基于有序二元决策图的黑启动分区搜索策略

合理的黑启动分区可以实现多区域分区并举的启动,加快系统恢复进度。该文对黑启动分区进行了研究,建立了黑启动合理分区的定义和数学模型,并将该模型转化为布尔函数。设计和开发了一种基于两阶段的黑启动分区搜索算法。在第1阶段,采用有序二元决策图(ordered binary decision diagram,OBDD)表示法来降低解空间;在第2阶段,利用安全分析等工具在收缩后的解空间内计算最优的分区方案。提出的算法可分阶段进行,因此具有很好的在线应用前景。针对IEEE标准系统和海南电网进行了深入的数值仿真研究,证明了模型和算法的有效性。

计及系统可观测性的网络化简与黑启动分区方案制定

基于相量测量单元的广域相量测量系统能够实时反映电网的动态变化,其测量信息的实时性将有助于系统恢复安全快速进行,为大停电后的系统恢复带来新的机遇。首先,将黑启动分区方案优化问题和广域相量测量系统结合起来,建立了考虑系统可观测性的黑启动分区整数线性规划模型。该模型除满足分区功率平衡、分区连通性、特殊支路开断约束以及分区最小规模限制这些基本约束外,还将全网可观测和联络节点可观测2种可观性要求分别转化成线性约束纳入其中。其次,利用可观测度为0以及部分可观测度为1的节点对拓扑图进行简化,降低了优化模型决策空间的规模,进而提高了计算效率。IEEE 118系统算例结果验证了所提模型和系统简化方法的有效性,同时也进一步表明模型的可扩展性。

基于恢复路径转移系数的电网黑启动分区策略

在电网发生大停电之后对系统进行合理分区可以缩短系统的整体恢复时间,加快恢复进程。文中对黑启动分区进行了研究,提出了一种基于路径转移系数的分区优化方法。该方法考虑恢复过程中设备投运失败的可能性,在选择恢复路径的过程中建立了基于转移路径系数的评价函数,以此评价函数作为分区指标对系统进行分区。在考虑电力系统运行方式的基础上建立了分区的优化目标函数,并采用交叉粒子群优化算法实现分区恢复优化问题。本文以IEEE118节点系统为例验证了模型和算法的有效性。

计及停电损失的电力系统黑启动分区策略

将大系统合理地划分为多个子区域,并进行并行恢复是实现电力系统快速恢复的有效策略。本文提出了计及子系统并行恢复过程影响的系统最优分区新模型及求解算法。该新模型近似计及了分区恢复时间的影响,并以分区停电损失及分区间的联络线数目最小为目标函数,以机组归属唯一性、分区功率平衡、分区连通性等为约束,使得基于此模型所获得的分区方案更为科学合理。因该模型为复杂的混合整数非线性规划模型,直接求解比较困难,本文进一步提出了分解求解策略,即把该问题分解为单纯的已知各负荷点恢复时间的分区子问题和已知分区的各子系统恢复问题,两个子问题的模型均为混合整数线性规划问题,可分别采用CPLEX求解器直接求解;通过两个子问题之间的迭代求解,即可获得原模型的近似解。多个算例证明了本文模型及求解算法的有效性。

基于半监督谱聚类的黑启动分区策略

采用并行恢复策略可以有效加快电力系统发生大停电事故后的恢复进程,而合理的分区策略是并行恢复的基础。现有分区方法多数存在对算法初值依赖性强、难以获得全局最优解等缺点,而半监督谱聚类具有能够识别任意形状的样本空间并能够收敛于全局最优解,且适用于分区问题的特点。在此背景下,提出了基于半监督谱聚类的黑启动分区策略。首先,给定节点间电气距离的倒数为相关线路的权重,在此基础上建立电力系统无向加权图,进而依据比例割集准则建立黑启动分区策略。该策略由2步构成:第一步建立待恢复机组的分组模型,其以给定时间段内最大化系统发电量和最小化恢复线路总电容为优化目标,从而保证机组的安全快速启动;第二步以得到的机组分组信息为基础,利用半监督谱聚类算法求解黑启动分区模型。为了克服传统k-means算法对初始聚类中心敏感的缺点,在利用半监督谱聚类算法对特征向量进行聚类的最后一步采用了k-means++算法对特征向量进行聚类。最后,以新英格兰10机39节点系统和IEEE 30节点系统为例说明了所发展的模型和方法的基本特征。