大停电事故后计及信息系统故障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量,进而加快电力系统恢复速度。由于电力系统调度控制高度依赖信息系统,在电力系统恢复过程中信息系统的故障会影响机组的启动次序。在此背景下,建立了考虑信息系统故障的机组启动次序优化模型。首先,介绍基于拒绝服务(DoS)攻击的信息系统故障,并分析机组恢复过程中信息系统故障对机组恢复特性的影响;然后,运用场景分析法处理信息系统故障时刻的不确定性,以最大化系统总发电量的期望为目标函数,考虑机组启动时间约束、与信息系统故障相关的辅助变量约束和机组启动功率约束,构建了机组启动次序优化模型,并采用线性化方法将所提出的模型转化为混合整数线性规划模型,采用商业求解器高效求解;最后,采用IEEE 39节点系统验证了所提出模型的有效性。     

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。     

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。     

大停电后发电机启动顺序优化方法

大停电后电力系统恢复初期发电机的启动顺序对恢复进程有重要影响。针对现有发电机排序方法中存在的优化目标不一致和重复计算等问题,提出基于迪杰斯特拉算法的发电机启动顺序优化方法。改进支路权值,建立优先级指标,综合考虑支路权值以及发电机启动功率和爬坡率对发电机进行排序。采用避免回溯的计算方法,改进迪杰斯特拉算法调用逻辑,避免重复调用迪杰斯特拉算法,有效减少计算量。以IEEE 39节点系统为例,验证了所提方法的优越性。     

大停电后电力系统黑启动分区的两步策略

电力系统发生大停电事故后,采用分区并行恢复策略可以有效加快系统恢复速度。针对分区并行恢复问题,提出了电力系统黑启动分区的两步策略。其中,第一步建立待恢复机组的分组模型,其以待恢复机组获得恢复功率所需时间最小为目标,从而保证机组的快速启动;第二步建立电力系统图分区模型,目标是使得各黑启动分区在满足一定的约束条件下分区间的联络线数最少以及联络线的有功功率绝对值之和最小。然后,利用商用线性规划求解器ILOG CPLEX求解所提出的两步策略数学模型。同时,为了减少求解工作量,提出了可以尽可能减少线路信息丢失的拓扑图简化原则。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。     

大停电后的机组投运风险评估

大停电后火电机组的安全、有序投运对减小停电损失意义重大。针对面向机组启动的网络重构阶段由机组投运次序不同和运行可靠性导致的可能出现的投运过程不确定情况,首先给出大停电后机组投运风险的定义。在此基础上,引入热备用机组的五状态模型计算已投运机组的停运概率。进一步,以待恢复机组的前导时间划分网架重构时步,基于灵敏度分析求取与不同重构时步对应的可行潮流解,从而获得相应的机组投运容量。最终实现了不同时步下机组投运风险的定量化评估。针对新英格兰10机39节点系统的测试结果表明,该方法对不同重构方案下机组投运风险的比较集中体现了重构恢复效果及其实现的可能性,可为调度人员选择恢复方案提供更加全面的决策辅助信息。     

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.     

直流系统故障引发全厂停电事故分析

发电厂、变电站的直流系统，像人体的血管一样遍布电力系统的各个环节，且容易受到各种不利因素的影响。但各厂站的直流电源（屏）均设计为“永久的”，不像其它设备有停电检修的机会。所以，直流系统上的任何检修工作和缺陷处理，基本上都是带电状态下进行的。直流回路上的工作既不能和继电保护工作的复杂性相比，也不能与高压试验的理论性同日而语，其安全的风险性却异常的大。即便如此，仍然没有得到有关人员的认同，最终导致因直流系统工作发生故障，引发全厂停电事故。笔者结合国家电监会发布的事故通报和某发电公司的一例全厂停电事故进行分析，以期与大家共同避免直流电源事故的发生。     

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...     

基于混合整数二元规划的机组启动次序策略研究

当电网大停电之后,运行人员快速高效地把电力系统恢复到正常运行状态,不仅可以降低发电侧的设备损害程度,还可提高用电侧负荷的恢复速度。重点分析了没有自启动能力的机组时间限制、系统总容量限制、启动功率限制、机组恢复优先权限制等条件,通过混合二元整数规划算法得到系统恢复过程中机组启动次序的策略。结论表明：在给定恢复时间内,采用这种策略能在保证机组的安全运行和系统的最大发电容量的前提下,得到系统机组启动的最优次序,可直接减少后期系统重构和负荷恢复的时间。     

MMC-MTDC系统协调启动控制策略

为快速平稳的启动基于模块化多电平换流器的多端柔性直流输电系统(modular multilevel converter-multi-terminal direct current,MMC-MTDC),避免各站启动时序配合不当引起大的电气冲击甚至启动失败,提出了MMC-MTDC系统协调启动控制策略。首先,指出MMC存在交流侧、直流侧和交直流侧混合3种预充电方式,基于其充电机理,设计了预充电方式识别方法,提出了可将子模块充电至额定电压的闭环均压充电策略;其次,研究了多端系统启动时序的有效配合方案,提出了基于直流电压斜坡控制方式的并联式MMC-MTDC系统协调启动控制策略;最后,通过Matlab/Simulink构建三端系统进行仿真。结果表明:闭环均压充电方法能自动适应MMC 3种预充电方式,使子模块平稳充电至额定值;协调启动策略则能很好的实现多端系统平稳解锁。     

