PSD-SSAPP小干擾穩(wěn)定性分析程序

1、1中國電力科學(xué)研究院中國電力科學(xué)研究院 系統(tǒng)所系統(tǒng)所POWER SYSTEM DEPARTMENT, CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE中國電力科學(xué)研究院中國電力科學(xué)研究院 系統(tǒng)所系統(tǒng)所2006年5月 武夷山 PSD-SSAPPSD-SSAP 電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定性分析程序電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定性分析程序中國電力科學(xué)研究院中國電力科學(xué)研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP2中國電力科學(xué)研究院 系統(tǒng)所CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE主要內(nèi)容主要內(nèi)容1.程序的主要功

2、能和特點(diǎn)2.特征值算法3.計(jì)算流程4.輸入文件5.程序的執(zhí)行方法6.程序的輸出功能7.程序的注意事項(xiàng)8.程序的安裝和卸載9.程序開發(fā)的近期計(jì)劃10.實(shí)例演示中國電力科學(xué)研究院中國電力科學(xué)研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP3中國電力科學(xué)研究院 系統(tǒng)所CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE程序的開發(fā)背景程序的開發(fā)背景開發(fā)背景 （1）原有的選擇模式分析法程序 （2）新小擾動(dòng)程序（C/C+語言實(shí)現(xiàn)） 線性化矩陣形成程序線性化矩陣形成程序 基于全過程動(dòng)態(tài)仿真程序的一個(gè)子程序基于全過程動(dòng)態(tài)仿真程序的一個(gè)子程序?qū)崿F(xiàn)

3、。實(shí)現(xiàn)。1999年開始研發(fā)。年開始研發(fā)。 特征值算法（特征值算法（QR法、隱式重啟動(dòng)的法、隱式重啟動(dòng)的Arnoldi法）。法）。2004年開始研發(fā)。年開始研發(fā)。 中國電力科學(xué)研究院中國電力科學(xué)研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP4中國電力科學(xué)研究院 系統(tǒng)所CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE1 程序的主要功能與特點(diǎn)程序的主要功能與特點(diǎn) （1）特征值算法QR算法隱式重啟動(dòng)Arnoldi法稀疏矩陣技術(shù)預(yù)處理技術(shù) 算法的優(yōu)點(diǎn)計(jì)算規(guī)模不受限制 漏根問題的解決中國電力科學(xué)研究院中國電力科學(xué)研究院 CHINA E

4、LECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP5中國電力科學(xué)研究院 系統(tǒng)所CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE1. 程序的主要功能與特點(diǎn)程序的主要功能與特點(diǎn)（2）模型種類豐富能夠處理PSD-BPA暫態(tài)穩(wěn)定程序中的所有模型 同步發(fā)電機(jī)模型 勵(lì)磁調(diào)節(jié)器、原動(dòng)機(jī)調(diào)速器、電力系統(tǒng) 穩(wěn)定器（PSS） 感應(yīng)電動(dòng)機(jī)負(fù)荷、靜特性負(fù)荷 靜止無功補(bǔ)償器 直流輸電模型中國電力科學(xué)研究院中國電力科學(xué)研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP6中國電力科學(xué)研究院 系統(tǒng)所CHINA ELECTRIC POWER R

5、ESEARCH INSTITUTE1. 程序的主要功能與特點(diǎn)程序的主要功能與特點(diǎn)（3）計(jì)算功能豐富特征值計(jì)算頻率、阻尼比、機(jī)電回路相關(guān)比左、右特征向量參與因子計(jì)算等 中國電力科學(xué)研究院中國電力科學(xué)研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP7中國電力科學(xué)研究院 系統(tǒng)所CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE1 程序的主要功能與特點(diǎn)程序的主要功能與特點(diǎn)（4）輸入數(shù)據(jù)接口方便PSD-BPA潮流、穩(wěn)定數(shù)據(jù)文件 便于時(shí)域、頻域相互校驗(yàn)，（時(shí)域：Prony）PSD-SSAP的控制文件輸入文件 圖形界面方式或文本編輯輸入（5

6、）多種方式輸出，結(jié)果分析簡單方便 文本方式輸出 表格方式輸出 圖形方式輸出中國電力科學(xué)研究院中國電力科學(xué)研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP8中國電力科學(xué)研究院 系統(tǒng)所CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE1 程序的主要功能與特點(diǎn)程序的主要功能與特點(diǎn)（7）工程應(yīng)用情況華北電網(wǎng)的2005年度方式計(jì)算2005年南方電網(wǎng)513低頻振蕩計(jì)算與分析2005年華北電網(wǎng)901低頻振蕩計(jì)算與分析2005年華中電網(wǎng)1029低頻振蕩計(jì)算與分析2006年南方交直流輸電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性研究全國聯(lián)網(wǎng)等實(shí)際工程項(xiàng)目的應(yīng)用中國電力科學(xué)

