[发明专利]基于集群计算模式的小扰动稳定特征值快速分析方法

权利要求书

1.基于集群计算模式的小扰动稳定特征值快速分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)根据潮流数据进行潮流计算，获取稳态运行条件下各变量的稳态值；根据稳定数据将非线性微分-代数方程组在稳态值附近线性化，得到线性微分-代数方程组，将迭代次数k初始化为1；

2)根据用户定义的特征值频率、阻尼比范围确定待搜索区域，根据集群计算平台总可用的CPU核数，将待搜索区域划分为多个边长为l_k的正方形区域，选取各正方形区域的中心作为位移点；

3)将各位移点的特征值分析作为计算任务提交给集群计算平台，等待并收集特征值分析结果；

4)根据位移点p与各特征值之间的最大距离确定搜索圆盘半径R_p，若则终止该正方形区域的搜索；否则，将该位移点对应的正方形区域作为下一轮计算需要增加位移点的区域；

5)对于下一轮计算需要增加位移点的区域，将边长为l_k的正方形区域划分为4个边长为l_k/2的正方形，作为下一轮计算的搜索区域，剔除掉无需计算的位移点，将l_k更新为l_k/2；

6)将迭代次数k更新为k+1，统计下一轮需计算的位移点个数，若下一轮计算需要计算位移点个数大于0，则返回步骤3)；否则，执行步骤7)；

7)将各位移点的特征值分析结果进行合并，生成包含指定区域所有特征值的结果文件。

2.根据权利要求1所述的基于集群计算模式的小扰动稳定特征值快速分析方法，其特征在于，所述步骤2)中将待搜索区域划分为多个正方形区域的步骤如下：

2-1)设用户给定的特征值的频率搜索范围为[f_min,f_max]，阻尼比搜索范围为[ξ_min,ξ_max]，根据公式(1)和(2)计算复平面上特征值计算的搜索区域：

ω＝2πf (1)

其中，f为特征值的频率值，ξ为特征值的阻尼比，σ和ω为特征值的实部和虚部，待搜索区域为复平面上的梯形区域；

2-2)根据公式(3)计算梯形区域上底的长度S_t：

S_t＝σ_ul-σ_ur (3)

其中，σ_ul为对应f＝f_max、ξ＝ξ_min的特征值实部；σ_ur为对应f＝f_max、ξ＝ξ_max的特征值实部；

2-3)将上底划分的档位i初始化为1，将梯形区域的上底按i进行等分确定正方形区域的边长为S_t/i，以梯形左腰的上顶点为起点，依次确定每一行被完全覆盖的正方形个数，统计出将待搜索区域完全覆盖的正方形个数N_i；

2-4)设可用的CPU核数为N，N1，若NN_i，则令i＝i+1，返回步骤2-3)；否则，执行步骤2-5)；

2-5)将待搜索区域划分为N_i-1个边长为S_t/(i-1)的正方形区域，确保待搜索区域被完全覆盖且正方形区域个数刚好小于可用的CPU核数。

3.根据权利要求1所述的基于集群计算模式的小扰动稳定特征值快速分析方法，其特征在于，所述步骤5)剔除掉无需计算位移点的方法如下：

设位移点m的搜索圆盘半径位移点n的搜索圆盘半径在下一轮计算时需要将位移点m对应的正方形区域划分为4个边长为l_k/2的正方形，作为下一轮计算的搜索区域；设下一轮待计算的位移点为m_s，其中S＝1,…,4代表下一轮待计算的位移点的序号，若满足如下条件，则该位移点无需计算：

5-1)即位移点n的搜索圆盘已经覆盖了位移点m_s对应的待搜索区域；

5-2)当位移点m和n的实部或者虚部相同时，如果搜索圆盘的相交弦长度X_m,n满足X_m,n＞l_k，即位移点m和n的搜索圆盘已经覆盖了距离位移点n较近的两个位移点对应的待搜索区域；

5-3)位移点m和n的实部和虚部均不一致时，如果搜索圆盘的相交弦长度大于位移点n的搜索圆盘与位移点m_s对应正方形区域两边交点长度时，则移点m和n的搜索圆盘已经覆盖了位移点m_s对应的待搜索区域。