局部供电恢复在线决策实用算法的开发与实践

以某省级电网为对象,研究了局部电网停电事故下的供电恢复策略的自动生成技术,提出了两阶段恢复算法.在第1阶段,其目的是计算最终的恢复网架和可恢复负荷量.首先,将恢复路径拓扑分析分为站内拓扑和站间恢复路径搜索两步.然后,给出了恢复操作中可能形成的环路的搜索算法,并提出了启发式搜索的开环网优化算法.同时,开发了基于灵敏度的消除过载和电压越限的实用优化算法.在第2阶段,依据潮流校验结果确定停电区域最终最佳的供电方式,并根据停电区域的重要性排序生成供电恢复的操作序列.该辅助决策模块已在省级应急指挥技术支持系统中得到应用.     

基于智能配电终端的分布式供电恢复方法

针对配电网集中式供电恢复方法存在信息交互范围大、集中式决策系统计算量大等问题,提出了一种基于智能配电终端的分布式供电恢复方法。描述了以智能配电终端为核心的分布式供电恢复系统的结构和功能,在基于智能终端间对等通信交互信息的基础上,提出了分布式供电恢复的实现方法,包括分布式拓扑搜索和供电恢复控制两部分。首先采用分布式的方法搜索非故障停电区域,然后基于逆向搜索与约束条件相结合的方法确定可恢复供电区域,最后考虑分布式电源的特性和约束条件确定孤岛运行区域。提出了与分布式供电恢复网络拓扑搜索过程相适应的约束条件简化求解方法,以电网逐步戴维南等值为基础,在确定可恢复供电区域的搜索过程中实现功率、电压、支路潮流约束验证,同时还考虑了电网有分支时对约束条件的修正,无需进行集中式的潮流计算。算例分析验证了所提方法的有效性。     

基于D5000调度平台的在线智能恢复决策系统

电力系统恢复是十分复杂的决策问题。采用解耦思想,研制了一套在线电力系统恢复智能决策系统。该系统能够实时获取国家电网D5000调度平台数据,根据电网实际停电状态,在线辅助调度人员制定恢复供电的详细决策。该系统已经在重庆市电力公司开展了试运行,结果显示该软件能够帮助调度人员有效地制定恢复策略。该系统的应用能够提升调度人员恢复系统的能力,减少停电时间,提高供电可靠性。     

地区电网故障恢复系统的设计与实现

指出了地区电网的故障恢复是一个多目标、多约束、复杂的优化问题,开发了一种能在线应用的地区电网故障恢复系统,该系统按照故障后停电范围进行分类,不仅能够对小范围停电故障后的电网进行快速恢复,同时在大停电故障时,能够快速进行黑启动;在对地区电网模型化的基础上,根据模型中各子系统的连接关系及状态属性,提出一种基于开关刀闸—子系统的故障恢复路径搜索策略,实现恢复路径的快速搜索。实际电网故障恢复事例已证明,该系统能够实现电网故障的快速恢复。     

基于遗传算法的地区电网停电恢复

提出将遗传算法应用于地区电网停电恢复,由遗传算法对停电区域进行网络重构,将 其划分成若干个子区域,分别由不同的供电路径供电,由此形成恢复方案。通过对实际电 网的测试分析表明,将遗传算法应用于地区电网停电恢复,不仅能得到最优解,而且能得到 若干次优解,可为运行人员提供更多的参考信息。     

基于多智能体的船舶综合电力系统故障恢复方法

提出基于多智能体(Agent)系统的船舶综合电力系统故障恢复智能决策新方法.该方法定义与船舶电网供电区域相对应的供电区域Agent模型,基于Agent抽象体系结构设计构成供电区域Agent的各职能Agent,并建立故障恢复智能决策多Agent系统,在此基础上,基于动态主从式多Agent协同策略实现船舶综合电力系统故障恢复.典型算例系统故障恢复离线测试结果以及实时仿真结果表明,该方法能够快速、有效地求解船舶综合电力系统故障恢复问题,具有较好的工程应用前景.     

地区弱电磁环网合环潮流探讨

浙江220kV电网分区运行之后,各供电路径上阻抗与潮流的不同导致110kV及以下电网合环开关两侧存在较大的相角差,合环潮流有可能引起设备过载甚至开关跳闸。目前杭州电网不同分区间合环操作普遍采用"先断后通"方式,操作过程中需短时停电,降低了供电连续性。根据地区电网环网规划,辐射运行的特点,经过分析计算给出了合环潮流经验公式,该公式通过系统等值阻抗建立起合环潮流与相角差之间的联系。据此原理设定的同期闭锁装置可以确保合环过程不致设备超载。该方法已在现场运用,效果良好,合环操作不再短时停电,并且对地区电网不同分区间的合环操作和降低地区电网合环潮流都有较强的指导意义。     

