基于电网分区的负荷恢复智能优化策略

针对电力系统大停电后的负荷快速恢复问题,提出了一种基于电网分区的负荷恢复智能优化策略。提出了一种大停电事故后系统恢复的最优分区策略,并在所建立的优化模型中考虑了为恢复发电机而引入的架空线路充电无功以及为恢复负荷所引入的线路合闸操作次数等影响因素。在完成对大规模系统优化分区后,对各分区建立了一个统一的并计及网络重构因素的负荷恢复优化模型,实现各分区负荷的并行恢复。针对上述所提出的优化模型,通过结合传统图论理论和遗传算法,实现基于电网分区的负荷恢复优化问题的求解。解算中,对遗传算法进行了改进,并针对应用遗传算法时所产生的大量不可行解问题,提出了随机甩负荷和最短路径修补策略的处理方法,进一步提高了算法的寻优效率和全局优化能力。以IEEE30节点系统为算例进行仿真分析,验证了所提模型与方法的正确性和有效性。     

基于电网分区的负荷恢复智能优化策略

针对电力系统大停电后的负荷快速恢复问题,提出了一种基于电网分区的负荷恢复智能优化策略.提出了一种大停电事故后系统恢复的最优分区策略,并在所建立的优化模型中考虑了为恢复发电机而引入的架空线路充电无功以及为恢复负荷所引入的线路合闸操作次数等影响因素.在完成对大规模系统优化分区后,对各分区建立了一个统一的并计及网络重构因素的负荷恢复优化模型,实现各分区负荷的并行恢复.针对上述所提出的优化模型,通过结合传统图论理论和遗传算法,实现基于电网分区的负荷恢复优化问题的求解.解算中,对遗传算法进行了改进,并针对应用遗传算法时所产生的大量不可行解问题,提出了随机甩负荷和最短路径修补策略的处理方法,进一步提高了算法的寻优效率和全局优化能力.以IEEE30节点系统为算例进行仿真分析,验证了所提模型与方法的正确性和有效性.     

考虑电动汽车支持的电力系统恢复多目标最优策略

间歇性可再生能源和以电动汽车为代表的主动负荷广泛接入对电力系统恢复问题提出了新的挑战。现有电力系统恢复方面的研究工作尚未系统考虑电动汽车等主动负荷接入所带来的影响。在此背景下,构建了考虑电动汽车作用的多目标系统恢复方案优化模型。首先,以电动汽车充换电站为单位,分析了电动汽车在系统恢复过程中可能提供的辅助作用。其次,结合系统停电恢复需求,提出了恢复线路最少、恢复速度最快和网架电压最均衡3个系统恢复优化目标,构建了计及电动汽车辅助作用的多目标系统恢复方案优化模型。最后,以IEEE 30节点系统为例对所建立的多目标优化模型进行了验证,并分析了电动汽车对优化系统恢复方案的作用和效果。     

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。     

基于加权复杂网络模型的恢复路径优化方法

输电网络重构是电力系统大停电或部分停电后进行恢复的第2个阶段,如何确定恢复的目标骨架网络及其恢复路径序列是该阶段的主要任务。文中提出了一种新的基于加权复杂网络模型的输电网络重构优化算法,考虑了节点有功发电出力和有功负荷（特别是重要负荷）的大小以及各节点在网络中的分布情况和重要性程度,并利用了加权复杂网络模型中衡量网络枢纽性的介数指标来优化恢复路径。该算法可以得到最优的恢复路径序列和目标骨架网络,克服了现有方法在确定目标骨架网络和优化恢复路径序列这2个输电网络重构环节严重脱离的缺点,并在一定程度上解决了现有的恢复路径优化方法采用专家经验或分段寻优策略而无法得到最优解的问题。最后,以新英格兰10机39节点系统为例说明了所提出的方法的基本特征。     

计及机组恢复效益和线路综合重要度的网络重构优化策略

合理的网络重构策略对于大停电后的系统恢复具有重要意义。首先,研究了电力系统网络特性及线路投运失败可能造成的影响,提出了线路桥接功率、线路连接度和线路承重度这3个线路重要度评价指标,并在此基础上提出了一种综合评价线路重要度的方法。之后,将解释结构建模方法引入大停电后的网络重构问题之中;以发电机组的快速、安全恢复为基础,提出了机组恢复效益指标,以最大化恢复效益为目标选择恢复机组,并综合考虑了恢复机组的发电容量及线路重要性因素。所提出的方法可同时确定恢复机组及其恢复路径,使得优化机组恢复顺序和优化机组恢复路径这2个问题得到了有机的统一优化。最后,以新英格兰10机39节点系统为例说明了所提出的模型和方法的基本特征。     

灾难性停电事故后基于混合算法的系统恢复路径优化

灾难性事故后黑起动路径恢复作为电力系统恢复研究的核心内容之一,是一个多阶段、多目标及多变量的组合优化问题。提出了合理的灾难事故后系统黑起动路径恢复的模型和相应的求解方法。该模型以寻找最小代价路径为优化目标,将路径恢复优化等效为计及约束条件的局部最小树问题。运用数据包络分析(Data Envelopment Analysis,DEA)求取线路的综合权重,考虑了输电网络的电气特性、网络特性以及外在因素的影响。同时针对该问题,提出了相应的改进遗传算法求解模式。最后,通过实例验证了所提模型和方法的正确性。     