7、研究院中國電力科學(xué)研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP9中國電力科學(xué)研究院 系統(tǒng)所CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE2 特征值算法特征值算法QR算法算法（1）QR算法優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：收斂速度快，是計(jì)算矩陣全部特征值的一種最有效的方法。使用簡單，不需要填寫參數(shù)。缺點(diǎn)缺點(diǎn)：計(jì)算規(guī)模受限。是一種基于稠密矩陣實(shí)現(xiàn)的特征值計(jì)算方法，受計(jì)算機(jī)的字長限制而產(chǎn)生舍入誤差的影響，QR迭代可能不收斂，有時(shí)即使收斂，誤差也可能淹沒真解。適用范圍適用范圍：適合于中小規(guī)模（一般地說，適用于1000階以下的矩陣）電力系統(tǒng)的小干擾穩(wěn)

8、定性分析。中國電力科學(xué)研究院中國電力科學(xué)研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP10中國電力科學(xué)研究院 系統(tǒng)所CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE2. 特征值算法特征值算法Anoldi算法算法（2）隱式重啟動(dòng)）隱式重啟動(dòng)Arnoldi算法算法 高階矩陣高階矩陣A化簡為低階的上海森伯格化簡為低階的上海森伯格（Hessenberg）矩陣）矩陣H： 低低階階H陣的特征值趨近于高階陣的特征值趨近于高階A陣特征值的一陣特征值的一個(gè)子集，而個(gè)子集，而H的特征值使用的特征值使用QR法很容易求出。法很容易求出。 中國電力

9、科學(xué)研究院中國電力科學(xué)研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP11中國電力科學(xué)研究院 系統(tǒng)所CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE2. 算法簡介算法簡介Anoldi算法算法Anoldi算法的要求：上海森伯格矩陣H的階數(shù)k要大于實(shí)際的待求待求特征特征值個(gè)數(shù)m，以加速特征值計(jì)算的收斂，階數(shù)k-m稱為守衛(wèi)向量守衛(wèi)向量（Guard Vector）個(gè)數(shù)。守衛(wèi)向量個(gè)數(shù) 2倍待求特征值個(gè)數(shù) （為達(dá)到計(jì)算量和收斂速度的較好權(quán)衡）用戶在每次計(jì)算前需要設(shè)置計(jì)算的特征值個(gè)特征值個(gè)數(shù)數(shù)、守衛(wèi)向量個(gè)數(shù)、收斂精度守衛(wèi)向量個(gè)數(shù)、收斂精度

10、等參數(shù)。中國電力科學(xué)研究院中國電力科學(xué)研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP12中國電力科學(xué)研究院 系統(tǒng)所CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE2. 算法簡介算法簡介Anoldi算法算法大型電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定性分析一般只需要計(jì)算系統(tǒng)弱阻尼和不穩(wěn)定（模式），特別對于低頻振蕩問題，只要求計(jì)算弱阻尼轉(zhuǎn)子搖擺模式，即關(guān)鍵特征值。關(guān)鍵特征值并非是系統(tǒng)狀態(tài)矩陣模最大的特征值，因此不能用隱式重啟動(dòng)Arnoldi算法進(jìn)行高效計(jì)算。為了利用隱式重啟動(dòng)Arnoldi算法計(jì)算系統(tǒng)的關(guān)鍵特征值，必須先進(jìn)行預(yù)處理。另外，系統(tǒng)的狀態(tài)

11、矩陣本身不是稀疏的，但是，系統(tǒng)增廣狀態(tài)矩陣卻非常稀疏，基于以上事實(shí)，Nelson Martins提出了一種利用系統(tǒng)增廣狀態(tài)矩陣稀疏特性求解系統(tǒng)特征值和特征向量的方法，即稀疏矩陣技術(shù)。通過使用稀疏矩陣技術(shù)，隱式重啟動(dòng)Arnoldi算法才真正可以用于電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定性分析。中國電力科學(xué)研究院中國電力科學(xué)研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP13中國電力科學(xué)研究院 系統(tǒng)所CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE2. 算法簡介預(yù)處理技術(shù)算法簡介預(yù)處理技術(shù)位移求逆變換法位移求逆變換法 （1）將原始矩陣平移點(diǎn)附近的特

12、征值映射成變換后陣的主導(dǎo)特征值 （2）同時(shí)增大了原始矩陣平移點(diǎn)附近特征值的分離度。其變換形式為： 1qIAAt中國電力科學(xué)研究院中國電力科學(xué)研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP14中國電力科學(xué)研究院 系統(tǒng)所CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE2. 算法簡介預(yù)處理技術(shù)算法簡介預(yù)處理技術(shù)A陣中最靠近位移點(diǎn)q的幾個(gè)特征值被映射到At陣中模最大的幾個(gè)特征值t（主導(dǎo)特征值），并且特征向量不變。 tAtt中國電力科學(xué)研究院中國電力科學(xué)研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTIT

