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。     

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。     

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。     

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.     

基于案例推理的大停电恢复系统设计

设计了一个应用于大停电事故恢复的基于案例推理系统。系统纵向采用分层结构,抽象层体现恢复过程的一般策略,具体层案例包含恢复操作的具体措施。系统横向分成黑启动模块、网架和负荷恢复功能模块。黑启动模块中的抽象层用一个定性进程理论模型表示,模型考虑了黑启动中的主要限制条件和各类机组的启动特性,发电容量调度算法用于具体层的修正。网架、负荷恢复模块的抽象层和具体层由详细程度不同的系统潮流图表示。开发了串并行送电阶段优化算法、系统网架及负荷恢复优化算法,用于具体层的修正。该系统以基于案例推理作为主框架,把定性分析和定量分析、理论研究和电力部门的实际经验很好地结合起来,多种在线优化算法提高了系统的灵活性。     

含风电电网晚高峰期临时启机并网策略

负荷与风电变化的不确定性可使电网在运行日晚高峰期间面临巨大的调峰压力。为此,提出一种晚高峰期净负荷攀升时临时启动小机组的调度策略。首先在晚高峰到来前设置观测点。当发现观测点之前多个时段净负荷预测偏差较大,则对后续净负荷预测曲线进行修正,并按修正后净负荷预测曲线对发电计划进行更新。若新发电计划中负荷量在安全限值内,则依然维持原日前机组组合方案不变。反之若优化结果存在超越安全限值的限负荷量,则判断电网需临时启动小机组,再根据越限的限负荷值确定小机组容量及并网运行时间。最后根据小机组较为特殊的物理特性,建立晚高峰期含小机组并网的发电计划模型。模型充分考虑小机组从冷启动到退出过程的出力特性,并借用原发电计划信息对优化变量和安全约束进行简化,以提高模型计算效率。算例表明所提小机组临时启机并网策略正确可行。     

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...     

考虑恢复路径充电时间的机组启动次序决策方法

快速恢复电力系统供电,减少停电时间是发生大停电后需要解决的重要问题。机组启动的次序是决定系统能否快速恢复供电的关键。传统的机组启动次序决策方法,决策依据多数仅讨论了机组启动的时间特性,而忽略了恢复路径充电时间的影响。该文提出了一种考虑恢复路径充电时间的机组启动次序决策方法,可实现机组恢复过程时间最短。最后利用23节点测试系统仿真验证了该文所提方法,并与传统的只以机组本身时间特性为决策依据而忽略路径充电时间的方法作对比,结果表明该文所提方法可缩短系统停电时间。     

微网作为黑启动电源的电力系统网架重构优化策略

微网是一种能够灵活容纳可再生能源发电的小型电力系统,一般具有高比例的可再生能源渗透率和利用率,具备孤岛运行能力。随着含高比例可再生能源发电的微网的容量逐渐增大,其作为黑启动电源为大停电后电力系统中待恢复机组提供启动功率的潜力得到越来越普遍的认可。在此背景下,对微网作为黑启动电源时的电力网架重构优化问题开展研究。首先,分析了含高比例可再生能源微网作为黑启动电源的优势及其可行性。然后,以最大化恢复系统的发电量和最小化微网内的负荷损失量为目标构建计及微网作为黑启动电源的网架重构优化模型,并基于节点重要度和路径恢复时间构建综合路径评价指标以优化待恢复机组的恢复路径。最后,以新英格兰10机39节点系统为例说明了所提方法的可行性与有效性。     

分布式发电技术在大型电网事故中的作用

研究分布式发电技术在电网事故中的作用,探讨适合中国发展的分布式发电方式。分析了分布式发电在电网事故中建立区域小电网的方法和意义。通过分析认为:负荷中心的分布式发电可以保证大中城市的重要用户用电安全;分布式发电在电网事故中的安全运行可以为大电厂黑启动提供启动电源;热电联供的分布式电源在电网事故中优先进行黑启动对重要用户和电网恢复至关重要。但是热电联供的机组在黑启动中要注意直流电源供电的可靠性、高压厂用变的容量、负荷恢复过程中的逐渐性等问题。     

汽轮机旁路系统的设计与运行

汽轮机旁路系统允许锅炉与汽轮机独立运行,缩短了启动时间,并且保证锅炉所有受热面包括再热器在启动过程或汽轮机甩负荷时得到充分冷却。具备安全阀功能的１００％容量高压旁路系统与容量为６０％～７０％的低压旁路系统配合,可处理机组启动与运行中所出现的各种情况。直流锅炉启动过程模拟计算程序ＯＴＢＳＰ正确建立了机组启动过程时,根据升压曲线及高压旁路调节阀开度计算燃烧率的数学模型,为汽轮机旁路系统设计及优化启动曲线提供了依据。     

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     

考虑恢复时间模型的电力系统黑启动策略

具有快速甩负荷(Fast Cut Back,FCB)能力的机组可以作为系统非常规黑启动电源,有助于电网在尽可能短的时间内恢复正常,具有巨大的社会和经济效益。将常规火电机组的启动分为冷态、温态、热态、极热态和极极热态五种启动方式。机组启动时间模型和恢复路径时间模型一起构成系统恢复时间模型。恢复路径时间模型中技术校验项的考虑,使得系统恢复过程中不满足技术条件的恢复路径在计算中得以剔除。在给定的系统恢复时间内以机组向系统输送的总电能为优化目标,提出考虑恢复时间模型的系统黑启动策略。savnw23节点系统和IEEE300节点系统算例验证了考虑恢复时间模型系统黑启动策略的准确性。大系统中考虑多启动电源的算例结果进一步表明FCB机组有利于加快大系统的恢复进程。     

