[發(fā)明專利]一種電力系統(tǒng)分區(qū)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510955941.5
• 申請(qǐng)日: 2015-12-17
• 公開（公告）號(hào): CN105470986B
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高峰;林昌年;魏文輝;王國平;金逸;費(fèi)益軍;馬強(qiáng);楊選懷;韓佳兵;陳捷;周書進(jìn);劉傳良;慈文斌;史立勤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國家電網(wǎng)公司;北京科東電力控制系統(tǒng)有限責(zé)任公司;國網(wǎng)山東省電力公司;江蘇省電力公司
• 主分類號(hào): H02J3/38
• 分類號(hào): H02J3/38
• 代理公司: 北京中濟(jì)緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 張曉霞

本發(fā)明提供一種系統(tǒng)恢復(fù)過程中的電力系統(tǒng)分區(qū)的方法，為了加快系統(tǒng)恢復(fù)速度，本發(fā)明提出了一種考慮分區(qū)過程中的各種約束例如黑啟動(dòng)電源的容量約束、孤島的功率平衡以及基于電力網(wǎng)絡(luò)中PMU的分布的孤島可觀測(cè)性的分區(qū)方法，該方法通過對(duì)廣域測(cè)量系統(tǒng)(WARMS)的應(yīng)用使得在系統(tǒng)恢復(fù)過程中形成的孤島滿足可觀測(cè)性。該方法將網(wǎng)絡(luò)初步分區(qū)之后通過一定的規(guī)則對(duì)不滿足可觀測(cè)性的母線進(jìn)行處理最終得到滿足約束的電力系統(tǒng)分區(qū)方案。本發(fā)明提出的一種通過利用電力網(wǎng)絡(luò)中最優(yōu)PMU分布的電力網(wǎng)路分區(qū)方法，以此來加快黑啟動(dòng)過程中的系統(tǒng)恢復(fù)。該方法保證了所形成孤島的可觀測(cè)性，并且滿足多種運(yùn)行約束包括經(jīng)典的負(fù)荷約束以及WARMS中的可觀測(cè)性約束。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種一種電力系統(tǒng)分區(qū)方法，尤其是涉及一種基PMU最佳分布的黑啟動(dòng)分區(qū)方法。

背景技術(shù)

電力系統(tǒng)黑啟動(dòng)是指整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)因故障停運(yùn)后，通過系統(tǒng)中具有自啟動(dòng)能力也稱為具有黑啟動(dòng)能力機(jī)組的啟動(dòng)，帶動(dòng)無自啟動(dòng)能力的機(jī)組，并逐漸擴(kuò)大系統(tǒng)供電范圍，最終實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的恢復(fù)。

當(dāng)黑啟動(dòng)電源點(diǎn)已經(jīng)確定并且系統(tǒng)具有多個(gè)黑啟動(dòng)電源點(diǎn)時(shí)，為了提高電網(wǎng)的恢復(fù)速度，應(yīng)該根據(jù)電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，將大規(guī)模電網(wǎng)劃分為兩個(gè)或更多的子系統(tǒng)獨(dú)立地進(jìn)行恢復(fù)，各子系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行一段時(shí)間后并網(wǎng)，進(jìn)而恢復(fù)整個(gè)系統(tǒng)。采取并行恢復(fù)策略，可大大縮短電網(wǎng)的恢復(fù)時(shí)間，如果任何一個(gè)子系統(tǒng)因某些不可預(yù)料的因素導(dǎo)致恢復(fù)失敗，也并不影響其它子系統(tǒng)的恢復(fù)進(jìn)程，這就提高了系統(tǒng)恢復(fù)的速度。因此，研究系統(tǒng)大停電后的恢復(fù)過程中如何對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分區(qū)，即如何將整個(gè)大系統(tǒng)劃分為若干個(gè)子系統(tǒng)，實(shí)施并行恢復(fù)，對(duì)實(shí)現(xiàn)整個(gè)電力系統(tǒng)的快速恢復(fù)有重要的意義。

在目前已經(jīng)進(jìn)行的研究當(dāng)中，涉及到黑啟動(dòng)分區(qū)問題的很少。以往一般采用憑經(jīng)驗(yàn)的人工指定分區(qū)方式，缺乏科學(xué)的依據(jù)。常用的方法有應(yīng)用有序二元決策圖進(jìn)行建模求解，該方法是在已經(jīng)設(shè)定了需要啟動(dòng)的機(jī)組及重要負(fù)荷的基礎(chǔ)上根據(jù)所確立的約束進(jìn)行合理解列，確定主干網(wǎng)中線路的連通狀態(tài)實(shí)現(xiàn)分區(qū)。也有使用虛擬節(jié)點(diǎn)等效系統(tǒng)中所有的黑啟動(dòng)電源，調(diào)用傳統(tǒng)的Bellman-ford算法與Prim算法構(gòu)建出恢復(fù)網(wǎng)架后，再將虛擬節(jié)點(diǎn)還原以達(dá)到分區(qū)的目的。但這些研究考慮的約束條件很少，也沒有考慮子網(wǎng)是否滿足運(yùn)行約束的問題。可見，在子系統(tǒng)劃分方面的研究正處于一個(gè)發(fā)展的起步階段，很多細(xì)節(jié)問題還需要深入細(xì)致地探討。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了得到一種電力系統(tǒng)分區(qū)的方法，保證分區(qū)可觀測(cè)性，并且滿足所有約束。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

1.本發(fā)明提供一種電力系統(tǒng)分區(qū)的方法，步驟如下：

1)本方法首先確定保證電力網(wǎng)絡(luò)可觀測(cè)性的最優(yōu)PMU分布；

2)進(jìn)行電力網(wǎng)絡(luò)的初步分區(qū)方法；

3)對(duì)分區(qū)方案進(jìn)行修改得到滿足所有約束的分區(qū)方案。

2.步驟1)所述的問題為求解最小PMU分布問題：

設(shè)f為一個(gè)0-1變量，用來表示系統(tǒng)中PMU的分布情況，f的第i個(gè)元素定義為：

最優(yōu)PMU分布問題可用如下數(shù)學(xué)表達(dá)式表示：

n表示第n條母線，A＝[a_ij]表示網(wǎng)絡(luò)鄰接矩陣，定義如下：

3.求得PMU最佳分布之后求取電力系統(tǒng)初步分區(qū)方案：