13、UTEP15中國電力科學(xué)研究院 系統(tǒng)所CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE2.算法簡介預(yù)處理技術(shù)算法簡介預(yù)處理技術(shù)搜索點(diǎn)（位移點(diǎn)） 兩個(gè)搜索點(diǎn)C1、C2搜索圓 對應(yīng)的兩個(gè)搜索圓判斷是否漏根 a 計(jì)算是否收斂計(jì)算是否收斂 b 搜索圓是否覆蓋關(guān)心的區(qū)域搜索圓是否覆蓋關(guān)心的區(qū)域不收斂可能會(huì)漏根不收斂的處理：增加守衛(wèi)向量個(gè)數(shù)中國電力科學(xué)研究院中國電力科學(xué)研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP16中國電力科學(xué)研究院 系統(tǒng)所CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE2. 算法簡介

14、算法簡介Anoldi算法算法 Arnoldi算法的小結(jié) 優(yōu)點(diǎn)： 對矩陣規(guī)模沒有限制，計(jì)算復(fù)平面上所關(guān)心區(qū)域內(nèi)的特征值；對矩陣規(guī)模沒有限制，計(jì)算復(fù)平面上所關(guān)心區(qū)域內(nèi)的特征值； 對關(guān)心的特征值范圍，不會(huì)產(chǎn)生漏根的問題。對關(guān)心的特征值范圍，不會(huì)產(chǎn)生漏根的問題。缺點(diǎn)： 計(jì)算前，需要設(shè)置特征值的搜索區(qū)域；計(jì)算后，用戶需要判斷計(jì)算前，需要設(shè)置特征值的搜索區(qū)域；計(jì)算后，用戶需要判斷是否存在漏根。若有漏根，需要修改參數(shù)或增加搜索點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)算。是否存在漏根。若有漏根，需要修改參數(shù)或增加搜索點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)算。適用范圍：適合于大規(guī)模電力系統(tǒng)的小干擾穩(wěn)定性分析。使用要點(diǎn)： （1）需要了解搜索參數(shù)的含義：特征值個(gè)數(shù)、守衛(wèi)向量個(gè)

15、數(shù)、搜索點(diǎn)坐標(biāo)、搜索圓。 搜索點(diǎn)設(shè)置在復(fù)平面上所關(guān)心的特征值范圍內(nèi)。 （2）待求的特征值區(qū)域內(nèi)是否有漏根的判斷方法 （3）搜索圓是否覆蓋所關(guān)心的特征值范圍所關(guān)心的特征值范圍。中國電力科學(xué)研究院中國電力科學(xué)研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP17中國電力科學(xué)研究院 系統(tǒng)所CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE3. 計(jì)算流程計(jì)算流程 程序輸入與輸出文件中國電力科學(xué)研究院中國電力科學(xué)研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP18中國電力科學(xué)研究院 系統(tǒng)所CHINA

16、 ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE3. 計(jì)算流程計(jì)算流程中國電力科學(xué)研究院中國電力科學(xué)研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP19中國電力科學(xué)研究院 系統(tǒng)所CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE4. 輸入文件輸入文件 程序需要以下三個(gè)輸入文件： （1）潮流結(jié)果文件（潮流結(jié)果文件（*.bse） 由PSD-BPA潮流程序計(jì)算潮流后得到。 （2）穩(wěn)定輸入數(shù)據(jù)文件（穩(wěn)定輸入數(shù)據(jù)文件（*.swi） 是PSD-BPA穩(wěn)定程序使用的輸入數(shù)據(jù)文件。 （3）小干擾穩(wěn)定性計(jì)算的控制文件（小干擾

17、穩(wěn)定性計(jì)算的控制文件（*.sss）用戶填寫的、指定控制信息的文本文件。指定信息：線性化矩陣文件名、算法名稱、Arnoldi算法的搜索點(diǎn)信息。文件可通過圖形界面自動(dòng)生成，簡單方便通過圖形界面自動(dòng)生成，簡單方便。中國電力科學(xué)研究院中國電力科學(xué)研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP20中國電力科學(xué)研究院 系統(tǒng)所CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE4. 輸入控制文件輸入控制文件*.sss說明說明 PSD-SSAP控制文件（*.sss）的格式： （1）卡片按自由格式填寫； （2）各項(xiàng)之間以制表符或空格分開； （3

18、）以“.”開頭的行是注釋行（與PSD-BPA數(shù)據(jù)格式一樣 ）控制文件開始卡片：(START_SSS)線性化矩陣輸入文件卡：MATRIX 卡片格式：MATRIX 線性化矩陣名稱 例如： MATRIX IEEE90.mtb中國電力科學(xué)研究院中國電力科學(xué)研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP21中國電力科學(xué)研究院 系統(tǒng)所CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE4. 輸入控制文件輸入控制文件*.sss說明說明計(jì)算方法選擇卡：METHOD 卡片格式：METHOD 方法一 方法二 例如： 1）僅使用QR方法： METH

