华北电网利用十三陵水电机组进行黑启动试验研究

在电网全部停电恶劣情况下快速恢复供电对华北电网尤显重要。介绍结合华北电网尤其是北京电网特点,在计算分析、周密安排、各有关单位编制详细执行方案基础上,进行实际系统黑启动试验时有关调度方面所进行的工作。试验的成功说明北京十三陵蓄能电厂经过91km长的220kV临时经多站组合线路可顺利启动北京石景山热电厂200MW火电机组。

考虑机组启动时限的大停电后初期恢复路径优化

电力系统发生大停电事故后,需要选择合理的恢复路径,尽快对电网中无自启动能力的机组及一些重要负荷节点进行恢复,进而实现整个系统的全面恢复。该文将系统恢复的目标网架重构和节点恢复顺序的确定统一考虑,结合经典的最短路径法与交叉粒子群算法来选择最优的恢复路径,以确定到达系统目标网架的恢复顺序。在该文算法中,考虑了机组在恢复过程中的启动时间限制,可保证尽可能多的电源点得到及时恢复,并对得到的目标系统进行潮流计算校验,对发生潮流越限的系统进行适当调整。以IEEE30节点系统和河北南网系统作为算例验证该文算法的有效性。

输电网架恢复方案线路投运风险评估

大停电后根据输电网架恢复预案来进行重构操作的过程中,如果预案中某些线路投运失败,将严重影响系统恢复进程。文中考虑线路投运失败的相对可能性,结合大停电后输电网架恢复过程中线路投运失败后形成新的最优恢复方案的情况,建立了评估输电网架恢复方案线路投运风险的指标。以IEEE 30节点系统的3套网架恢复方案为例进行分析,利用所提出的评估指标,在加权电力网络中采用交叉粒子群算法和最短路算法对形成的若干套恢复方案线路投运风险进行分析和对比,并给出了各段线路投运失败的应急恢复方案,验证了指标的有效性,从而进一步完善了网架恢复方案的评估体系。

电力系统恢复控制在线决策方法

黑启动方案对非"全黑"停电场景的针对性和有效性存在不足。为此,提出一种电力系统恢复控制在线决策方法:兼顾可用发电容量裕度及同期并网点位置等因素,采用深度优先搜索法划分停电区域,并运用粗糙集理论的综合优势度评判方法使停电子区与恢复策略匹配。建立符合系统恢复特征的电源出力模型;在此基础上,考虑重要负荷快速恢复、网内机组发电份额和系统稳定等因素,设计恢复控制的2阶段多目标优化模型。鉴于恢复过程被调度控制时段自然离散化的特点,采用动态规划法求解。实际系统算例分析结果表明,所提方法可行、有效,可为电网调度运行部门应对大停电提供决策参考。

电力系统黑启动恢复问题的研究评述

大停电后的恢复控制是电力系统安全防御体系的重要组成部分。在能源低碳转型背景下,我国电力系统逐渐进入新能源高占比、交直流混联和高度电力电子化的新型态,其运行控制的复杂性显著提高,因内外部因素导致系统大停电的风险依然存在,因此对黑启动恢复技术的研究仍然需要给予足够的重视。该文对黑启动恢复问题的研究工作进行综述,首先对黑启动恢复的基本概念和过程进行介绍;然后对系统恢复策略和建模思路从时间和空间角度进行分析,在此基础上,对电力系统恢复方案制定的研究工作进行回顾并对新型态电力系统恢复决策的新特征进行讨论,之后对电力系统恢复过程中保护与控制技术的研究进行分析总结;最后对新型态电力系统恢复问题的进一步研究工作提出建议。

