电网“黑启动”的电气计算及应对措施

1“黑启动”研究的主要内容 电网“黑启动”是指整个电网因故障崩溃停运后，系统全部停电．处于全“黑”状态，此时通过系统中具有自启动能力机组的启动和外来电源，带动无自启动能力的机组，逐步扩大系统的恢复范围，最终实现整个系统的恢复和正常供电。     

电厂孤网运行与黑启动研究

黑启动是指整个电网因故障崩溃停运后,系统全部停电,处于全黑状态,此时通过系统中具有自启动能力机组的启动和外来电源,带动无自启动能力的机组,逐步扩大系统的恢复范围,最终实现整个系统的恢复和供电。文章根据实际运行经验,阐述了黑启动的释义和作用,分析了黑启动过程中的频率和电压控制和存在的缺点,提出黑启动过程中的改进方法和电网孤网运行的步骤。     

基于BPA程序的江苏电网黑启动暂态稳定性研究

自然灾害等不可抗拒外力破坏可能会引起电网大面积崩溃,研究系统全停后的恢复过程有利于保障系统安全稳定运行,对提高电网供电可靠性具有重要意义。在江苏电网黑启动方案中参考相关黑启动技术规定和调度规定,研究并确定了江苏电网黑启动电源点,子系统划分、黑启动初始方式、黑启动路径及负荷的恢复过程。在以上黑启动方案基础上,基于BPA潮流及暂态稳定程序对黑启动过程中的潮流进行计算,对暂态稳定性进行校验,验证了黑启动方案的可行性。结果表明,江苏电网黑启动过程中暂态稳定性满足要求,电网可以顺利恢复供电。研究结果可以为相关管理部门制定调度操作原则提供参考,为调度运行人员处理事故提供依据。     

基于BPA程序的江苏电网黑启动暂态稳定性研究

自然灾害等不可抗拒外力破坏可能会引起电网大面积崩溃,研究系统全停后的恢复过程有利于保障系统安全稳定运行,对提高电网供电可靠性具有重要意义.在江苏电网黑启动方案中参考相关黑启动技术规定和调度规定,研究并确定了江苏电网黑启动电源点,子系统划分、黑启动初始方式、黑启动路径及负荷的恢复过程.在以上黑启动方案基础上,基于BPA潮流及暂态稳定程序对黑启动过程中的潮流进行计算,对暂态稳定性进行校验,验证了黑启动方案的可行性.结果表明,江苏电网黑启动过程中暂态稳定性满足要求,电网可以顺利恢复供电.研究结果可以为相关管理部门制定调度操作原则提供参考,为调度运行人员处理事故提供依据.     

面向智能电网电压崩溃路径的优化粒子群算法

随着智能电网系统的研究深入,针对复杂智能电网系统的电压崩溃路径,研究了基于智能电网系统的等效模型。通过AGENT图分析了系统脆性关系,采用一种在脆性发生时崩溃路径优化粒子群算法,给出系统内部的脆性对于系统稳定性的影响,发现脆性激发时崩溃传递路径具有多样性的解,并分析了崩溃路径。基于35 kV智能电网一次系统模型,通过对智能电网脆性电压崩溃路径的预测和控制,有效优化了整个系统性能,对智能电网系统的设计控制具有重要的指导意义。结果表明,智能电网系统节点的崩溃在各子系统层间传递,进而导致整个系统的电压崩溃。     

山西电网黑启动方案滚动研究及其保护配置

随着山西电网结构的不断发展变化,结合山西电网已经制定的电网黑启动方案,提出了适合现有网架结构的新的黑启动方案启动路径及保护配置,并对新的路径进行了仿真研究.同时提出了应加强黑启动方案的滚动研究以及制定电网黑启动故障模式恢复卡、倒闸操作卡、保护配置卡的建议.     

基于电网黑启动的运行方式风险分析评估

随着电网规模的日益增大,电网运行方式越来越复杂,局部故障稍微处理不当,就可能引起大面积的停电故障。黑启动作为大停电后电网恢复控制的首要环节,其成功与否直接影响整个恢复进程。对新乡—焦作电网黑启动试验过程中电网运行风险进行分析,通过N-1故障扫描,黑启动热稳、暂稳校核,提高黑启动的成功率和系统的恢复效率。     

山西电网黑启动方案滚动研究及其保护配置

随着山西电网结构的不断发展变化，结合山西电网已经制定的电网黑启动方案，提出了适合现有网架结构的新的黑启动方案启动路径及保护配置，并对新的路径进行了仿真研究。同时提出了应加强黑启动方案的滚动研究以及制定电网黑启动故障模式恢复卡、倒闸操作卡、保护配置卡的建议。     

河南电网黑启动方案的研究

电网的黑启动是大停电事故后重要且有效的恢复措施。结合河南电网的实际特点,对黑启动方案的基本原则、黑启动电源、黑启动策略和黑启动路径等问题进行了探讨,对黑启动过程中的注意事项作了说明。     

西藏中部电网黑启动方案

介绍了西藏中部电网黑启动方案的总体实施原则,结合电网实际情况,在确定黑启动电源、黑启动路径的基础上对自励磁、过电压等影响因素进行校核分析,根据交流系统恢复的运行方式统筹考虑直流系统的恢复,最终形成合理且操作性强的黑启动方案。     