19、OD QR 2）僅使用Arnoldi方法： METHOD Arnoldi 3）同時(shí)使用QR和Arnoldi方法： METHOD QR Arnoldi中國電力科學(xué)研究院中國電力科學(xué)研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP22中國電力科學(xué)研究院 系統(tǒng)所CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE4.輸入控制文件輸入控制文件*.sss說明說明不同次Arnoldi搜索計(jì)算的結(jié)果合并卡：InputBinaryOutAR 卡片格式：InputBinaryOutAR 二進(jìn)制結(jié)果文件名字 例如： InputBinaryOutAR

20、 IEEE90.ssb （表示要合并的二進(jìn)制結(jié)果文件為IEEE90.ssb） 此功能的優(yōu)點(diǎn)：對于一個(gè)運(yùn)行方式，采用隱式重啟動(dòng)Arnoldi算法計(jì)算時(shí)，雖然有多次補(bǔ)充的搜索計(jì)算，但只有一套控制輸入和結(jié)果輸出文件，同時(shí)避免了不必要的搜索計(jì)算，節(jié)省了計(jì)算時(shí)間。 （說明：該卡僅用于Arnoldi算法，對QR算法不起作用。）中國電力科學(xué)研究院中國電力科學(xué)研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP23中國電力科學(xué)研究院 系統(tǒng)所CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE4.輸入控制文件輸入控制文件*.sss說明說明輸出頻率選擇

21、卡：Freq 卡片格式：Freq FreqMin FreqMax 例如： Freq 0.05 2.5阻尼比輸出選擇卡：Damp 卡片格式：Damp DampMin DampMax 例如： Damp -1000. 1000.中國電力科學(xué)研究院中國電力科學(xué)研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP24中國電力科學(xué)研究院 系統(tǒng)所CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE4.輸入控制文件輸入控制文件*.sss說明說明Arnoldi算法的搜索方案卡：AR 用于搜索參數(shù)：特征值個(gè)數(shù)、守衛(wèi)向量個(gè)數(shù)、收斂精度、起始搜索點(diǎn)的實(shí)部、

22、起始搜索點(diǎn)的虛部、終止搜索點(diǎn)的實(shí)部、終止搜索點(diǎn)的虛部、搜索點(diǎn)的個(gè)數(shù)。 例如： 1) AR 10 30 1.0e-15 0.0 0.0628 0.0 12.57 5 表示每次搜索10個(gè)特征根、守衛(wèi)向量的個(gè)數(shù)是30、精度是1.0e-15、起始搜索點(diǎn)是0.0+j0.0628 （0.1Hz） 、終止搜索點(diǎn)是0.0+j 12.57 （2.0Hz） 、搜索點(diǎn)的個(gè)數(shù)是。 2) AR 10 30 1.0e-15 0.0 0. 628 表示搜索10個(gè)特征根、守衛(wèi)向量個(gè)數(shù)是30、精度是1.0e-15、只有單個(gè)搜索點(diǎn)0.0+j0. 628（0.1Hz）。控制文件結(jié)束卡片：(END_SSS)中國電力科學(xué)研究院中國電力

23、科學(xué)研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP25中國電力科學(xué)研究院 系統(tǒng)所CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE5. 程序運(yùn)行方法程序運(yùn)行方法 程序的計(jì)算過程分為兩步：（1）線性化矩陣生成）線性化矩陣生成 準(zhǔn)備好潮流結(jié)果文件（*.bse）和穩(wěn)定輸入數(shù)據(jù)文件（*.swi）后，執(zhí)行線性化計(jì)算程序，可得到與穩(wěn)定數(shù)據(jù)文件同名的線性化矩陣（*.mtb）。（2）特征值計(jì)算）特征值計(jì)算 準(zhǔn)備好輸入控制文件(*.sss)后，執(zhí)行特征值計(jì)算程序，程序讀入線性化矩陣和控制參數(shù)后，開始進(jìn)行特征值計(jì)算，即可得到小擾動(dòng)計(jì)算結(jié)果。 程

24、序分為兩步優(yōu)點(diǎn)：程序分為兩步優(yōu)點(diǎn)：當(dāng)潮流結(jié)果文件和穩(wěn)定輸入數(shù)據(jù)文件都沒有變化，僅控制文件參數(shù)有變化而需要重新計(jì)算特征值時(shí)，不必重新計(jì)算線性化矩陣。中國電力科學(xué)研究院中國電力科學(xué)研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP26中國電力科學(xué)研究院 系統(tǒng)所CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE5. 程序運(yùn)行方法程序運(yùn)行方法 程序運(yùn)行有三種啟動(dòng)方法： （1）圖形界面方式）圖形界面方式1 在PSD-BPA程序的集成平臺(tái)（PSAW）或文本編輯器（TextEdit）中，點(diǎn)擊小擾動(dòng)計(jì)算圖標(biāo) ，啟動(dòng)小擾動(dòng)程序。 （2）圖形界面方

