电网黑启动方案关键问题探讨

作为四川电网的负荷中心,多种因素致使成都电网面临大面积停电事故的风险。制定切实可行的黑启动方案能保证严重停电事故后恢复控制的有效性。从电源恢复、路径寻优、负荷接入、安全校核、继电保护和方案评估等角度出发,就方案编制中存在的问题进行了针对性分析并提出相应改进建议。为使方案的制定方式由离线决策转变至在线实时决策,提出开发黑启动辅助决策系统将有利于调度运行部门正确处置大停电事故。在此基础上,探讨了黑启动辅助决策系统的体系架构和功能构成。     

天津电网黑启动方案的制定

电力系统全部停电后的黑启动过程是一个非常复杂的问题,科学合理的黑启动方案对于电力系统大停电后的快速恢复发挥了重要作用。详细介绍了天津地区电网黑启动的策略,方案制定及实施过程等问题。当出现全网停电而需实施黑启动恢复系统供电时,天津地区电网采用分片分区同时实施黑启动,在完成对各个子系统的主网架恢复供电之后,进行各个子系统间的并列和合环,从而加快了整个地区电网的恢复供电过程。所制订的方案及实施过程均是结合天津电网的实际情况并经深入分析及核算的结果,是切实可行的,已成为调度部门的预案。     

海南"9.26"大停电后电网黑启动过程的启示

介绍了海南电网"9.26"大停电和造成大停电的主要原因,分析了大停电后海南电网的黑启动方案实施效果和存在的问题,结合国内进行的各种有关电网黑启动方面的研究工作,指出了应建立多套黑启动方案、黑启动方案需通过试验校核、黑启动方案的理论仿真研究有待加强、需制定电网黑启动故障恢复复卡、黑启动方案应进行滚动修改等建议.     

云南电网“黑启动“方案及其系统试验

对云南电网"黑启动"方案中提出的"分层、分区"设立"目标电网"、"多方案并举"建立"快速恢复通道"的电网恢复思路、采用零起升压方式的电网恢复方案,以及在"黑启动"恢复初期"小步恢复负荷"的负荷恢复方案进行了介绍.并以全网方案中较为复杂的"黑启动"方案进行了系统试验,检验了云南电网"黑启动"方案的正确性和可行性.     

河南电网黑启动方案的研究

电网的黑启动是大停电事故后重要且有效的恢复措施。结合河南电网的实际特点,对黑启动方案的基本原则、黑启动电源、黑启动策略和黑启动路径等问题进行了探讨,对黑启动过程中的注意事项作了说明。     

菲律宾吕宋电网系统崩溃及黑启动措施分析

电网崩溃是指输电网或者互联电网部分失去电力而停电的状态,电网崩溃很难避免,规模比菲律宾吕宋电网更大的印度、巴西、北美和欧洲电网都相继发生了系统崩溃事故.停电后的电力恢复极为关键而又非常复杂.文中以菲律宾吕宋电网2010年7月14日全网大停电事故为例,重点研究了电网大停电后机组的黑启动运行以及随之的电网恢复过程,分析了吕宋调度在恢复电网运行过程中所采取的黑启动方案和遇到的主要问题及经验教训,并提出了改进措施.     

基于黑板模型专家系统的黑启动决策支持系统

专家系统在电力系统恢复中的应用取得了一定的成果,但针对大停电之后的系统恢复（黑启动）研究和应用较少。对黑启动的恢复策略问题做了研究,提出将黑启动恢复过程的三个阶段（电源、网架、负荷）综合考虑的恢复策略。根据黑启动三个恢复阶段的层次性和联系性,设计并开发了基于黑板模型专家系统的黑启动决策支持系统,在某地区电网的实际应用中取得了满意的效果,证明了该模型的理论意义和实用价值。     

基于黑板模型专家系统的黑启动决策支持系统

专家系统在电力系统恢复中的应用取得了一定的成果,但针对大停电之后的系统恢复(黑启动)研究和应用较少.对黑启动的恢复策略问题做了研究,提出将黑启动恢复过程的三个阶段(电源、网架、负荷)综合考虑的恢复策略.根据黑启动三个恢复阶段的层次性和联系性,设计并开发了基于黑板模型专家系统的黑启动决策支持系统,在某地区电网的实际应用中取得了满意的效果,证明了该模型的理论意义和实用价值.     

