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...     

基于重构方案线路投运风险最小的机组恢复顺序优化

电力系统大停电后,合理有序的恢复控制对于减小停电损失具有重要意义。以架空线路投运作为研究重构过程的切入点,提出了利用线路投运可靠性指标优化机组恢复顺序的方法。首先,针对当前重构方案线路投运风险定义的不足,提出了与停电损失评价标准相一致的严重程度指标。其次,通过网架恢复与机组投运过程的交互仿真,建立了与恢复实际更加契合的重构模拟时步框架。在此基础上,构建了以重构方案线路投运风险最小为目标的机组恢复顺序优化模型,并采用交叉粒子群算法和弗洛伊德算法对模型进行优化求解。针对新英格兰10机39节点系统的仿真结果表明,采用该方法获得的机组恢复方案在降低停电损失的同时,充分考虑可能的恢复路径备用通道,能够更加有效地应对潜在的线路投运失败情况。     

用于网架重构方案运行风险评估的线路投运模型

大停电后的网架重构恢复过程涉及到大量空载线路的投运。针对当前网架重构方案运行风险评估对线路投运风险的建模与评价所存在的局限,以两状态马尔可夫过程模型为基础,以空载线路可能的合闸失败和合闸成功后的可能停运作为线路投运过程的主要不确定因素,建立采用模糊修复率和统计故障率的线路投运模型。进一步,通过基于可信性理论的模糊模拟求解得到线路投运模糊状态概率的期望值。最后,采用该模型对已有的重构方案线路投运风险评估框架进行拓展。针对IEEE 30节点系统已有重构方案的评估结果表明:利用该模型可得到与方案恢复过程相对应的线路投运风险的变化轨迹,可为调度人员选择恢复方案提供更加全面的决策辅助信息。     

输电网架恢复的动态优化决策方法

针对输电网架恢复过程中系统的抗扰动能力较弱、设备操作频繁、不确定性事件增多、恢复过程难以保证按预案进行的问题,提出了一种输电网架恢复的动态优化决策方法.该方法由三段式的输电网架恢复策略,根据系统恢复进程动态给定每一恢复步骤的候选恢复目标,综合考虑已恢复的系统节点,利用Dijkastra算法动态生成各目标的候选恢复方案,...     

计及线路投运风险的电力系统恢复路径优化

投运空载线路是大停电后网架重构方案的主要步骤之一。线路能否投运成功直接影响整个恢复过程的进程和效率。在此背景下,发展了计及线路投运风险的恢复路径优化模型。首先分析了影响线路投运的因素,主要包括线路的充电电容和恢复时间,进而定义了线路投运失败的相对可能性。然后,基于线路投运失败的严重性指标,定义了线路的投运风险。考虑到线路恢复时间的不确定性会导致线路投运风险的不确定性,为此建立了分别适用于"串行"和"并行"恢复阶段、以线路投运风险之和最小为目标的鲁棒优化模型,以确定最优恢复路径。采用高效商业求解器CPLEX求解所发展的鲁棒优化模型。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。     

考虑线路分组投运的恢复路径方案制定

大停电事故后送电路径的恢复是电力系统恢复过程中的一项重要任务,合理的送电路径及其充电方式将有助于系统安全、快速恢复。结合理论分析与仿真给出了典型参数下线路的极限充电距离;针对给定的送电路径提出了线路分组投运方式以缩短系统恢复时间,建立了以分组数量最少为目标的整数线性规划模型,同时针对某一恢复路径存在多个分组投运方案的情况,定义了恢复可靠性指标对分组方案进行优选。为了给运行人员提供多个备选路径方案,建立了基于网络流理论的前K条送电路径优化的整数线性规划模型。采用高效的商业优化软件联合求解前K条路径优化模型与线路分组投运模型,获得前K个最优路径方案及其分组投运方案。算例结果验证了合理的线路分组充电方案能够在保证恢复安全性的前提下加快系统的恢复进程。     

菲律宾吕宋电网系统崩溃及黑启动措施分析

电网崩溃是指输电网或者互联电网部分失去电力而停电的状态,电网崩溃很难避免,规模比菲律宾吕宋电网更大的印度、巴西、北美和欧洲电网都相继发生了系统崩溃事故.停电后的电力恢复极为关键而又非常复杂.文中以菲律宾吕宋电网2010年7月14日全网大停电事故为例,重点研究了电网大停电后机组的黑启动运行以及随之的电网恢复过程,分析了吕宋调度在恢复电网运行过程中所采取的黑启动方案和遇到的主要问题及经验教训,并提出了改进措施.     

