【技术实现步骤摘要】
本申请涉及新型电力系统电磁暂态建模，特别是涉及一种基于移频变换的电力系统电磁暂态特征值计算方法及装置。
技术介绍
1、随着电力系统中新能源的大规模接入，系统的动态行为变得愈加复杂。传统方法的计算效率难以应对新型电力系统的高要求，尤其是在进行特征值分析时面临挑战。
2、新型电力系统中存在大量时间尺度较小、频率高的动态过程。由于传统机电暂态模型基于准稳态假设，其难以准确刻画新型电力系统的动态过程。与机电暂态仿真模型相比，电磁暂态仿真模型可以准确模拟电力系统的宽频动态过程。因此，对于新型电力系统，需要采用电磁暂态模型来精确模拟其多时间尺度耦合的宽频动态特性。然而，电力系统电磁暂态模型为瞬时值描述的动态模型，该模型描述的系统为周期运动系统。对于电力系统电磁暂态模型这样的周期运动系统，其不存在平衡点。同时，由于电磁暂态模型中网络建模为微分方程，采用传统状态变量分析方法时需要确定网络中状态变量之间的独立性，当系统规模增大时，由于系统中复杂的拓扑连接关系，非独立状态变量的消去尤其困难。并且新型电力系统电磁暂态模型的状态空间方程维数显著高于传统电力系统的机电暂态模型，甚至可达数百万维。超高维稀疏电磁暂态模型状态矩阵的特征值计算存在收敛困难、结果有误差、计算效率极低、内存易溢出等问题，甚至易出现计算失败。
3、因此，相关技术中，亟需一种能够提高新型电力系统特征值计算精确度的方式。
技术实现思路
1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高新型电力系统特征值计算精确度的
2、第一方面，本申请提供了一种基于移频变换的电力系统电磁暂态特征值计算方法。所述方法包括：
3、构建复空间的瞬时值电磁暂态模型，进行移频变换，得到移频电磁暂态模型，基于所述移频电磁暂态模型确定电力系统平衡点；
4、基于所述移频电磁暂态模型采用离散状态空间建模方法构建所述电力系统平衡点处的线性化状态空间方程；
5、采用旋转-放大预处理的谱变换技术基于所述线性化状态空间方程的状态矩阵确定放大矩阵；
6、基于所述放大矩阵构建稀疏矩阵，并采用基于隐式重启动arnoldi稀疏特征值算法计算电力系统电磁暂态特征值。
7、可选的，在本申请的一个实施例中，所述构建复空间的瞬时值电磁暂态模型包括：
8、构建电力系统正交伴随模型，将其和原电力系统模型叠加，得到复空间的瞬时值电磁暂态模型。
9、可选的，在本申请的一个实施例中，所述基于所述移频电磁暂态模型采用离散状态空间建模方法构建所述电力系统平衡点处的线性化状态空间方程包括：
10、使用数值积分方法对电力系统微分方程离散化，得到电磁暂态模型离散状态空间方程和端口节点电流表达式；
11、基于所述电磁暂态模型离散状态空间方程和端口节点电流表达式采用节点分析法构建电力系统的离散状态空间方程。
12、可选的，在本申请的一个实施例中，所述采用旋转-放大预处理的谱变换技术基于所述线性化状态空间方程的状态矩阵确定放大矩阵包括：
13、构造正交旋转矩阵，基于所述正交旋转矩阵对状态矩阵进行旋转变换，并乘以放大因子得到放大矩阵。
14、可选的，在本申请的一个实施例中，所述基于所述放大矩阵构建稀疏矩阵包括：
15、基于单位矩阵和所述放大矩阵采用克罗内克积构建稀疏矩阵。
16、可选的，在本申请的一个实施例中，所述采用基于隐式重启动arnoldi稀疏特征值算法计算电力系统电磁暂态特征值包括：
17、构建krylov子空间；
18、计算所述稀疏矩阵和状态向量的乘积；
19、计算重投影系数，更新所述乘积；
20、构建海森伯格矩阵并求解，更新所述krylov子空间，并利用牛顿迭代校正方法，计算出新型电力系统电磁暂态模型中阻尼比最小或最右侧部分特征值的精确值。
21、第二方面，本申请还提供了基于移频变换的电力系统电磁暂态特征值计算装置。所述装置包括：
22、平衡点确定模块，用于构建复空间的瞬时值电磁暂态模型，进行移频变换，得到移频电磁暂态模型，基于所述移频电磁暂态模型确定电力系统平衡点；
23、线性化离散状态空间方程构建模块，用于基于所述移频电磁暂态模型采用离散状态空间建模方法构建所述电力系统平衡点处的线性化状态空间方程；
24、特征值分布稀疏性增大模块，用于采用旋转-放大预处理的谱变换技术基于所述线性化状态空间方程的状态矩阵确定放大矩阵；
