[发明专利]一种电力系统供电恢复方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种供电恢复方法，尤其是涉及一种电力系统供电恢复方法。

背景技术

随着互联电网规模的不断扩大，电网结构越来越复杂，一旦发生故障或稳定问题，有可能造成大面积停电。电力系统恢复控制是保障供电可靠性的重要手段，其任务是在大停电发生后安全、快速、经济地恢复供电。随着大电网的互联以及负荷的迅猛增长，电力系统的规模越来越庞大，局部的故障容易波及到全网引发大面积停电。同时电力工业的市场化改革使得系统的运行越来越接近其极限，也增加了大停电发生的概率。反复发生的大停电事故告诉我们，随着电力系统的扩大，发生灾变及事故因素的增加，波及范围的扩大，对国家安全、国民经济和人民生命财产造成的损失在大大增加，社会对事故停电的可接受性也越来越低。虽然大停电事故是不可避免的，但如果加强对事故恢复控制的研究，预先制定各种恢复计划，在事故时就能加快恢复的进程，使灾变与事故损失降低到最低限度。

供电恢复问题的核心是供电恢复方案的确定和优化，即根据电网实际运行状态和负荷组成及性质快速确定可保留的负荷集合电网中满足约束条件的供电恢复路径，以便在满足电网电能质量条件下尽可能快和尽可能多地恢复实际负荷。目前，相关研究中存在以下问题：

1)考虑的场景单一：通常只考虑了电力系统内部故障这一种故障场景，没有综合考虑各种场景下的供电恢复策略。

2)供电恢复模型整体优化求解的困难：供电恢复模型种多优化目标综合时权重系数的确定存在困难；另一方面，对供电恢复模型进行整体优化求解，可能的解空间非常大，造成很大的计算负担，在实际应用中存在障碍。

3)确定电网中恢复路径时较少考虑多种电能质量约束：通常只考虑了节点电压约束而没有考虑频率、谐波含量等电能质量约束。实际上，在供电恢复过程中由于初始功率缺额较大，恢复后的实际频率可能会偏离额定值，而过差的频率质量是不能够接受的；另一方面，考虑到发电机的频率特性和负荷静特性，在供电恢复过程中发电机有可能增发而多带负荷。

发明内容

本发明主要是解决现有技术所存在的通常只考虑了电力系统内部故障这一种故障场景，没有综合考虑各种场景下的供电恢复策略等的技术问题；提供了一种综合考虑了电力系统各种场景下的供电恢复策略的一种电力系统供电恢复方法。

本发明还有一目的是解决现有技术所存在的供电恢复模型种多优化目标综合时权重系数的确定存在困难；对供电恢复模型进行整体优化求解，可能的解空间非常大，造成很大的计算负担，在实际应用中存在障碍等的技术问题；提供了能够快速进行负荷恢复和网络重构优化的双层优化，实现失电区域的供电恢复，并且在恢复区域内实现电能质量(频率)约束，更符合微网运行的实际的一种电力系统供电恢复方法。

本发明再有一目的是解决现有技术所存在的通常只考虑了节点电压约束而没有考虑频率、谐波含量等电能质量约束。实际上，在供电恢复过程中由于初始功率缺额较大，恢复后的实际频率可能会偏离额定值，而过差的频率质量是不能够接受的；另一方面，考虑到发电机的频率特性和负荷静特性，在供电恢复过程中发电机有可能增发而多带负荷等的技术问题；提供了将电能质量(频率)引入到电力系统供电恢复中，引入柔性潮流计算配电网潮流及系统频率，考虑发电机的静特性，将系统频率作为供电恢复的约束条件，提高了负荷恢复量的一种电力系统供电恢复方法。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种电力系统供电恢复方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤1、根据电网数据采集与监视控制系统提供的电网运行状态进行场景判别；

步骤2、根据判别出的场景，进行基于快速连通性检验的供电孤岛划分，得到孤岛的数量和范围，确定了孤岛内发电机、线路和负荷参数；

步骤3、以发电机的额定功率为基准，按照发电机的频率特性计算频率是49.5Hz时发电机的功率，将此功率作为发电机最大功率；

步骤4、计算49.5Hz情况下的初始网损P_LOSS0，计算功率缺额ΔP_G；

步骤5、建立每个孤岛的智能切负荷优化模型，采用智能优化算法确定可恢复负荷的具体组成和位置，优化变量为各等级负荷节点，采用0-1二进制；

步骤6、根据步骤5的结果建立每个孤岛的网络重构优化模型，采用智能优化算法，来确定需要操作的开关和孤岛内相应的电网结构，优化变量为开关变量，是满足网络的连通性的开关组合，减小了随机变量的范围，加快了收敛速度，采用0-1二进制；