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。     

含间歇电源、储能和电动汽车的配电孤岛短时恢复供电策略

电力系统发生停电事故后,含有分布式电源和储能系统的配电系统可以形成孤岛运行的微网,在短时间内为微网内的停电负荷恢复供电。然而,风电和光伏等间歇性电源的发电出力具有不确定性,难以对孤岛内负荷进行持续、稳定供电。在此背景下,提出了计及间歇性电源出力不确定性的配电系统恢复优化模型。首先,考虑含有分布式电源、储能系统和可控负荷的配电系统,针对停电事故发生后一个较短时段内的供电恢复问题,提出了以最大化恢复供电的负荷用电量为目标的配电系统恢复模型。之后,分析各种分布式电源的出力特性和供电能力,并利用可控负荷平衡间歇性电源出力波动。考虑到间歇性电源出力的不确定性,利用概率模型对其出力预测值进行处理,这样就避免了在模型求解时再处理不确定性因素,从而可将配电系统恢复模型转换为混合整数二次规划问题并用CPLEX求解器求解。最后,以修改的IEEE 33节点配电系统为例,对所提出的模型和方法进行了验证。     

计及关键恢复路径的机组启动次序优化策略

大停电事故后合理的机组启动次序方案有助于提高电力系统的发电容量， 加快电力系统的恢复速度。首先，文章介绍机组在恢复过程中的恢复特性， 分别对机组启动功率曲线和机组出力特性曲线建模， 其次， 考虑到电力系统恢复过程中关键恢复路径对机组启动次序策略的影响， 提出以最大化系统总有功容量为目标函数的机组启动次序优化模型， 通过对机组启动功率和机组输出功率线性化处理， 将所提出的模型转换为混合整数线性模型， 并通过高效商业求解器进行求解。最后， 以IEEE 39节点系统为例验证所提的模型与方法的有效性。     

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,...     

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。     

配电网故障恢复综述

快速的配电网故障恢复是提高供电质量十分重要。从目标函数、约束条件、理论研究各个方面对配电网故障恢复进行了总结归纳,并分析了电力市场对配电网故障恢复带来的影响,指出越来越复杂化的电网结构以及日趋广泛的经济调度成为影响故障恢复过程的重要因素。     

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.     

A distributed autonomous approach for bulk power system restoration by means of multi‐agent system

In recent years, the electric utility industry worldwide has been facing pressure to be deregulated. Also, the risk of blackout in large areas will increase. Actually, it is still vivid in our memory that the northeastern United States and southern Canada suffered the worst blackout in history. Consequently, a method to find the optimal solution rapidly is needed all the more. In this paper, we propose a new multi‐agent method for a bulk power system restoration. In order to demonstrate the capability of the proposed multi‐agent system, it has been applied to a model bulk power system, which consists of three local areas including 12 generating units and 12 loads, and three remote areas with 12 loads. A large number of simulations are carried out on this model network with changing conditions. The simulation results show that the proposed multi‐agent approach is effective and promising. © 2008 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 164(1): 69–76, 2008; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20485     

A method for parametrized contingency‐constrained optimal power flow (PCCOPF)

This paper presents a method for Parametrized Contingency Constrained Optimal Power Flow (PCCOPF) whose formulation can discriminate unpreventable contingencies, determine the existence of feasible solutions for postcontingencies, and analyze the feasible solution for the contingencies in terms of static sense. The proposed formulation is based on parametrized contingency constraints in which each contingency parameter represents the achievement ratio of each selected contingency. In the formulation, not only parametrized contingency constraints are given by a set of equality constraints which is modified power flow equations, but also the objective is maximization of the sum of the achievement ratios of selected contingencies. Since contingency parameters are treated as decision variables in the proposed method, the information on unsolvability with respect to each contingency can be efficiently obtained. The feasibility and effectiveness of the proposed method are demonstrated on test problems with 4‐bus and 71‐bus systems. © 2003 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 144(1): 21–31, 2003; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.10182     

电网智能调度辅助决策系统研究

电网处于紧急、故障等情况下,调度中心将接收到大量报警信息,调度员无法在短时间内对大量警报做出合理解释,也就无法推断电网所发生的事件,更不用说采取调度措施来防止故障规模的扩大。为解决这一问题需要借助计算机的快速处理能力来处理警报,目前工程师已研究了多种报警处理方法,电网智能调度辅助决策系统,可以方便地使调度运行人员能够及时、准确地对电网情况进行判断,采取必要的控制措施。     

独立电力系统故障恢复现状及发展趋势

从独立电力系统与陆地互联电力系统的区别出发,较为全面地分析了独立电力系统的特点,综述了系统的计算方法,指出目前还没有对供配电网络统一考虑的快速、有效的计算方法。总结了故障恢复的数学模型,将其归类为多约束、非线性的组合优化问题,归纳了上述数学模型的各种解算方法,这些方法主要集中在启发式优化方法、传统的数学优化方法、现代随机优化方法及一些混合算法,分析了各种方法的优缺点。在此基础上提出了今后独立电力系统故障恢复研究的方向。     

电力工业市场化改革对电力系统恢复的影响

电力工业的市场化改革对电力系统恢复问题具有一定的影响.文中分析和比较了在传统的电力工业中和在电力市场环境下的电力系统恢复问题,从黑启动机组、黑启动成本、电力系统恢复试验、运行调度和配电系统恢复等方面阐述了电力市场改革对电力系统恢复的影响.到目前为止,在国际上大多数实际运营的电力市场中,电力系统恢复辅助服务仍然是基于成本补偿而非市场机制获取的.     

基于专家系统和数值计算的电力系统恢复

电力系统恢复是一个极其复杂的非线性优化问题。本文采用专家系统对电力系统崩溃后进行恢复，同时用数值计算对恢复过程中出现的过电压、过负荷、再次失稳进行监控。该专家系统知识库采用分层结构，在推理策略上，综合运用了宽度优先搜索策略和深度优先搜索策略以及冲突仲裁机制。用Ｃ语言实现该专家系统并用一实际电网进行校验，该专家系统提供了正确的恢复方案。