计及机组恢复效益和线路综合重要度的网络重构优化策略

合理的网络重构策略对于大停电后的系统恢复具有重要意义。首先,研究了电力系统网络特性及线路投运失败可能造成的影响,提出了线路桥接功率、线路连接度和线路承重度这3个线路重要度评价指标,并在此基础上提出了一种综合评价线路重要度的方法。之后,将解释结构建模方法引入大停电后的网络重构问题之中;以发电机组的快速、安全恢复为基础,提出了机组恢复效益指标,以最大化恢复效益为目标选择恢复机组,并综合考虑了恢复机组的发电容量及线路重要性因素。所提出的方法可同时确定恢复机组及其恢复路径,使得优化机组恢复顺序和优化机组恢复路径这2个问题得到了有机的统一优化。最后,以新英格兰10机39节点系统为例说明了所提出的模型和方法的基本特征。     

大停电后的机组投运风险评估

大停电后火电机组的安全、有序投运对减小停电损失意义重大。针对面向机组启动的网络重构阶段由机组投运次序不同和运行可靠性导致的可能出现的投运过程不确定情况,首先给出大停电后机组投运风险的定义。在此基础上,引入热备用机组的五状态模型计算已投运机组的停运概率。进一步,以待恢复机组的前导时间划分网架重构时步,基于灵敏度分析求取与不同重构时步对应的可行潮流解,从而获得相应的机组投运容量。最终实现了不同时步下机组投运风险的定量化评估。针对新英格兰10机39节点系统的测试结果表明,该方法对不同重构方案下机组投运风险的比较集中体现了重构恢复效果及其实现的可能性,可为调度人员选择恢复方案提供更加全面的决策辅助信息。     

计及输电网和输气网双向耦合特性的机组恢复优化决策方法

随着输电网中燃气机组的快速发展和输气网中关键设施电气化的不断推进，输电网和输气网耦合愈加紧密。尤其在大停电后的系统恢复期间，输气网的运行将影响到燃气机组的恢复，输电网的恢复将影响到关键电驱动设施的恢复，进而影响到输气网的运行。该文首先分析输电网和输气网在大停电后恢复过程中的动态特性及双向耦合影响，明确在机组恢复阶段考虑两网耦合的必要性；其次，计及输气网慢动态过程及两网双向耦合特性，以最大化输电网发电能力为目标，考虑两网运行约束、气网动态约束、恢复逻辑约束及双向耦合约束等，构建输电网机组恢复优化决策的混合整数线性规划模型；其中，针对气网动态特性的偏微分方程(partial differential equation,PDE)约束，采用有限差分方法转化为线性代数约束；最后，通过新英格兰10机39节点系统和比利时输气网系统构成的耦合测试系统，验证该文方法的有效性和优越性。     

An interpretative structural modeling based network reconfiguration strategy for power systems

The network reconfiguration is an important stage of restoring a power system after a complete blackout or a local outage. Reasonable planning of the network reconfiguration procedure is essential for rapidly restoring the power system concerned. An approach for evaluating the importance of a line is first proposed based on the line contraction concept. Then, the interpretative structural modeling (ISM) is employed to analyze the relationship among the factors having impacts on the network reconfiguration. The security and speediness of restoring generating units are considered with priority, and a method is next proposed to select the generating unit to be restored by maximizing the restoration benefit with both the generation capacity of the restored generating unit and the importance of the line in the restoration path considered. Both the start-up sequence of generating units and the related restoration paths are optimized together in the proposed method, and in this way the shortcomings of separately solving these two issues in the existing methods are avoided. Finally, the New England 10-unit 39-bus power system and the Guangdong power system in South China are employed to demonstrate the basic features of the proposed method.     

Group decision support system for backbone-network reconfiguration

Modern power system is unprecedentedly vulnerable and the society is exposed to higher blackout risks. Therefore restoration is a key issue to power systems. Reasonable backbone-network reconfiguration is necessary for re-establishing the network and restoring loads quickly. In order to speed up network reconfiguration under security constraints, a group decision support system (GDSS) is developed. A unified data platform based on data warehouse is constructed to resolve inconsistencies of data, information and models. A three-stage restoration strategy and a two-layer restoration path searching method are proposed to establish restoration schemes. Multiple attribute decision-making is implemented to evaluate alternatives and consider various attributes about restoration speed and system security comprehensively. Group decision-making provides an aggregated cardinal ranking of candidate restoration schemes. The GDSS uses expert rules for qualitative analysis and numerical computation programs for quantitative analysis, and it can resolve the semi-structured decision problem of network reconfiguration efficiently. Restoration plan of Shandong power grid is developed with the proposed method and it has been adopted by State Grid Shandong Electric Power Company. Performance results of Shandong power grid of China demonstrate the feasibility and flexibility of the method.     

