CN110365048A - 一种基于最优化潮流的黑启动网架动态稳定性评估方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于最优化潮流的黑启动网架动态稳定性评估方法，属于电力系统稳定性计算领域。首先提取电网网架数据库中的片区电网参数，将参数转化后存入6个特定形式的初始化矩阵，将其中的初始线路矩阵、初始母线矩阵、初始发电机矩阵这3个矩阵输入到最优化潮流计算软件中进行最优化迭代计算，更新矩阵的值，紧接着对矩阵形式进行转化，然后将转化后的矩阵及其他初始化矩阵输入到动态稳定性分析模块中，计算得到各台发电机组的振荡模式、阻尼比、参与因子等多个结果向量，并通过散点图、柱状图的形式图形化展示结果，为黑启动网架动态稳定性评估提供有力依据。本发明提出的方法可以快速有效地对目标片区进行动态稳定性分析。

Description

一种基于最优化潮流的黑启动网架动态稳定性评估方法

技术领域

本发明涉及一种基于最优化潮流的黑启动网架动态稳定性评估方法，属于电力系统稳定性计算领域。

背景技术

动态稳定是指电力系统受到小的或大的扰动后，在自动调节和控制装置的作用下，保持较长过程的运行稳定性的能力，通常指电力系统受扰动后不发生发散振荡或持续的振荡，是电力系统功角稳定的一种形式。动态稳定可分小扰动动态稳定和大扰动动态稳定。小扰动动态稳定是指扰动量足够小，且系统结构未发生变化，系统可用线性化状态方程描述的动态稳定过程；大扰动动态稳定是指扰动量大或系统结构发生了改变，系统不能用线性化状态方程来描述的动态稳定过程。动态稳定分析主要包含由于系统阻尼不足而引起的低频振荡问题，和网络结构、参数、运行工况、励磁系统及负荷特性等关系密切。

黑启动是指电力系统因故障停运后，不依赖其他网络的帮助，通过启动系统中具有自启动能力的电源，带动无自启动能力的电源，使其重新恢复发电能力，并与黑启动电源并列形成小系统的过程。在黑启动过程中，由于电网网架处于孤网运行状态，并网机组较少，网架发电容量小，网架结构较为薄弱，调节设备尚未大量投入，在这种情况下，当系统经历扰动时，极易导致系统失稳。现有技术中，黑启动网架动态稳定性分析的作业效率与自动化水平较低，有待提高。

发明内容

本发明提供了一种基于最优化潮流的黑启动网架动态稳定性评估方法，提高了黑启动网架动态稳定性分析的作业效率与自动化水平。

本发明的技术方案是：一种基于最优化潮流的黑启动网架动态稳定性评估方法，包括以下步骤：

Step1：提取黑启动网架数据库中的片区电网参数，将参数存入6个初始化矩阵中，矩阵包括初始线路矩阵mpc.line、初始母线矩阵mpc.bus、初始发电机参数矩阵mpc.gen、发电机机电参数矩阵mac_con、励磁系统参数矩阵exc_con、调速器参数矩阵tg_con；

Step2：将Step1中的初始线路矩阵mpc.line、初始母线矩阵mpc.bus、初始发电机参数矩阵mpc.gen输入到最优化潮流计算模块中分别对三个矩阵参数进行迭代计算，得到新的线路矩阵mpc.line、母线矩阵mpc.bus、发电机矩阵mpc.gen；

Step3：将Step2更新后的矩阵mpc.line、mpc.bus、mpc.gen的特定列提取出来，进行格式转化，重新存入动态稳定分析模块能识别的矩阵line、bus中，并将矩阵line、bus、mac_con、exc_con、tg_con这五个矩阵同时代入到动态稳定性分析模块中进行计算，计算得到各台发电机组的振荡频率向量freq、阻尼比向量damp、参与因子矩阵pr三个结果向量；

