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龍圖騰網(wǎng)獲悉中國(guó)電力科學(xué)研究院有限公司;國(guó)家電網(wǎng)有限公司西北分部;國(guó)家電網(wǎng)有限公司;國(guó)網(wǎng)山東省電力公司東營(yíng)供電公司申請(qǐng)的專利一種多慣量中心電力系統(tǒng)頻率響應(yīng)解析方法及系統(tǒng)獲國(guó)家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號(hào)為：CN118281897B 。

龍圖騰網(wǎng)通過國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-09-09發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請(qǐng)?zhí)?專利號(hào)為：202410293015.5，技術(shù)領(lǐng)域涉及：H02J3/24；該發(fā)明授權(quán)一種多慣量中心電力系統(tǒng)頻率響應(yīng)解析方法及系統(tǒng)是由侯瑋琳;馬士聰;王鐵柱;荊逸然;羅魁;范士雄;郭雅蓉;單熙雯;徐浩田;梁小姣;劉劍寧;王志坤設(shè)計(jì)研發(fā)完成，并于2024-03-14向國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請(qǐng)。

本一種多慣量中心電力系統(tǒng)頻率響應(yīng)解析方法及系統(tǒng)在說明書摘要公布了：本發(fā)明公開了一種多慣量中心電力系統(tǒng)頻率響應(yīng)解析方法及系統(tǒng)。該方法包括：基于振動(dòng)力學(xué)中的模態(tài)分析法建立慣量響應(yīng)階段頻率動(dòng)態(tài)模型中的發(fā)電機(jī)模型、網(wǎng)絡(luò)模型、故障擾動(dòng)模型；將所述網(wǎng)絡(luò)模型和所述故障擾動(dòng)模型代入所述發(fā)電機(jī)模型，得到整體振動(dòng)力學(xué)模型；基于整體振動(dòng)力學(xué)模型，求解得出任意位置故障后系統(tǒng)慣量響應(yīng)階段的頻率動(dòng)態(tài)過程時(shí)域表達(dá)。從而，可以得出功率擾動(dòng)后每個(gè)轉(zhuǎn)子的慣量響應(yīng)階段動(dòng)態(tài)過程的求解方法，能夠計(jì)及系統(tǒng)內(nèi)全部發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子頻率動(dòng)態(tài)特性。可以求解得出任意位置故障在模態(tài)主坐標(biāo)下的分解關(guān)系，進(jìn)而可以求解得出任意位置故障后系統(tǒng)慣量響應(yīng)階段的頻率動(dòng)態(tài)過程，能夠更準(zhǔn)確反映出系統(tǒng)中不同節(jié)點(diǎn)的頻率特性。

本發(fā)明授權(quán)一種多慣量中心電力系統(tǒng)頻率響應(yīng)解析方法及系統(tǒng)在權(quán)利要求書中公布了：1.一種多慣量中心電力系統(tǒng)頻率響應(yīng)解析方法，其特征在于，包括： 基于振動(dòng)力學(xué)中的模態(tài)分析法建立慣量響應(yīng)階段頻率動(dòng)態(tài)模型中的發(fā)電機(jī)模型、網(wǎng)絡(luò)模型、故障擾動(dòng)模型； 將所述網(wǎng)絡(luò)模型和所述故障擾動(dòng)模型代入所述發(fā)電機(jī)模型，得到整體振動(dòng)力學(xué)模型； 基于所述整體振動(dòng)力學(xué)模型，求解得出任意位置故障后系統(tǒng)慣量響應(yīng)階段的頻率動(dòng)態(tài)過程時(shí)域表達(dá)； 將所述網(wǎng)絡(luò)模型和所述故障擾動(dòng)模型代入所述發(fā)電機(jī)模型，得到整體振動(dòng)力學(xué)模型，包括： 將網(wǎng)絡(luò)模型和故障擾動(dòng)模型代入發(fā)電機(jī)模型可得整體振動(dòng)力學(xué)模型： 通過變形，上式改寫為以各發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子相角為狀態(tài)量，各轉(zhuǎn)子做相對(duì)振蕩運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)方程： 其中，Δω,Δδ,D分別為由各發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)子相位角、慣性時(shí)間常數(shù)，ΔPL為各負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的功率變化量，BK為各發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子間相互作用的彈性矩陣，BF為系統(tǒng)擾動(dòng)功率分配到各發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子處的分配系數(shù)矩陣，即整步功率系數(shù)； 基于所述整體振動(dòng)力學(xué)模型，求解得出任意位置故障后系統(tǒng)慣量響應(yīng)階段的頻率動(dòng)態(tài)過程時(shí)域表達(dá)，包括： 使用模態(tài)分析法對(duì)轉(zhuǎn)子振蕩過程進(jìn)行解析分析，求解得出任意位置故障后系統(tǒng)慣量響應(yīng)階段的頻率動(dòng)態(tài)過程時(shí)域表達(dá)，在外界激勵(lì)下，每一個(gè)轉(zhuǎn)子的振蕩運(yùn)動(dòng)過程為一系列有衰減的正弦振蕩過程的疊加，具體振蕩形式與系統(tǒng)自身固有振蕩模態(tài)和激勵(lì)的形式有關(guān)： 求解固有振蕩頻率Ω，即求解下式的解： |TJΩ2-BK|＝0 其中，Ω＝[Ω1,Ω2,...,Ωn]，不妨令Ω1,Ω2,...,Ωn為按照從小到大的順序排列； 轉(zhuǎn)換為矩陣的特征值求解，通過求解每一個(gè)的特征向量Φi，即 與其特征向量Φi表征了該固有振蕩頻率對(duì)應(yīng)的振型，即各轉(zhuǎn)子相角按第i固有頻率振動(dòng)時(shí)各轉(zhuǎn)子相角振幅的相對(duì)比值； 已知TJ和BK具有正交性，即： 將非對(duì)角矩陣BK轉(zhuǎn)換為一個(gè)對(duì)角矩陣K，TJ和D在轉(zhuǎn)換后保持原有的對(duì)角矩陣形式： 將代入，可得： 通過坐標(biāo)變換，將轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)過程轉(zhuǎn)換到以n個(gè)振型為基的n維空間中，在該空間中，各轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng)過程是各個(gè)振型下振動(dòng)過程的疊加；實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子振蕩過程的解耦，即： 對(duì)上式進(jìn)行拉普拉斯變換，將上述時(shí)域表達(dá)轉(zhuǎn)換到時(shí)域進(jìn)行分析和求解； Mps2xps+Dpsxps+Kpxps＝FPs 轉(zhuǎn)子相角和轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)主坐標(biāo)下的表達(dá)式為 在給定的故障擾動(dòng)形式下，對(duì)上式進(jìn)行反拉普拉斯變換，求解得出該振蕩模態(tài)對(duì)應(yīng)的主坐標(biāo)時(shí)域表達(dá)： 將主坐標(biāo)變換回原始坐標(biāo)，即可得到各轉(zhuǎn)子相角、頻率的時(shí)域表達(dá)：

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