含快速切负荷功能火电机组的电力系统黑启动策略

具有快速切负荷(FCB)功能使得火电机组在电网崩溃时能够维持厂用电并保持孤岛运行,在系统恢复时可以作为黑启动电源.分析了FCB机组在系统恢复阶段的稳态过程,建立了相应的稳态模型;以系统发电容量最大为优化目标,考虑机组自身约束,从物理本质出发提出一种改进面积法,快速求得优化的机组启动顺序;在此基础上,考虑支路充电时间约束,结合最短路径算法对机组启动顺序进行修正,得到机组启动路径.通过新英格兰10机39节点系统算例和某地区实际系统算例,验证了所建立模型和所提出方法的有效性.算例结果表明,FCB机组有利于加快系统恢复进程.     

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...     

综合考虑投资成本和经济收益的快速切回机组布点方案

随着大型火电机组快速切回(FCB)技术的成熟,将FCB机组作为大停电后黑启动电源的设想成为可能。规划FCB机组的布点位置,应兼顾工程实际。文中首先采用图论方法推导了最优布点方案的性质,证明已知活跃顶点个数的最优布点方案具有继承性。继而提出采用递推法对FCB机组布点方案进行寻优。然后,建立了FCB机组布点方案的经济效益指标,基于递推法计算结果,依据该指标筛选出同时满足安全性和经济性要求的FCB机组最优布点方案。算例分析结果表明,递推法较常规方法计算效率高、鲁棒性强。并且,结合经济性指标,得到的结果方案可作为实际系统黑启动电源规划的决策依据。     

快速切负荷机组参与辅助服务补偿研究

分析我国黑启动辅助服务的补偿现状。以《南方区域发电厂并网运行管理实施细则》和《南方区域并网发电厂辅助服务管理实施细则》（简称“2006版两个细则”）的补偿标准为基础,从具备快速切负荷（fast cut back, FCB）功能的机组出发,分析 FCB机组提供黑启动能力成本与黑启动使用成本,并对“2006版两个细则”的补偿标准提出修正建议,以便于细化完善原补偿标准。     

含快速切负荷功能火电机组的电力系统黑启动策略

具有快速切负荷(FCB)功能使得火电机组在电网崩溃时能够维持厂用电并保持孤岛运行,在系统恢复时可以作为黑启动电源。分析了FCB机组在系统恢复阶段的稳态过程,建立了相应的稳态模型;以系统发电容量最大为优化目标,考虑机组自身约束,从物理本质出发提出一种改进面积法,快速求得优化的机组启动顺序;在此基础上,考虑支路充电时间约束,结合最短路径算法对机组启动顺序进行修正,得到机组启动路径。通过新英格兰10机39节点系统算例和某地区实际系统算例,验证了所建立模型和所提出方法的有效性。算例结果表明,FCB机组有利于加快系统恢复进程。     

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。     

基于恢复路径转移系数的电网黑启动分区策略

在电网发生大停电之后对系统进行合理分区可以缩短系统的整体恢复时间,加快恢复进程。文中对黑启动分区进行了研究,提出了一种基于路径转移系数的分区优化方法。该方法考虑恢复过程中设备投运失败的可能性,在选择恢复路径的过程中建立了基于转移路径系数的评价函数,以此评价函数作为分区指标对系统进行分区。在考虑电力系统运行方式的基础上建立了分区的优化目标函数,并采用交叉粒子群优化算法实现分区恢复优化问题。本文以IEEE118节点系统为例验证了模型和算法的有效性。     

大停电后含分布式电源的电网分区及负荷恢复方案

含有分布式电源(Distributed Generation,DG)的电网在发生大停电事故后,为提高系统恢复效率,一般将电网进行合理分区,并采用分区并行恢复的方案。首先运用灰色决策理论选取了各分区的黑启动电源,结合最短路径快速算法(Shortest Path Faster Algorithm,SPFA)搜索各黑启动电源到待恢复节点的最优恢复路径;然后据此建立了兼顾恢复时间性和安全性的最优分区多目标优化模型,并采用多目标粒子群优化算法(Multi-objective Particle Swarm Optimization,MOPSO)对模型进行了求解。基于所得的最优分区方案,以构建初步网架为目标,结合遗传算法对各分区内的负荷恢复问题进行了优化。IEEE 30节点算例验证了所提方案的有效性。     

考虑系统恢复能力的快速切负荷机组最优布点策略

具有快速切负荷(fast cut back, FCB)功能的火电机组在电力系统发生大停电事故后能够维持厂用电运行并迅速为停电区域供电，是一种性能优异的黑启动电源。FCB机组的布点策略会影响电力系统的恢复能力。在此背景下，建立了考虑系统恢复能力的FCB机组最优布点模型。首先，分析了FCB机组和非黑启动机组在电力系统恢复过程中的功率特性及其差异。然后，以最大化系统恢复能力为目标函数，考虑机组出力特性、FCB机组改造台数、恢复过程中电力潮流等约束条件，构建了FCB机组最优布点优化模型。采用线性化处理方法，将所提出的模型转化为混合整数线性规划模型，并采用高效商业求解器求解。最后，采用IEEE 39节点系统算例和IEEE 118节点系统算例验证了所提模型的有效性。算例结果表明，所提FCB机组布点方案能够有效提升系统的恢复能力。     

