基于Vague集理论的黑启动决策模型与方法

黑启动策略优化对电力系统大停电后的快速恢复有重要作用.现有的黑启动决策方法尚不能合理融合定性和定量指标,也没有考虑指标之间的关联性.在此背景下,采用了Vague值来评价黑启动方案,可以对定性和定量指标进行比较和综合;引入了Vague值模糊测度来描述评价指标之间的关联性.在此基础上,提出了基于非可加测度理论的黑启动决策方...     

基于差异性权重和协同过滤的黑启动方案评估

黑启动方案的优选对电力系统快速恢复供电具有重要意义。已有黑启动方案优选问题的研究均是在指标值数据完备的理想条件下进行,文中针对不完全信息下的电力系统黑启动方案评价问题展开研究,提出一种差异性权重和协同过滤相结合的综合评价模型。首先,根据原始评价数据计算指标间的差异性,得到差异性权重;然后,采用协同过滤方法预测缺失数据,获得完全评价矩阵;最后,计算每个方案的评分值,实现黑启动方案的完全排序。以天津电网的实际黑启动方案数据为基础进行了验证,验证结果表明了所提方法的有效性。     

考虑恢复安全裕度的扩展黑启动方案多目标优化与决策

目前黑启动阶段的恢复策略都未保留恢复安全裕度,单纯追求效益型指标的最大化,不利于黑启动小系统的安全恢复和稳定运行,且现有的黑启动决策方法尚不能合理地融合决策者的偏好因素和系统恢复的实际情况。提出兼顾功率支持和恢复安全裕度的扩展黑启动方案多目标优化方法,以初期阶段内发电量加权和最大化、电压稳定裕度最大化和维持节点电压在满意水平为优化目标,综合考虑各类约束,建立扩展黑启动方案的多目标优化模型;结合快速非支配排序遗传算法与最短路径法对扩展黑启动方案求解出Pareto最优解集。综合决策者的偏好因素和决策矩阵的客观信息,进行基于模糊熵权的Vague模糊集多属性决策分析,选取出最满意的扩展黑启动优化方案。最后,以新英格兰10机39节点系统和河北南网实际系统为算例,验证了所提方法的有效性。     

基于前景理论和灰关联分析法的黑启动方案优选

为了解决电力系统恢复过程中黑启动方案优选问题,提出了基于前景理论和灰色关联理想解法的黑启动方案优选模型。结合相关资料,构建了电力系统黑启动方案的综合评价指标体系。运用（TOPSIS）灰关联理想解法和灰关联分析法构建了正（负）关联系数矩阵;再基于前景理论及其正负前景价值函数构成了正（负）前景价值矩阵和黑启动方案综合前景值最大化的约束非线性优化模型,求解模型得出各方案的综合前景值;得到综合前景值最大的黑启动方案。通过实例验证了所提模型的科学性和实用性,且模型的决策灵敏度很好。     

熵权决策理论及其在黑启动决策中的应用

黑启动方案的优选对整个电力系统在大面积停电或部分停电后,恢复过程的速度起着非常重要的作用.介绍熵权决策理论,并将其引入黑启动方案决策之中.提出黑启动决策中评价指标的选取原则以及基于熵权决策的黑启动方案优劣评价方法.所提方法既可以根据专家经验或熵权进行优选,同时也可以用这两者相结合的综合权重进行决策.这能够在一定程度上克服决策的主观性,为制定恢复计划提供更为客观的决策参考,且适用于不同的电力系统.     

基于区间数的黑启动决策方法

电力系统黑启动方案优化决策对事故后系统的快速恢复具有重要作用。在黑启动决策中,属性值和权重具有明显的不确定性,往往只能给出区间范围,而能够处理这种区间特性的方法至今未见有研究报道。在此背景下,提出了基于区间数的黑启动决策方法。首先,利用误差传递理论对所形成的区间数黑启动决策矩阵进行规范化处理,在此基础上建立了一个线性目标规划模型以求取黑启动决策的理想权重向量。之后,采用电力决策者给定的风险态度因子对基于区间数的黑启动综合评价值进行排序。最后,以某一地区电力系统为例对所提出的方法进行了说明。算例分析结果表明,所提出的带区间数的黑启动决策方法能够更真实地描述实际决策过程。     

基于熵权模糊综合评价模型的电力系统黑启动方案评估

电力系统黑启动方案的合理选择对系统快速恢复供电具有重要意义。提出了基于熵权模糊综合评价模型的电力系统黑启动方案评价方法,实现对黑启动方案的有效评估和排序。该方法采用了更为合理的熵权权重和专家偏好的结合方法,实现了数据信息的客观性与专家偏好主观性的良好结合;进而将黑启动评价指标合理模糊化,利用方案的模糊评价信息,通过模糊综合评价方法,实现了方案的相对优劣排序。该方法计算过程简单,没有特征值及复杂的优化计算等,也不存在无法通过某项限制性校验而导致方法失效的情况。针对天津电网的实际系统黑启动路径评估结果验证了所提方法的有效性。     

