基于社会效益最大化的黑启动电源规划

通过论述电力系统恢复的步骤和策略,分析了黑启动电源对电力系统恢复的影响。建立了以社会停电损失最小为目标的黑启动电源规划模型,用以优化黑启动电源的安装位置及容量。模型考虑了2种情况,分别研究黑启动电厂对口支援非黑启动电厂和互联电网情况下黑启动电源规划问题,并考虑了用户停电损失率随时间变化的问题。应用遗传算法求解互联电网黑启动电源规划问题,并给出算例对所提出的规划模型进行了验证。最后总结了影响黑启动电源布置的因素。     

基于PSCAD/EMTDC辽南电网黑启动方案研究

研究了辽宁电网在经受大扰动或故障而发生大面积停电事故后,辽南电网利用网内自启动能力水电机组启动没有自启动能力的电厂,最终实现整个电力系统恢复正常运行状态的过程,利用PSCAD仿真程序建立黑启动暂态仿真模型,对黑启动方案进行仿真计算,提出了黑启动方案的路径,并通过对黑启动过程中发电机自励磁、过电压、谐振、频率和电压稳定等问题进行了计算和分析,得出太平哨电厂作为黑启动电源条件为启动2台机组,并论证了太平哨电厂作为辽南电网黑启动电源是可行的。     

太平湾电站黑启动策略研究与实施

太平湾电站作为辽宁南部电网黑启动电源,需具备当电力系统发生大面积停电故障后,快速启动机组发电,为其他电厂提供厂用电源,从而实现辽宁电网恢复供电的黑启动功能。针对太平湾电站实际情况,重点阐述了全厂停电事故下利用厂内现有资源快速、可靠地启动发电机对电网送电的策略与实施方法,介绍了黑启动电源选择、黑启动油泵选择、设备安装调试、机组进相试验方面的内容。     

考虑源荷依赖度的含分布式电源配电网黑启动策略

针对传统配电网无法脱离主电网实现黑启动的问题,本文提出一种基于源荷依赖度累积恢复效率指标的含分布式电源配电网黑启动策略。该方法以黑启动电源为中心,通过最小路径进行系统电源聚类,形成区域黑启动电源。利用模糊层次分析法建立负荷与各区域电源的源荷依赖度模型,以源荷依赖度最大为目标将系统划分为以区域电源为中心的多个区域;建立区域内负荷与电源的源荷依赖度恢复效率模型,以负荷恢复过程中源荷依赖度累积恢复效率最高为目标,根据黑启动过程中系统动态变化自动优化负荷恢复顺序,使得更多重要负荷优先恢复。对含分布式电源IEEE69节点配电系统进行算例分析,结果验证了所提方案的有效性。     

光热电站作为黑启动电源时计及机组恢复效益的运行优化

聚光太阳能热发电（CSP）,又称光热发电,是集储热与产电为一体的可再生能源发电技术,具备良好的运行特性,有望成为服务于电力系统应急恢复的黑启动电源。基于此背景,该文对参与系统机组恢复充当黑启动电源的CSP电站运行优化展开研究。首先,通过场景分析法对太阳直接辐射进行不确定性分析处理,并建立CSP电站支撑电力系统机组恢复的双层优化模型;然后,针对模型制定双层优化求解框架,外层为系统机组恢复模型,求取系统机组恢复信息和CSP电站的功率输出,内层为计及机组恢复效益的CSP电站运行优化模型,求解CSP电站运行状态;最后,在含CSP电站的改进新英格兰10机39节点系统中对该文所提方法进行研究验证,结果表明该方法可以充分发挥CSP电站的灵活性,能够有效支撑机组恢复过程。     

三峡电源电站黑启动控制功能分析

在三峡电厂厂用交流电源全部消失、机组全部停机、外部电网大停电时,电厂可利用三峡电 源电站机组具备黑启动功能这一特点,迅速启动电源电站机组,恢复对泄洪闸的供电,保证大坝的 安全;给三峡左、右岸电站提供厂用电,恢复三峡电厂的运行,从而恢复对外部电网的供电。文中分 析了三峡电源电站机组黑启动的功能及特点,并对黑启动的流程及黑启动成功后对全厂和外部电 网的恢复过程进行了分析,提出了合理的恢复电源的步骤,并分析了影响机组黑启动的关键因素。     

考虑微网和HVDC特性的电网黑启动优化

通过对黑启动电源、恢复路径优化的电网黑启动方法能加快发生大停电电网的系统恢复。随着电力系统中微网和HVDC越来越多,交直流混联电网在电网黑启动过程中需充分考虑微网和HVDC的影响。分析了微网和HVDC的特性及其参与黑启动时的控制方法和可行性,以最大化恢复系统的恢复效率为目标构建了考虑微网和HVDC特性的电网网架重构优化模型,使用模拟退火遗传算法（SAGA）和Dijkstra算法对电网进行分区优化和恢复路径选优。最后,通过算例验证了方法的有效性。     

计及线路风险的区域电网黑启动电源布点方案

近年来极端天气事件频繁发生,黑启动电源成为电网大停电后能否快速恢复的关键,对于缺乏抽水蓄能机组和水电机组的地区电网,文章提出有选择地对区域内的燃气-蒸汽联合循环机组进行黑启动改造,优化黑启动电源布点方案。文章结合极端天气对电网的影响,定义了线路恢复风险,建立了以最小化保底网架恢复时间和线路恢复风险为目标的黑启动电源布点双目标优化模型,在找出方案非劣解的基础上应用推广理想点法求得最终黑启动电源布点方案,并通过东莞地区电网的算例验证了该方法的有效性。     

