電力系統(tǒng)恢復中的網絡重構與分區(qū)恢復策略.pdf

1、近幾年國內外發(fā)生了多起大面積停電事故，如2003年8·14美加大停電、2012年印度大停電、2015年廣東湛江電網受臺風影響引起的大面積停電事故、2015年土耳其“3.31”大停電事故等為電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行敲響了警鐘。一旦發(fā)生大面積停電，如果沒有事先制定的恢復預案，就會造成重大的經濟損失。因此，有必要深入而系統(tǒng)地研究電力系統(tǒng)的事故處理及完全或部分停電后的恢復問題，這對減少故障影響和停電損失，確保事故發(fā)生后能安全、快速、智能地恢復供電

2、，具有十分重要的理論和實際意義。大停電后的電力系統(tǒng)恢復可分為黑啟動、網絡重構和負荷恢復三個階段。網絡重構階段的主要任務是盡快為失電機組送電并逐步建立起一個穩(wěn)定的網架結構，為下一階段全面恢復負荷打下堅實的基礎。網絡重構階段的系統(tǒng)恢復策略總體上可分為兩類:串行恢復和并行恢復。串行恢復策略在大多數(shù)發(fā)電機并網前接力恢復各廠站;并行恢復策略將系統(tǒng)分成幾個子系統(tǒng)先各自獨立恢復，待各子系統(tǒng)恢復完成后再通過并網來實現(xiàn)整個系統(tǒng)的恢復。
　　本研究主

3、要內容包括：⑴針對介數(shù)法、節(jié)點刪除法、節(jié)點收縮法等傳統(tǒng)方法在評價加權網絡節(jié)點重要度時存在的不足，提出了節(jié)點重要度評價矩陣方法，綜合考慮了節(jié)點位置和鄰接點貢獻信息。在此基礎上，發(fā)展了一種改進的網絡重構雙層優(yōu)化模型。上層模型以最大化系統(tǒng)可用發(fā)電容量為目標，以非黑啟動機組獲得啟動功率的時間為優(yōu)化變量;下層模型以恢復路徑平均節(jié)點重要度最大為目標來確定發(fā)電機節(jié)點的恢復路徑。在下層模型中，通過調節(jié)系數(shù)改變線路權重中線路電容與操作時間的比重，以避免恢

4、復路徑所需時間過長而導致待恢復機組無法盡快恢復的問題。⑵提出了基于半監(jiān)督譜聚類的黑啟動分區(qū)策略。首先，采用節(jié)點間的電氣距離這個因素為線路權重賦值，在此基礎上建立電力系統(tǒng)無向加權圖，進而依據(jù)比例割集準則建立黑啟動分區(qū)策略。該策略由兩步構成:第一步建立待恢復機組的分組模型，其以最大化系統(tǒng)發(fā)電量和最小化恢復線路總電容為目標，從而保證機組的安全快速啟動;第二步以得到的機組分組信息為基礎，利用半監(jiān)督譜聚類算法求解黑啟動分區(qū)模型。為了克服傳統(tǒng)k-m

5、eans算法對初始聚類中心敏感的缺點，在利用半監(jiān)督譜聚類算法對特征向量進行聚類的最后一步采用了k-means++算法對特征向量進行聚類。⑶提出了黑啟動分區(qū)中用于網絡簡化的電流追蹤法。首先，針對黑啟動分區(qū)問題的特點構建電力系統(tǒng)無向加權圖，線路權值定義為線路的有功潮流;然后依據(jù)多路規(guī)范割集準則建立黑啟動分區(qū)問題的數(shù)學模型。之后采用三步方法求解得到黑啟動分區(qū)結果⑩以最大化系統(tǒng)發(fā)電量為目標建立待恢復機組的分組模型，并采用遺傳算法求解該模型得到機