快速切负荷机组配置方案经济性评

在电力系统发生故障时,具备快速切负荷fast cut back,FCB功能的火电机组能带厂用电维持运行,并在故障消除之后迅速对外供电,是一种性能优异的黑启动电源。合理的配置FCB可带来更好的经济性。讨论了FCB功能的关键技术,分析了实现FCB技术需要的各项投资成本,结合布置FCB机组带来的用户停电损失的减少,建立了经济指标函数,计算经济性最优的FCB机组配置方案,并通过IEEE-118节点算例和广东省实际算例进行分析,为研究FCB机组在实际电网中的合理配置提供了参考。     

火电机组快速甩负荷功能的实现

快速甩负荷(FCB)功能能够为电力系统迅速恢复故障状态提供启动安全保障,加快机组的恢复速度。介绍了火电机组实现甩负荷带厂用电运行的FCB工况,并对此工况下主要电气系统运行参数的变化进行仿真,通过观察FCB发生后各参数变化,证明火电厂通过各相关系统的配合能够成功实现机组甩负荷带厂用电的FCB工况,并在较小损耗下维持稳定运行状态。     

火电快速甩负荷机组动态仿真建模

快速甩负荷(FCB)技术是一种能够在电网黑启动中发挥关键作用的技术,而FCB机组动态仿真模型是研究FCB技术的基础。现有常规火电机组模型均无法准确模拟FCB工况的动态特性,为此在分析总结火电机组实现FCB功能所必需的各项技术的基础上,建立了含旁路系统的汽轮机模型以及含FCB功能的原动机调速系统模型,并加入锅炉、电力系统稳定器(PSS)、励磁系统及发电机模型组成含FCB功能的火电机组动态模型。以台山电厂FCB实验机组为例,通过Matlab/Simulink建立FCB机组的动态仿真模型,其仿真结果与现场实验结果基本一致,说明所建立的FCB机组动态模型能够准确地模拟机组在FCB工况下的动态特性,可为研究FCB机组和大旁路机组及其在电力系统的应用提供模型参考。     

1000MW发电机组快速甩负荷热控逻辑优化及试验总结

针对国内百万机组快速甩负荷(fast cut back,FCB)试验成功少,其相关控制逻辑策略及优化更是鲜见的问题,以广东国华粤电台山发电厂6号机组为例,从试验前的各项准备及所进行的逻辑修改入手,介绍了FCB功能作用、FCB试验逻辑变更及其优化方式,并对FCB试验结果进行分析和总结,为大容量机组FCB功能设计和建设提供了一些应用经验与可靠性建议。     

电力系统恢复决策优化模型与求解

电力系统大停电后系统的快速恢复是电力系统一直以来要解决的重要问题。通过对现有黑启动模型的分析发现,针对全黑情况下启动全网的所有发电机时,现有的最优目标设置和最优问题描述有可能导致一台发电机爬坡而其他发电机等待的现象。为解决这一问题,充分考虑发电机的物理调节特性,提出描述实际问题的变约束的最大值最小的优化模型,并通过引入时间变量 t,将变约束的最大值最小优化问题等价为内点法可解的定约束最优潮流(optical power flow,OPF)问题,克服了最优潮流中求解变约束最大值最小问题的难点,提出计及发电机出力特性的电力系统黑启动优化计算策略。IEEE 30节点标准系统的仿真结果表明,该方法有效,可明显缩短启动时间。该成果已经成功用于电力系统自愈决策系统软件,在广东电网公司投运。     

多直流馈入异步受端电网恢复的分区方法

针对异步联网时受端系统的恢复问题,提出一种综合考虑网络社团结构特性和交直流交互作用的系统恢复分区方法。首先,在分析交直流系统交互作用的基础上,将系统强度指标纳入分区原则和约束条件中,并优化得到多直流系统的最优传输功率,进而提出了适用于异步受端电网恢复的分区模型。然后,以支路对各直流落点短路容量的综合影响为权重定义了加权边介数,以黑启动电源个数和分区约束条件为判据自动确定分区数量,采用改进的GN分裂算法实现了多直流馈入受端电网恢复的合理分区,并基于分区结果计算出分区恢复时间和负荷恢复总量。最后,IEEE 39节点系统和中国南方某省局部电网的分区结果验证了所提方法的可行性和有效性。     

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.     

300MW汽轮发电机组的小岛运行试验

小岛运行是机组在异常工况下的一种特殊运行方式,要求整个机组主、辅机协调配合及合理控制策略应对机组特殊工况下的动态特性.在电网出现突发性故障时,具备机组快速甩负荷(FCB)功能的机组可快速减负荷并转为带厂用电作孤岛运行,随时可恢复对外送电,缩短电网恢复时间.介绍了某电厂300 MW机组进行的甩负荷小岛运行试验,对试验的成...