式，利用反幂法求解该矩阵逆与向量的乘积；避免了利用迭代方法迭代计算矩阵逆‑向量乘积，只需通过一次反幂法即可得到矩阵逆‑向量乘积的解，显著降低了矩阵逆‑向量乘积的计算量。

技术领域

本公开涉及时滞电力系统技术领域，特别涉及一种基于PSOD的时滞电力系统高效特征值分析方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术，并不必然构成现有技术。

为了解决能源中心与负荷中心在地理上分布不平衡的问题，现代电力系统逐渐发展为大规模互联电力系统。虽然区域间互联电网能够更好地配置资源，提高电网运行的经济性和可靠性，但是其中出现的低频振荡，使电网的安全稳定运行面临挑战。传统的电力系统稳定器(Power System Stabilizer,PSS)只能用于解决系统的局部振荡问题，难以用于抑制区间振荡。

广域测量系统(Wide-Area Measurement System，WAMS)的出现为抑制大规模互联电力系统的区间振荡提供了新的解决思路。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。

在现代电力系统中，小干扰稳定主要关注的是机电振荡问题。目前，研究人员针对考虑时滞的电力系统已经提出了多种机电振荡模式计算方法。中国发明专利基于SOD-PS-R算法的时滞电力系统机电振荡模式计算方法。有研究人员提出了一种基于SOD-PS-R(Solution Operator Discretizaiton-Pseudo Spectrum and Rotation，解算子伪谱离散化和旋转)算法的时滞电力系统特征值计算方法；也有研究人员提出了一种基于SOD-IRK(SOD Methods with Implicit Runge-Kutta，解算子龙格-库塔离散化)算法的时滞电力系统特征值计算方法。以上时滞电力系统特征值计算方法均能够通过一次计算得到系统阻尼比小于给定值的全部特征值；有研究人员提出了一种基于低阶EIGD(ExplicitInfinitesimal Generator Discretization，显式无穷小生成元)算法的时滞电力系统特征值计算方法，其中的状态变量部分离散化能够被应用于解算子类离散化方法，从而得到基于部分解算子离散化的时滞电力系统特征值计算方法，即PSOD-IRK和PSOD-PS-R方法，可以降低SOD-IRK和SOD-PS-R方法在计算时滞电力系统机电振荡模式时形成的离散化矩阵的维数，从而提高方法的计算效率。

本公开发明人发现，基于解算子离散化的时滞电力系统机电振荡模式计算方法，均利用隐式Arnoldi重启动方法迭代计算其形成的系统解算子离散化矩阵模值最大的特征值，主要操作为形成Krylov子向量过程中的离散化矩阵与Krylov子向量的乘积，但是由于解算子离散化矩阵的第一块行含有矩阵逆，通常需要迭代方法计算该矩阵逆-向量乘积，其计算量大，计算效率低。

发明内容