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。

输电网网架恢复方案关键线路辨识

大停电后根据输电网网架恢复预案进行重构操作的过程中,如果预案中某些关键线路由于外界环境和自身存在的薄弱环节投运失败,将严重影响系统恢复进程。文中结合大停电后输电网网架恢复过程中线路投运失败的情况,借鉴复杂网络理论中介数的概念,定义了一种相对线路介数指标,并在此基础上提出了网架恢复方案中的线路关键度指标作为辨识方案中关键线路的标准。以IEEE 30节点系统为例进行分析,辨识相应网架恢复方案中的关键线路。结果表明,利用提出的指标可以较好地辨识出在一定的恢复原则下可用程度高且显著影响恢复效果的线路。该辨识方法对于指导恢复操作具有现实意义。

电力系统恢复的主从递阶决策模型及其优化算法

引入主从递阶决策概念,建立了一种适合于大面积停电后分布式恢复的主从递阶决策模型。该模型包括主从递阶恢复决策结构和基于承诺与约定的主从递阶决策模型。通过自下而上的可行性检验与自上而下的目标优化,限制问题的求解规模,避免了对大规模系统直接求解的困难。针对主从递阶决策问题的优化求解,提出基于回溯算法的优化方法。山东电网的仿真结果表明,该方法充分考虑了电力系统分层递阶调度的特点,能满足大规模电力系统大面积停电后分层分区恢复协调调度决策的要求。

数据包络分析模型在黑启动决策中应用的改进

制订科学合理的黑启动方案,对实现系统大停电后的快速、稳定恢复具有重要作用。提出一种基于改进数据包络分析模型的黑启动方案决策方法。该方法针对传统数据包络分析模型不能对决策单元排序的不足,引入理想决策单元,建立改进后的数据包络分析模型,实现黑启动方案的评估与优选。针对某实际电网黑启动案例,并与传统数据包络分析模型对比、分析,结果验证了该方法的正确性与优越性。该方法可为调度人员提供科学、直观的决策参考。

大停电后电力系统黑启动分区的两步策略

电力系统发生大停电事故后,采用分区并行恢复策略可以有效加快系统恢复速度。针对分区并行恢复问题,提出了电力系统黑启动分区的两步策略。其中,第一步建立待恢复机组的分组模型,其以待恢复机组获得恢复功率所需时间最小为目标,从而保证机组的快速启动;第二步建立电力系统图分区模型,目标是使得各黑启动分区在满足一定的约束条件下分区间的联络线数最少以及联络线的有功功率绝对值之和最小。然后,利用商用线性规划求解器ILOG CPLEX求解所提出的两步策略数学模型。同时,为了减少求解工作量,提出了可以尽可能减少线路信息丢失的拓扑图简化原则。最后,以新英格兰10机39节点系统为例说明了所发展的模型和方法的基本特征。

考虑恢复路径充电时间的机组启动次序决策方法

快速恢复电力系统供电,减少停电时间是发生大停电后需要解决的重要问题。机组启动的次序是决定系统能否快速恢复供电的关键。传统的机组启动次序决策方法,决策依据多数仅讨论了机组启动的时间特性,而忽略了恢复路径充电时间的影响。该文提出了一种考虑恢复路径充电时间的机组启动次序决策方法,可实现机组恢复过程时间最短。最后利用23节点测试系统仿真验证了该文所提方法,并与传统的只以机组本身时间特性为决策依据而忽略路径充电时间的方法作对比,结果表明该文所提方法可缩短系统停电时间。

安徽电网首次黑启动试验研究

国际上大停电事故频繁发生,为我国电网的运行安全敲响了警钟。在目前电网用电形势紧张的情况下,安徽省电力公司除了加强电网调度和安全运行管理外,适时开展了电网黑启动的试验研究。文中介绍了安徽电网首次黑启动试验的内容,路经和试验结果,黑启动试验提高了现场运行人员处理电网突发重大停电事故的能力,为安徽电网应急预案的制定提供了技术支持。

计及分布式电源的配电网的大面积停电恢复算法研究

基于配电网结构和运行方式特点,针对大面积停电问题,提出了新的解决策略,并根据现有分布式电源大量接入的优势,提出了计及分布式电源的配电网大面积停电恢复算法,利用关键路径法进行网络重构,增强算法的可实现性。依据所提出的计及分布式电源的大面积停电恢复算法,在OPEN-3200配电自动化管理系统进行了仿真验证,结果表明本算法优化效率高、优化方案可行。