上海电网黑启动方案研究和应用

随着互联电网的发展,电网运行的规模越来越大,而诱发电网大面积停电的潜在因素也变得越来越难以控制,2003年8月14日发生的美加大停电事件,引发了人们对如何应对大停电的思考。目前,上海电网一旦发生全网停电只能依靠外部电网的支援来恢复供电,而不具备从内部自我启动恢复的能力。为解决这个问题,当务之急在上海电网内开展对黑启动方案的研究,并制订出切实可行的方案。文章从上海电网的实际情况出发,详细地介绍了上海电网的黑启动方案,重点论述了调度运行部门对实现黑启动方案的技术要求,以及如何从网架结构、设备性能、操作步骤,执行时间等方面对黑启动路径方案进行优化组合,形成黑启动操作卡,通过黑启动操作卡的编制,使上海电网黑启动方案具有可操作性。     

计及改进加权潮流熵的城市负荷恢复研究

随着空调以及电动汽车在我国城市电力负荷中所占比例不断增大,在城市电网故障后的恢复过程中,此类负荷产生的影响会越来越大,因此建立了考虑环境温度和停电时长影响的温控类冷负荷启动变化曲线,并根据不同的停电时间、环境温度以及停电时长对负荷恢复过程进行了多场景模拟;在负荷恢复策略中,通过网络凝聚度和节点负荷量对负荷节点的重要性进行评价,考虑负荷恢复的优先级;为了提升负荷恢复过程中潮流分布的合理性,尽量减少恢复过程中重载线路出现的概率,提出改进的加权潮流熵并将其作为负荷恢复的目标函数之一。通过IEEE30节点系统的算例,验证了所提模型和策略可以实现城市电网故障后负荷的安全高效恢复,从而使得电力系统恢复预案的制定更适应城市电网的负荷变化。     

电力系统黑启动案例仿真分析

在系统发生大面积或全网停电的情况下,如果没有任何黑启动措施,将使得停电时间大大延长.研究电力系统黑启动的恢复计划,并对恢复过程中遇到的问题提出相应对策.根据黑启动的一般准则和山东电网实际情况,选定济南电网和烟威电网的启动路线,对其进行了详细的潮流、大干扰暂态稳定性及小干扰低频振荡仿真计算与分析.仿真计算表明:在选定正确的启动路线后,黑启动过程遇到潮流不收敛时,可通过选择合适的平衡机,或对发电机节点类型及所带负荷等进行调整以达到收敛;暂态不稳定问题可通过调整重合闸时间和调压器模型等,而小干扰分析则可通过调整PSS超前滞后环节的参数等达到稳定.通过仿真计算成功地制定了山东电网的两个黑启动方案,为今后的现场试验和方案的实施提供了依据和建议.     

充放储一体化电站的黑启动方案

停电事故后电力系统恢复过程主要包括网架修复和负荷恢复,合理的黑启动方案对加快电力系统的恢复有重要作用。当电网由于故障全停之后,孤岛运行的电动汽车充放储一体化电站作为电网中的一种分布式电源可以参与黑启动。介绍了一体化电站的结构和功率特性,分析了一体化电站作为黑启动电源与传统黑启动方式相比的优越性。基于黑启动的基本原理,建立了一体化电站满足潮流约束和系统安全约束的黑启动模型,制定了一体化电站参与黑启动的具体方案。将建立的模型应用于含有16座一体化电站的区域电网,采用遍历算法对问题进行求解,得到了区域电网的恢复过程,验证了所提出一体化电站黑启动方案的可行性。     

电力系统扩展黑启动方案的后效性研究

大停电后恢复初期阶段的扩展黑启动策略为恢复控制提供了新的思路,针对扩展黑启动方案的后效性研究,将后续网架重构过程离散为次序进行的多个时步,建立了计及后续重构过程中机组启动与负荷恢复交替与协调的多目标网架重构优化模型。结合采用分层序列法、改进细菌觅食算法和最短路径法,从网架重构整体最优的角度求解每一时步的待恢复机组、负荷及相应的恢复路径,进而得到网架重构最优方案;在此基础上,建立了反映重构过程多输入多输出要素的指标集,以超效率数据包络分析模型评估后续网架重构的相对效率,以此效率表征扩展黑启动方案的后效性。基于新英格兰10机39节点系统的扩展黑启动方案算例分析验证了本文方法的有效性与正确性。     

天津电网黑启动中启动厂用负荷的仿真校验

现代电网的一些潜在威胁若处理不当,可能会诱发恶性连锁反应而导致系统崩溃。近些年来,国内外大停电事故的频繁发生,为我国电网的运行安全敲响了警钟。电力公司除了加强电网调度和安全运行管理外,还应及时地开展电力系统黑启动的试验研究。电力系统全停后的黑启动恢复是一个非常重要的问题,黑启动过程与正常运行方式有极大的不同,针对天津电网黑启动方案,对被启动电厂中大型辅机启动时对小系统的冲击、带厂用负荷时对系统频率和电压的影响做了详细的仿真计算,并给出了图形化的结果。通过仿真计算校验了天津电网黑启动方案的可行性,为日后的现场试验和方案的顺利实施提供了依据和建议。同时也可以为其他电力公司黑启动预案的设想和制定提供有效的参考。     