计及可控负荷需求响应的含光热电站多源发电系统优化调度

目前新能源发电被更多地投入使用,风光资源也得到更多利用,风光发电并网规模不断扩大,但新能源发电具有的随机性及波动性,导致弃风弃光现象较严重。光热电站利用太阳能发电,具有储能系统和电加热装置,可满足调峰需求。考虑需求侧需求响应可控负荷与含光热与风电系统的调度策略,让需求响应和可控负荷及光热电站火电机组相配合一同参与风电系统调度,以系统的运行成本和弃风量最小为目标,求解最优调度计划。通过西北某地区的一典型日实测数据进行算例分析,验证该调度策略可有效提高系统的运行经济性和促进风电消纳。     

基于博弈论的发电公司检修决策

电力市场环境下,发电公司在制定机组检修计划时,必须考虑竞争对手检修策略的影响,以追求收益损失最小化。根据预测电价和系统发电容量充裕度,构造了发电公司机组检修非合作博弈模型。当系统允许检修容量不太充裕时,考虑了可中断负荷的合理利用。局中人的策略包括检修起始时间和检修报价策略,收益函数由检修损失和风险损失构成。博弈过程考虑了多均衡点的协调,并采用随机求解方法。仿真算例说明了该方法的合理性和有效性。     

基于D5000系统的黑启动并行恢复策略

研究了变电站无人值守相关问题下,发电机的并行恢复策略。先针对现阶段电网运行状况建立了变电站无人值守情况下线路的启动时限模型,得到了线路启动的时间成本期望。再建立了发电机有功出力和进相运行能力关于时间的函数。然后定义了电源中心的概念,并以之为依据求取了机组启动的距离成本。考虑机组启动的多种限制因素,调用迪克拉斯算法,计算考虑时间成本和距离成本的机组最优启动序列,通过并行校验确定机组启动顺序。最后应用IEEE39节点算例对所提出方法进行了分析验证,结果表明可明显提高机组恢复效率。     

电力系统恢复控制在线决策方法

黑启动方案对非"全黑"停电场景的针对性和有效性存在不足。为此,提出一种电力系统恢复控制在线决策方法:兼顾可用发电容量裕度及同期并网点位置等因素,采用深度优先搜索法划分停电区域,并运用粗糙集理论的综合优势度评判方法使停电子区与恢复策略匹配。建立符合系统恢复特征的电源出力模型;在此基础上,考虑重要负荷快速恢复、网内机组发电份额和系统稳定等因素,设计恢复控制的2阶段多目标优化模型。鉴于恢复过程被调度控制时段自然离散化的特点,采用动态规划法求解。实际系统算例分析结果表明,所提方法可行、有效,可为电网调度运行部门应对大停电提供决策参考。     

用户侧虚拟电厂对发电产业节能减排影响分析

我国发电装机容量已超过8亿kW,但是有些地区仍然尖峰时刻发电供应不足,低谷时段发电冗余。发电供应不足时启动的都是高耗能、高污染小机组,对节能减排非常不利。通过供电公司与用户之间签订合同,可以把可中断负荷的用户作为一种虚拟电厂,当系统备用容量不足时,启动虚拟电厂,即按照合同中断对该用户的部分电力供给;而当负荷低谷时启动虚拟电厂即按照合同增加电力需求,但需要给用户一定的电价补偿。虚拟电厂补偿电价的确定既要有利于发电机组调度过程中的节能和减排,又要保护供电企业的购售电利益,还要有利于激励用户减少高峰负荷用电的积极性。基于上述目的构建用户侧"虚拟电厂"对发电产业节能减排影响的分析模型,可以为虚拟电厂的实际有效运行提供理论分析基础。     

一种适用于黑启动的光储联合发电系统协调控制策略

为研究光储联合发电系统的黑启动能力,采用孤岛运行条件下光储系统启动厂用异步电动机的方法模拟电网黑启动过程,建立了光储联合发电系统模型及其控制系统。选择储能作为主电源,采用恒压恒频控制平抑光伏系统出力波动,为系统提供电压与频率支撑。考虑到因储能剩余充电容量不足将引起黑启动失败的情况,基于常规MPPT(maximum power point tracking)算法,提出一种负荷跟踪与MPPT相结合的方法,使光伏系统出力充足时有效跟踪负荷变化,无多余功率向储能充电;出力不足时实现最大功率跟踪,联合储能共同为负荷供电,从而减小所需储能容量。仿真结果验证了所提协调控制策略的可行性和有效性,同时验证了光储联合发电系统能够为大电网的恢复提供黑启动电源,具备快速黑启动能力。     

电网火电机组在线节能发电调度方法和策略探讨

针对电网采用火电机组在线供电煤耗监测系统进行节能发电调度的方式,分析了监测系统测量不确定度对负荷调度结果的影响。根据各种容量及参数的机组供电煤耗特性和当前在线供电煤耗监测现状,提出了按照高准确度的性能试验结果优化机组运行组合和依据在线供电煤耗监测结果进行机组间负荷分配的策略。