考虑恢复序列的电力系统黑启动分区研究

论文摘要

电力系统大停电后的黑启动过程是一个非常复杂的操作过程,合理的黑启动方案在电力系统大停电后的快速恢复过程中发挥着重要作用。通过将大系统划分成几个子系统同时启动,在完成各个子系统的主网架恢复后,进行各个子系统间的并列,可以加快系统恢复的进程。本文对黑启动的系统分区问题进行了研究,在考虑机组启动时间限制的基础上将电力系统分区问题和各子系统内恢复序列的确定问题通过搜索最短路径的办法同时解决。此外,采用最优潮流算法解决了负荷恢复序列问题。本文介绍了电力系统黑启动过程中为机组或变电站节点寻找最短路径的方法。依次搜索目标节点与系统已恢复部分中所有节点之间的最短路径,并从中选择出时间操作权值最小的路径作为目标节点的恢复路径,使系统恢复所用的时间最短。在本文的分区方法中,应用Floyd算法为机组和变电站节点选择最短的恢复路径。对机组的启动特性进行了分析和整理,以恢复时间最短、机组在时限内得到恢复的数目最多并且各分区规模和恢复时间相当为目标,设计了一种自动搜索黑启动分区方案并同时得到其恢复序列的优化算法。根据机组的三个启动时间限制,将整个系统恢复分为三个阶段,每个阶段都按照相应的恢复时限的紧迫程度将机组或变电站进行排序,依次搜索待恢复节点到各个已恢复区域的最短路径,确定机组分区。本算法从机组的启动时限出发,保证了最短时间内使最多的机组在启动时限内恢复,更加适用于电力系统实际,可提高系统恢复的效率。在各子系统的骨架子网恢复完成后,选择合适的并网线路对各骨架子网进行并列形成整个系统的骨架网络。然后,根据负荷重要性及系统的一些约束条件进行负荷恢复,采用最优潮流算法得到完整的并行恢复序列。采用IEEE118节点系统为算例,验证了本文分区恢复算法的有效性,并以IEEE30节点系统为算例,对负荷恢复算法进行了验证。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 黑启动问题研究现状
• 1.2.2 分区问题研究现状
• 1.3 本文的主要工作
• 第二章 基于Floyd 算法的最优网络构建
• 2.1 弗洛伊德（Floyd）算法
• 2.1.1 算法介绍
• 2.1.2 计算实例
• 2.2 最优网络构建方法
• 2.3 本章小结
• 第三章 考虑恢复时间和恢复序列的分区恢复算法
• 3.1 机组及变电站的恢复
• 3.1.1 机组的启动特性
• 3.1.2 机组恢复时间要求
• 3.1.3 变电站恢复时间要求
• 3.2 黑启动分区恢复目标模型的建立
• 3.2.1 目标函数的建立
• 3.2.2 约束条件
• 3.3 黑启动分区恢复算法设计
• 3.3.1 黑启动电源的选择原则
• 3.3.2 黑启动分区重构的阶段安排
• 3.3.3 分区恢复网架的构建
• 3.4 本章小结
• 第四章 负荷恢复
• 4.1 负荷节点的恢复顺序
• 4.2 基于最优潮流算法的负荷恢复计划制定
• 4.2.1 最优潮流及其在负荷恢复中的应用
• 4.2.2 负荷恢复的数学模型
• 4.3 本章小结
• 第五章 算例分析
• 5.1 分区算例及结果分析
• 5.1.1 算例系统
• 5.1.2 分区结果
• 5.1.3 结果分析
• 5.2 负荷恢复算例及结果分析
• 5.2.1 算例系统
• 5.2.2 负荷恢复结果
• 5.3 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 附录 118节点算例的预设数据
• 在学期间发表的学术论文和参加科研情况
• 致谢
• 详细摘要