基于灰关联矢量投影法的黑启动方案优选

制定科学合理的黑启动方案对于实现电力系统大面积停电后的快速恢复具有重要的现实意义。提出了基于灰关联矢量投影法的黑启动方案评估模型,通过层次分析法确定指标的主观权重,采用熵权法确定指标的客观权重,基于加法原理融合主客观权重信息得到各指标的综合权重值。结合灰色系统理论和矢量投影原理,计算评价对象的优属度,实现黑启动方案优选。实际电网的应用实例证明了该方法可以为黑启动恢复提供科学合理的决策参考。     

基于近邻传播聚类权重的黑启动方案评估方法

黑启动方案的优选和评估对电力系统在大面积停电后的快速恢复具有重要的意义。熵权法是黑启动方案评估中常用的权重确定方法,但却存在指标权重分配差别过大,无法体现决策矩阵微小变化等缺点。基于此,文中提出了一种新的权重方法——基于近邻传播聚类的权重确定方法,并将其用于黑启动方案评估。首先,利用近邻传播聚类算法对指标完全情况下的黑启动方案进行聚类,得到全指标黑启动方案聚类结果。其次,依次隐藏每个指标,再采用近邻传播聚类算法对黑启动方案进行聚类,得到缺失指标情况下的黑启动方案聚类结果。再次,根据结构相似性思想,对全指标黑启动方案聚类结果和缺失指标黑启动方案聚类结果进行相似性计算,得到指标权重,并采用线性加权法完成对所有黑启动方案的完全排序。最后,在中国广东电网黑启动数据集上对文中所提方法进行验证,实验结果表明所提方法具有较高的准确性。     

基于模糊多属性决策的黑启动方案优选

为在电力系统恢复初期从多个可行的黑启动方案中选出最优方案,应用模糊多准则决策理论和方法建立了方案优选模型。由于将黑启动方案的评价指标体系中的定性和定量指标及权重全部转化为三角形模糊数,克服了定性与定量评价指标不具可比性的缺点。采用模糊折衷型决策算法,对惠州电网的多个黑启动方案排序,选择出了最佳的黑启动方案。其计算结果和调度人员的经验相符合,表明用模糊多属性决策方法对黑启动方案的优化可行。该法可为快速做出各种恢复决策提供科学、直观的决策参考。     

A new approach for power system black-start decision-making with vague set theory

Power system restoration after a large area outage involves many factors, and the procedure is usually very complicated. A decision-making support system could then be developed so as to find the optimal black-start strategy. In order to evaluate candidate black-start strategies, some indices, usually both qualitative and quantitative, are employed. However, it may not be possible to directly synthesize these indices, and different extents of interactions may exist among these indices. In the existing black-start decision-making methods, qualitative and quantitative indices cannot be well synthesized, and the interactions among different indices are not taken into account. The vague set, an extended version of the well-developed fuzzy set, could be employed to deal with decision-making problems with interacting attributes. Given this background, the vague set is first employed in this work to represent the indices for facilitating the comparisons among them. Then, a concept of the vague-valued fuzzy measure is presented, and on that basis a mathematical model for black-start decision-making developed. Compared with the existing methods, the proposed method could deal with the interactions among indices and more reasonably represent the fuzzy information. Finally, an actual power system is served for demonstrating the basic features of the developed model and method.     

Clustering Analysis of Black-start Decision-making witha Large Group of Decision-makers

The optimization of black-start decision-making plays an important role in the rapid restoration of a power system after a major failure/outage.With the introduction of the concept of smart grids and the development of real-time communication networks,the black-start decision-makers are no longer limited to only one or a few power system experts such as dispatchers,but rather a large group of professional people in practice.The overall behaviors of a large decision-making group of decision-makers/experts are more complicated and unpredictable.However,the existing methods for black-start decision-making cannot handle the situations with a large group of decision-makers.Given this background,a clustering algorithm is presented to optimize the black-start decision-making problem with a large group of decision-makers.Group decision-making preferences are obtained by clustering analysis,and the final black-start decision-making results are achieved by combining the weights of black-start indexes and the preferences of the decision-making group.The effectiveness of the proposed method is validated by a practical case.This work extends the black-start decision-making problem to situations with a large group of decision-makers.     

