考虑恢复路径操作成功率的机组恢复优化

新技术和设备的发展并不能绝对避免大停电事故的发生,而合理可行的机组恢复顺序能够加快大停电后的恢复进程,进一步缩减大停电的时间及范围。定义了一种新的线路权重,并在此基础上结合自励磁裕度提出了机组恢复路径操作成功率的概念。构建的优化模型以机组恢复路径操作成功率尽量高与恢复过程中机组发电量尽可能大为目标,采用了Dijkstra算法和引入交叉因子的改进粒子群优化技术求解,提高寻优质量和效率。最终运用IEEE30节点系统和山东电网实际算例验证该方法可快速获得较高可行性的恢复方案,从而保障大停电事故发生后的电网快速恢复。     

基于路径和节点权重因子的黑启动路径寻优新方法

现有黑启动路径寻优方法运用不同指标表征电网输电线路或节点重要性,但所采用的指标尚不完备。文中提出了基于路径和节点权重因子的黑启动路径寻优新方法,通过计算路径和节点权重因子等指标定量评判路径和节点的重要性,考虑了影响路径和节点重要性的各种因素以提高指标的完备性。基于关联权重因子的计算和比较,完成恢复路径的辨识,实现黑启动路径的优化。将电网恢复过程划分为系统启动、网架形成前、主网架恢复和辐射恢复等阶段,建立相应的路径寻优模型以满足不同阶段的恢复需求。最后,运用所提出的方法并结合电网恢复策略,为实际电网建立黑启动路径。     

基于改进谱聚算法考虑机组分组的电网恢复分区方法

针对电力系统中含多黑启动电源的恢复分区易出现功率不平衡且并行恢复有效性和可靠性受限等问题,提出了考虑机组启动及分区内有功平衡的改进谱聚电网恢复分区方法。该方法以子区域尽可能规模均衡且区域间联络线权重尽可能小为优化目标,增加考虑机组出力及启动成功率的机组分组优化模型,并在切图权重中引入线路传输功率,使目标函数考虑分区有功平衡的影响。算例分析结果表明:该方法能有效考虑待启动机组的恢复及分区有功平衡,减小区域联络线上传输的功率,有助于提高分区并行恢复及并列的可靠性。     

考虑线路操作时限和恢复概率的机组启动路径优化

研究了考虑线路投运时限、投运失败和机组投运时限的发电机启动路径优化问题。首先考虑线路远程操作和投运成功概率,建立了线路投运时限模型,求取了线路投运的时间期望作为线路的权值。然后研究了机组的启动时限、出力特点和进相运行能力,提出了机组在黑启动过程中的限制因素。接着以迪克拉斯算法计算最短路径,定义了机组综合优先级指标。算法实时考虑线路投运状况以贪心思想为指导提出了以迅速投运发电机组为目标的机组投运优化算法求取最优启动路径。最后应用IEEE39节点算例对所提出方法进行了分析验证。所得的研究成果对电力系统黑启动预案的制定和在线决策系统的开发具备参考价值和积极意义。     

给定恢复目标的扩展黑启动方案路径优选

扩展黑启动可以通过同时启动多台机组为网架重构阶段的系统恢复提供更多的功率支持,加快系统恢复进程,但由于扩展黑启动方案在网络拓扑中表现出来的复杂性,其恢复路径的搜索确定难于常规黑启动方案。文中在充分考虑工程实际的基础上,提出一种给定恢复目标的扩展黑启动恢复路径搜索方法。同时,提出一种改进的基于主客观集成的属性权重求解方法,将其应用于扩展黑启动恢复路径方案评价体系中指标权重的确定。通过基于局部最小树思路的初步筛选和基于灰关联投影法的二次优选,最终确定扩展黑启动方案最优恢复路径。新英格兰10机39节点系统和河北南网系统算例验证了所述方法的有效性。     

计及火电机组启动过程的网架并行恢复策略

在以火电机组为主构成的系统中,机组的启动恢复时间将决定大停电后网架重建的速度.文中采用电厂集控运行仿真机对火电机组的启动过程进行了研究,建立了机组累积启动时间与机组停机时间之间的关系.在此基础上,提出了一种网架并行恢复策略,即以每一恢复阶段的可用启动功率为约束,将待恢复的机组节点作为优先级别最高的负荷节点.采用Prim...     

机组启动过程中的负荷恢复优化

大停电后,应首先恢复系统内的主要机组,此过程中需要投入适量负荷以保证系统稳定和提高恢复效率.结合机组启动过程中的特点,分析了该阶段负荷恢复的主要内容,提出了与机组启动过程相协调的恢复流程.针对平衡机组出力的负荷恢复问题,建立了多目标的数学模型,并根据贪心算法考虑重点优化测度的思想,提出一种基于重要性优先的负荷恢复算法对...     

