电力系统扩展黑启动方案动态综合评估

大停电后恢复初期阶段的扩展黑启动策略为恢复控制提供了新的思路,不同方案的恢复效果评估是扩展黑启动决策的重要问题。本文提出一种扩展黑启动方案的动态综合评估方法。首先建立了动态综合评估的决策制定框架,构建了评估指标体系。然后采用主客观相结合的组合赋权法得到不同时段指标的综合权重,利用线性加权模型对每一时段内指标集结分别实施静态评估。再次通过基于时间度的非线性熵值规划法求解各时段的最优时间权重,以时序加权平均算子和时序几何平均算子组成的混合算子模型对所有时段的评价值再次集结,从而得到方案的最终评估结果。新英格兰39节点系统方案的算例分析结果验证了所提方法的有效性。

考虑恢复安全裕度的扩展黑启动方案多目标优化与决策

目前黑启动阶段的恢复策略都未保留恢复安全裕度,单纯追求效益型指标的最大化,不利于黑启动小系统的安全恢复和稳定运行,且现有的黑启动决策方法尚不能合理地融合决策者的偏好因素和系统恢复的实际情况。提出兼顾功率支持和恢复安全裕度的扩展黑启动方案多目标优化方法,以初期阶段内发电量加权和最大化、电压稳定裕度最大化和维持节点电压在满意水平为优化目标,综合考虑各类约束,建立扩展黑启动方案的多目标优化模型;结合快速非支配排序遗传算法与最短路径法对扩展黑启动方案求解出Pareto最优解集。综合决策者的偏好因素和决策矩阵的客观信息,进行基于模糊熵权的Vague模糊集多属性决策分析,选取出最满意的扩展黑启动优化方案。最后,以新英格兰10机39节点系统和河北南网实际系统为算例,验证了所提方法的有效性。

电力系统扩展黑启动方案的后效性研究

大停电后恢复初期阶段的扩展黑启动策略为恢复控制提供了新的思路,针对扩展黑启动方案的后效性研究,将后续网架重构过程离散为次序进行的多个时步,建立了计及后续重构过程中机组启动与负荷恢复交替与协调的多目标网架重构优化模型。结合采用分层序列法、改进细菌觅食算法和最短路径法,从网架重构整体最优的角度求解每一时步的待恢复机组、负荷及相应的恢复路径,进而得到网架重构最优方案;在此基础上,建立了反映重构过程多输入多输出要素的指标集,以超效率数据包络分析模型评估后续网架重构的相对效率,以此效率表征扩展黑启动方案的后效性。基于新英格兰10机39节点系统的扩展黑启动方案算例分析验证了本文方法的有效性与正确性。

一种扩展黑启动方案恢复效果的评估方法

扩展黑启动恢复策略对于加快大停电后的恢复过程具有重要意义,针对扩展黑启动方案的恢复效果研究,提出了一种基于综合权重的灰色关联评估方法。首先构建了一套较完整的评估指标体系,包括机组恢复、网络结构、运行状态等方面;其次采用模糊赋权法和熵权法分别计算各指标的主、客观权重,通过基于博弈论的组合赋权法优化得到指标的综合权重,克服了单一赋权法的不足;然后以改进的灰色关联分析法对扩展黑启动方案的恢复效果进行综合评估。10机39节点系统的算例结果验证了所提评估方法的有效性与合理性。

基于SE-DEA模型的扩展黑启动方案恢复相对效率研究

针对扩展黑启动方案的恢复相对效率研究,提出了一种基于超效率数据包络分析模型的评估方法。首先,介绍了数据包络分析模型基本理论;然后,根据扩展黑启动同时启动多台机组形成规模更大系统的具体实际,构建了涵盖恢复时间、机组恢复效果、网络结构性能等反映恢复过程中多要素的评估指标,在此基础上以超效率数据包络分析模型评估其相对效率。以实际电网的扩展黑启动方案作为分析算例,计算结果验证了所提出的基于超效率数据包络分析模型评估方法能够对扩展黑启动方案恢复相对效率做出客观有效的评价。

给定恢复目标的扩展黑启动方案路径优选

扩展黑启动可以通过同时启动多台机组为网架重构阶段的系统恢复提供更多的功率支持,加快系统恢复进程,但由于扩展黑启动方案在网络拓扑中表现出来的复杂性,其恢复路径的搜索确定难于常规黑启动方案。文中在充分考虑工程实际的基础上,提出一种给定恢复目标的扩展黑启动恢复路径搜索方法。同时,提出一种改进的基于主客观集成的属性权重求解方法,将其应用于扩展黑启动恢复路径方案评价体系中指标权重的确定。通过基于局部最小树思路的初步筛选和基于灰关联投影法的二次优选,最终确定扩展黑启动方案最优恢复路径。新英格兰10机39节点系统和河北南网系统算例验证了所述方法的有效性。

