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.     

电力系统恢复中机组恢复的优化选择方法

系统研究了电力系统恢复过程中机组恢复的优化选择问题.提出了一种根据恢复过程的实际状况选择被启动机组的优化策略并给出了相应的数学模型.模型以恢复过程中机组发电量最大为全局优化目标,同时计及各种约束条件.该模型为一个典型的多约束条件的背包问题,通过采用基于数据包络分析模型的相对有效性评估的定性方法与利用回溯算法求解背包问题的定量方法相结合的方式,确定恢复过程中某一时刻最合理的被启动机组.所提方法能较好地权衡对所求解问题的快速性和正确性要求.算例结果验证了所提模型与算法的有效性.     

考虑重要负荷恢复的机组分层协调恢复优化

对大停电后机组和负荷的协调恢复的方案优化方法进行了研究。针对已有机组恢复的研究往往忽略了同一电厂不同机组对电网恢复过程贡献不同的不足,建立了考虑重要负荷恢复的机组分层协调恢复方案优化数学模型。将待恢复机组分为网络重构层机组和厂站恢复层机组两个层次,通过分析两层机组恢复及负荷恢复的交互影响,提出了机组恢复的多目标分层协调优化策略。将机组恢复的连续过程划分为多个次序进行的恢复时段,结合快速非支配排序遗传算法、CRITIC客观赋权法和灰色关联投影法对每一时步机组恢复方案进行优化决策。进一步地,结合模糊层次分析法和贪心算法为各时步确定重要负荷恢复方案。新英格兰10机39节点系统算例验证了所提方法的有效性。     

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。     

基于鲁棒优化的网架重构机组恢复顺序优化

在当前以火电为主的系统中,大停电后机组恢复时间的长短对重构效果影响显著。针对机组启动准备时段和启动时段可能出现的时间延迟,以最小化重构期间的电量不足为优化目标,构建了计及火电机组启动时间不确定性的机组恢复顺序鲁棒优化模型。通过交叉粒子群算法与CPLEX优化求解相结合,可获得量化表征恢复效果和运行可靠性的机组恢复顺序,为调度人员应对可能出现的最严重机组恢复迟滞场景提供了更加全面的决策参考。对于调度人员自行拟定的机组恢复顺序,还可根据运行经验预估其成功实施的概率,通过CPLEX求解并筛选关键时步,为调度人员有的放矢地保证恢复效果提供量化指导。针对新英格兰10机39节点系统和某区域电网的仿真结果验证了该方法的有效性。     

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     

基于系统恢复时间最短的快速切负荷机组布点方案

对于没有水电机组的电网区域,一旦发生电网事故,可以利用快速切负荷(fast cut back,FCB)机组作为黑启动电源,引导系统恢复的进程。分析了FCB机组在电网恢复中的重要作用,以系统恢复时间最短为优化目标,考虑相关约束条件,采用粒子群优化算法求解出FCB机组的安装位置及容量。以新英格兰10机39节点系统为算例,验证了所建立模型及所提方法的有效性,结果表明,合理的FCB机组布点方案可以减少系统恢复时间。     

基于节点重要度评价矩阵的网络重构双层优化策略

针对传统方法在评价加权网络节点重要度时存在的不足,综合考虑节点位置和邻接节点的贡献信息,提出节点重要度评价矩阵方法。基于此,发展一种改进的网络重构双层优化模型,上层模型以最大化系统发电量为目标、以非黑启动机组获得启动功率的时间为优化变量,确定非黑启动机组的恢复顺序;下层模型以恢复路径平均节点重要度最大为目标确定发电机节点的恢复路径,并通过调节系数改变线路权重中线路电容与操作时间的比重,以避免恢复路径所需时间过长而导致待恢复机组无法尽快恢复的问题。新英格兰10机39节点系统的仿真结果说明了所发展的模型和方法的基本特征。     

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。     

一种机组恢复决策的多时段协调优化方法

为加快大停电后电网的恢复速度,在制定机组恢复方案时,应合理安排机组的启动顺序使尽可能多的火电机组实现热态启动。通过分析恢复过程中机组的串并行恢复机制,并考虑机组热启动时限对恢复顺序的影响,提出一种机组恢复决策的多时段协调优化方法。该方法采用分时段建模、多时段协调优化的全局优化策略,以热启动机组的总容量和恢复过程中机组的总发电量分别作为上、下层目标函数,建立了分时段的双层优化模型;采用基于状态优选的多种群遗传算法进行求解,实现了机组恢复决策的全局优化。通过合理控制各时段保留的方案数,既可保证方案的多样性,有效防止求解陷入局部最优,又可确保各时段的状态数有可控的上限,使计算量控制在可接受的范围内。新英格兰10机39节点系统和河北南网实际系统的算例结果验证了所提多时段协调优化方法的有效性。     

