[发明专利]大规模电力系统小干扰稳定性的特征值分析系统

权利要求书

1.一种大规模电力系统小干扰稳定性的特征值分析系统，其特征在于，包括：BPA数据接口模块、用于实现小干扰稳定性特征值分析中的稀疏矩阵相关处理的稀疏矩阵计算模块、潮流计算模块、系统建模及其线性化模块、状态矩阵计算模块、全部特征值计算引擎模块、部分特征值计算引擎模块和振荡模式提取和分析模块，其中：BPA数据接口模块接收电网数据文件，并分别与潮流计算模块和系统建模及其线性化模块相连并提供应用程序接口；稀疏矩阵计算模块分别与潮流计算模块、系统建模及其线性化模块、状态矩阵计算模块和部分特征值计算引擎模块相连并提供应用程序接口；潮流计算模块根据BPA数据接口模块以及稀疏矩阵计算模块提供的应用程序接口，实现大规模电力系统的潮流计算并输出潮流计算结果至系统建模及其线性化模块；系统建模及其线性化模块根据BPA数据接口模块提供的应用程序接口和潮流计算模块提供的潮流计算结果，实现大规模电力系统的线性化建模，即生成增广的系统状态矩阵并分别输出至状态矩阵计算模块和部分特征值计算引擎模块；状态矩阵计算模块根据稀疏矩阵计算模块提供的应用程序接口和系统建模及其线性化模块提供的增广的系统状态矩阵，获得系统状态矩阵并输出至全部特征值计算引擎模块；全部特征值计算引擎模块根据带有积极早期收缩策略的两步小块多重步位移QR算法从系统状态矩阵中获得系统状态矩阵的全部特征值以及部分左/右特征向量并输出至振荡模式提取和分析模块；部分特征值计算引擎模块根据稀疏矩阵计算模块提供的应用程序接口，以逆通信接口的方式执行隐式重启动ARNOLDI算法或者JACOBI-DAVIDSON方法的数值迭代过程，获得系统状态矩阵的部分特征值和部分左/右特征向量并输出至振荡模式提取和分析模块；振荡模式提取和分析模块根据用户指定合并来自全部特征值计算引擎模块或者部分特征值计算引擎模块的系统状态矩阵的特征值和左/右特征向量，实现机电的振荡模式识别和模态分析，并将所得的模式信息和模态分析结果以Excel表格的方式输出给用户。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征是，所述的增广的系统状态矩阵，即J_aug满足：其中：J_A为动态元件线性化模型拼接而成的分块对角矩阵，J_B为动态元件与静态元件的联系矩阵，J_C为静态元件与动态元件的联系矩阵，J_D为修正的系统导纳矩阵。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征是，所述的系统状态矩阵，即S是指：

其中：J_A为动态元件线性化模型拼接而成的分块对角矩阵，J_B为动态元件与静态元件的联系矩阵，J_C为静态元件与动态元件的联系矩阵，J_D为修正的系统导纳矩阵。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征是，所述的部分特征值计算引擎模块包括：隐式重启动ARNOLDI算法单元和JACOBI-DAVIDSON方法单元，其中：隐式重启动ARNOLDI算法单元与系统建模及其线性化模块相连，根据用户的选择来确定采用平移-逆变换结合模最大Ritz值选择策略还是Cayley变换结合模最大Ritz值选择策略的计算方案，并根据增广的系统状态矩阵获得系统状态矩阵的部分特征值和部分左/右特征向量后，输出至振荡模式提取和分析模块；JACOBI-DAVIDSON方法单元与系统建模及其线性化模块相连，根据用户的选择来确定采用平移-逆变换结合模最大Ritz值选择策略、Cayley变换结合模最大Ritz值选择策略、原始矩阵结合实部最大Ritz值选择策略还是原始矩阵结合阻尼比最小Ritz值选择策略的计算方案，并根据增广的系统状态矩阵获得系统状态矩阵的部分特征值和部分左/右特征向量后，输出至振荡模式提取和分析模块。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征是，所述的振荡模式识别和模态分析是指：根据每一对左/右特征向量获得相应特征值的相关因子，根据相关因子获得该特征值的机电回路相关比，若机电回路相关比大于1且该特征值为复数，则判定该特征值为机电振荡模式，相应的右特征向量为振荡模态；相关因子模值的大小反映了电力系统动态元件与振荡模式之间的耦合程度，在耦合程度最大的机组上加装电力系统稳定器，是抑制由该振荡模式诱发的电力系统低频功率振荡的一贯做法；振荡模态的幅值决定了该振荡模式下机组的摇摆程度，角度决定了该振荡模式下机组与机组之间的相对摇摆关系，振荡模态是判断振荡模式对机组的影响程度、判断多个机组是否可以进行动态等值的重要指标。