25、式）圖形界面方式2 雙擊安裝路徑下小干擾穩(wěn)定性分析程序的圖標(biāo) ，啟動(dòng)小擾動(dòng)程序。 （3）Dos命令行方式命令行方式 此方式可方便構(gòu)造出批處理文件（*.bat），進(jìn)行大批量計(jì)算，感興趣的用戶可以參見培訓(xùn)手冊。中國電力科學(xué)研究院中國電力科學(xué)研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP27中國電力科學(xué)研究院 系統(tǒng)所CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE5. 程序運(yùn)行方法程序運(yùn)行方法搜索點(diǎn)計(jì)算不收斂的現(xiàn)象計(jì)算中的屏幕提示計(jì)算中的屏幕提示：“WARNING： 達(dá)到了最大迭代達(dá)到了最大迭代次數(shù)，不收斂！次數(shù)，不收斂！”。計(jì)

26、算后的文件提示計(jì)算后的文件提示：在：在*.out文件和文件和*.eig文件會(huì)給出該文件會(huì)給出該搜索點(diǎn)得到的特征值個(gè)數(shù)以及相應(yīng)的不收斂提示。搜索點(diǎn)得到的特征值個(gè)數(shù)以及相應(yīng)的不收斂提示。不收斂的處理方法處理方法：處理方法：增加守衛(wèi)向量個(gè)數(shù)（守衛(wèi)向量個(gè)數(shù)最好是特增加守衛(wèi)向量個(gè)數(shù)（守衛(wèi)向量個(gè)數(shù)最好是特征值個(gè)數(shù)的征值個(gè)數(shù)的2倍以上）減少每次搜索的特征值個(gè)數(shù)、增倍以上）減少每次搜索的特征值個(gè)數(shù)、增加搜索點(diǎn)、使搜索點(diǎn)不要太靠近原點(diǎn)等。加搜索點(diǎn)、使搜索點(diǎn)不要太靠近原點(diǎn)等。處理結(jié)果：處理結(jié)果：一般都能收斂。一般都能收斂。 中國電力科學(xué)研究院中國電力科學(xué)研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEA

27、RCH INSTITUTEP28中國電力科學(xué)研究院 系統(tǒng)所CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE5. 程序的圖形界面程序的圖形界面中國電力科學(xué)研究院中國電力科學(xué)研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP29中國電力科學(xué)研究院 系統(tǒng)所CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE6. 結(jié)果輸出結(jié)果輸出 （1）文本結(jié)果：）文本結(jié)果：是一組文本格式的文件，包含特征值、特征向量、參與因子、Arnoldi法每次搜索結(jié)果信息等計(jì)算結(jié)果。 （2）表格結(jié)果：）表格結(jié)果：是通過表格方式，列出特征

28、值的實(shí)部、虛部、頻率、阻尼比、相關(guān)因子等信息；以及列出每臺(tái)發(fā)電機(jī)對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)名字、基準(zhǔn)電壓、右特征向量及其角度、參與因子。表格具有排序、篩選等功能，使用方便。 （3）圖形結(jié)果：）圖形結(jié)果：提供復(fù)平面上的特征值分布圖、Arnoldi搜索圓圖、每個(gè)關(guān)心模式的模態(tài)圖。 中國電力科學(xué)研究院中國電力科學(xué)研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP30中國電力科學(xué)研究院 系統(tǒng)所CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE6. 輸出文件類型輸出文件類型 輸出文件類型有：輸出文件類型有：*.ssb文件 二進(jìn)制結(jié)果，主要是用于表格結(jié)果分

29、析。*.out文件 文本文件，包含輸出的全部結(jié)果。*.eig文件 文本文件，所有求得的特征值輸出。*.cir文件 文本文件，每次Arnoldi算法的搜索圓，主要是用于特征值分布圖。*.dam文件 文本文件，阻尼比0.020.03之間的范圍，主要是用于特征值分布圖。中國電力科學(xué)研究院中國電力科學(xué)研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP31中國電力科學(xué)研究院 系統(tǒng)所CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE6.文本結(jié)果輸出文本結(jié)果輸出 中國電力科學(xué)研究院中國電力科學(xué)研究院 CHINA ELECTRIC POWER

30、RESEARCH INSTITUTEP32中國電力科學(xué)研究院 系統(tǒng)所CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE6.表格結(jié)果輸出表格結(jié)果輸出 功能 具有集結(jié)果數(shù)據(jù)導(dǎo)入、排序、篩選、導(dǎo)入、排序、篩選、分析分析等功能于一體和簡單易學(xué)的特點(diǎn)。 用來幫助用戶完成復(fù)雜的小干擾穩(wěn)定計(jì)算后的分析工作。 中國電力科學(xué)研究院中國電力科學(xué)研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP33中國電力科學(xué)研究院 系統(tǒng)所CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE6.表格結(jié)果輸出表格結(jié)果輸出 中國電力科學(xué)研究院中

