基于集群计算模式的小扰动稳定特征值快速分析方法技术

本发明专利技术公开了基于集群计算模式的小扰动稳定特征值快速分析方法，属于电力系统及其自动化技术领域。本发明专利技术适用于在采用隐式重启动Arnoldi算法进行小扰动稳定分析时，基于集群计算自动搜索指定区域所有特征值，满足特大型电网小干扰稳定在线分析对计算结论准确性和实时性的要求。根据空闲的CPU核数将复平面上指定的待搜索区域划分为多个正方形区域，选取正方形区域的中心作为隐式重启动Arnoldi算法的位移点；若搜索圆盘无法覆盖预先指定的正方形区域，则将该正方形区域划分为四个新的正方形区域并确定下一轮计算的位移点，重复上述过程直至搜索区域被完全覆盖。本发明专利技术能够进一步提高计算资源的利用效率。

Fast analysis method of small perturbation stability eigenvalue based on cluster computing model

The invention discloses a method for quick analysis of small disturbance stability characteristics based on a cluster computing mode, which belongs to the power system and the automation technical field. The invention applies to restart the implicit Arnoldi algorithm in small signal stability analysis, cluster computing automatically search the specified all feature regions based on the value analysis of the calculation results meet the real-time and accuracy requirements of large power system small signal stability online. According to the number of idle CPU nuclear complex plane to the specified search area is divided into a plurality of square area, the center of the square area displacement point is selected as implicitly restarted Arnoldi algorithm; if the search disc can not cover the square area specified in advance, the square area is divided into four new square area and determine the displacement calculation of the next round, the process is repeated until the search area is completely covered. The invention can further improve the utilization efficiency of computing resources.

【技术实现步骤摘要】
基于集群计算模式的小扰动稳定特征值快速分析方法
本专利技术属于电力系统自动化
，具体地说本专利技术涉及基于集群计算模式的小扰动稳定特征值快速分析方法。
技术介绍
当小干扰稳定分析的状态矩阵维数很大时，需要采用部分特征值方法求解对稳定性判别有关键影响的特征值，以确保计算精度和速度都可以满足大规模电力系统的要求，但不能保证计算出所有的弱阻尼模式。电网规模的扩大和装机容量的增加会导致振荡模式频率的下降，而模式的分布更加密集。除了弱阻尼模式，调度运行人员还关心电网中的典型振荡模式及其相关特征，而这些模式的阻尼比可能比较大，距离虚轴比较远，这就需要通过穷尽式的搜索来计算指定区域的所有特征值。对特大型电网进行小干扰稳定分析时，特别是进行在线安全稳定分析时，求解特征值的串行算法难以满足计算速度的要求。隐式重启动Arnoldi(IRA)算法可以通过在复平面上指定多个位移点，通过多次位移求逆及IRA算法实现并行计算，其优点是各计算任务之间没有信息交换，便于通过多进程实现。基于分布式并行计算技术采用同构的计算节点构建大规模集群计算平台，将多个相同的计算任务分配到计算集群的计算节点上进行并行计算，是本文档来自技高网...

【技术保护点】
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lk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Rp，若

【技术特征摘要】
2016.12.30 CN 201611252691X1.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lk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Rp，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lk的正方形区域划分为4个边长为lk/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lk更新为lk/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：1)设用户给定的特征值的频率搜索范围为[fmin,fmax]，阻尼比搜索范围为[ξmin,ξmax]，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)

【专利技术属性】
技术研发人员：程哲，鲍颜红，徐伟，王坚，徐泰山，刘韶峰，邱生敏，任先成，夏小琴，严明辉，张金龙，
申请(专利权)人：中国南方电网有限责任公司，国电南瑞科技股份有限公司，国网江苏省电力公司，南京南瑞集团公司，
类型：发明
国别省市：广东,44