地区弱电磁环网合环潮流探讨

浙江220 kV电网分区运行之后,各供电路径上阻抗与潮流的不同导致110 kV及以下电网合环开关两侧存在较大的相角差,合环潮流有可能引起设备过载甚至开关跳闸.目前杭州电网不同分区间合环操作普遍采用"先断后通"方式,操作过程中需短时停电,降低了供电连续性.根据地区电网环网规划,辐射运行的特点,经过分析计算给出了合环潮流经验公式,该公式通过系统等值阻抗建立起合环潮流与相角差之间的联系.据此原理设定的同期闭锁装置可以确保合环过程不致设备超载.该方法已在现场运用,效果良好,合环操作不再短时停电,并且对地区电网不同分区间的合环操作和降低地区电网合环潮流都有较强的指导意义.     

基于赋权网络节点重要性的重要负荷优先恢复策略

从图论的角度提出一种局部电网停电后失电网络的网架重构方案。根据赋权失电网络的节点凝聚程度计算节点重要度,利用最小生成树法对失电区域的重要枢纽节点、重要负荷节点以及重要发电厂节点进行关键路径的找寻,并通过潮流计算优化其路径的潮流平衡性,得出在网架重构阶段中需要优先恢复的最短路径。以IEEE30节点系统为算例进行验证,结果表明所提方案简单、有效。     

配电网多时段在线恢复决策问题的两阶段求解算法

大停电事故后,在配电网失去上级电网支撑的情况下,可协同多种本地电源恢复网内重要负荷供电,减小损失,提升韧性。为了实现有限发电资源的优化配置,此场景下的恢复问题通常可以建模为多时段恢复问题。然而由于恢复问题中的整数变量和非凸潮流约束,目前尚无方法能够对其有效求解,无法满足在线决策要求。文中提出多时段在线恢复决策问题的两阶段高效求解算法:第1阶段为基于最大生成树算法的辐射状拓扑确定算法,第2阶段为确定负荷状态的整数变量松弛迭代算法。最后,在改进的62节点配电网算例进行测试,验证了两阶段求解算法的可行性和优势,表明所提算法能够实现在线应用,辅助运行人员进行恢复决策。     

计及间歇性新能源的弹性城市电网输配电协同供电恢复方法

极端灾害频发，给大规模接入新能源的城市电网运行带来巨大挑战。为此，提出一种计及间歇性新能源的城市电网输配电协同供电恢复方法，以提升规模化接入新能源的城市电网系统弹性。针对新能源不确定性建模，提出了一种基于高斯Copula的新能源离线概率建模和实时更新方法，通过实时更新场景预测刻画其出力时变不确定性。基于预测场景，建立了一个计及负荷转供的城市电网双层供电恢复模型。该模型考虑主动的输电系统-配电系统协同优化，通过调整负荷分布、网络重构以及应急资源实时调度进行供电恢复，最小化系统失电量。所提双层供电恢复模型在上层优化各区域高压配网与输电系统运行边界，在下层求解各区域高压配网的重构及应急资源实时调度方案，通过检验输电网交流潮流判断计算过程是否结束。由仿真结果可知所提城市电网输配协同供电恢复方法可有效提升系统弹性，在极端灾害下可保证输电网线路潮流不越限并有效降低系统切负荷量。     

考虑分布式发电孤岛运行方式的智能配电网供电恢复策略研究

鉴于传统的配电网供电恢复算法都没考虑分布式发电孤岛运行产生的影响,提出考虑DG孤岛运行方式下的智能配电网供电恢复算法。当配电网发生严重故障引起大面积停电时,对DG进行孤岛划分,DG按孤岛划分方案转入孤岛运行模式维持对孤岛内重要负荷供电。采用基于二进制粒子群优化算法的供电恢复算法对孤岛外非故障停电区域进行供电恢复,在维持孤岛内重要负荷供电的前提下最大限度地对孤岛外停电区域恢复供电。最后将该算法应用到33节点测试系统,仿真结果验证了该算法的有效性。     

电网停电综合管理与分析决策系统的研究与开发

针对电力企业在停电管理中存在的不足与业务需求,提出了电网停电综合管理与分析决策系统物理构架、逻辑构架与功能的设计思路。基于电网最优综合停电模型的理论体系,采用Java企业应用平台对系统进行了开发。该系统从电网运行方式、负荷水平、运维资源配置等实际情况出发,以电网经济性与可靠性综合效益最优为目标,通过对停电计划的定量分析、评价和比较,自动生成最优决策方案,并具有停电计划关联自动提醒、工作量均衡分析、停电计划辅助更新以及停电设备分析评估等功能。该系统的试点运行效果充分表明其不仅能够为停电计划编制提供强有力的技     