Step4：提取向量freq、damp、pr的值，通过散点图、柱状图的形式图形化展示结果。

具体地，所述的Step1具体步骤如下：

Step1.1、电网数据库分别以发电站、变电站、开关站为节点单元，其中，发电站包含母线、线路、断路器、发电机、变压器五个子单元，各子单元分别储存各自中设备的设备参数；变电站包含母线、线路、断路器、变压器四个子单元，各子单元分别储存各自中设备的设备参数；开关站包含母线、线路、断路器三个子单元，各子单元分别储存各自中设备的设备参数，上述子单元储存了后续步骤所述的所有参数类型，若两个节点单元同时包含某一线路子单元，则表示这两个节点单元依靠该线路相连；

Step1.2、分别定义初始线路矩阵mpc.line、初始母线矩阵mpc.bus、初始发电机参数矩阵mpc.gen、发电机机电参数矩阵mac_con、励磁系统参数矩阵exc_con、调速器参数矩阵tg_con的格式：

定义矩阵mpc.bus格式：矩阵mpc.bus的每一行对应一条单一的母线，各列数据分别为各母线节点编号number、各母线类型type、负荷有功Pd、负荷无功Qd、母线并联电导Gs、母线并联电纳Bs、电网断面号area、母线电压幅值Vm、母线电压相位Va、母线基准电压baseKV、电网分区号zone、母线最高工作电压Vmax以及母线最低工作电压Vmin；

定义矩阵mpc.gen格式：矩阵mpc.gen矩阵的每一行对应一台单一的发电机，各列数据分别为接入发电机的母线编号bus_i、发电机发出的有功功率Pg、发电机发出的无功功率Qg、发电机的最大无功Qmax、发电机的最小无功Qmin、发电机的工作电压Vg，发电机的功率基准mBase、发电机运行状态status、发电机的最大有功Pmax以及发电机的最小有功Pmin；

定义矩阵mpc.line格式：矩阵mpc.line的每一行对应一条单一的线路，各列数据分别为该支路的起始节点fbus、该支路的终止节点tbus、该支路的电阻r、该支路的电抗x、该支路的电纳b、该支路长期允许功率rateA、短期允许功率rateB、短期允许功率rateC、该支路的变比ratio、该支路的相位angle、该支路的工作状态status、该支路的最小相位角度angmin以及该支路最大相位角度agmax；

定义矩阵mac_con格式：矩阵mac_con的每一行对应一台单一的机组，各列数据分别为原动机编号machine number、电机所连母线编号bus number、基准容量base mva、电机漏抗标幺值x_l(pu)、电机电阻标幺值r_a(pu)、电机d轴同步电抗标幺值x_d(pu)、电机d轴暂态电抗标幺值x'_d(pu)、电机d轴次暂态电抗标幺值x"_d(pu)、d轴开路时间常数T'_do(sec)、d轴开路次暂态时间常数T"_do(sec)、电机q轴同步电抗标幺值x_q(pu)、电机q轴暂态电抗标幺值x'_q(pu)、电机q轴次暂态电抗标幺值x"_q(pu)、q轴开路时间常数T'_qo(sec)、q轴开路次暂态时间常数T"_qo(sec)、电机惯性时间常数H(sec)、阻尼系数标幺值d_o(pu)、阻尼系数标幺值d_1(pu)、电机类型type、饱和因子S(1.0)以及饱和因子S(1.2)；

定义矩阵exc_con格式：矩阵exc_con的每一行对应一个单一的励磁系统，各列数据分别为励磁系统类型type、所连电机编号number、滤波时间常数T_R、电压增益K_A、电压调节时间常数T_A、电压调节时间常数T_B、电压调节时间常数T_C、最大电压输出V_Rmax、最小电压输出V_Rmin、励磁系数K_E、励磁时间常数T_E、常数E_1、饱和度常数S_E(E_1)、常数E_2、饱和度常数S_E(E_2)、稳定增益K_F、稳定时间常数T_F；

定义矩阵tg_con格式：矩阵tg_con的每一行对应一个单一的调速器，各列数据分别为常数1、所连电机编号number、速度设定值wf、稳定增益1/R、电机基座最大功率Tmax、电机伺服时间常数Ts、调速器时间常数Tc、暂态增益时间常数T3、HP时间常数T4、再热时间常数T5；