电力系统恢复控制的网络重构智能优化策略

作为现代电力系统恢复控制的核心研究内容之一,该文对恢复控制中的网络重构问题进行探讨,提出最优送电路径的通用模型和相应的智能优化算法解算模式。以寻找最短的加权送电路径为优化目标,将网络重构建模为一个寻找图的局部最小树问题,并计及各种约束。利用遗传算法易于处理离散变量且具有全局收敛性的特点,对该优化问题进行求解。求解过程中,对算法寻优性能进行研究以提高求解速度、算法稳定性和寻优效率。所提方法能较好地解决解算精度与速度的矛盾。最后以IEEE 30节点系统作为算例,验证所提模型和算法的有效性。     

考虑风电参与的黑启动方案

风电具有启动功率小、启动速度快的特点,安全、稳定地利用风电将有效加快电力系统恢复进程。考虑系统调频能力和机组爬坡能力约束,提出基于机会约束规划模型的风电参与黑启动最佳接入量评估方法,并对风电接入时机进行评估。为了有效发挥风电的作用,提出考虑风电参与黑启动方案的优化方法,对风电接入和负荷恢复进行分时步协调优化,制定出风电参与的最优黑启动方案。以含风电的IEEE 39节点系统为算例验证所提方法的可行性和有效性。     

考虑线路投入顺序的网架重构机组恢复多目标优化

合理的机组恢复顺序和可靠的恢复路径对系统的快速恢复具有重要影响。分析了网架重构的机组恢复过程,建立了新的网架重构机组恢复多目标优化模型。优化目标为待恢复机组提供的发电量尽可能大,并兼顾线路恢复操作的可靠性和对后续恢复的影响。通过设置优化问题的求解域,松弛优化目标的主次关系,并引入差分进化—分布估计算法(DE-EDA)提高求解效率。所述方法能同时给出Pareto最优的机组恢复顺序、目标网架重构方案及线路投入顺序。算例仿真结果表明,设置求解域可减少计算量,提高求解速度;使用DE-EDA获得的最优解具有更好的收敛性和分布性。     

考虑线路操作时限和恢复概率的机组启动路径优化

研究了考虑线路投运时限、投运失败和机组投运时限的发电机启动路径优化问题。首先考虑线路远程操作和投运成功概率,建立了线路投运时限模型,求取了线路投运的时间期望作为线路的权值。然后研究了机组的启动时限、出力特点和进相运行能力,提出了机组在黑启动过程中的限制因素。接着以迪克拉斯算法计算最短路径,定义了机组综合优先级指标。算法实时考虑线路投运状况以贪心思想为指导提出了以迅速投运发电机组为目标的机组投运优化算法求取最优启动路径。最后应用IEEE39节点算例对所提出方法进行了分析验证。所得的研究成果对电力系统黑启动预案的制定和在线决策系统的开发具备参考价值和积极意义。     

机组启动过程中的负荷恢复优化

大停电后,应首先恢复系统内的主要机组,此过程中需要投入适量负荷以保证系统稳定和提高恢复效率.结合机组启动过程中的特点,分析了该阶段负荷恢复的主要内容,提出了与机组启动过程相协调的恢复流程.针对平衡机组出力的负荷恢复问题,建立了多目标的数学模型,并根据贪心算法考虑重点优化测度的思想,提出一种基于重要性优先的负荷恢复算法对...     

考虑机组启动时限的大停电后初期恢复路径优化

电力系统发生大停电事故后,需要选择合理的恢复路径,尽快对电网中无自启动能力的机组及一些重要负荷节点进行恢复,进而实现整个系统的全面恢复。该文将系统恢复的目标网架重构和节点恢复顺序的确定统一考虑,结合经典的最短路径法与交叉粒子群算法来选择最优的恢复路径,以确定到达系统目标网架的恢复顺序。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,并对得到的目标系统进行潮流计算校验,对发生潮流越限的系统进行适当调整。以IEEE30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。     

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...     

Load Shedding and Restoration for Intentional Island with Renewable Distributed Generation

Due to the high penetration of renewable distributed generation (RDG), many issues have become conspicuous during the intentional island operation such as the power mismatch of load shedding during the transition process and the power imbalance during the restoration process. In this paper, a phase measurement unit (PMU) based online load shedding strategy and a conservation voltage reduction (CVR) based multi-period restoration strategy are proposed for the intentional island with RDG. The proposed load shedding strategy, which is driven by the blackout event, consists of the load shedding optimization and correction table. Before the occurrence of the large-scale blackout, the load shedding optimization is solved periodically to obtain the optimal load shedding plan, which meets the dynamic and steady constraints. When the blackout occurs, the correction table updated in real time based on the PMU data is used to modify the load shedding plan to eliminate the power mismatch caused by the fluctuation of RDG. After the system transits to the intentional island seamlessly, multi-period restoration plans are generated to optimize the restoration performance while maintaining power balance until the main grid is repaired. Besides, CVR technology is implemented to restore more loads by regulating load demand. The proposed load shedding optimization and restoration optimization are linearized to mixed-integer quadratic constraint programming (MIQCP) models. The effectiveness of the proposed strategies is verified with the modified IEEE 33-node system on the real-time digital simulation (RTDS) platform.