[發明專利]計及微網作為黑啟動電源的電力系統網架重構優化方法

有效

• 申請號: 201711041939.2
• 申請日: 2017-10-27
• 公開（公告）號: CN107862405B
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發明（設計）人: 龍霏;林建熙;李力;趙昱宣;韓暢;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
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/06;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

1.計及微網作為黑啟動電源的電力系統網架重構優化方法，其特征在于，包括步驟：

S1.分析含高比例可再生能源微網作為黑啟動電源的優勢及其可行性，提出計及微網作為黑啟動電源恢復非黑啟動機組的操作流程；

S2.以最大化恢復系統的發電容量和最小化微網內的負荷損失量為目標構建計及微網作為黑啟動電源的網架重構優化模型；

S3.根據電力網絡的拓撲參數和電氣參數，基于節點重要度和路徑恢復時間構建綜合路徑評價指標以優化待恢復機組的恢復路徑，進而重構電力網架；

S4.聯合采用蜂群算法與量子理論相結合求解所構建的計及含高比例可再生能源的微網作為黑啟動電源的網架重構模型；

提出了計及微網作為黑啟動電源恢復非黑啟動機組的操作流程，包括：

①系統大停電的確認；在正常運行時，微網處于并網運行狀態，當微網中央控制器檢測到主網故障后，通過無縫切換自動脫網進入孤島運行狀態，微網中央控制器控制儲能系統和可調度機組的微源控制器將逆變器控制模式切換為Vf控制，經微網調度人員與主網調度人員通信聯絡，確認是否發生大停電，若未發生大停電，微網通過無縫切換技術切換至并網運行模式；若發生大停電，記t＝0，并執行步驟②、③、④和⑤；

②輸入和更新微網中央控制器存儲的主網各元件狀態，判定是否需要微網為主網內待恢復機組提供啟動功率，當主網系統全黑時或已恢復機組的輸出功率不足以啟動下一臺待恢復機組時，微網將作為黑啟動電源為非黑啟動機組提供啟動功率；

③微網中央控制器對微網內部元件狀態進行檢測，包括儲能系統電能、可調度機組出力狀態；同時，微網中央控制器對短期時段T_p內可再生能源出力以及負荷大小進行預測；判斷T_p內微網不計及內部自身負荷的凈功率是否滿足目標非黑啟動機組啟動功率要求；T_p的確定和當前目標非黑啟動機組的啟動時間相關，所述的微網出力至少應保證一臺非黑啟動機組能夠持續獲得啟動功率直至其并網；

④若T_p內微網的凈功率滿足要求，則微網整體可以作為黑啟動電源為主網非黑啟動機組提供啟動功率，同時，計算負荷損失量，若微網凈功率能滿足自身負荷和非黑啟動機組啟動功率，則無需切除微網內的負荷，即微網的負荷損失量為0；否則，微網內將會產生一定的負荷損失，若此時微網凈功率不能滿足非黑啟動機組啟動功率的要求，則微網將保持孤島運行狀態；

⑤若微網未向主網提供功率，則令t＝t+1；否則，令t＝t+t_xi，t_xi為目標非黑啟動機組的啟動時間，繼續執行步驟②、③和④，直至所有機組均已恢復為止；

以最大化恢復系統的發電容量和最小化微網內的負荷損失量為目標構建計及微網作為黑啟動電源的網架重構優化模型，包括：

本發明以最大化恢復系統的發電容量為目標，即

式中：S_NBS為非黑啟動機組節點集合；P_syn，i，t和P_st，i，t分別為時刻t節點i的非黑啟動機組已恢復的出力及其啟動功率；P_M，t為時刻t微網提供的功率；u_i，t為二值變量，當節點i的非黑啟動機組在時刻t獲得啟動功率時其值為1，否則為0；

計及微網內關鍵負荷和普通負荷的重要程度不同，微網內部的負荷損失量可表示為

N_T為網架重構所用的時間；和分別表示所切除的普通負荷和關鍵負荷的有功功率隨時間變化的函數；ψ為負荷系數，表示關鍵負荷相對普通負荷的重要程度；可通過計算矩形面積之和來近似計算其定積分值，即

式中：和分別為時刻t切除的普通負荷和關鍵負荷的有功功率；計及網架重構過程中微網的負荷損失量，將該式作為懲罰項，得到本發明計及高比例可在能源的微網作為黑啟動電源的網架重構優化策略的目標函數，即

式中：η為懲罰系數，表示對微網負荷損失量的懲罰程度。