电力系统恢复后期网架重构和负荷恢复的两阶段优化方法

电力系统恢复后期的网架重构和负荷恢复是一个复杂的多步混整非线性规划问题。为了降低其求解难度和提高求解效率,提出一种适用于网架重构和负荷恢复的两阶段优化方法,该方法将网架重构及负荷恢复问题解耦为基于直流潮流的混整线性规划和基于交流潮流的连续非线性规划两阶段优化问题。在第1阶段优化中,利用计及频率影响的直流潮流模型确定最优线路投运及负荷开关投切状态这些离散变量的值,再将其作为第2阶段基于增广交流潮流的连续非线性规划的系统运行条件,通过优化发电机出力及端电压,在确保系统安全的前提下确定最短的恢复耗时。在10机39节点系统下进行了算法验证,计算得到单步和全过程下的计算效率和恢复方案,结果表明,所提算法的计算效率远高于启发式算法,同时所得方案也具有更快的恢复速度。最后,以湖北电网鄂东南子网为例验证该算法用于实际电网恢复决策的可行性。     

黑启动恢复中网架重构阶段的负荷恢复优化

针对网架重构阶段网络结构不断变化的特点,深入研究机组启动与负荷恢复的交叉影响,综合考虑负荷恢复代价、负荷性质、负荷重要性及负荷恢复对后续网架重构的影响,提出一种针对网架重构阶段负荷恢复的优化方法。该方法采用分时步的恢复策略,根据前一时步系统的实际恢复情况,首先对待恢复负荷进行预选,再采用层次分析法确定各备选恢复负荷的权重,最后利用贪婪算法进行求解,得到当前时步恢复的负荷及线路。IEEE-30节点系统算例证明,对网架重构阶段的负荷恢复进行优化,可充分利用已并网机组提供的发电功率恢复尽可能多的重要负荷并保证网     

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...     

基于改进标签传播算法的电力系统并行恢复分区方法

在电网恢复初期,黑启动资源紧缺,恢复所需时间长。随着配电网接入多种类型的资源,利用含源配电网自下而上支撑输电网恢复、加速黑启动进程逐步具备可行性。该文首先提出输配协同恢复理念,分析向上支撑输电网恢复的配电网需具备的条件,进而明确输配协同恢复方式;然后,结合输电网机组启动过程的功率需求和配电网发电资源特征,定义配电网向上送电外特性,并提出配电网向上支撑外特性建模方法;进一步,以机组启动总耗时最小为目标,构建考虑输配协同的电网并行恢复分区及机组启动次序统一优化决策的混合整数线性规划模型;最后,基于国内实际输配电网算例,验证该文所提方法的有效性。

     

电厂孤网运行与黑启动研究

黑启动是指整个电网因故障崩溃停运后,系统全部停电,处于全黑状态,此时通过系统中具有自启动能力机组的启动和外来电源,带动无自启动能力的机组,逐步扩大系统的恢复范围,最终实现整个系统的恢复和供电。文章根据实际运行经验,阐述了黑启动的释义和作用,分析了黑启动过程中的频率和电压控制和存在的缺点,提出黑启动过程中的改进方法和电网孤网运行的步骤。     

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。     

电力系统大停电后系统分区恢复的优化算法

电力系统发生大停电事故后,需要将大规模系统划分为几个分区并对每个分区进行并行恢复,然后通过并网来实现整个系统的恢复。该文将系统分区策略与分区内部节点的恢复路径、恢复顺序统一考虑,结合经典的最短路径法与遗传算法,实现最优系统分区恢复方案的求解。在该文算法中,考虑了机组在恢复过程中的启动时间限制,可保证尽可能多的电源点得到及时恢复,并对得到的各分区网架进行潮流的计算校验,对发生潮流越限的分区进行适当调整。以IEEE 30节点系统和河北南网系统作为算例验证该文算法的有效性。     

考虑网架覆盖率与分散度的网架重构优化

大停电后的网架重构过程中需要选择合理的恢复路径,尽快建立系统的骨干网架。提出了网架覆盖率和网架分散度指标,分别用于衡量骨干网架对系统原网络的覆盖程度以及重构过程中出现过长支路的风险,并综合恢复时间和线路充电电容等因素,建立了网架重构优化模型,利用简化模型寻找最优目标节点,采用改进的交叉粒子群算法优化目标节点恢复顺序,进而得到网架重构最优方案,其中考虑了非电源目标节点的同步恢复机制,提高重构效率。最后,以IEEE30节点系统算例验证了所提的网架重构方法的有效性。     

考虑输配协同的电网并行恢复分区及机组启动次序统一优化决策方法

在电网恢复初期,黑启动资源紧缺,恢复所需时间长。随着配电网接入多种类型的资源,利用含源配电网自下而上支撑输电网恢复、加速黑启动进程逐步具备可行性。该文首先提出输配协同恢复理念,分析向上支撑输电网恢复的配电网需具备的条件,进而明确输配协同恢复方式;然后,结合输电网机组启动过程的功率需求和配电网发电资源特征,定义配电网向上送电外特性,并提出配电网向上支撑外特性建模方法;进一步,以机组启动总耗时最小为目标,构建考虑输配协同的电网并行恢复分区及机组启动次序统一优化决策的混合整数线性规划模型;最后,基于国内实际输配电网算例,验证该文所提方法的有效性。     