Step1.3、划定黑启动网架片区，即确定好要进行动态稳定性分析片区内的所包含的节点单元；

Step1.4、确定黑启动网架片区所包含的节点单元，从节点单元所包含的子单元中提取设备参数，然后将参数存入初始化线路参数矩阵mpc.line、母线参数矩阵mpc.bus、发电机参数矩阵mpc.gen、发电机机电参数矩阵mac_con、励磁设备参数矩阵exc_con、调速器参数矩阵tg_con。

具体地，所述的Step2具体步骤如下：

Step2.1、将初始线路矩阵mpc.line、初始母线矩阵mpc.bus、初始发电机参数矩阵mpc.gen传入MATPOWER最优化潮流计算模块进行更新迭代；

Step2.2、获取最优化计算后的新的线路矩阵mpc.line、母线矩阵mpc.bus、发电机矩阵mpc.gen。

具体地，所述的Step3具体步骤如下：

Step3.1、提取新的线路矩阵mpc.line、母线矩阵mpc.bus、发电机矩阵mpc.gen的参数：

提取新的线路矩阵mpc.line的参数：起始母线名称fbus、终止母线tbus、线路电阻r标幺值、电抗标幺值x、电纳b、线路变比ratio、线路相移度angle；

提取新的母线矩阵mpc.bus的参数：各母线节点编号number、母线电压标幺值Vm、母线电压相角Va、负荷有功Pd、负荷无功Qd、母线并联电导Gs、母线并联电纳Bs、母线类型type；

提取新的发电机矩阵mpc.gen的参数：发电机有功标幺值Pg、发电机无功标幺值Qg、发电机无功最大标幺值Qmax、发电机无功最小标幺值Qmin；

Step3.2、定义动态稳定分析模块能识别的矩阵line、bus：

定义矩阵bus：第1列为各母线节点编号number、第2列为母线电压标幺值Vm、第3列为母线电压相角Va、第4列为发电机有功标幺值Pg、第5列为发电机无功Qg、第6列为负荷有功标幺值Pd、第7列为负荷无功标幺值Qd、第8列为母线并联电导Gs、第9列为母线并联电纳Bs、第10列为母线类型type、第11列为发电机无功最大标幺值Qmax、第12列为发电机无功最小标幺值Qmin；

定义矩阵line：第1列为起始母线名称fbus、第2列为终止母线tbus、第3列为线路电阻r标幺值、第4列为电抗标幺值x、第5列为电纳b、第6列为线路变比ratio、第7列为线路相移度angle；

Step3.3、将矩阵line、bus、发电机机电参数矩阵mac_con、励磁系统参数矩阵exc_con、调速器参数矩阵tg_con传入动态稳定性分析模块中进行计算，得到各个振荡模态的振荡频率向量freq、各个振荡模态的阻尼比向量damp、各个机组的参与因子矩阵pr。

具体地，所述的Step4中生成的散点图和柱状图的过程为：

生成振荡模态图，即散点图：将振荡频率向量freq与振荡模态的阻尼比向量damp相同位置的值分别作为纵、横坐标组成坐标点，作为振荡模态图展示；

生成参与度柱状图：矩阵pr的列序号作为机组编号，行序号作为振荡模态编号，行、列编号在pr矩阵中对应的值作为特定模态下的机组参与度值，输入到机组振荡参与度图中，以柱状图的形式进行展示。

本发明的有益效果是：将电网数据库、最优化潮流模块、动态稳定分析模块有效地结合了起来，避免了人为干预计算过程可能造成的计算效率低下、计算结果出错等问题，提高了黑启动网架动态稳定性分析的计算效率与准确性，提高了黑启动网架动态稳定性分析计算的自动化程度。

附图说明

图1基于最优化潮流的黑启动网架动态稳定性评估计算流程；

图2电网数据库树状结构图；

图3怒江电网兰坪片区一次接线图；

图4矩阵转换示意图；

图5怒江电网兰坪片区动态稳定分析振荡模态图；

图6怒江电网兰坪片区动态稳定分析机组参与度柱状图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和特定更加清晰明白，以下结合实施例子和附图，应用MATLAB软件，对本发明进一步详细说明。

