电力系统网络重构的多目标双层优化策略

提出一种节点重要度综合评价新方法,并在此基础上发展了网络重构多目标双层优化模型。在上层优化模型中,以最大化系统可用发电容量确定发电节点恢复顺序;在下层确定恢复路径的多目标优化模型中,以最大化恢复路径的平均重要度和最小化路径的充电电容为目标,并考虑了线路恢复时间对机组恢复的影响。提出一种基于细胞生理特性的连续动态Pareto多步凋亡优化策略(MSAOS),其将整个电力系统网络重构划分为多步,每步的优化问题规模和难度都较小,且可在一定程度上避免维数灾问题;利用该策略进行多目标网络重构优化,可以在兼顾全局最优的基础上实现发电节点恢复路径优化的分段最优,并能以分支图的形式展示恢复优化过程中的网络重构策略集。利用模糊决策(FDM)方法优化出最终网络重构策略。以新英格兰10机39节点系统和广州电力系统为例,说明了所发展的模型和方法的基本特征。     

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。     

基于后悔思想的网络重构两步策略

首先研究了复杂电力网络的拓扑特性,发展了一种基于后悔思想的节点重要度评价新方法,并在此基础上提出了用于选择恢复路径的最大路径平均重要度方法。然后,采用分步方法制定网络重构策略:第1步优化发电节点的恢复顺序,以最大化恢复系统可用发电容量为目标,并根据恢复状况确定串行或并行恢复方式;第2步优化恢复路径,每次选取路径平均重要度最大的候选路径恢复发电节点,同时考虑了恢复过程中线路投运失败的问题。这种方法在相当程度上避免了确定目标骨架网络和优化恢复路径序列这2个网络重构环节脱离的问题,为大停电后的系统恢复提供了新的思路。最后,以新英格兰10机39节点系统为例说明了所发展的模型和方法的基本特征。     

基于后悔思想的网络重构两步策略

首先研究了复杂电力网络的拓扑特性,发展了一种基于后悔思想的节点重要度评价新方法,并在此基础上提出了用于选择恢复路径的最大路径平均重要度方法.然后,采用分步方法制定网络重构策略:第1步优化发电节点的恢复顺序,以最大化恢复系统可用发电容量为目标,并根据恢复状况确定串行或并行恢复方式;第2步优化恢复路径,每次选取路径平均重要度最大的候选路径恢复发电节点,同时考虑了恢复过程中线路投运失败的问题.这种方法在相当程度上避免了确定目标骨架网络和优化恢复路径序列这2个网络重构环节脱离的问题,为大停电后的系统恢复提供了新的思路.最后,以新英格兰10机39节点系统为例说明了所发展的模型和方法的基本特征.     

微网作为黑启动电源的电力系统网架重构优化策略

微网是一种能够灵活容纳可再生能源发电的小型电力系统,一般具有高比例的可再生能源渗透率和利用率,具备孤岛运行能力。随着含高比例可再生能源发电的微网的容量逐渐增大,其作为黑启动电源为大停电后电力系统中待恢复机组提供启动功率的潜力得到越来越普遍的认可。在此背景下,对微网作为黑启动电源时的电力网架重构优化问题开展研究。首先,分析了含高比例可再生能源微网作为黑启动电源的优势及其可行性。然后,以最大化恢复系统的发电量和最小化微网内的负荷损失量为目标构建计及微网作为黑启动电源的网架重构优化模型,并基于节点重要度和路径恢复时间构建综合路径评价指标以优化待恢复机组的恢复路径。最后,以新英格兰10机39节点系统为例说明了所提方法的可行性与有效性。     

一种新的黑启动子系统恢复路径模型及算法

黑启动分区方案确定后,快速恢复各分区机组的供电是黑启动系统进行网络重构和负荷恢复的基础。该文针对如何构建安全可靠的黑启动恢复网络问题,提出基于线路无功及操作时间的无功时间矩概念,其可同时考虑线路的空载无功容量及线路的合闸时间;建立了基于无功时间矩最小和有功负荷恢复最多的黑启动网络优化数学模型,并通过引入选中线路为变量,将对数学模型的求解变为0-1整数规划问题;利用Hopfield神经网络构造了一种能够考虑各种网络约束条件的能量函数,求解该能量函数便可快速确定最优启动路径。选用IEEE—10机39节点系统对路径搜索算法进行验证,结果表明,该文所提算法的求解过程简单,可较好地满足黑启动路径方案的可靠性及恢复时间的要求。     

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。     

含风电场的电力系统最优网络重构策略

网络重构是大停电后电力系统恢复的重要阶段。在有风电场的电力系统中,风电场可以作为常规黑启动电源的辅助。在此背景下,首先发展了一种基于线路收缩评价线路重要度的方法;在此基础上建立了以最小化恢复风险和最大化骨架网络重要度为目标的多目标网络重构模型;之后,发展了一种自适应的网络重构决策方法。所提出的方法能够将网络重构优化和决策这两个环节统筹考虑,为大停电后的系统恢复提供了新的思路。最后,以新英格兰10机39节点系统为例说明了所发展的模型和方法的基本特征。     

微电网黑启动中考虑DG特性与线路投入顺序的串行恢复策略

制定合理的孤立微电网黑启动恢复策略对于加快微电网的恢复进程、减少事故损失具有重要意义。提出了一种适用于微电网黑启动的串行恢复策略。首先分析了分布式电源(Distributed Generation, DG)与大电网中传统火电机组所不同的特性,在此基础上建立了基于变异系数法的DG黑启动能力评估模型,并用于选取黑启动电源。然后以线路重要度和节点重要度作为网架重构的指标,建立了网架重构优化模型,并采用遗传算法进行求解。在求解出目标网架后,以单位时间内恢复发电量最大为目标,进一步确定线路的投入顺序。最后通过算例的分析及结果验证了所提方案的有效性。     

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。