[發明專利]一種計及運行性能的電力系統恢復方法及裝置

有效

• 申請號: 202110097959.1
• 申請日: 2021-01-25
• 公開（公告）號: CN112886573B
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 龐凱元;文福拴;王崇宇;李鵬;袁智勇;于力;徐全;林心昊
• 申請（專利權）人: 浙江大學;南方電網科學研究院有限責任公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;G06Q10/04
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 應孔月

1.一種計及運行性能的電力系統恢復方法，其特征在于，包括：

以最大化恢復時段內負荷恢復容量為目標函數，考慮發電機啟動、網架拓撲、功率平衡約束條件，建立最優恢復子模型；

以多個表征電壓均衡程度、網損和發電成本的運行性能指標作為目標函數，考慮交流潮流以及恢復過程中的安全約束，建立最優運行子模型；

故障發生后先求解最優恢復子模型，此后逐步在線求解最優運行子模型，以實時更新恢復操作；若發生新的故障，則在更新故障信息后重新求解最優恢復子模型，此后仍逐步在線求解最優運行子模型；若逐步求解最優運行子模型中某一步得到的恢復策略存在電壓或線路潮流越限，則取消該步的線路與負荷恢復操作，并將其延后至下一步進行，然后重新求解最優運行子模型，直至得到滿足安全約束的電力系統恢復策略；

其中，以最大化恢復時段內負荷恢復容量為目標函數，考慮發電機啟動、網架拓撲、功率平衡約束條件，建立最優恢復子模型，具體包括：

基于不同等級負荷的停電成本，將最大化給定恢復時段內的負荷恢復容量作為目標函數；

基于非黑啟動發電機的所需的啟動時間、啟動功率、爬坡速率、最大有功功率，建立非黑啟動發電機有功功率輸出與恢復時刻的約束；基于黑啟動發電機的爬坡速率與最大有功功率，建立黑啟動發電機有功功率輸出的約束；

基于任一恢復時刻已恢復的負荷有功需求不應超過所有發電機發出的有功功率，建立功率平衡約束；

基于非黑啟動發電機在任一相鄰線路恢復后才能被恢復，構建非黑啟動發電機的恢復約束；基于與黑啟動發電機相鄰的線路在黑啟動發電機開始輸出功率后才能被恢復，構建黑啟動發電機相鄰線路的恢復約束；基于線路在其任一相鄰線路被恢復后才能被恢復，構建線路的恢復約束；基于負荷節點在其任一相鄰線路恢復后才能被恢復，構建負荷節點的恢復約束；

基于上述的目標函數與約束條件，構建得到最優恢復子模型。

2.根據權利要求1所述的一種計及運行性能的電力系統恢復方法，其特征在于，以多個表征電壓均衡程度、網損和發電成本的運行性能指標作為目標函數，考慮交流潮流以及恢復過程中的安全約束，建立最優運行子模型，具體包括：

以最小化所有節點電壓幅值與基準值之差的平方和作為表征電壓均衡程度的目標函數；

以最小化所有線路上的有功損耗作為表征網損的目標函數；

以最小化所有發電機的發電成本作為表征發電成本的目標函數；

最優運行子模型的目標函數可以是上述目標函數的任意組合；

基于電力系統中的潮流約束構建等式約束；

基于發電機出力不得超過其最大、最小輸出功率以及爬坡速率限制的范圍，節點電壓幅值不能超過容許的范圍，線路流過的有功功率不能超過容許的最大值，建立恢復過程中需要滿足一系列安全約束，即不等式約束；

基于上述目標函數和約束條件，構建得到最優運行子模型。

3.根據權利要求1所述的一種計及運行性能的電力系統恢復方法，其特征在于，故障發生后先求解最優恢復子模型，此后逐步在線求解最優運行子模型，以實時更新恢復操作；若發生新的故障，則在更新故障信息后重新求解最優恢復子模型，此后仍逐步在線求解最優運行子模型；若逐步求解最優運行子模型中某一步得到的恢復策略存在電壓或線路潮流越限，則取消該步的線路與負荷恢復操作，并將其延后至下一步進行，然后重新求解最優運行子模型，直至得到滿足安全約束的電力系統恢復策略，具體包括：

初始化電力系統參數，包括電力系統網架拓撲、發電機啟動參數與負荷有功及無功需求；

收集停電狀態信息，執行最優恢復子模型，得到初步的恢復方案；

將所述初步恢復方案作為輸入提供給最優運行子模型，并逐步在線執行最優運行子模型，若求解結果存在電壓幅值或線路有功潮流越限，則取消該步的線路與負荷恢復操作，并將其延后至下一步進行；否則在線更新發電機的有功與無功出力；

若在恢復過程中發生了新的故障，則在收集并更新新的故障信息后，重新執行最優恢復子模型，得到新的初步恢復方案，此后再逐步執行最優運行子模型以在線更新發電機的有功和無功出力；每次新的故障發生后，重復該步驟；

若無新的故障發生，則在線執行最優運行子模型直到恢復結束時刻，最優恢復子模型提供的非黑啟動發電機的恢復時刻、線路的投運時刻與負荷的恢復時刻以及最優運行子模型提供的發電機出力共同構成了完整的電力系統恢復方案。