基于病毒进化改进NSGA-Ⅱ算法的扩展黑启动多目标优化

为了保证黑启动小系统的安全恢复和合理兼顾多目标优化方法的快速搜索与局部搜索,提出基于病毒进化改进NSGA-II算法的综合功率支持和恢复安全裕度的扩展黑启动方案多目标优化方法。以初期阶段内发电量加权和最大化、电压稳定裕度最大化和维持节点电压在满意水平为目标建立多目标优化模型。在快速非支配排序遗传算法(NSGA-II)的染色体中引入生物病毒机制和病毒感染操作,利用病毒的横向感染对解空间进行局部搜索,避免强化全局寻优时的前沿退化。然后结合基于病毒进化改进NSGA-II算法与最短路径法对扩展黑启动方案求解出Pareto最优解集。以新英格兰10机39节点系统和河北南网实际系统为算例验证所提方法的有效性,该方法为决策者提供了更全局性的选择空间,从而保证扩展黑启动小系统安全可靠地恢复更多出力。

考虑后续恢复的扩展黑启动方案多目标优化

目前黑启动阶段的恢复策略制定只考虑了初期恢复效果的优劣,而未将系统后续恢复的效果纳入策略目标集。文中综合考虑初期阶段和系统后续恢复效果,以初期阶段内发电量加权和最大化、尽快搭建系统的骨架网络和选择运行性能尽可能利于后续系统电压调整的被启动机组为优化目标,综合考虑机组启动约束和系统运行约束,建立扩展黑启动方案的多目标优化模型;然后结合快速非支配排序遗传算法NSGA-II(fast and elitist non-dominated sorting genetic algorithm)与最短路径法对扩展黑启动方案求解出Pareto最优解集。该方法避免了求解的目标偏好性,决策者可根据大停电恢复的实际要求选择出最终的满意解。最后以新英格兰10机39节点系统和河北南网实际系统为算例验证所提方法的有效性。

扩展黑启动中恢复路径充电方式分析研究

大停电后快速可靠恢复是减小停电损失的重要措施,扩展黑启动策略是电力系统恢复的一种新的思路,但其启动网络比常规的只启动一台机组的黑启动方案更为复杂,为被启动机组送电时的路径充电过电压是影响机组成功启动的重要因素之一。为了获取合理的充电方式,在分析工频过电压和操作过电压产生机理及特性的基础上,以河北南网扩展黑启动方案为例,针对三种不同的充电方式分别搭建仿真模型进行分析研究,结果表明零起升压方式具有明显的优势,为以后的扩展黑启动工业试验及研究提供有益的参考。

扩展黑启动策略中被启动机组启动顺序优化决策

为研究扩展黑启动策略中被启动机组的启动顺序问题,首先从机组恢复全过程的角度全面分析了影响其启动顺序的因素,将定性因素以三角模糊数量化表示,建立了机组启动的模糊多属性群决策模型;然后根据专家个体重要性及其决策信息与专家群体意见的相似度计算得到专家个体综合权重,通过集结专家个人决策信息,将机组启动的模糊多属性群决策问题转化为模糊多属性决策问题;在此基础上采用基于三角模糊数的逼近理想解法求解得到各被启动机组最优的启动顺序。新英格兰10机39节点系统算例分析表明,该方法能够有效地对多台被启动机组的启动顺序进行排序,为调度决策人员提供科学合理的决策辅助信息。

基于电压源换流器HVDC联网的受端电网扩展黑启动方案

结合电压源换流器高压直流(VSC-HVDC)输电系统向受端无源电网供电时的稳态运行特点,提出基于VSC-HVDC联网的受端电网扩展黑启动的优化决策方法。在分析黑启动过程中VSC-HVDC逆变器采用定交流电压控制策略下运行特性的基础上,提出拟进相运行能力及其裕度两个指标来反映换流器吸收充电无功功率和抑制工频过电压的能力。进而考虑VSC-HVDC的影响,在扩展黑启动多目标优化模型中,引入反映系统整体无功功率水平的目标函数及VSCHVDC稳态运行的约束条件,通过快速非支配排序遗传算法(NSGA-II)和模糊熵权法得到最优扩展黑启动恢复方案。最后采用电磁暂态仿真软件(PSCAD/EMTDC)建模,并基于修改的新英格兰10机39节点系统仿真证明了VSC-HVDC在黑启动初期的优越性。

基于PSCAD软件的扩展黑启动的仿真

扩展黑启动是电力系统大停电后系统恢复研究的一个新思路,将为电力系统黑启动方案的制定提供新方法,所获得的研究成果将对各级电力系统的黑启动具有普遍的指导意义,有助于提高我国电力系统黑启动技术的研究和应用水平,能有效地提高现代电力系统应对大停电事故的能力,带来巨大的经济和社会效益。文章通过启动单台辅机,两台辅机,三台辅机,以及错时启动进行pscad仿真验证来说明扩展黑启动实用性以及错时启动可以提高黑启动的可靠性。