电厂黑启动方案及其系统试验

电网全部或部分因故障停运后,采用黑启动方案,通过系统中具有自启动能力的机组带动无自启动能力的机组,可实现整个电网的恢复。介绍了贵州引子渡电厂黑启动方案的理论依据和实施过程。对恢复方式中可能出现的过电压、自励磁等问题进行了分析计算,同时介绍了黑启动过程中为确保黑启动顺利完成应注意的有关负荷调整、频率电压控制、继电保护配合等重要问题,并给出了引子渡电厂黑启动方案具体实施的4个具体步骤:试验方式调整、电厂自带厂用电、地区网恢复部分负荷、电网完整性恢复。描述了该电厂2005年的具体试验过程及实时运行状况。试验结果表明,该方案具有可操作性,可作为系统全停后快速启动的一种应急预案。     

单相自动重合闸对黑启动孤网稳定影响研究

虽然线路上的单相故障一般不会对系统的稳定性产生影响,但对其不恰当的处理却可能会导致系统的失稳。根据当前单相重合闸的实际使用情况,以发电机功率特性曲线为基础对黑启动孤网期间系统遭受单相接地故障后重合闸动作对系统稳定性影响进行了理论及仿真分析,指出单相重合闸的正确动作在某些情况下可能会导致与预期相反的结果而导致系统失稳,对于防止此类失稳提出了相应的预防措施,为合理配置黑启动期间孤网的重合闸方案提供一些理论依据,最后通过对实际系统的仿真证实了结论的正确及有效性。     

华中500 kV电网黑启动过程过电压研究

利用EMTP程序对华中500kV电网在黑启动过程中可能产生的自励磁、工频、谐振、操作等内过电压进行了计算和分析,得出了各种方案下的过电压水平,为合理选取黑启动恢复路径和方案提供了依据,确保恢复过程中过电压水平合乎规程规定.     

云广直流在南方电网黑启动及系统恢复过程的作用

基于对云广直流主要运行方式、黑启动电源和换流站站用电源等的分析,探讨了云广直流在南方电网黑启动及系统恢复过程中的作用,并进一步研究了系统全黑情况下云广直流的启动方案,包括直流启动的基本条件、典型启动路径、启动过程及控制。建议将所提出的云广直流启动方案纳入南方电网黑启动及系统恢复实施方案。     

宁夏电网黑启动试验研究

黑启动（B1ack—start），是指电力系统全部或部分区域电网因故障全部停电后。不依赖其他电网的帮助，通过本系统中具有自启动能力机组的启动，带动无自启动能力机组，逐步扩大系统的恢复范围，最终实现整个系统的恢复。本文简单介绍了宁夏电网黑启动试验的过程，着重对试验结果进行分析，以达到验证黑启动研究理论计算结果正确性的目的。并找出黑启动过程中存在的薄弱环节。为编制切实可行的黑启动调节操作方案提供技术指导。     

山西电网黑启动方案研究及分析计算

高比例新能源电力系统削弱了系统承受各种冲击和抗扰动的能力,更容易使电网局部系统的故障连锁发生,造成电网大面积停电。因此,电网黑启动方案的编制和研究工作已成为一个亟须开展的重要课题。在理论分析黑启动分区目标网架发电机自励磁、空载长线过电压、长线末端甩负荷过电压、末端单相接地非故障相过电压基础上,重新修订了山西电网黑启动方案,提出了基于万家寨水电站、龙口水电站、西龙池抽水蓄能电站以及规划建设中的垣曲抽水蓄能电站4个启动电源的8个分区目标网架,并基于自编过电压程序对8个分区目标网架进行了分析计算。计算结果表明,修订的启动方案能够满足要求,可有效支撑电网运行和风险防控。     

基于粗糙熵理论的孤网黑启动方案评估

含孤网的电力系统黑启动方案评估是一个模糊多准则决策问题。提出并建立了孤网黑启动评价指标体系,把粗糙熵技术用于黑启动方案评估。先用三角模糊数量化定性指标,并对连续属性进行离散化处理;再利用粗糙集理论对冗余或不重要属性进行约简。给出了利用粗糙熵求取黑启动评价指标权重的方法,最后利用理想点法得出方案优劣排序。此方法合理融合定量和定性指标,考虑了指标间的关联及冗余,实际算例证明了此方法的有效性和可行性。     

孤岛启动模式下的预置保护和自动装置研究

提出了黑启动模式的概念,介绍了几种黑启动模式.并着重研究了一种新的黑启动模式即基于孤岛启动模式并分析其机组特点.为实现孤岛启动的黑启动模式,提出了三种保护和自动装置的预置方案以进行孤岛的主动解列.针对单机无穷大系统,对设计的保护方案进行了仿真校核.证明了主动解列保留孤网,进而基于孤岛进行黑启动的方法的可行性.     

两种黑启动方案的仿真分析

根据黑启动的一般准则和山东电网实际情况,制定了山东电网的两个黑启动方案,通过潮流和稳定等大量仿真计算,对该两个案例作了具体而详尽的分析,为今后的现场试验和方案实施提供依据和建议.     

孤岛启动模式下的预置保护和自动装置研究

提出了黑启动模式的概念,介绍了几种黑启动模式。并着重研究了一种新的黑启动模式即基于孤岛启动模式并分析其机组特点。为实现孤岛启动的黑启动模式,提出了三种保护和自动装置的预置方案以进行孤岛的主动解列。针对单机无穷大系统,对设计的保护方案进行了仿真校核。证明了主动解列保留孤网,进而基于孤岛进行黑启动的方法的可行性。