含多类型异质资源的微电网两阶段黑启动恢复优化方法研究

实现失电微电网的黑启动恢复,可以加快电力系统的恢复进程,有助于减少大停电事故造成的社会经济损失。为此,提出了一种考虑可调度机组、新能源以及储能等多类型异质资源的微电网两阶段黑启动恢复方法。首先,对多类型异质资源的恢复特性进行分析,确定其在黑启动恢复过程中的运行约束。其次,提出了一种改进的微电网节点重要度与线路权值评估方法,并以此构建了微电网黑启动恢复两阶段优化模型。第一阶段以最大化微电网的可用有功出力为目标优化微源的恢复方案,第二阶段以最大化负荷综合恢复量为目标优化负荷的恢复方案。最后,基于21节点系统进行了算例分析,结果表明所提模型能够提升微电网的黑启动恢复效率,有效降低停电事故造成的损失。     

基于启发式规则与AHP-CRITIC算法的配电网故障恢复策略

智能配电网的自愈控制对提高整个电力系统的供电可靠性至关重要。针对含分布式电源的配电网故障恢复问题,提出了基于启发式规则与AHP-CRITIC算法的配电网故障恢复策略。首先,通过广度优先搜索的方法遍历停电区域内所有具有黑启动能力的分布式电源,形成孤岛供电。其次,对剩余失电区域采用启发式规则,以生成用于配电网故障恢复的候选方案集。最后,考虑故障恢复的目标,引入负荷容量裕度、负荷转移量、负荷恢复比例、开关操作次数和电压降落五个评价指标,分别计算候选方案的各评价指标。并使用改进的AHP方法和CRITIC方法对方案进行评估。同时引入综合权重并计算各方案与理想点之间的偏离度,确定最优故障恢复方案以恢复剩余失电区域供电。通过算例分析验证了所提方法在解决配电网故障恢复问题上的有效性。     

DG启动及运行特性综合评价指标与方法

综合评估分布式电源(Distributed Generation, DG)的启动及运行特性是制定DG辅助电网黑启动方案的基础。构建了一套评价DG启动及运行特性的指标体系,综合考虑影响DG黑启动能力的因素,定义发电能力、高效性和可靠性三个评价准则;综合考虑表征DG运行特性的指标,定义稳定性、电能质量和经济性三个评价准则。同时提出了一种综合评价方法,结合层次分析法与变异系数法计算指标主、客观权重,实现对指标权重的合理设定;采用逼近理想解排序法计算评价对象与理想解的相对贴近度并排序,实现DG启动及运行特性综合评价排名。最后通过算例验证了所提评价指标与方法的有效性。     

基于半监督谱聚类的黑启动分区策略

采用并行恢复策略可以有效加快电力系统发生大停电事故后的恢复进程,而合理的分区策略是并行恢复的基础。现有分区方法多数存在对算法初值依赖性强、难以获得全局最优解等缺点,而半监督谱聚类具有能够识别任意形状的样本空间并能够收敛于全局最优解,且适用于分区问题的特点。在此背景下,提出了基于半监督谱聚类的黑启动分区策略。首先,给定节点间电气距离的倒数为相关线路的权重,在此基础上建立电力系统无向加权图,进而依据比例割集准则建立黑启动分区策略。该策略由2步构成:第一步建立待恢复机组的分组模型,其以给定时间段内最大化系统发电量和最小化恢复线路总电容为优化目标,从而保证机组的安全快速启动;第二步以得到的机组分组信息为基础,利用半监督谱聚类算法求解黑启动分区模型。为了克服传统k-means算法对初始聚类中心敏感的缺点,在利用半监督谱聚类算法对特征向量进行聚类的最后一步采用了k-means++算法对特征向量进行聚类。最后,以新英格兰10机39节点系统和IEEE 30节点系统为例说明了所发展的模型和方法的基本特征。     

基于Vague方法与PROMETHEE方法相结合的黑启动路径评估

首先提出基于方案隶属集与非隶属集的Vague集形成方式;进而提出基于Vague集及PROMETHEE方法的多属性方案排序新方法;最后把新方法用于黑启动方案的排序决策。将由初始属性值组成的初始决策矩阵利用Vague集正反两方面考虑问题的思维方式进行模糊化,一方面保留了各属性独有的特性;另一方面将所有属性转化到相同标度下进行比较,使各个属性的客观本质得到尽可能多的保留及利用。然后利用偏好函数准确地量化了各个方案属性之间的综合占优关系,得到更为准确可信的排序结果。天津电网黑启动路径的评估结果验证了方法的有效性。     

基于TOPSIS法的黑启动决策方法

通过介绍基于欧氏距离的逼近理想解排序法、理想点法（technique for order preference by similarity to anideal solution,TOPSIS）的基本原理,将其应用于黑启动方案评估,研究电力系统完全或部分停电后的黑启动问题,用以指导电网的安全稳定运行。算例分析表明,该方法能够排列出黑启动方案的优劣,对于实际生产和操作具有现实的指导意义。