综合考虑节点重要度和线路介数的网络重构

网络重构阶段是电力系统黑启动过程中的一个重要阶段。针对网络重构阶段最优目标网架的确定问题,基于复杂网络的静态拓扑连接特性,提出了一种综合考虑线路介数和节点重要度的骨架网络重构策略。该策略以节点重要度和线路介数作为确定目标网架的指标,实现有针对性地对网络中的节点和线路进行筛选。进一步,采用离散粒子群优化算法实现的骨架网络重构能够确定覆盖大部分枢纽节点和关键线路的最优目标网架,对大停电后快速、有针对性地重建系统具有重要意义。相关算例验证了该方法的有效性。     

基于启发式规则与AHP-CRITIC算法的配电网故障恢复策略

智能配电网的自愈控制对提高整个电力系统的供电可靠性至关重要。针对含分布式电源的配电网故障恢复问题,提出了基于启发式规则与AHP-CRITIC算法的配电网故障恢复策略。首先,通过广度优先搜索的方法遍历停电区域内所有具有黑启动能力的分布式电源,形成孤岛供电。其次,对剩余失电区域采用启发式规则,以生成用于配电网故障恢复的候选方案集。最后,考虑故障恢复的目标,引入负荷容量裕度、负荷转移量、负荷恢复比例、开关操作次数和电压降落五个评价指标,分别计算候选方案的各评价指标。并使用改进的AHP方法和CRITIC方法对方案进行评估。同时引入综合权重并计算各方案与理想点之间的偏离度,确定最优故障恢复方案以恢复剩余失电区域供电。通过算例分析验证了所提方法在解决配电网故障恢复问题上的有效性。     

遗传算法在配电网停电恢复中的应用

将遗传算法应用于配电网停电恢复中，给出了综合考虑开关操作次数最少，网损最小以及潮流分布合理等方面的停电恢复模型，采用遗虎法对停电区域进行重构，形成恢复方案，通过对实际配电网的测试分析表明，将遗传算法用于电网停电恢复中，能快速有效地提供若干个优化方案，为运行人员提供更多的参考。     

充放储一体化电站的黑启动方案

停电事故后电力系统恢复过程主要包括网架修复和负荷恢复,合理的黑启动方案对加快电力系统的恢复有重要作用。当电网由于故障全停之后,孤岛运行的电动汽车充放储一体化电站作为电网中的一种分布式电源可以参与黑启动。介绍了一体化电站的结构和功率特性,分析了一体化电站作为黑启动电源与传统黑启动方式相比的优越性。基于黑启动的基本原理,建立了一体化电站满足潮流约束和系统安全约束的黑启动模型,制定了一体化电站参与黑启动的具体方案。将建立的模型应用于含有16座一体化电站的区域电网,采用遍历算法对问题进行求解,得到了区域电网的恢复过程,验证了所提出一体化电站黑启动方案的可行性。     

考虑静态电压稳定的舰船电网多目标故障恢复决策

为了解决没有考虑重构过程诱发的电压稳定问题,针对舰船电网快速故障恢复,引入电网线路静态电压稳定指标SVSI。将故障恢复后电网所有线路SVSI指标的最大值作为目标函数,以表征此时系统静态电压稳定的整体水平,建立一种考虑静态电压稳定的舰船电网多目标故障恢复重构模型。采用基于局部搜索技术的多目标网格进化算法MGEA对该模型进行求解,算法保留了故障恢复问题的多目标本质,以网格为载体,在邻域范围内做选择、交叉和变异,减缓了基因传播速度。对一舰船电网实际算例进行故障恢复重构测试,结果表明,该决策方法在实现舰船电网故障恢复的同时,可有效提高整个系统的静态电压稳定性。     

基于多协议标记交换网络的电力系统信息综合传输方法

研究了电力系统各类信息模型及其服务质量要求,在此基础上提出基于多协议标记交换(multi-protocol label switching,MPLS)技术的信息综合传输方案。对某电力公司信息综合传输网络进行了数字仿真,比较了无服务质量配置、单纯差分服务配置和MPLS网络配置3种方案下的服务质量,结果表明：MPLS网络配置方案能够实现链路间的负载均衡,具有自愈性故障恢复机制,可以快速检测到失效元件并在多条标签交换路径之间实现数据流量的切换,故障恢复时间在毫秒级,可以有效保证电力系统实时信息的服务质量,并可同时兼顾各种非实时信息的服务质量。     

探讨高压架空送电线路采用“疏导”型思想的防雷保护

架空送电线路雷击是影响安全供电的严重问题,长期以来,采用“堵塞”型思想的防雷保护措施,为此,综合评价高压架空线路“堵塞”型思想的防雷保护措施。随着变电站开关性能的提高和电网结构的完善,线路采用“疏导”型思想的间隙防雷保护是可行的,为此,探讨间隙防雷保护的设想、预期目标和研制工作,最后提出将“堵塞”、“疏导”型两种思想的防雷保护措施结合起来应用,可以把送电线路的防雷保护工作做得更好。