基于电力大数据的用户用电感知研究

在基于电力大数据对用户提供多元化服务的研究中,发现电网在不同时刻停电,不同用户的停电感受不一样以及在调度计划制定时,由于不同线路所带用户不同,需进行差异化服务。为此,提出基于电力大数据的用户用电感知研究。首先通过电网内部系统及外部系统进行数据采集,然后基于大数据从多维度进行数据处理和分析,建立了用电需求模型和用户用电感知模型并进行了深入应用。通过该模型可以实现有限投资供电可靠性提升最快,最大限度满足用户需求;可最大限度实现不同行业、类别的用户用电互补,提高设备利用率;可实现用电感知最低时段停电,停电涉及用户更精准。该模型的引用实现了电网规划、用户接入、调度运行的智能决策,使电网规划投资更精准,固定投资提升可靠性最快,提高设备利用效率和用户满意度。     

计及特高压输电线路影响的自组织临界电网风险评估方法

基于自组织临界性理论,在快过程分析中考虑电压控制,通过潮流优化计算和序贯蒙特卡洛模拟,对含特高压输电线路电网的连锁故障情况进行了较为全面的仿真分析。应用相关风险指标对停电风险进行了量化评估。根据系统自组织临界平衡过程,推导出在支路潮流与容量增长平衡建立时日均故障线路数与电网负荷增加率、支路恢复系数以及支路总数的关系,然后通过算例分析说明对电网应用自组织临界性理论进行风险评估的结果与负荷发展水平密切相关。最后应用改进后的自组织临界方法对含特高压输电线路的某区域电网进行停电风险评估,验证了研究工作的有效性。     

集成图数据库算法和模式匹配的城市高压电网转供电方案生成

随着城市电网的建设发展,其结构愈加复杂,而城市居民对于用电的要求也逐渐提高,在电网发生非瞬时故障时,需要迅速恢复无源区域供电,因此,能快速实现电网的拓扑分析并生成转供电方案十分重要.文中提出了一种基于图数据库算法和模式匹配自动生成转供电方案的方法,将电网结构以图的形式存储于图数据库中,并将转供电方案生成过程中需要的主接...     

高压直流输电参与的电网恢复路径优化方法研究

以高压直流输电(high-voltage direct current transmission,HVDC)为代表的直流输电技术的广泛应用为停电电网恢复路径优化问题提出了新的挑战。现有电网停电恢复路径优化研究未考虑在优化过程中将HVDC作为恢复电源。由此,该文对HVDC参与的电网恢复路径优化方法进行了研究。首先,分析了HVDC对电网恢复的作用及恢复过程中的特性,结合停电系统恢复的要求,提出了HVDC参与的电网恢复路径优化模型;其次,针对恢复路径搜索速度问题,提出了基于序优化理论的优化求解方法,对HVDC启动的电压约束和系统潮流约束进行简化,建立粗糙评估模型;最后,采用IEEE39节点系统和江苏局部电网分析了优化模型和求解方法的有效性。     

防止电网大面积停电的电源自投系统母差保护新闭锁逻辑技术研究

通过对现场备自投装置的放电及动作逻辑过程的分析,以及备自投装置对母线故障区域特点进行识别进行研究,发现目前的备自投逻辑导致未发生故障的母线也失压,损失大量的负荷,导致电网大面积停电,为此特提出一种防止电网大面积停电的备用电源自投系统新闭锁逻辑技术,能识别母线相继故障;能识别母联死区故障;解决未故障段母线恢复供电问题;能够实现故障段母线的隔离。在恢复无故障设备的供电,对用户供电的连续性和可靠性提供保证．防止电网大面积停电。     

多目标决策分析的电网综合停电管理模型

针对目前电网综合停电管理中存在的工作量大和效率低下等问题,综合考虑计划停电、临时停电、故障停电、抢修停电、停电施工等各因素造成停电的电网设备,提出电网综合停电管理多目标多约束决策分析模型。该模型以全部待停电设备具体停电时段的排列组合为决策变量,以电网运行方式、供电可靠性要求、运行维护资源配置和停电时间协调情况为约束条件,以电网经济性、可靠性、工作量均衡性联合最优为目标。计算过程采用基于精英保留策略和目标函数值排序的多目标差分进化算法,高效求取全局Pareto前沿最优解集,生成多种可选方案,提供给电力企业进行对比分析和最终决策。以RBTS-BUS6为例进行分析计算,验证了所提模型的合理性和有效性。     

基于定制策略的区域备自投控制系统

对现有区域备自投系统的优缺点进行了分析,在此基础上提出了一种基于定制策略的区域备自投控制系统方案,然后从系统架构、策略生成、充放电条件、通信组织等方面对该方案实现形式进行了说明。本方案较常规区域备自投系统的优势主要体现在:可以解决复杂网络下的失压问题;无需依托其他系统,实时性高。本方案在贵州遵义供电局仁怀区域电网得到了实施,有效解决了仁怀电网存在的停电事故风险,提高了电网供电可靠性,为区域备自投提供了一个新的研究方向。