实施例1：如图3所示为怒江电网兰坪片区一次接线图，本实例将结合兰坪片区的网架结构，对本发明涉及的一种黑启动网架动态稳定性评估的方法进行验证，结果证明本方法能很好地提升黑启动网架动态稳定性分析的作业效率与自动化水平。

如图1所示，本发明一种基于最优化潮流的黑启动网架动态稳定性评估方法的实施过程可以分为四个大步骤：

Step1：提取黑启动网架数据库中的片区电网参数，将参数存入6个初始化矩阵中，矩阵包括初始线路矩阵mpc.line、初始母线矩阵mpc.bus、初始发电机参数矩阵mpc.gen、发电机机电参数矩阵mac_con、励磁系统参数矩阵exc_con、调速器参数矩阵tg_con；

Step2：将Step1中的初始线路矩阵mpc.line、初始母线矩阵mpc.bus、初始发电机参数矩阵mpc.gen输入到最优化潮流计算模块中分别对三个矩阵参数进行迭代计算，得到新的线路矩阵mpc.line、母线矩阵mpc.bus、发电机矩阵mpc.gen；

Step3：将Step2更新后的矩阵mpc.line、mpc.bus、mpc.gen的特定列提取出来，进行格式转化，重新存入动态稳定分析模块能识别的矩阵line、bus中，并将矩阵line、bus、mac_con、exc_con、tg_con这五个矩阵同时代入到动态稳定性分析模块中进行计算，计算得到各台发电机组的振荡频率向量freq、阻尼比向量damp、参与因子矩阵pr三个结果向量；

具体地，Step3中更新后的矩阵mpc.line、mpc.bus、mpc.gen的特定列指的是：

mpc.line提取的列是：第1列该支路的起始节点fbus、第2列该支路的终止节点tbus、第3列该支路的电阻r、第4列该支路的电抗x、第5列该支路的电纳b、第10列该支路的相位angle

mpc.bus提取的列是：第1列各母线节点编号number、第2列各母线类型type、第3列负荷有功Pd、第4列负荷无功Qd、第5列母线并联电导Gs、第6列母线并联电纳Bs、第8列母线电压幅值Vm、第9列母线电压相位Va。

mpc.gen提取的列是：第2列发电机发出的有功功率Pg、第3列发电机发出的无功功率Qg、第4列发电机的最大无功Qmax、第5列发电机的最小无功Qmin。

Step4：提取向量freq、damp、pr的值，通过散点图、柱状图的形式图形化展示结果，为黑启动网架动态稳定性评估提供有力依据。通过对云南怒江兰坪片区网架进行动态稳定性计算可以发现，本发明提出的方法可以有效地评估目标黑启动网架的动态稳定性。

进一步地，所述的步骤1的具体步骤如下：

Step1.1、如图2所示，电网数据库分别以发电站、变电站、开关站为节点单元，其中，发电站包含母线、线路、断路器、发电机、变压器五个子单元，各子单元分别储存各自中设备的设备参数；变电站包含母线、线路、断路器、变压器四个子单元，各子单元分别储存各自中设备的设备参数；开关站包含母线、线路、断路器三个子单元，各子单元分别储存各自中设备的设备参数，上述子单元储存了后续步骤所述的所有参数类型，若两个节点单元同时包含某一线路子单元，则表示这两个节点单元依靠该线路相连；

Step1.2、定义矩阵mpc.bus格式。矩阵mpc.bus的每一行对应一条单一的母线，各列数据分别为各母线节点编号number、各母线类型type、负荷有功Pd、负荷无功Qd、母线并联电导Gs、母线并联电纳Bs、电网断面号area、母线电压幅值Vm、母线电压相位Va、母线基准电压baseKV、电网分区号zone、母线最高工作电压Vmax以及母线最低工作电压Vmin；