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。     

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。     

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。     

计及线路风险的区域电网黑启动电源布点方案

近年来极端天气事件频繁发生,黑启动电源成为电网大停电后能否快速恢复的关键,对于缺乏抽水蓄能机组和水电机组的地区电网,文章提出有选择地对区域内的燃气-蒸汽联合循环机组进行黑启动改造,优化黑启动电源布点方案。文章结合极端天气对电网的影响,定义了线路恢复风险,建立了以最小化保底网架恢复时间和线路恢复风险为目标的黑启动电源布点双目标优化模型,在找出方案非劣解的基础上应用推广理想点法求得最终黑启动电源布点方案,并通过东莞地区电网的算例验证了该方法的有效性。     

电厂黑启动方案及其系统试验

电网全部或部分因故障停运后,采用黑启动方案,通过系统中具有自启动能力的机组带动无自启动能力的机组,可实现整个电网的恢复。介绍了贵州引子渡电厂黑启动方案的理论依据和实施过程。对恢复方式中可能出现的过电压、自励磁等问题进行了分析计算,同时介绍了黑启动过程中为确保黑启动顺利完成应注意的有关负荷调整、频率电压控制、继电保护配合等重要问题,并给出了引子渡电厂黑启动方案具体实施的4个具体步骤:试验方式调整、电厂自带厂用电、地区网恢复部分负荷、电网完整性恢复。描述了该电厂2005年的具体试验过程及实时运行状况。试验结果表明,该方案具有可操作性,可作为系统全停后快速启动的一种应急预案。     

天津电网黑启动方案的制定

电力系统全部停电后的黑启动过程是一个非常复杂的问题,科学合理的黑启动方案对于电力系统大停电后的快速恢复发挥了重要作用。详细介绍了天津地区电网黑启动的策略,方案制定及实施过程等问题。当出现全网停电而需实施黑启动恢复系统供电时,天津地区电网采用分片分区同时实施黑启动,在完成对各个子系统的主网架恢复供电之后,进行各个子系统间的并列和合环,从而加快了整个地区电网的恢复供电过程。所制订的方案及实施过程均是结合天津电网的实际情况并经深入分析及核算的结果,是切实可行的,已成为调度部门的预案。     

大停电后含分布式电源的电网分区及负荷恢复方案

含有分布式电源(Distributed Generation,DG)的电网在发生大停电事故后,为提高系统恢复效率,一般将电网进行合理分区,并采用分区并行恢复的方案。首先运用灰色决策理论选取了各分区的黑启动电源,结合最短路径快速算法(Shortest Path Faster Algorithm,SPFA)搜索各黑启动电源到待恢复节点的最优恢复路径;然后据此建立了兼顾恢复时间性和安全性的最优分区多目标优化模型,并采用多目标粒子群优化算法(Multi-objective Particle Swarm Optimization,MOPSO)对模型进行了求解。基于所得的最优分区方案,以构建初步网架为目标,结合遗传算法对各分区内的负荷恢复问题进行了优化。IEEE 30节点算例验证了所提方案的有效性。     

黑启动辅助决策支持系统

针对电网黑启动的特点和要求,结合图形建模技术、数据库技术和电力系统分析计算技术开发了一套可视化的电网黑启动辅助决策支持系统。该系统将图形系统与数据库结合形成图-模一体化平台,具有界面友好、交互性强和功能完善等特点。该系统采用了基于规则的黑启动路径自动生成算法形成黑启动初始路径方案,既避免了人工提供黑启动初始路径的繁琐,又能避免合理路径的遗漏;系统中所包括的路径分析功能及数据管理,既相互独立,又能相互配合,而形成了一个完整的系统。该系统所提供的分析结果的导出功能,可方便地生成黑启动初步分析报告,从而大大减轻撰写分析报告的压力。实际应用证明了该系统的有效性和工程实用性。     

基于复杂网络社团结构的恢复子系统划分算法

并行恢复对加快大停电后系统的恢复具有十分重要的意义,而恢复子系统的合理划分是并行恢复的基础,但到目前为止在理论上还没有成熟的方法来指导恢复子系统的划分。在此背景下,提出了一种新的基于复杂网络社团结构理论的恢复子系统划分算法。该算法根据黑启动机组在电网中的分布情况以及电网自身特点来划分子系统,利用模块度指标来衡量划分结果的合理性,并根据各个子系统分裂出来的先后次序来确定子系统之间同步并列的先后次序。克服了传统方法无法衡量划分结果合理性、不能适当确定同步并联规则或策略的缺点。最后,以新英格兰10机39节点系统为例说明了所述方法的基本特征。     

基于案例推理的大停电恢复系统设计

设计了一个应用于大停电事故恢复的基于案例推理系统。系统纵向采用分层结构,抽象层体现恢复过程的一般策略,具体层案例包含恢复操作的具体措施。系统横向分成黑启动模块、网架和负荷恢复功能模块。黑启动模块中的抽象层用一个定性进程理论模型表示,模型考虑了黑启动中的主要限制条件和各类机组的启动特性,发电容量调度算法用于具体层的修正。网架、负荷恢复模块的抽象层和具体层由详细程度不同的系统潮流图表示。开发了串并行送电阶段优化算法、系统网架及负荷恢复优化算法,用于具体层的修正。该系统以基于案例推理作为主框架,把定性分析和定量分析、理论研究和电力部门的实际经验很好地结合起来,多种在线优化算法提高了系统的灵活性。