[发明专利]一种采用电流追踪法简化网络的黑启动分区方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统恢复的技术领域，更具体地，涉及一种采用电流追踪法简化网络的黑启动分区方法。

背景技术

大停电后的电力系统恢复可分为黑启动、网络重构和负荷恢复3个阶段。网络重构阶段的主要任务是尽快为失电机组送电并逐步建立起一个稳定的网架结构，为下一阶段全面恢复负荷打下坚实的基础。网络重构阶段的系统恢复策略总体上可分为2类：串行恢复和并行恢复。串行恢复策略在大多数发电机并网前接力恢复各厂站；并行恢复策略将系统分成几个子系统先各自独立恢复，待各子系统恢复完成后再通过并网来实现整个系统的恢复。因此，合理的分区策略可有效降低系统恢复问题的复杂度，从而加快系统恢复进程。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于电流追踪法简化网络的黑启动分区方法，指导调度人员进行恢复方案的制定。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种采用电流追踪法简化网络的黑启动分区方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：将线路权值定义为节点间线路的潮流，并以此为基础构建电力系统无向加权图G＝{V，E}；

步骤S2：建立机组分组模型求解得到机组分组信息；

步骤S3:以步骤S1得到的机组分组信息为基础,采用电流追踪法计算得到支路电流中各电源分量,并以此为基础对电力网络图进行简化得到图G’；

步骤S4：分别计算图G’的邻接矩阵W和对角阵D；

步骤S5：计算规范化拉普拉斯矩阵L_rw＝D^-1(D-W)；

步骤S6：求L_rw的前k个最小的特征值对应的特征向量，并根据这些向量组成列矩阵H；

步骤S7：将H的每一行看作k维空间中的一个向量，用k-means++算法进行聚类计算。得到的聚类结果中每一行所属类别就是图G’中各个节点所属的分区；

步骤S8：判断各个分区的有功发电容量和负荷是否基本平衡，如果存在严重不平衡的情形，则将边界上的节点进行重新划分，以维持各个子系统有功发电容量和负荷的平衡；

步骤S9:把在简化过程中被合并的节点还原，得到原始电力网络图G中n个节点所属的分区。

进一步的，所述步骤S1中线路权值的计算方法如下：

定义线路的权值w_ij为

w_ij＝|P_ij|

式中:w_ij为节点i与j之间线路的权值；|Pi_j|为节点i与j之间线路的有功潮流的绝对值，并利用停电前线路的有功功率的绝对值作为|P_ij|的近似值。

进一步的，所述步骤S2中的机组分组模型如下：

式中：b为分组个数；q为分组编号；N_q为分组q内的待恢复机组个数；r为所有待恢复机组的个数；[0，T_C]为设定的时间区间；为分组q中机组g在t时刻所恢复的输出有功功率；P_start,g(t)为机组g在t时刻消耗的有功功率；P_need,g为启动机组g所需要的最小启动功率；t_start,g和t_crank,g分别为机组g的启动时刻(对于非黑启动机组，其启动时刻为获取启动功率的时刻)和开始爬坡对应的时刻；R_g为机组g的爬坡速率；P_max,g为机组g的最大输出有功功率。

进一步的，所述步骤S3中基于电流追踪法进行网络简化的方法如下：

在已经求得机组分组信息的前提下，如果一个节点所有出线的线路电流都来自于被分到一组的机组，那么就将该节点及节点所连支路划分到这组机组所属的区域中。

进一步的，所述步骤S4中的邻接矩阵W和对角阵D的计算方法如下：

W为邻接矩阵，其元素w_ij的取值如下：若v_i和v_j为相邻节点，则w_ij等于v_i和v_j之间边的权值；若v_i和v_j为不相邻的节点，则w_ij＝0；若i＝j，则w_ij＝0。