31、國電力科學(xué)研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP34中國電力科學(xué)研究院 系統(tǒng)所CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE6. 特征值分布圖特征值分布圖 中國電力科學(xué)研究院中國電力科學(xué)研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP35中國電力科學(xué)研究院 系統(tǒng)所CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE6. 模態(tài)圖模態(tài)圖方便查看發(fā)電機(jī)機(jī)組和機(jī)群添加注釋復(fù)制為矢量圖保存為文件中國電力科學(xué)研究院中國電力科學(xué)研究院 CHINA ELECTRI

32、C POWER RESEARCH INSTITUTEP36中國電力科學(xué)研究院 系統(tǒng)所CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE6. 模態(tài)圖模態(tài)圖 模態(tài)圖 ( 頻率: 0.8242Hz, 阻尼比: 0.0419 )1.510.50-0.5-1-1.51.510.50-0.5-1湘鳳灘湘黃龍鄂三峽湖南機(jī)組中國電力科學(xué)研究院中國電力科學(xué)研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP37中國電力科學(xué)研究院 系統(tǒng)所CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE7. 程序使用注意事項(xiàng)程序使用注意事

33、項(xiàng) 7.1 QR算法的規(guī)模限制算法的規(guī)模限制 當(dāng)系統(tǒng)規(guī)模過大（超過1000階）時(shí)，QR算法可能不收斂，即使收斂結(jié)果也可能不正確，系統(tǒng)規(guī)模很大時(shí)建議僅使用隱式重啟動(dòng)Arnoldi算法計(jì)算。7.2 Arnoldi算法的收斂性算法的收斂性 如果隱式重啟動(dòng)Arnoldi算法的某些參數(shù)設(shè)置不當(dāng)，可能導(dǎo)致Arnoldi算法不收斂，我們可以在屏幕輸出、文件輸出和圖形輸出中觀察到不收斂的情況，這時(shí)需要重新對控制文件中AR卡進(jìn)行修改，如搜索點(diǎn)不要太靠近原點(diǎn)、增加搜索點(diǎn)、減少每次搜索的特征值個(gè)數(shù)、增加守衛(wèi)向量個(gè)數(shù)（守衛(wèi)向量個(gè)數(shù)一般是特征值個(gè)數(shù)的5倍左右，收斂性差時(shí)，適當(dāng)提高倍數(shù)以保證收斂）等。中國電力科學(xué)研究院中

34、國電力科學(xué)研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP38中國電力科學(xué)研究院 系統(tǒng)所CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE7.程序使用注意事項(xiàng)程序使用注意事項(xiàng)7.3 關(guān)于漏根問題關(guān)于漏根問題使用Arnoldi算法時(shí)，當(dāng)一個(gè)搜索點(diǎn)計(jì)算收斂后，那么以該搜索點(diǎn)為圓心的搜索圓內(nèi)將不存在漏根。如果該搜索點(diǎn)計(jì)算不收斂，則雖然計(jì)算出的特征根是有效的，但此時(shí)搜索圓內(nèi)可能存在漏根現(xiàn)象。因此，計(jì)算中請留意搜索點(diǎn)的收斂性問題。搜索點(diǎn)的設(shè)置數(shù)量和坐標(biāo)位置要根據(jù)研究所關(guān)心的特征值范圍來確定。過少的搜索點(diǎn)或坐標(biāo)不適當(dāng)?shù)乃阉鼽c(diǎn)都可能導(dǎo)致找不

35、到本來已存在的關(guān)鍵特征值。中國電力科學(xué)研究院中國電力科學(xué)研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP39中國電力科學(xué)研究院 系統(tǒng)所CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE7. 程序使用注意事項(xiàng)程序使用注意事項(xiàng)7.4 計(jì)算數(shù)據(jù)中含有空格的母線名字計(jì)算數(shù)據(jù)中含有空格的母線名字 用于小干擾穩(wěn)定性計(jì)算的PSD-BPA潮流和穩(wěn)定數(shù)據(jù)中的母線名字不能含有空格。由于程序采用自由格式的數(shù)據(jù)文件作為程序輸入，因此，帶有空格的母線名字是不能夠正確識(shí)別的。 對于含有空格的母線名字，轉(zhuǎn)換潮流結(jié)果文件（*.bse）時(shí)，會(huì)自動(dòng)把空格替換為下

