[发明专利]一种大停电后电力系统并行恢复方法

摘要

本发明涉及一种大停电后电力系统并行恢复方法，提出了电力系统黑启动分区的两步策略。其中，第一步建立待恢复机组的分组模型，其以待恢复机组获得恢复功率所需时间最小为目标，从而保证机组的快速启动；第二步建立电力系统图分区模型，目标是使得各黑启动分区在满足一定的约束条件下分区间的联络线数最少以及联络线的有功功率绝对值之和最小。然后，利用商用线性规划求解器ILOG CPLEX求解所提出的两步策略数学模型。同时，为了减少求解工作量，提出了可以尽可能减少线路信息丢失的拓扑图简化原则。最后，以新英格兰10机39节点系统为例说明了所发展的模型和方法的基本特征。

主权项

一种大停电后电力系统并行恢复方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)采用机组分组模型将待恢复机组分组，使得待恢复机组获得恢复功率所需时间最小，从而保证机组的快速启动。机组分组模型为：minΣg=1r(v1g,v2g,...,vbg)·w1gw2g...wbg---(1)]]>s.t.v1g+v2g+…+vbg＝1，且v1g，v2g，…，vbg均为非负整数   (2)Σg=1rveg≤αr,e=1,2,...b---(3)]]>式中：向量(w1g，w2g，…，wbg)T为机组g的恢复时间矩阵，其任一元素wtg表示机组g到黑启动机组t的最短路径，即启动功率从黑启动机组t送到机组g所需时间；α是一个比例系数v1g，v2g…vbg为表征机组g所属分组的布尔变量，g为任意待恢复机组的编号(1≤g≤r)；r为待恢复机组个数。b为整个电力系统中黑启动机组个数；(2)简化电力系统拓扑图，具体为：a合并度为1的节点；b删除度为2的节点；c删除独立环；d通过合并恢复路径的方式将第(1)步得到的各分组内的待启动电源和黑启动电源等效为一个新电源节点。(3)根据电力系统图分区模型进行分区，使得分区间联络线个数最少和联络线上有功功率绝对值之和最小，所述分区模型为：minF3=14XT(ATA)X+14β·XT(Σi=1mPl·(AlTAl))X---(5)]]>式中：Al为矩阵A的第l行的行向量；Pl为线路l上的有功功率β为比例系数，用于反映联络线个数最小和联络线上有功功率绝对值之和最小这两个目标的相对重要程度。X为分区指标列向量；m是线路个数。该优化模型还需满足如下约束条件：(a)分区内黑启动电源约束U(Σj=1nPGj·(1+xj)2-ϵ)⊕U(Σj=1nPLj·(1+xj)2-ϵ)⊕U(Σj=1nPGj·(1-xj)2-ϵ)⊕U(Σj=1nPLj·(1-xj)2-ϵ)=1---(6)]]>式中：PGj为节点j的机组容量，如果j处没有发电机组，则该值为0；PLj为节点j的负荷容量，如果j处没有负荷，则该值为0。xj为分区指标列向量X的第j个元素，且xj的取值为‑1或1。ε为一个数值非常小的正数。定义逻辑函数U(x)满足：当x≥0时，U(x)＝1；当x<0时，U(x)＝0。为逻辑与运算符。式(6)用于保证每个分区内至少包含一个黑启动电源和一个负荷。(b)分区内功率平衡约束U(d-||Σj=1n(PGj-PLj)·(1+xj)2||)⊕U(d-||Σj=1n(PGj-PLj)·(1-xj)2||)=1---(7)]]>式中：d为分区内容许的有功功率不平衡量。式(7)保证每个分区内的功率不平衡量不大于一定的阈值。(c)分区内机组最小有功出力约束U(Σj=1nPLj·(1+xj)2-Σj=1nPGjmin·(1+xj)2||)⊕U(Σj=1nPLj·(1-xj)2-Σj=1nPGjmin·(1-xj)2)=1---(8)]]>式中：为位于节点j的发电机最小有功功率。式(8)表示各分区中总的负荷功率不低于分区中所有机组的最小有功功率之和。(4)若得到的某个分区中含有2个或以上的黑启动电源，则该分区重复步骤(3)，直至得到的分区内都仅含有一个黑启动电源。(5)根据分区结果，实现并行恢复。