Step1.3、定义矩阵mpc.gen格式。矩阵mpc.gen矩阵的每一行对应一台单一的发电机，各列数据分别为接入发电机的母线编号bus_i、发电机发出的有功功率Pg、发电机发出的无功功率Qg、发电机的最大无功Qmax、发电机的最小无功Qmin、发电机的工作电压Vg，发电机的功率基准mBase、发电机运行状态status、发电机的最大有功Pmax以及发电机的最小有功Pmin；

Step1.4、定义矩阵mpc.line格式。矩阵mpc.line的每一行对应一条单一的线路，各列数据分别为该支路的起始节点fbus、该支路的终止节点tbus、该支路的电阻r、该支路的电抗x、该支路的电纳b、该支路长期允许功率rateA、短期允许功率rateB、短期允许功率rateC、该支路的变比ratio、该支路的相位angle、该支路的工作状态status、该支路的最小相位角度angmin以及该支路最大相位角度agmax；

Step1.5、定义矩阵mac_con格式。矩阵mac_con的每一行对应一台单一的机组，各列数据分别为原动机编号machine number、电机所连母线编号bus number、基准容量basemva、电机漏抗标幺值x_l(pu)、电机电阻标幺值r_a(pu)、电机d轴同步电抗标幺值x_d(pu)、电机d轴暂态电抗标幺值x'_d(pu)、电机d轴次暂态电抗标幺值x"_d(pu)、d轴开路时间常数T'_do(sec)、d轴开路次暂态时间常数T"_do(sec)、电机q轴同步电抗标幺值x_q(pu)、电机q轴暂态电抗标幺值x'_q(pu)、电机q轴次暂态电抗标幺值x"_q(pu)、q轴开路时间常数T'_qo(sec)、q轴开路次暂态时间常数T"_qo(sec)、电机惯性时间常数H(sec)、阻尼系数标幺值d_o(pu)、阻尼系数标幺值d_1(pu)、电机类型type、饱和因子S(1.0)以及饱和因子S(1.2)；

Step1.6、定义矩阵exc_con格式。矩阵exc_con的每一行对应一个单一的励磁系统，各列数据分别为励磁系统类型type、所连电机编号number、滤波时间常数T_R、电压增益K_A、电压调节时间常数T_A、电压调节时间常数T_B、电压调节时间常数T_C、最大电压输出V_Rmax、最小电压输出V_Rmin、励磁系数K_E、励磁时间常数T_E、常数E_1、饱和度常数S_E(E_1)、常数E_2、饱和度常数S_E(E_2)、稳定增益K_F、稳定时间常数T_F；

Step1.7、定义矩阵tg_con格式。矩阵tg_con的每一行对应一个单一的调速器，各列数据分别为常数1、所连电机编号number、速度设定值wf、稳定增益1/R、电机基座最大功率Tmax、电机伺服时间常数Ts、调速器时间常数Tc、暂态增益时间常数T3、HP时间常数T4、再热时间常数T5。

步骤1.8、划定黑启动网架片区，即确定好片区内的所有节点单元，怒江电网兰坪片区一次接线图如图3所示；

步骤1.9、确定黑启动网架片区所包含的节点单元，从节点单元所包含的子单元中提取设备参数，然后将参数存入初始化线路参数矩阵mpc.line、母线参数矩阵mpc.bus、发电机参数矩阵mpc.gen、发电机机电参数矩阵mac_con、励磁设备参数矩阵exc_con、调速器参数矩阵tg_con。

上述步骤中Step1.2～1.7的顺序不分先后。

进一步地，所述的步骤2的具体步骤如下：

Step2.1、将初始线路矩阵mpc.line、初始母线矩阵mpc.bus、初始发电机参数矩阵mpc.gen传入MATPOWER最优化潮流计算模块进行更新迭代；

Step2.2、获取最优化计算后的新的线路矩阵mpc.line、母线矩阵mpc.bus、发电机矩阵mpc.gen。

进一步地，所述的步骤3的具体步骤如下：

Step3.1、提取矩阵mpc.line的参数：起始母线名称fbus、终止母线tbus、线路电阻r标幺值、电抗标幺值x、电纳b、线路变比ratio、线路相移度angle；