36、劃線“_”，例如：“Bus 1”替換為“Bus_1”。 當(dāng)出現(xiàn)找不到含有空格的母線時(shí)，請打開同一路徑下轉(zhuǎn)換后的潮流結(jié)果文件（*.PFL），該文件的末尾打印出含有空格的所有母線的提示。根據(jù)提示替換完原潮流數(shù)據(jù)文件（*.dat）中所有含有空格的母線名字后，重新進(jìn)行潮流和線性化矩陣形成的計(jì)算。中國電力科學(xué)研究院中國電力科學(xué)研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP40中國電力科學(xué)研究院 系統(tǒng)所CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE程序使用注意事項(xiàng)程序使用注意事項(xiàng)穩(wěn)定數(shù)據(jù)文件（穩(wěn)定數(shù)據(jù)文件（*.swi）中控制卡片（）

37、中控制卡片（CASE、F1、FF卡卡）的支持）的支持（1）Case卡中的通用阻尼繞組卡，即缺省次卡中的通用阻尼繞組卡，即缺省次暫態(tài)參數(shù)（暫態(tài)參數(shù)（55-80列填寫的、和參數(shù)）。列填寫的、和參數(shù)）。（2）F1卡中卡中20-22列的所有發(fā)電機(jī)的阻尼因子列的所有發(fā)電機(jī)的阻尼因子“DMPALL”、33列上的列上的PSS的的SP模型轉(zhuǎn)換為模型轉(zhuǎn)換為SG模型的模型的“SPTOSG”標(biāo)志。標(biāo)志。（3）FF卡中卡中45-47列的發(fā)電機(jī)阻尼因子系數(shù)列的發(fā)電機(jī)阻尼因子系數(shù)“DMPMLT”、74、76、78、80列的不計(jì)調(diào)速列的不計(jì)調(diào)速器、調(diào)壓器、所有輔助信號(hào)、轉(zhuǎn)為恒阻抗負(fù)荷器、調(diào)壓器、所有輔助信號(hào)、轉(zhuǎn)為恒阻抗負(fù)荷

38、的的“NOGV”、“NOEX”、“NOSC”和和“NOLOAD”標(biāo)志。標(biāo)志。中國電力科學(xué)研究院中國電力科學(xué)研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP41中國電力科學(xué)研究院 系統(tǒng)所CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE7. 程序使用注意事項(xiàng)程序使用注意事項(xiàng)7.5 運(yùn)行線性化矩陣程序時(shí)計(jì)算步長不斷減小問題運(yùn)行線性化矩陣程序時(shí)計(jì)算步長不斷減小問題 在線性化矩陣形成計(jì)算之前，建議使用PSD-BPA穩(wěn)定程序做一次穩(wěn)定計(jì)算，以保證輸入數(shù)據(jù)文件的正確性。初始化計(jì)算完成后，屏幕出現(xiàn)“Success of the first

39、Init !”標(biāo)志。（1）正常情況下，程序很快完成初始化計(jì)算。（2）異常情況的的可能原因及其處理辦法：潮流數(shù)據(jù)中直流系統(tǒng)換流變壓器分接頭的影響。解決方法是去掉換流變壓器分接頭的檔數(shù)，改為連續(xù)調(diào)節(jié)。小干擾穩(wěn)定性分析程序的模型或數(shù)據(jù)處理與PSD-BPA不一致。遇到這種情況請聯(lián)系程序開發(fā)人員來處理。 中國電力科學(xué)研究院中國電力科學(xué)研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP42中國電力科學(xué)研究院 系統(tǒng)所CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE8. 程序的安裝和卸載程序的安裝和卸載 小擾動(dòng)程序由一組在Windows操作系

40、統(tǒng)下可執(zhí)行的程序和相關(guān)文件組成，把這些文件一起拷貝到電腦硬盤上任何一個(gè)路徑下都可以使用，不需要進(jìn)行常見的“Setup”安裝。（1）對于集成平臺(tái)用戶來說，需要在主菜單“設(shè)置”的選項(xiàng)“設(shè)置路徑”中，設(shè)置小擾動(dòng)程序的所在路徑后才能運(yùn)行程序，否則會(huì)出現(xiàn)找不到程序位置的錯(cuò)誤；（2）對于文本編輯器用戶來說，需要在第一次點(diǎn)擊 按鈕時(shí)指定小擾動(dòng)程序的所在路徑。（3）卸載程序，只需從硬盤上的刪除小擾動(dòng)程序及其相關(guān)文件即可。中國電力科學(xué)研究院中國電力科學(xué)研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP43中國電力科學(xué)研究院 系統(tǒng)所CHINA ELECTRIC POWER R