海南电网“9·26"大面积停电事故的分析与总结

海南电网2005年“9·26”大面积停电事故是近年来中国第1次出现的由自然灾害引发的省 级电网大面积停电事故,海南电网也同时成为中国第1次因电网大面积停电而实施黑启动并获得 成功的省级电网。文中介绍了海南电网大面积停电事故的过程以及随后的黑启动情况,分析了事 故原因及暴露出来的问题,总结了经验与教训,进而提出增强电网、抵御事故能力的措施与建议。

基于改进数据包络分析模型的黑启动方案评估

合理选择黑启动方案,对顺利恢复系统供电、减少停电损失具有至关重要的意义。针对传统数据包络分析模型不能对方案排序的不足,提出一种基于改进数据包络分析模型的黑启动方案评估方法。在分析传统数据包络分析模型的基础上,引入最优与最差2个虚拟方案,建立改进后的数据包络分析模型,得到一组公共权重,依此计算各方案的效率指数,实现黑启动方案的排序。针对实际电网黑启动的案例,采用所提方法与其他方法进行比较分析,结果表明所提方法能给出正确的黑启动方案排序,同时提高了评估结果的可区分性。

巴西“3.21”大停电后电网恢复情况分析

2018年3月21日,巴西电网发生大停电,电网解列为北方、东北和南方电网3个独立运行电网,23个州的供电受到影响,全网损失26%负荷。大停电后,巴西调度部门、发电厂、输电公司和配电公司等协调配合恢复供电。该进程分为2部分,一是独立运行电网内部子网恢复网架及负荷供电;二是独立运行电网间互联,加强相互支援。大停电后,北方电网依靠2座保持在运电厂支撑,设置了4个子网,逐步恢复电网供电。东北电网大停电后全停,通过网内5座具备自启动功能的电厂,设置了6个子网同时黑启动,逐步恢复电网供电。南方电网架基本保持完整。北方、东北和南方3个独立运行电网适时合上网间联络线,恢复全网同步运行。电网恢复进程总体有序,同时,也遇到一些异常情况,包括:现场操作与调度指令有差异;电网潮流大范围自由转移,引起振荡,导致并网合环等操作困难;监控和通信系统故障;断路器、站用电、发电机等设备异常。此次电网恢复过程表明电网恢复的及时性和安全性具有进一步优化提升空间,主要包括:加强电源规划与维护、电网结构配置、设备维护、调度管理等方面。

山西电网利用区外电源黑启动研究

通过分析山西电网的网架特点,论述山西电网具备利用区外电源黑启动的条件,提出黑启动过程中需要遵循的原则,选择山西电网利用区外电源黑启动的启动路径,并利用仿真软件验证了黑启动路径的稳态电压及操作过电压均满足电压控制要求。

京兴电厂作为湖州电网黑启动源点之初探

一旦发生大面积停电事故后,减少停电范围和停电时间,尽快恢复电网正常,将事故损失降到最低。为此,湖州地区电网根据现有条件和电网结构,制订切实可行的“黑启动”方案很有必要。利用电网内现有的天然气电厂作为湖州电网“黑启动”电源,京兴电厂FT8机组冷态启动17min即可带上满负荷,京兴电厂启动后,电能通过白兴1587线输送至白雀变,湖州电网其它机组就能迅速恢复正常。

海南“9.26”大停电后电网黑启动过程的启示

介绍了海南电网“9.26”大停电和造成大停电的主要原因,分析了大停电后海南电网的黑启动方案实施效果和存在的问题,结合国内进行的各种有关电网黑启动方面的研究工作,指出了应建立多套黑启动方案、黑启动方案需通过试验校核、黑启动方案的理论仿真研究有待加强、需制定电网黑启动故障恢复复卡、黑启动方案应进行滚动修改等建议。