[發明專利]一種考慮子系統恢復時間的停電電網分區方法

在審

• 申請號: 202111259634.5
• 申請日: 2021-10-28
• 公開（公告）號: CN113972649A
• 公開（公告）日: 2022-01-25
• 發明（設計）人: 黃天恩;吳振杰;王源濤;唐劍;周志全;李祥;莫雅俊;牛濤;張超;李凡;廖培;薛霖;李成達;陳嘉寧;蘇熀興;夏衍;董航;周依希;孫思聰;張潔;徐雙蝶;許鵬;王艷;祝文瀾;向新宇
• 申請（專利權）人: 國網浙江省電力有限公司杭州供電公司;重慶大學
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;G06Q50/06
• 代理公司: 杭州華鼎知識產權代理事務所(普通合伙) 33217
• 代理人: 任翠月

1.一種考慮子系統恢復時間的停電電網分區方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟S1、采用譜聚類算法對黑啟動子系統進行劃分，建立分區模型；

步驟S2、以恢復時間為分區模型的目標函數；建立考慮子系統恢復時間的分區優化模型；

步驟S3、運用決策表對恢復時間較長的分區中的機組進行篩選，調整篩選出的機組集合得到優化后的分區。

2.根據權利要求1所述的一種考慮子系統恢復時間的停電電網分區方法，其特征在于，

步驟S1包括如下步驟：

S101、根據電力系統的網絡拓撲結構抽象為有權無向連通圖G，其鄰接矩陣W定義為：當節點i和節點j相連時，則W中對應的元素為w_ij，若節點i和節點j不相連，則對應元素w_ij；

S102、采用譜聚類算法對有權無向連通圖進行切圖，使得子圖內部相似度最大，子圖相互之間的相似度最小；

S103、采用拉普拉斯矩陣將網絡拓撲圖映射到二維空間，通過聚譜類算法進行聚類，得到子系統劃分結果。

3.根據權利要求1所述的一種考慮子系統恢復時間的停電電網分區方法，其特征在于，

步驟S2包括如下步驟：

以最小化電網恢復時間為目標，取子系統恢復時間中的最長恢復時間為整個電網所需的恢復時間，表達式如下：

f＝max{Τ₁,Τ₂,…,Τ_k}；

式中：Τ_k為分區k的恢復時間；

建立大停電后系統的約束條件。

4.根據權利要求3所述的一種考慮子系統恢復時間的停電電網分區方法，其特征在于，

約束條件包括機組啟動功率約束、系統無功功率約束以及潮流和節點電壓約束。

5.根據權利要求4所述的一種考慮子系統恢復時間的停電電網分區方法，其特征在于，

待恢復機組i的啟動功率約束采用如下公式表示：

式中：P₀為當前時刻分區內所有已啟動機組所能提供的啟動功率之和；為當前待恢復機組所需功率之和。

6.根據權利要求4所述的一種考慮子系統恢復時間的停電電網分區方法，其特征在于，

系統無功功率約束采用如下公式表示：

式中：Q_Lj為線路j產生的無功功率；n_L為當前恢復的線路總量；為機組r所能吸收的最大無功功率；n_B為當前已恢復的機組總數；K_CBi為機組i的短路比；S_Bi為機組i的額定容量。

7.根據權利要求4所述的一種考慮子系統恢復時間的停電電網分區方法，其特征在于，

潮流和節點電壓約束采用如下公式表示：

式中：P_Gi為機組i的有功功率；分別為發電機i有功出力的上、下限；Q_Gi為機組i的無功功率；分別為發電機無功出力的上、下限；P_Li為支路i上流過的有功功率；為支路所能承受的有功功率上限；U_i為節點i的電壓；分別為節點電壓的上、下限。

8.根據權利要求1所述的一種考慮子系統恢復時間的停電電網分區方法，其特征在于，

步驟S3中，分區優化模型的目標函數如下：

t_ij＝|Τ_i-Τ_j|

f＝min{t_ij}i≠j

式中：t_ij為各個分區之間的恢復時間差，i＝1,2,…,n，j＝1,2,…,n；目標函數f表征子系統恢復最小的時間差。

9.根據權利要求8所述的一種考慮子系統恢復時間的停電電網分區方法，其特征在于，步驟S3中，將不需要調整位置的機組集合視為目標集合X，根據電力系統中的機組位置及屬性，所有待恢復機組分為3個不相交的集合，即P_OS(X)，B_ND(X)，N_EG(X)；

若機組x∈P_OS(X)，則機組x一定屬于目標集合X；

若機組x∈B_ND(X)，則機組x一定不屬于目標集合X；

若機組x∈N_EG(X)，則無法判斷機組x是否屬于目標集合X；

根據誤差計算公式p(X)和n(Y)計算劃入P_OS,B(D)和N_EG,B(D)的誤差，其定義為：

X劃入正區的誤差和Y劃入負區的誤差水平分別為δ_P和δ_N，即：

p(X)≤δ_P

n(Y)≤δ_N

式中：δ_P，δ_N由電力系統初始分區結果決定。