电力系统大停电后机组恢复的多目标优化方法

大停电后的机组恢复策略多为单目标优化,忽略了大量影响机组启动顺序的因素,为此提出了机组恢复的多目标优化策略.以机组启动后提供的发电量尽可能大、已恢复的电源点尽量在网架层面铺开、有利于后续厂站层机组和重要负荷的恢复为优化目标,建立机组恢复的多目标优化模型.先将恢复过程划分为一系列顺序执行的恢复时步,再将每一时步的优化问题转化成多目标“0/1背包”问题;结合最短路径法为机组恢复方案搜索恢复路径,采用快速非支配排序遗传算法进行求解;最后对每时步的Pareto最优方案排序,确定最优解.算例结果验证了该方法的有效性.     

考虑恢复时间模型的电力系统黑启动策略

具有快速甩负荷(Fast Cut Back,FCB)能力的机组可以作为系统非常规黑启动电源,有助于电网在尽可能短的时间内恢复正常,具有巨大的社会和经济效益。将常规火电机组的启动分为冷态、温态、热态、极热态和极极热态五种启动方式。机组启动时间模型和恢复路径时间模型一起构成系统恢复时间模型。恢复路径时间模型中技术校验项的考虑,使得系统恢复过程中不满足技术条件的恢复路径在计算中得以剔除。在给定的系统恢复时间内以机组向系统输送的总电能为优化目标,提出考虑恢复时间模型的系统黑启动策略。savnw23节点系统和IEEE300节点系统算例验证了考虑恢复时间模型系统黑启动策略的准确性。大系统中考虑多启动电源的算例结果进一步表明FCB机组有利于加快大系统的恢复进程。     

考虑多风电场黑启动价值的机组恢复顺序双层优化决策

大规模风电的接入为当今电力系统能源格局带来根本性变革,同时对大停电后电力系统恢复进程产生巨大影响。针对含多风电场的待恢复电力系统,文中首先构建了考虑空间集群效应的多风电场出力典型场景的确定方法及多风电场黑启动价值评价函数,并提出以综合净收益函数为评价标准的机组恢复顺序双层优化模型。上层模型求解当前电力系统可恢复的初始目标集,缩小恢复策略的求解范围,下层模型从该初始目标集中求取综合净收益最大的风电机组与火电机组恢复顺序组合,并根据动态可恢复节点重要度求解恢复路径。最后,在含风电机组的IEEE 39节点系统中验证了所提决策方法的有效性。     

计及特级负荷恢复的网架重构分时段全局优化方法

制定科学合理的网架重构恢复方案对加快系统恢复进程、减小停电损失具有重要作用。针对当前分时段恢复方案优化策略无法实现时段间协调优化的不足,提出一种网架重构分时段恢复方案全局优化方法。首先,鉴于特级负荷对维持社会稳定和恢复过程的重要性,将其纳入网架重构过程的恢复目标;之后,综合考虑多种约束,建立了协调机组、特级负荷和网架结构三方面恢复效果的网架重构分时段全局优化模型。该模型是一个含整数决策变量的复杂的多目标优化决策模型。通过分析总结已有恢复操作序列优化制定方法的内在逻辑,提出了一种分时段全局优化两步求解策略,即首先优化求解时段数参考值,再进行恢复方案全局优化。结合非支配近邻免疫算法和变异系数法对建立的模型进行求解。新英格兰10机39节点系统算例和我国西南某地区实际电网算例验证了本文所提模型和算法的有效性。     

输电网架恢复的动态优化决策方法

针对输电网架恢复过程中系统的抗扰动能力较弱、设备操作频繁、不确定性事件增多、恢复过程难以保证按预案进行的问题,提出了一种输电网架恢复的动态优化决策方法.该方法由三段式的输电网架恢复策略,根据系统恢复进程动态给定每一恢复步骤的候选恢复目标,综合考虑已恢复的系统节点,利用Dijkastra算法动态生成各目标的候选恢复方案,...     