41、ESEARCH INSTITUTE9. 程序開發(fā)的近期計(jì)劃程序開發(fā)的近期計(jì)劃靈敏度計(jì)算功能靈敏度計(jì)算功能 （1）參數(shù)靈敏度）參數(shù)靈敏度 （2）方式靈敏度）方式靈敏度計(jì)算速度的提高計(jì)算速度的提高 提高5倍以上。并行計(jì)算（多核心并行計(jì)算（多核心CPU）中國電力科學(xué)研究院中國電力科學(xué)研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP44中國電力科學(xué)研究院 系統(tǒng)所CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE10. 小干擾穩(wěn)定性計(jì)算算例小干擾穩(wěn)定性計(jì)算算例 IEEE9系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖中國電力科學(xué)研究院中國電力科學(xué)研究院 CHIN

42、A ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP45中國電力科學(xué)研究院 系統(tǒng)所CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE10. IEEE9 潮流數(shù)據(jù)文件潮流數(shù)據(jù)文件IEEE90.dat(POWERFLOW,CASEID=IEEE9,PROJECT=IEEE_9BUS_TEST_SYSTEM)/SOL_ITER,DECOUPLED=2,NEWTON=15,OPITM=0/P_OUTPUT_LIST,ZONES=ALL/RPT_SORT=ZONE/NEW_BASE,FILE=IEEE90.BSE/PF_MAP,FILE = IEEE90.

43、MAP/NETWORK_DATABS 發(fā)電機(jī)1 16.501 999. 999. 1.01B 母線1 230.01 B 母線A 230.01 125. 70.0 20. B 母線B 230.01 90. 40.0 10. B 母線C 230.01 100. 55.0 20. B 母線2 230.01 35.0 10.0 BE 發(fā)電機(jī)2 18.001 163. 999 1.01B 母線3 230.01BE 發(fā)電機(jī)3 13.801 85. 999. 1.01.L - transmission lines -L 母線1 230. 母線A 230. .0100 .0850 .0440L 母線1 230

44、. 母線B 230. .0170 .0920 .0395L 母線A 230. 母線2 230. .0320 .1610 .0765L 母線B 230. 母線3 230. .0390 .1700 .0895L 母線2 230. 母線C 230. .0085 .0720 .03725L 母線C 230. 母線3 230. .0119 .1008 .05225.T - transformers -T 發(fā)電機(jī)1 16.5 母線1 230. .0567 16.5 242.T 發(fā)電機(jī)2 18.0 母線2 230. .0625 18.0 242.T 發(fā)電機(jī)3 13.8 母線3 230. .0586 13.8

45、 242.(END)中國電力科學(xué)研究院中國電力科學(xué)研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP46中國電力科學(xué)研究院 系統(tǒng)所CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE10. IEEE9 穩(wěn)定數(shù)據(jù)文件穩(wěn)定數(shù)據(jù)文件IEEE90.swiCASE IEEE9 C IEEE 9節(jié)點(diǎn)系統(tǒng) LS 母線B 230. 母線1 230. 1 0.0 LS -母線B 230. -母線1 230. -1 10. M 發(fā)電機(jī)1 16.5 247.5 1.0 H .04 .06 .04 .06MF 發(fā)電機(jī)1 16.5 2364. 100. .

46、0608.0969 .146.09698.96 .0336M 發(fā)電機(jī)2 18.0 192. .85 S .089 .089 .033.078MF 發(fā)電機(jī)2 18.0 640. 100. .1189.1969.8958.86456.00.54.0521EA 發(fā)電機(jī)2 18.0 0.06 20. 0.2 0. 0. .314.104.293-.3983.98.063.35SS 發(fā)電機(jī)2 18. 0.5 10. 0.2 1.3 .02 1.3 .05 2.0GH 發(fā)電機(jī)2 18.0 180. 0.05 .04 1.0 5.0 .5 -0.1 0.1 .31M 發(fā)電機(jī)3 13.8 128. .85 S

47、 .107 .107 .033.07MF 發(fā)電機(jī)3 13.8 301. 100. .1813 .25 1.3131.2585.89 .6.0742LB 母線A 230. 1.0 1.0LB 母線B 230. 1.0 1.0LB 母線C 230. 1.0 1.0FF 300. 1 190MHBH 1B 母線1 230. 3 3 B 母線2 230. 3 3 B 母線3 230. 3 3 B 母線A 230. 3 3 B 母線B 230. 3 3 B 母線C 230. 3 3 GH 1 發(fā)電機(jī)1 16.5G 發(fā)電機(jī)1 16.5 3 3G 發(fā)電機(jī)2 18.0 3 3G 發(fā)電機(jī)3 13.8 3 399

48、中國電力科學(xué)研究院中國電力科學(xué)研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP47中國電力科學(xué)研究院 系統(tǒng)所CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE10.小干擾計(jì)算控制文件小干擾計(jì)算控制文件IEEE90.sss(START_SSS)MATRIX IEEE90.mtbInputBinaryOutAR IEEE90_AR.ssbMETHOD QR ARNOLDIAR 10 30 1.0e-15 0.000 0.628 0.000 15.700 20(END_SSS)中國電力科學(xué)研究院中國電力科學(xué)研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP48中國電力科學(xué)