考虑后续恢复的扩展黑启动方案多目标优化

目前黑启动阶段的恢复策略制定只考虑了初期恢复效果的优劣,而未将系统后续恢复的效果纳入策略目标集。文中综合考虑初期阶段和系统后续恢复效果,以初期阶段内发电量加权和最大化、尽快搭建系统的骨架网络和选择运行性能尽可能利于后续系统电压调整的被启动机组为优化目标,综合考虑机组启动约束和系统运行约束,建立扩展黑启动方案的多目标优化模型;然后结合快速非支配排序遗传算法NSGA-II(fast and elitist non-dominated sorting genetic algorithm)与最短路径法对扩展黑启动方案求解出Pareto最优解集。该方法避免了求解的目标偏好性,决策者可根据大停电恢复的实际要求选择出最终的满意解。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所提方法的有效性。     

电网黑启动初期优先启动HVDC输电系统的方法

基于高压直流(HVDC)输电系统的融冰运行模式,提出了仿融冰模式HVDC输电系统黑启动技术,突破了因晶闸管半控器件和交流电网薄弱环境而限制HVDC输电系统直接参与电网黑启动技术的瓶颈。提出了仿融冰模式的概念,分析了双极仿融冰模式黑启动运行实现过程,研究了黑启动过程中受端换流站和受端电网启动要求以及直流系统启动过程,最后以工程实例进行了仿真,论证了双极仿融冰模式HVDC输电系统直接参与电网黑启动技术的可行性,所提技术有效避免了输送功率对交流电网的冲击,注入交流电网功率连续可调,可实现直流输送功率与受端网架和负荷恢复过程同步,对加快电网在大停电事故后,受端电网负荷、电源和网架的快速恢复起到积极作用,具有重要的现实意义。     

内蒙古电网区外电源黑启动方案制定及仿真分析

为了应对电网突发性大面积停电事故,开展了以区外电源作为黑启动电源点的内蒙古电网黑启动方案研究。根据内蒙古电网的结构特点,提出分别以华北电网500 k V变电站万全站和沽源站作为黑启动电源点的2种内蒙古电网黑启动方案。采用RTDS仿真软件对2种黑启动方案中线路可能出现的工频过电压、操作过电压进行了校核计算,验证了方案的可行性。同时分析了高压并联电抗器对线路过电压的影响,在黑启动初步送电方案的基础上,制定了内蒙古电网全面恢复供电的步骤和策略。     

水电站黑启动的研究与实践

当电网出现全部或部分故障停运后,系统全部停电,可以通过黑启动方案,实现整个电网的恢复。由于电厂运行方式不同以及机型和系统接线的差异,不同电厂的黑启动方案各有区别。介绍了黑启动的相关概念,并给出了重庆某水电厂的黑启动过程的具体实践过程。     

上饶电网黑启动分析和试验

电网黑启动是指电力系统因故障等原因全部停运后.通过系统中具有黑启动能力机组的启动.逐步恢复系统的运行.为此,通过上饶电网的实例,从电网现状及稳定方面主要问题入手分析上饶电网黑启动方案和主要电气计算以及注意事项并介绍上饶电网黑启动试验过程.通过黑启动试验.为今后黑启动方案修编提供依据,为应对电网全停事故和部分停电事故具有指导作用.     

基于目标级联分析的输配电网黑启动分布式协同优化方法

协调优化大停电后输、配电网的恢复进程,充分发挥分布式电源的黑启动价值,可加快系统恢复速度,减小停电损失。考虑完整时间尺度下的黑启动过程,文中提出了一种输配电网黑启动分布式协同优化方法。首先,以最小化停电损失为目标建立了输配全局电网黑启动优化模型,利用经济手段量化黑启动方案的恢复效果。然后,基于目标级联分析将其分解为输电网黑启动优化子问题和各配电网黑启动优化子问题,子问题建模采用混合整数二次规划模型,计及了黑启动各时步电网不同元件的恢复操作。输、配电网控制中心仅需交换各时步的边界功率等少量信息就可进行分布式协调,进而得到输配协同的黑启动方案。最后,输配全局电网算例分析表明所提方法可有效协调输、配电网的恢复资源与进程,减小停电损失。