25、特征值计算模块，用于基于所述放大矩阵构建稀疏矩阵，并采用基于隐式重启动arnoldi稀疏特征值算法计算电力系统电磁暂态特征值。
26、第三方面，本申请还提供了一种计算机设备。所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行上述各个实施例所述方法的步骤。
27、第四方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述各个实施例所述方法的步骤。
28、上述基于移频变换的电力系统电磁暂态特征值计算方法及装置，首先，构建复空间的瞬时值电磁暂态模型，进行移频变换，得到移频电磁暂态模型，基于所述移频电磁暂态模型确定电力系统平衡点；之后，基于所述移频电磁暂态模型采用离散状态空间建模方法构建所述电力系统平衡点处的线性化状态空间方程；之后，采用旋转-放大预处理的谱变换技术基于所述线性化状态空间方程的状态矩阵确定放大矩阵；最后，基于所述放大矩阵构建稀疏矩阵，并采用基于隐式重启动arnoldi稀疏特征值算法计算电力系统电磁暂态特征值。也就是说，从瞬时值描述的电力系统的平衡点求取入手，将周期运动的电力系统转化为含平衡点的系统，得到系统的平衡点及平衡点处的电磁暂态模型，有效解决了电磁暂态模型不存在平衡点的问题，为后续新型电力系统特征值的分析打下了基础。其次，提出基于节点分析法的新型电力系统离散状态空间方程构建方法，以线性无关的历史电流源为状态变量，构建了新型电力系统电磁暂态模型的线性化离散状态空间方程，得到系统的状态矩阵，可以有效分析新型电力系统的特征值。同时，提出基于稀疏处理的特征值高效计算方法，解决了电磁暂态模型状态矩阵的特征值计算存在计算效率极低、内存易溢出、收敛困难、结果有误差等问题。
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1.一种基于移频变换的电力系统电磁暂态特征值计算方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的基于移频变换的电力系统电磁暂态特征值计算方法，其特征在于，所述构建复空间的瞬时值电磁暂态模型包括：
3.根据权利要求1所述的基于移频变换的电力系统电磁暂态特征值计算方法，其特征在于，所述基于所述移频电磁暂态模型采用离散状态空间建模方法构建所述电力系统平衡点处的线性化状态空间方程包括：
4.根据权利要求1所述的基于移频变换的电力系统电磁暂态特征值计算方法，其特征在于，所述采用旋转-放大预处理的谱变换技术基于所述线性化状态空间方程的状态矩阵确定放大矩阵包括：
5.根据权利要求1所述的基于移频变换的电力系统电磁暂态特征值计算方法，其特征在于，所述基于所述放大矩阵构建稀疏矩阵包括：
6.根据权利要求1所述的基于移频变换的电力系统电磁暂态特征值计算方法，其特征在于，所述采用基于隐式重启动Arnoldi稀疏特征值算法计算电力系统电磁暂态特征值包括：
7.一种基于移频变换的电力系统电磁暂态特征值计算装置，其特征在于，所
8.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种基于移频变换的电力系统电磁暂态特征值计算方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的基于移频变换的电力系统电磁暂态特征值计算方法，其特征在于，所述构建复空间的瞬时值电磁暂态模型包括：
3.根据权利要求1所述的基于移频变换的电力系统电磁暂态特征值计算方法，其特征在于，所述基于所述移频电磁暂态模型采用离散状态空间建模方法构建所述电力系统平衡点处的线性化状态空间方程包括：
4.根据权利要求1所述的基于移频变换的电力系统电磁暂态特征值计算方法，其特征在于，所述采用旋转-放大预处理的谱变换技术基于所述线性化状态空间方程的状态矩阵确定放大矩阵包括：
5.根据权利要求1所述的基于移频变换的电力系统电...
【专利技术属性】
技术研发人员：王渝红，何浩民，叶华，高仕林，苏苗红，吕骁，张维麟，汪驰宇，陈晓明，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：
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