[發明專利]一種采用電流追蹤法簡化網絡的黑啟動分區方法

在審

• 申請號: 201710404100.4
• 申請日: 2017-06-01
• 公開（公告）號: CN107204629A
• 公開（公告）日: 2017-09-26
• 發明（設計）人: 譚嫣;傅子昊;孫磊;向麗玲;蘇瑞文;林振智;文福拴
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司電力調度控制中心;浙江大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司44102
• 代理人: 林麗明

技術領域

本發明涉及電力系統恢復的技術領域，更具體地，涉及一種采用電流追蹤法簡化網絡的黑啟動分區方法。

背景技術

大停電后的電力系統恢復可分為黑啟動、網絡重構和負荷恢復3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恢復策略總體上可分為2類：串行恢復和并行恢復。串行恢復策略在大多數發電機并網前接力恢復各廠站；并行恢復策略將系統分成幾個子系統先各自獨立恢復，待各子系統恢復完成后再通過并網來實現整個系統的恢復。因此，合理的分區策略可有效降低系統恢復問題的復雜度，從而加快系統恢復進程。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種基于電流追蹤法簡化網絡的黑啟動分區方法，指導調度人員進行恢復方案的制定。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：一種采用電流追蹤法簡化網絡的黑啟動分區方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1：將線路權值定義為節點間線路的潮流，并以此為基礎構建電力系統無向加權圖G＝{V，E}；

步驟S2：建立機組分組模型求解得到機組分組信息；

步驟S3:以步驟S1得到的機組分組信息為基礎,采用電流追蹤法計算得到支路電流中各電源分量,并以此為基礎對電力網絡圖進行簡化得到圖G’；

步驟S4：分別計算圖G’的鄰接矩陣W和對角陣D；

步驟S5：計算規范化拉普拉斯矩陣L_rw＝D^-1(D-W)；

步驟S6：求L_rw的前k個最小的特征值對應的特征向量，并根據這些向量組成列矩陣H；

步驟S7：將H的每一行看作k維空間中的一個向量，用k-means++算法進行聚類計算。得到的聚類結果中每一行所屬類別就是圖G’中各個節點所屬的分區；

步驟S8：判斷各個分區的有功發電容量和負荷是否基本平衡，如果存在嚴重不平衡的情形，則將邊界上的節點進行重新劃分，以維持各個子系統有功發電容量和負荷的平衡；

步驟S9:把在簡化過程中被合并的節點還原，得到原始電力網絡圖G中n個節點所屬的分區。

進一步的，所述步驟S1中線路權值的計算方法如下：

定義線路的權值w_ij為

w_ij＝|P_ij|

式中:w_ij為節點i與j之間線路的權值；|Pi_j|為節點i與j之間線路的有功潮流的絕對值，并利用停電前線路的有功功率的絕對值作為|P_ij|的近似值。

進一步的，所述步驟S2中的機組分組模型如下：

式中：b為分組個數；q為分組編號；N_q為分組q內的待恢復機組個數；r為所有待恢復機組的個數；[0，T_C]為設定的時間區間；為分組q中機組g在t時刻所恢復的輸出有功功率；P_start,g(t)為機組g在t時刻消耗的有功功率；P_need,g為啟動機組g所需要的最小啟動功率；t_start,g和t_crank,g分別為機組g的啟動時刻(對于非黑啟動機組，其啟動時刻為獲取啟動功率的時刻)和開始爬坡對應的時刻；R_g為機組g的爬坡速率；P_max,g為機組g的最大輸出有功功率。

進一步的，所述步驟S3中基于電流追蹤法進行網絡簡化的方法如下：

在已經求得機組分組信息的前提下，如果一個節點所有出線的線路電流都來自于被分到一組的機組，那么就將該節點及節點所連支路劃分到這組機組所屬的區域中。

進一步的，所述步驟S4中的鄰接矩陣W和對角陣D的計算方法如下：

W為鄰接矩陣，其元素w_ij的取值如下：若v_i和v_j為相鄰節點，則w_ij等于v_i和v_j之間邊的權值；若v_i和v_j為不相鄰的節點，則w_ij＝0；若i＝j，則w_ij＝0。