[发明专利]基于模式惯量的多机电力系统节点转动惯量的优化方法

权利要求书

1.一种基于模式惯量的多机电力系统节点转动惯量的优化方法，其特征在于包括以下步骤：

1)通过频率建模方法，得到多机电力系统中发电机节点及网络节点的功率扰动到频率的闭环传递函数，闭环传递函数中根据节点为发电机节点或网络节点将网络电纳矩阵B分为四块区域，具体为B_GG、B_GL、B_LG、B_LL，其中B_GG、B_GL、B_LG、B_LL分别表示网络电纳矩阵B的左上角、右上角、坐下角、右下角四块区域，下标G对应发电机节点，下标L对应网络节点；

2)向发电机节点和网络节点分别注入功率阶跃扰动，得到节点的频率响应，处理时压缩网络节点形成压缩电纳阵B_r；

3)使用发电机的转动惯量矩阵J对压缩电纳阵B_r进行缩放，得到缩放电纳阵B_s＝J^-1/2B_rJ^-1/2；

4)对缩放电纳阵B_s进行特征值分解，并根据该分解对扰动后节点频率响应进行模式分解，得到频率响应的n个模式分量，n为多机电力系统中发电机节点的数量，进而获得每个节点每个模式的模式惯量；

5)利用模式惯量对多机电力系统的节点转动惯量进行优化处理。

2.根据权利要求1所述的一种基于模式惯量的多机电力系统节点转动惯量的优化方法，其特征在于：所述的多机电力系统中包含有n个发电机节点和m+a个网络节点，网络节点分为m个负荷节点和a个无源节点，将接在相同发电机节点处的发电机等效为一台发电机，则n个发电机节点一共有n台发电机。

3.根据权利要求1所述的一种基于模式惯量的多机电力系统节点转动惯量的优化方法，其特征在于：所述步骤1)，多机电力系统中各节点功率扰动到频率的闭环传递函数及网络电纳矩阵为：

其中s表示拉普拉斯算子，Δu_G(s)、Δu_L(s)分别表示发电机节点和网络节点的功率扰动向量，Δω_G(s)、Δω_L(s)分别表示发电机节点和网络节点的频率响应向量；J为以n台发电机的转动惯量为对角元素的转动惯量矩阵，J＝diag(J_i)，J_i表示第i台发电机的转动惯量；多机电力系统中所有发电机同构，JG(s)表示所有发电机的频率到有功输出的传递函数矩阵，J_iG(s)表示第i台发电机的频率到有功输出的传递函数，G(s)为发电机频率到有功输出的基准传递函数；ω₀表示频率基准值；B表示网络电纳矩阵，B_GG、B_GL、B_LG、B_LL分别表示网络电纳矩阵B的左上角、右上角、左下角、右下角四块区域，分块基于节点为发电机节点或网络节点，下标G对应发电机节点，下标L对应网络节点。