Step3.2、提取矩阵mpc.bus的参数：各母线节点编号number、母线电压标幺值Vm、母线电压相角Va、负荷有功Pd、负荷无功Qd、母线并联电导Gs、母线并联电纳Bs、母线类型type；

Step3.3、提取矩阵mpc.gen的参数：发电机有功标幺值Pg、发电机无功标幺值Qg、发电机无功最大标幺值Qmax、发电机无功最小标幺值Qmin；

Step 3.4、定义矩阵bus。第1列为各母线节点编号number、第2列为母线电压标幺值Vm、第3列为母线电压相角Va、第4列为发电机有功标幺值Pg、第5列为发电机无功Qg、第6列为负荷有功标幺值Pd、第7列为负荷无功标幺值Qd、第8列为母线并联电导Gs、第9列为母线并联电纳Bs、第10列为母线类型type、第11列为发电机无功最大标幺值Qmax、第12列为发电机无功最小标幺值Qmin，转化关系如图4所示；

Step3.5、定义矩阵line。第1列为起始母线名称fbus、第2列为终止母线tbus、第3列为线路电阻r标幺值、第4列为电抗标幺值x、第5列为电纳b、第6列为线路变比ratio、第7列为线路相移度angle，转化关系如图4所示；

Step3.6、将矩阵line、bus、mac_con、exc_con、tg_con传入动态稳定性分析模块中进行计算，得到各个振荡模态的振荡频率向量freq、各个振荡模态的阻尼比向量damp、各个机组的参与因子矩阵pr；

上述步骤中Step 3.1、3.2、3.3之间没有先后顺序，可以互换，Step3.4、3.5之间没有先后顺序，可以互换，但3.1、3.2、3.3一定早于3.4、3.5 3.4、3.5。

进一步地，所述的步骤4中生成的散点图和柱状图的过程为：

Step 4.1、生成振荡模态图。将振荡频率向量freq与振荡模态的阻尼比向量damp相同位置的值分别作为纵、横坐标组成坐标点，作为振荡模态图展示，结果如图5所示。图5中一个加号代表一个点。

Step 4.2、生成参与度柱状图。矩阵pr的列序号作为机组编号，行序号作为振荡模态编号，行、列编号在pr矩阵中对应的值作为特定模态下的机组参与度值，输入到机组振荡参与度图中，以柱状图的形式进行展示，本实例以怒江电网兰坪片区拉嘎鲁河电站#1发电机参与度结果为例，如图6所示。

上述步骤中，Step4.1、4.2之间没有先后顺序，可以互换。

对黑启动片区进行动态稳定性的研究，将使电网调度人员对黑启动片区内存在的薄弱点做到心里有数，发生稳定性问题时有迹可循，有据可依，及时做出正确动作，保证片区安全稳定运行。同时，本发明通过对云南怒江兰坪片区网架进行动态稳定性计算可以发现，本发明提出的方法可以快速有效地对目标片区进行动态稳定性分析。

以上结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (5)

1.一种基于最优化潮流的黑启动网架动态稳定性评估方法，其特征在于：包括以下步骤：

Step1：提取黑启动网架数据库中的片区电网参数，将参数存入6个初始化矩阵中，矩阵包括初始线路矩阵mpc.line、初始母线矩阵mpc.bus、初始发电机参数矩阵mpc.gen、发电机机电参数矩阵mac_con、励磁系统参数矩阵exc_con、调速器参数矩阵tg_con；

Step2：将Step1中的初始线路矩阵mpc.line、初始母线矩阵mpc.bus、初始发电机参数矩阵mpc.gen输入到最优化潮流计算模块中分别对三个矩阵参数进行迭代计算，得到新的线路矩阵mpc.line、母线矩阵mpc.bus、发电机矩阵mpc.gen；

Step3：将Step2更新后的矩阵mpc.line、mpc.bus、mpc.gen的特定列提取出来，进行格式转化，重新存入动态稳定分析模块能识别的矩阵line、bus中，并将矩阵line、bus、mac_con、exc_con、tg_con这五个矩阵同时代入到动态稳定性分析模块中进行计算，计算得到各台发电机组的振荡频率向量freq、阻尼比向量damp、参与因子矩阵pr三个结果向量；