广州蓄能水电厂作为广东电网黑启动电源的可行方案

黑启动是电力系统故障后迅速恢复的重要措施之一,可减少系统事故损失,满足系统紧急事故备用要求。作为一种特殊的运行方式, 黑启动需解决机组启动过程中励磁电源、控制电源、调速器动力能源、机械部分各轴承的发热、推力轴承润滑等问题。文中提出了广州蓄能水电厂黑启动在广东电网瓦解情况下作为系统恢复启动电源的可行方案,并通过了试验验证。     

支撑电网黑启动的风光储新能源电站协调控制策略

针对局部风光资源丰富地区大停电黑启动的方案,首先建立了风光储新能源电站黑启动控制模型,研究其支撑电网黑启动的过程,储能系统作为主电源保证黑启动过程中系统电压和频率稳定。其次,提出了一种风光机组负荷跟踪功率协调控制策略,当风光出力不足时,风光机组采用最大功率跟踪(maximum power point tracking,MPPT)算法,储能系统作为主电源负责微电网功率的平衡;当风光出力足够时,风机根据光伏出力的变化进行减载运行,有效跟踪负荷功率变化,减少储能充电功率。该控制策略不但可减少储能系统充放电转换次数提高储能系统使用寿命,还能大大降低黑启动中储能系统配置容量,提高经济效益。最后,基于DIgSILENT/PowerFactory仿真平台搭建了风光储新能源电站控制模型,仿真验证了风光储新能源电站作为电网黑启动电源的可行性和所提控制策略的有效性。     

基于模糊多属性决策的黑启动方案优选

为在电力系统恢复初期从多个可行的黑启动方案中选出最优方案,应用模糊多准则决策理论和方法建立了方案优选模型。由于将黑启动方案的评价指标体系中的定性和定量指标及权重全部转化为三角形模糊数,克服了定性与定量评价指标不具可比性的缺点。采用模糊折衷型决策算法,对惠州电网的多个黑启动方案排序,选择出了最佳的黑启动方案。其计算结果和调度人员的经验相符合,表明用模糊多属性决策方法对黑启动方案的优化可行。该法可为快速做出各种恢复决策提供科学、直观的决策参考。     

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。     

最小化用户停电损失的主动配电网黑启动分区优化策略

电力系统发生大停电事故后,含高比例分布式电源的主动配电网可以通过分区实现快速并行恢复。提出了一种主动配电网黑启动分区优化策略。以最小化用户停电损失为目标,建立了主动配电网黑启动分区的混合整数线性规划模型,通过分布式电源、线路、母线和负荷的恢复约束将各个分区内部的恢复操作顺序集成到分区模型中。利用线性规划求解器ILOG CPLEX对所提出的优化模型进行求解,从而得到配电网黑启动分区恢复方案。以改进的IEEE 69节点配电系统为例验证了所提模型与策略的有效性。     

基于灰关联矢量投影法的黑启动方案优选

制定科学合理的黑启动方案对于实现电力系统大面积停电后的快速恢复具有重要的现实意义。提出了基于灰关联矢量投影法的黑启动方案评估模型,通过层次分析法确定指标的主观权重,采用熵权法确定指标的客观权重,基于加法原理融合主客观权重信息得到各指标的综合权重值。结合灰色系统理论和矢量投影原理,计算评价对象的优属度,实现黑启动方案优选。实际电网的应用实例证明了该方法可以为黑启动恢复提供科学合理的决策参考。     

基于灰色关联决策模型的黑启动方案评估

在发生大面积停电事故后,快速优选出可行的黑启动方案对加快电力系统恢复的速度具有至关重要的作用。在分析现有的黑启动方案评估流程的基础上,提出一种新的基于灰色关联模型的黑启动方案评估方法。接着,通过一个实际系统的算例验证所提出的新方法的可行性。分析结果表明该方法是有效、可行的。     

扩展黑启动中恢复路径充电方式分析研究

大停电后快速可靠恢复是减小停电损失的重要措施,扩展黑启动策略是电力系统恢复的一种新的思路,但其启动网络比常规的只启动一台机组的黑启动方案更为复杂,为被启动机组送电时的路径充电过电压是影响机组成功启动的重要因素之一。为了获取合理的充电方式,在分析工频过电压和操作过电压产生机理及特性的基础上,以河北南网扩展黑启动方案为例,针对三种不同的充电方式分别搭建仿真模型进行分析研究,结果表明零起升压方式具有明显的优势,为以后的扩展黑启动工业试验及研究提供有益的参考。     

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。     

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。     

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。     

计及系统可观测性的网络化简与黑启动分区方案制定

基于相量测量单元的广域相量测量系统能够实时反映电网的动态变化,其测量信息的实时性将有助于系统恢复安全快速进行,为大停电后的系统恢复带来新的机遇。首先,将黑启动分区方案优化问题和广域相量测量系统结合起来,建立了考虑系统可观测性的黑启动分区整数线性规划模型。该模型除满足分区功率平衡、分区连通性、特殊支路开断约束以及分区最小规模限制这些基本约束外,还将全网可观测和联络节点可观测2种可观性要求分别转化成线性约束纳入其中。其次,利用可观测度为0以及部分可观测度为1的节点对拓扑图进行简化,降低了优化模型决策空间的规模,进而提高了计算效率。IEEE 118系统算例结果验证了所提模型和系统简化方法的有效性,同时也进一步表明模型的可扩展性。