[发明专利]一种电力系统小干扰稳定仿真方法

权利要求书

1.一种电力系统小干扰稳定仿真方法，其特征在于用多核心处理器来并行求解同一仿真的问题，即将过去由单一处理器串行求解的同一仿真的问题分解成若干个独立的计算任务，分散到各个处理器进行并行运算：

所述方法包括下列步骤：

步骤101：并行计算开始；

步骤102：统计搜索点的个数；

搜索点就是位移求逆变换法中的平移点 ，电力系统小干扰稳定仿真中，需要求出一系列搜索点附近的特征值，从而求出所关心区域的特征值，而位移求逆变换法是最常用的预处理技术，它将原始矩阵平移点附近的特征值映射成变换后阵的主导特征值，同时增大了原始矩阵平移点附近特征值的分离度 ；

步骤103：根据CPU核心数目N，生成N个搜索点的计算任务N≥2；

步骤104：调用Linux操作系统下的fork()函数生成N个进程；

步骤105：各个子进程同时调用相应的CPU独立执行其搜索点集的计算任务；

步骤106：判断是否所有子进程都执行结束；

步骤107：收集子进程的计算结果；

步骤108：输出部分 。

2.如权利要求1所述的一种电力系统小干扰稳定仿真方法，其特征在于其中：

步骤101：并行计算开始包括：

(1)使用电力系统潮流和稳定数据文件作为输入，首先运行潮流程序得到潮流结果文件，从潮流结果文件获取分析系统的动态元件数、节点数、网络线路数以及潮流参数，确定系统基本结构，初始化系统变量，然后通过稳定数据文件获取系统小干扰稳定性分析所需的动态元件参数，初始化系统参数数组；

(2)初始化各个元件，计算元件的参数矩阵，通过上述(1)获取的各类参数，建立系统中各个动态元件的元件对象实例，不同的动态元件对应不同的元件类，获取各实例参数，并计算各个动态元件的系数矩阵A_i、B_i、C_i、D_i；

电力系统的动态特性由一组非线性微分方程组和一组非线性代数方程组描述：

在平衡点x₀附近线性化，定义状态向量和非状态向量如下： 

ΔX＝[x₁，x₂，...，x_m]^T

ΔY＝[x_m+1，x_m+2，...，x_n]^T

得到系统的矩阵形式：

其中，某个有k个微分方程、h个代数方程的动态元件的系数矩阵A_i、B_i、C_i、D_i为：

(3)将各个元件的系数矩阵A_i、B_i、C_i、D_i合并，即得到大系统矩阵J_A、J_B、J_C、J_D：

然后结合网络导纳矩阵形成增广状态矩阵A_B

其中E₁、E₂为网络节点电压矩阵，I₁、I₂为节点注入电流矩阵，Y为网络导纳矩阵；

步骤102：统计搜索点的个数包括：

根据用户定义的关心区域范围以及隐式重启动Arnoldi算法控制信息中搜索点的个数，形 成整个系统所有搜索点的信息；

步骤103：根据CPU核心数目N，生成N个搜索点的特征值计算任务包括：

根据CPU核心数目N，将整个系统所有的搜索点平均分成N份；

步骤104：调用Linux操作系统下的fork()函数生成N个进程；

步骤105：各个子进程同时调用相应的CPU独立执行其搜索点集的计算任务包括：

该步骤中有N个串行仿真进程，也即N个串行仿真程序在同时计算，这N个进程的启动通过Linux操作系统下的进程调用函数execlp()来实现；

步骤106：判断是否所有子进程都执行结束包括：

该步骤调用Linux操作系统下的waitpid()函数判断是否所有子进程都执行结束，只要有一个子进程没有结束，程序将继续等待，一直等到所有的子进程全部执行结束，程序才进入到下一步；

步骤107：收集子进程的计算结果包括：

为了避免各个子进程计算后，有多个计算结果文件的存在而导致在结果查看上的不方便，对同一个线性化矩阵，将不同CPU核心搜索计算的结果合并为一个结果，当上述所有子进程都执行结束，程序将收集子进程的计算结果，将其合并成一个结果文件;

步骤108：输出部分包括：

当程序计算完毕后，通过文本方式、表格方式以及图形方式将结果输出 。