[发明专利]一种考虑了相邻系统的电力支援方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统恢复控制领域，特别涉及一种考虑了相邻系统的电力支援方法。

背景技术

电力系统恢复控制是指电力系统发生故障，系统部分负荷停电甚至处于解列状态乃至全网停电后，在尽量短的时间内，最大限度地恢复系统至新的正常运行状态的控制过程。恢复控制是一个多目标、多阶段、多变量、非线性、并带多个约束条件的组合优化问题，难以从总体上确定优化策略，常分解为一系列子问题分别进行处理。按主要恢复对象的不同可分为：机组启动、网络重构和负荷恢复。

对于机组的启动优化的研究，目前主要研究了影响机组启动的因素，并采用专家系统、层次分析方法、模糊推理、神经网络等智能算法确定机组的启动顺序；对于网络重构优化的研究，目前主要研究了网络重构的建模，以及提出了路径寻优的时间性和评价节点的重要程度指标；对于负荷优化恢复，主要面向网络框架已经完全恢复的阶段，在系统网络结构保持不变的情况下，确定负荷恢复的优化策略。

电力系统发生故障全停电后的黑启动恢复问题是电力系统安全防御的重要课题。在超高压直、交流输电发展成熟的今天，相邻系统的电力支援在恢复过程中的作用也不容忽视；并且根据灾害性质和发生地点的不同，在路径选择中要考虑某些设备运行可靠性、恢复代价，若强行给这些设备送电，容易造成黑启动效率低下甚至失败，给系统带来更大的损失。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种考虑了相邻系统的电力支援方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种考虑了相邻系统的电力支援方法，包括以下步骤：

a.建立目标函数：将路径恢复每一时步的网络重构过程等效成一个多目标问题，其目标函数描述如下：

其中，f₁为在机组启动时限内被成功启动机组的发电容量总和取反，m为电网中黑启动分区数，P_smax为分区s中在机组启动时限内被成功启动机组的发电容量之和；f₂为各分区构建恢复网架所需的最大时间，以T_max＝max{T₁，T₂，...，T_k}表示；f₃为首先恢复的目标节点和目标线路的综合权值；f₄为所有分区建立恢复网架所需的平均时间，T_s为分区s恢复到目标网络的时间；

b.收缩节点：选择可靠性高、恢复代价小的节点作为待收缩节点，以待收缩节点为中心，将与待收缩节点连接的周围节点凝聚成一个节点，并计算收缩后的网络凝聚度，即节点重要度a；

c.线路介数的计算：线路介数为该线路被网络中所有任意两节点之间最短路径经过的次数与网络中所有任意两节点之间最短路径数目的比值Gk，通过等式计算，等式中，为网络中所有任意两节点之间的最短路径数目；为网络中任意两节点之间最短路径经过线路k的次数；

d.优化恢复路线：通过基于NSGA-II算法的网架重构算法设计实现恢复路线的优化。

优选的，上述考虑了相邻系统的电力支援方法中，步骤b中所述节点重要度a通过等式计算，其中，n为网络中的节点数目；1为节点之间的平均最短路径，通过等式计算。

优选的，上述考虑了相邻系统的电力支援方法中，步骤c中，将线路权值定义为气候条件因素折算到同一电压等级下的线路电抗与电纳之和，再对线路介数进行计算；其中，设备运行可靠性反映该线路通电正常运行的可靠性；电抗反映使用某线路作为恢复路径的电气距离和损耗；电纳反映使用该线路重建网架所承担的充电风险。

优选的，上述考虑了相邻系统的电力支援方法中，步骤d中NSGA-II算法通过引入Pareto最优解的概念进行计算：如果解x(1)的目标函数满足两个条件：则称x(1)支配解(domina ted solution)x(2)，此时，解x(1)称为非支配解(non-dominated solution)或非劣解，x(2)称为支配解或劣解；其中，M为目标数。

优选的，上述考虑了相邻系统的电力支援方法中，步骤d中线路优化计算过程具体为：群体初始化→轮赛制选择算子设计→交叉和变异→精英个体校验。

优选的，上述考虑了相邻系统的电力支援方法中，步骤d群体初始化是按照遗传编码的方式随机产生初始种群，每一个个体代表一种分区恢复方案，调用网架重构算法构建出相应的恢复网架，计算出各目标函数的适应值。