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。     

计及通信失效的输电系统信息物理协同恢复策略

为应对输电系统信息物理复合故障,提出了一种计及通信系统失效的信息物理协同恢复策略。首先,基于发电机、电力线路与负荷的故障特性,综合考虑了系统频率、节点电压、线路容量等安全约束,构建了物理系统的恢复模型。然后,提出了一种基于通信网络拓扑的信息系统恢复策略。接着,考虑信息系统故障给发电机出力调节、电力线路投运以及负荷恢复可能造成的延时,建立了物理系统恢复与信息系统恢复的交互模型。经过对潮流线性化处理,上述3个模型被整合为一个混合整数二阶锥规划模型。最后,以IEEE 30节点标准电力系统为基础构建了输电信息物理系统算例,来说明所提方法的可行性与有效性。算例结果表明,所提出的协同恢复策略能有效避免信息物理恢复操作不协调引起的二次停电,从而加快负荷恢复、降低停电损失。     

河北南网全停后利用外网恢复的过电压计算

河北南网全停后可以利用邻近电网进行恢复，即分别从华中电网的获嘉、华北电网的房山和山西电网的娘子关三侧取得电源。恢复路径分别为河南获嘉侧5奈路径，华北京津唐电网房山侧5条路径与娘子关电厂侧恢复路径。利用PSCAD／WMTDC程序对各奈恢复路径过电压进行了计算，结果表明除娘子关电厂方案的一些工频过电压超过了规程规定外，其它有避雷器和高抗的方案中过电压基本能够满足规程要求，可以作为河北南网进行系统全停后的可行的恢复方案。     

一种利用实时潮流信息生成故障恢复策略的方法

利用电力系统实时潮流信息，作为确定电力系统故障后系统拓扑结构的辅助手段，对系 统中的设备故障引起的大面积停电事故，提出了一种分析和进行恢复策略生成的方法，从有 功功率平衡的角度出发，初步实现了故障后恢复策略的计算机自动生成。     

计及重要负荷优先恢复的局部电力系统恢复策略

与全系统大停电事故相比,局部电力系统停电事故发生得更为频繁。现有的研究大多集中于整个电力系统发生停电后的系统恢复问题,而对局部电力系统恢复问题的研究则相对较少。在此背景下,文中提出了考虑重要负荷恢复的局部电力系统恢复策略。考虑到局部电力系统恢复的特点,首先根据局部停电区域的网络拓扑生成恢复路径集,之后对线路过电压和不必要的恢复路径进行判断和筛选,最后在考虑系统非停电区域的传输能力约束和停电区域内部的负荷特性基础上,对局部停电区域恢复的子系统进行划分并对恢复路径进行优化,最终建立了相应的局部电力系统恢复的优化模型。与现有方法一般需要对线路和节点赋予权重不同,所提出的恢复策略基于客观信息,因而可以得到更为合理的优化结果。最后,采用修改的新英格兰系统对所提出的方法进行了验证。     

计及关键负荷功能恢复需求的韧性城市配电网恢复方法

大停电后,利用城市配电网本地分布式电源快速恢复重要负荷,是减小停电损失、提升电网韧性的有效方法。城市中既存在需要电、水、气等各类资源共同支撑才可实现正常运转的终端用户负荷,也有如交通灯、水泵等关键基础设施负荷,且电网、用户负荷、关键基础设施负荷之间存在密切的耦合关系,需要在恢复决策时予以考虑。提出了一种计及关键负荷功能恢复需求的多时段配电网故障恢复方法。在荷侧,考虑了用户负荷功能对于电、水、气资源的需求及交通负荷用电需求;在网侧,考虑了电网、水网、气网的运行约束;在源侧,考虑了可移动发电资源接入灵活和本地发电资源能量有限的特点。算例测试结果表明,所提方法可最大化恢复多类型负荷的社会功能,实现有限发电资源的最优分配。     

Petri Nets算法在电力系统恢复中的应用

通过对电力系统恢复的不同恢复策略、方法和恢复阶段的研究，发现恢复过程中存在一系列的“普遍恢复动作”，而将这一系列的普遍恢复动作组织起来即可形成恢复方案。提出应用Peter Nets算法组织电力系统恢复过程中的普遍恢复动作。Peter Nets算法对系统恢复时各电力元件状态和恢复操作进行建模，可以在时域上直接仿真系统恢复的全过程。该算法考虑了不同恢复阶段的目标、每个操作措施的估计时间和操作员的经验，具有灵活的冲突处理机制和并行处理特性，形成的恢复方案准确而直观。对给定的一个电网算例进行了仿真计算。     

微电网的黑启动研究

为了提高微电网供电可靠性,提出一种针对全黑的孤立微电网的黑启动方案。结合微源特性及其控制方式,对微源的黑启动能力进行比较,确定了黑启动微源的选取原则,给出了黑启动过程中有黑启动能力和无黑启动能力微源的控制方式要求。分析了微电网黑启动的并行/串行网架恢复策略,指出应采用启动速度更快的并行恢复策略,并制定了详细的黑启动操作流程。利用Matlab/Simulink建立各微源控制模型以及微电网仿真模型,仿真结果验证了微电网黑启动方案及其操作流程的可行性。