Step4：提取向量freq、damp、pr的值，通过散点图、柱状图的形式图形化展示结果。

2.根据权利要求1所述的一种基于最优化潮流的黑启动网架动态稳定性评估方法，其特征在于：所述的Step1具体步骤如下：

Step1.1、电网数据库分别以发电站、变电站、开关站为节点单元，其中，发电站包含母线、线路、断路器、发电机、变压器五个子单元，各子单元分别储存各自中设备的设备参数；变电站包含母线、线路、断路器、变压器四个子单元，各子单元分别储存各自中设备的设备参数；开关站包含母线、线路、断路器三个子单元，各子单元分别储存各自中设备的设备参数，上述子单元储存了后续步骤所述的所有参数类型，若两个节点单元同时包含某一线路子单元，则表示这两个节点单元依靠该线路相连；

Step1.2、分别定义初始线路矩阵mpc.line、初始母线矩阵mpc.bus、初始发电机参数矩阵mpc.gen、发电机机电参数矩阵mac_con、励磁系统参数矩阵exc_con、调速器参数矩阵tg_con的格式：

定义矩阵mpc.bus格式：矩阵mpc.bus的每一行对应一条单一的母线，各列数据分别为各母线节点编号number、各母线类型type、负荷有功Pd、负荷无功Qd、母线并联电导Gs、母线并联电纳Bs、电网断面号area、母线电压幅值Vm、母线电压相位Va、母线基准电压baseKV、电网分区号zone、母线最高工作电压Vmax以及母线最低工作电压Vmin；

定义矩阵mpc.gen格式：矩阵mpc.gen矩阵的每一行对应一台单一的发电机，各列数据分别为接入发电机的母线编号bus_i、发电机发出的有功功率Pg、发电机发出的无功功率Qg、发电机的最大无功Qmax、发电机的最小无功Qmin、发电机的工作电压Vg，发电机的功率基准mBase、发电机运行状态status、发电机的最大有功Pmax以及发电机的最小有功Pmin；

定义矩阵mpc.line格式：矩阵mpc.line的每一行对应一条单一的线路，各列数据分别为该支路的起始节点fbus、该支路的终止节点tbus、该支路的电阻r、该支路的电抗x、该支路的电纳b、该支路长期允许功率rateA、短期允许功率rateB、短期允许功率rateC、该支路的变比ratio、该支路的相位angle、该支路的工作状态status、该支路的最小相位角度angmin以及该支路最大相位角度agmax；

定义矩阵mac_con格式：矩阵mac_con的每一行对应一台单一的机组，各列数据分别为原动机编号machine number、电机所连母线编号bus number、基准容量base mva、电机漏抗标幺值x_l(pu)、电机电阻标幺值r_a(pu)、电机d轴同步电抗标幺值x_d(pu)、电机d轴暂态电抗标幺值x'_d(pu)、电机d轴次暂态电抗标幺值x"_d(pu)、d轴开路时间常数T'_do(sec)、d轴开路次暂态时间常数T"_do(sec)、电机q轴同步电抗标幺值x_q(pu)、电机q轴暂态电抗标幺值x'_q(pu)、电机q轴次暂态电抗标幺值x"_q(pu)、q轴开路时间常数T'_qo(sec)、q轴开路次暂态时间常数T"_qo(sec)、电机惯性时间常数H(sec)、阻尼系数标幺值d_o(pu)、阻尼系数标幺值d_1(pu)、电机类型type、饱和因子S(1.0)以及饱和因子S(1.2)；

定义矩阵exc_con格式：矩阵exc_con的每一行对应一个单一的励磁系统，各列数据分别为励磁系统类型type、所连电机编号number、滤波时间常数T_R、电压增益K_A、电压调节时间常数T_A、电压调节时间常数T_B、电压调节时间常数T_C、最大电压输出V_Rmax、最小电压输出V_Rmin、励磁系数K_E、励磁时间常数T_E、常数E_1、饱和度常数S_E(E_1)、常数E_2、饱和度常数S_E(E_2)、稳定增益K_F、稳定时间常数T_F；