考虑奖励机制的电动汽车充电优化引导策略

随着电动汽车（electric vehicle,EV）的大规模推广,其无序充电严重威胁电网的安全稳定运行,积极引导EV用户参与充电优化策略,对于提高电网的安全稳定性具有重要意义。为此,基于充电优化管理调度思路,提出一种考虑奖励机制的EV充电优化引导策略,在分时电价的基础上,计入用户在降低电网负荷波动中的奖励机制,考虑充电位置固定、不确定用户的出行需求,确定EV的充电时间及充电位置,达到用户满意度最高的目的;利用EV动态响应的实时优化算法,对所提的优化调度模型进行求解。仿真结果验证了所提策略的有效性和可行性,该优化调度策略不仅能有效改善负荷低谷时段集中充电形成新的负荷高峰的问题,而且可明显降低用户的充电成本及电网负荷波动。     

南方电网因直流故障切机后的恢复策略

当贵广直流输电系统发生双极闭锁故障时,南方电网需要切除送端电网的部分机组才能保持系统稳定。为加快系统故障恢复的进程,文中提出通过降低其他运行机组出力的控制策略,使被切机组能在短时间内投入,并保持送端系统的输出功率基本不变,达到在保持系统稳定的前提下使被切机组快速恢复的目标。利用PSS/E的用户自定义计算功能对发电机的出力调节过程进行建模,对南方电网发生贵广直流闭锁故障后被切机组并网后的带负荷过程进行仿真,结果证明了该方法的可行性和有效性。     

计及信息失效的柔性配电系统集中-分散协调控制策略优化

柔性多状态开关(FMSS)接入配电网,能够通过主动控制实现配电网正常与故障情况下的优化运行,同时也加深了对控制的依赖.为降低通信设备随机故障带来的运行风险,该文提出一种计及信息失效的柔性配电系统集中-分散协调控制策略优化方法.首先,建立柔性配电信息物理系统模型,分析了系统在不同状态下的控制方式;然后,采用自适应模糊C均值聚类方法与故障树法处理运行和故障场景的不确定性,在此基础上,以电压偏差与失负荷量最小为目标,建立了分布式资源集中-分散控制策略的双层优化模型,上层优化通信故障的分布式资源分散控制策略,下层仿真多场景下的柔性配电系统分布式资源的集中-分散协调优化运行;最后,以三端FMSS连接的三个IEEE 33节点系统作为测试算例,算例结果表明:通信设备随机故障下,分布式电源采用注入上限控制、FMSS延续故障前策略,可有效降低系统运行风险.     

考虑自动装置控制策略的故障后潮流快速计算方法

大电网交直流故障引发的不平衡功率可能导致局部电网超出稳定极限或中枢母线电压越限,严重情况下会诱发连锁故障或大停电,为了准确模拟故障发生后电网过渡到稳态时的潮流分布情况,确定事故处置策略的有效性,本文提出了一种考虑自动装置控制策略的故障后潮流快速计算方法。根据安控系统、系统保护装置、发电机一次调频、自动发电控制和自动电压控制等自动装置在不同时间尺度上对交直流故障后电网节点有功功率注入量和无功功率注入量的影响,模拟各类自动装置的动作时机和动作策略,形成从故障发生到稳态过程的系统潮流,从而确定过载设备、潮流越限稳定断面和电压越限关键母线,为大电网在线控制决策提供依据。通过对实际电网在线数据的案例分析验证了该方法的有效性和实用性。     

多端柔性直流系统启动回路设备选型与启动策略

启动回路设备选型及启动策略设计是多端柔性直流系统设计的关键问题.对于采用模块化多电平技术的多端柔性直流系统,通过对启动充电不控整流过程的理论分析,结合PSCAD/EMTDC仿真计算验证,提出了多端柔直系统启动电阻、联接变压器中性点电阻及启动电阻旁路开关等设备的技术要求.分析了设备参数与不同运行方式、启动策略的关系,提出了各种启动方式下的优化启动策略.研究结论已被南澳多端柔直示范工程采用.     

涡旋膨胀机发电系统效率优化控制策略

提出了以最小压缩气体消耗为涡旋膨胀机发电系统效率优化的目标,采用了基于系统损耗模型优化和在线搜索相结合的转速寻优策略,有效避免寻优初值的随机性及参数变化对优化结果的影响。针对气动系统非线性、滞后性及负载不确定性所致的发电系统强非线性的特点,采用了供气压力反馈线性化的补偿控制和PI速度控制相结合的控制策略,对优化速度快速无静差跟踪。试验结果表明,控制策略可实现速度的快速寻优以及优化速度的快速跟踪,实现了减小压缩气体消耗的目标。