定义矩阵tg_con格式：矩阵tg_con的每一行对应一个单一的调速器，各列数据分别为常数1、所连电机编号number、速度设定值wf、稳定增益1/R、电机基座最大功率Tmax、电机伺服时间常数Ts、调速器时间常数Tc、暂态增益时间常数T3、HP时间常数T4、再热时间常数T5；

Step1.3、划定黑启动网架片区，即确定好要进行动态稳定性分析片区内的所包含的节点单元；

Step1.4、确定黑启动网架片区所包含的节点单元，从节点单元所包含的子单元中提取设备参数，然后将参数存入初始化线路参数矩阵mpc.line、母线参数矩阵mpc.bus、发电机参数矩阵mpc.gen、发电机机电参数矩阵mac_con、励磁设备参数矩阵exc_con、调速器参数矩阵tg_con。

3.根据权利要求1所述的一种基于最优化潮流的黑启动网架动态稳定性评估方法，其特征在于：所述的Step2具体步骤如下：

Step2.1、将初始线路矩阵mpc.line、初始母线矩阵mpc.bus、初始发电机参数矩阵mpc.gen传入MATPOWER最优化潮流计算模块进行更新迭代；

Step2.2、获取最优化计算后的新的线路矩阵mpc.line、母线矩阵mpc.bus、发电机矩阵mpc.gen。

4.根据权利要求1所述的一种基于最优化潮流的黑启动网架动态稳定性评估方法，其特征在于：所述的Step3具体步骤如下：

Step3.1、提取新的线路矩阵mpc.line、母线矩阵mpc.bus、发电机矩阵mpc.gen的参数：

提取新的线路矩阵mpc.line的参数：起始母线名称fbus、终止母线tbus、线路电阻r标幺值、电抗标幺值x、电纳b、线路变比ratio、线路相移度angle；

提取新的母线矩阵mpc.bus的参数：各母线节点编号number、母线电压标幺值Vm、母线电压相角Va、负荷有功Pd、负荷无功Qd、母线并联电导Gs、母线并联电纳Bs、母线类型type；

提取新的发电机矩阵mpc.gen的参数：发电机有功标幺值Pg、发电机无功标幺值Qg、发电机无功最大标幺值Qmax、发电机无功最小标幺值Qmin；

Step3.2、定义动态稳定分析模块能识别的矩阵line、bus：

定义矩阵bus：第1列为各母线节点编号number、第2列为母线电压标幺值Vm、第3列为母线电压相角Va、第4列为发电机有功标幺值Pg、第5列为发电机无功Qg、第6列为负荷有功标幺值Pd、第7列为负荷无功标幺值Qd、第8列为母线并联电导Gs、第9列为母线并联电纳Bs、第10列为母线类型type、第11列为发电机无功最大标幺值Qmax、第12列为发电机无功最小标幺值Qmin；

定义矩阵line：第1列为起始母线名称fbus、第2列为终止母线tbus、第3列为线路电阻r标幺值、第4列为电抗标幺值x、第5列为电纳b、第6列为线路变比ratio、第7列为线路相移度angle；

Step3.3、将矩阵line、bus、发电机机电参数矩阵mac_con、励磁系统参数矩阵exc_con、调速器参数矩阵tg_con传入动态稳定性分析模块中进行计算，得到各个振荡模态的振荡频率向量freq、各个振荡模态的阻尼比向量damp、各个机组的参与因子矩阵pr。

5.根据权利要求4所述的一种基于最优化潮流的黑启动网架动态稳定性评估方法，其特征在于：所述的Step4中生成的散点图和柱状图的过程为：

生成振荡模态图，即散点图：将振荡频率向量freq与振荡模态的阻尼比向量damp相同位置的值分别作为纵、横坐标组成坐标点，作为振荡模态图展示；

生成参与度柱状图：矩阵pr的列序号作为机组编号，行序号作为振荡模态编号，行、列编号在pr矩阵中对应的值作为特定模态下的机组参与度值，输入到机组振荡参与度图中，以柱状图的形式进行展示。