一種基于節(jié)點(diǎn)重要度的電力系統(tǒng)恢復(fù)方法
【專利摘要】一種基于節(jié)點(diǎn)重要度的電力系統(tǒng)恢復(fù)方法，涉及電力系統(tǒng)恢復(fù)方法。目前，評價(jià)節(jié)點(diǎn)重要度時(shí)并未考慮網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)涮匦?，易造成決策失誤。本發(fā)明包括以下步驟：計(jì)算拓?fù)溥B通性損失后悔值、節(jié)點(diǎn)的恢復(fù)成本增加后悔值；計(jì)算節(jié)點(diǎn)重要度；確定各發(fā)機(jī)組的恢復(fù)順序；確定候選路徑；計(jì)算平均重要度，擇取恢復(fù)路徑；將已恢復(fù)的節(jié)點(diǎn)和線路劃分至帶電區(qū)；若恢復(fù)過程中某段線路投運(yùn)失敗，則重新確定新的恢復(fù)路徑；當(dāng)發(fā)電機(jī)組均已恢復(fù)供電，則工作結(jié)束，否則確定下一步需要恢復(fù)的發(fā)電機(jī)組，確定從帶電區(qū)到所需恢復(fù)發(fā)電機(jī)組的候選路徑。本技術(shù)方案全面判斷節(jié)點(diǎn)重要度，有利于提高決策的合理性，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)快速恢復(fù)，減少停電損失。
【專利說明】—種基于節(jié)點(diǎn)重要度的電力系統(tǒng)恢復(fù)方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)恢復(fù)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電力系統(tǒng)大停電事故是必須面對的嚴(yán)重威脅，研究大停電后的電力系統(tǒng)恢復(fù)具有非常重要的意義。網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)是電力系統(tǒng)大停電后系統(tǒng)恢復(fù)的重要階段，這一階段的主要任務(wù)是盡快給失電廠站送電，快速恢復(fù)失電機(jī)組，并建立一個(gè)穩(wěn)定的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，為下一步的負(fù)荷恢復(fù)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
[0003]魏智博，劉艷，顧雪平在《電力系統(tǒng)自動(dòng)化》2007，31(1):38_42上發(fā)表的《基于DPSO算法以負(fù)荷恢復(fù)為目標(biāo)的網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)》一文中研究了如何優(yōu)化目標(biāo)骨架網(wǎng)絡(luò)，但并未研究如何優(yōu)化恢復(fù)路徑。周云海，閔勇在《中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)》2003，23 (4):67-70上發(fā)表的《恢復(fù)控制中的系統(tǒng)重構(gòu)優(yōu)化算法研究》一文中研究了優(yōu)化恢復(fù)路徑的問題，并給出了送電路徑尋優(yōu)算法，但該方法需要根據(jù)專家經(jīng)驗(yàn)判斷重要節(jié)點(diǎn)，而且只考慮了線路充電電容對恢復(fù)的影響。林振智，文福栓在《電力系統(tǒng)自動(dòng)化》2009, 33 (6):11-15上發(fā)表的《基于加權(quán)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型的恢復(fù)路徑優(yōu)化方法》一文中將確定骨架網(wǎng)絡(luò)和優(yōu)化恢復(fù)路徑這兩個(gè)環(huán)節(jié)結(jié)合起來研究，利用加權(quán)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中衡量網(wǎng)絡(luò)樞紐性的介數(shù)指標(biāo)來優(yōu)化恢復(fù)路徑，但評價(jià)節(jié)點(diǎn)重要度時(shí)并未考慮網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)涮匦?，易造成決策失誤，增加系統(tǒng)恢復(fù)成本，系統(tǒng)恢復(fù)慢，停電損失大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題和提出的技術(shù)任務(wù)是對現(xiàn)有技術(shù)方案進(jìn)行完善與改進(jìn)，提供一種基于節(jié)點(diǎn)重要度的電力系統(tǒng)恢復(fù)方法，通過全面評判節(jié)點(diǎn)的重要度，達(dá)到減少系統(tǒng)恢復(fù)時(shí)間，降低停電損失的目的。為此，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案。
[0005]一種基于節(jié)點(diǎn)重要度的電力系統(tǒng)恢復(fù)方法，其特征在于它包括以下步驟:
[0006]1)計(jì)算電力系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)的拓?fù)溥B通性損失后悔值、節(jié)點(diǎn)的恢復(fù)成本增加后悔值，其中節(jié)點(diǎn)的拓?fù)溥B通性損失后悔值為在系統(tǒng)停電后若不恢復(fù)指定節(jié)點(diǎn)，產(chǎn)生不能送電的節(jié)點(diǎn)對數(shù)；節(jié)點(diǎn)的恢復(fù)成本增加后悔值為在系統(tǒng)停電后不恢復(fù)指定節(jié)點(diǎn)而需通過其它路徑來恢復(fù)相鄰節(jié)點(diǎn)所增加的恢復(fù)成本；
[0007]2)根據(jù)拓?fù)溥B通性損失后悔值和/或恢復(fù)成本增加后悔值計(jì)算節(jié)點(diǎn)重要度；
[0008]3)以最大化恢復(fù)系統(tǒng)的可用發(fā)電容量為目標(biāo)確定各發(fā)機(jī)組的恢復(fù)順序；
[0009]4)將電力網(wǎng)絡(luò)分為帶電區(qū)和失電區(qū)，確定從帶電區(qū)到所需恢復(fù)當(dāng)前發(fā)電機(jī)組的候選路徑；
[0010]5)對每一候選路徑計(jì)算平均重要度，擇取平均重要度最大的路徑作為當(dāng)前發(fā)電機(jī)組的恢復(fù)路徑；
[0011]6)將已恢復(fù)的節(jié)點(diǎn)和線路劃分至帶電區(qū)；若恢復(fù)過程中某段線路投運(yùn)失敗，則返回步驟4)，重新確定新的恢復(fù)路徑；[0012]7)當(dāng)發(fā)電機(jī)組均已恢復(fù)供電，則工作結(jié)束，否則確定下一步需要恢復(fù)的發(fā)電機(jī)組，返回步驟4)，確定從帶電區(qū)到所需恢復(fù)發(fā)電機(jī)組的候選路徑。采用分步方法制定網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)策略:第一步優(yōu)化發(fā)電節(jié)點(diǎn)的恢復(fù)順序，以最大化恢復(fù)系統(tǒng)可用發(fā)電容量為目標(biāo)，并根據(jù)恢復(fù)狀況確定串行或并行恢復(fù)方式；第二步優(yōu)化恢復(fù)路徑，每次選取路徑平均重要度最大的候選路徑恢復(fù)發(fā)電節(jié)點(diǎn)，同時(shí)考慮了恢復(fù)過程中線路投運(yùn)失敗的問題。全面判斷節(jié)點(diǎn)重要度，使節(jié)點(diǎn)重要度更客觀，有利于提高決策的合理性，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)快速恢復(fù)，減少停電損失。
[0013]作為對上述技術(shù)方案的進(jìn)一步完善和補(bǔ)充，本發(fā)明還包括以下附加技術(shù)特征。
[0014]通過評判節(jié)點(diǎn)與其相鄰節(jié)點(diǎn)間的拓?fù)潢P(guān)系計(jì)算節(jié)點(diǎn)的重要度。
[0015]通過評判節(jié)點(diǎn)與其相鄰節(jié)點(diǎn)間的電氣聯(lián)系計(jì)算節(jié)點(diǎn)的重要度。
[0016]以線路的充電電容作為線路的權(quán)重計(jì)算節(jié)點(diǎn)的重要度。
[0017]在對發(fā)電機(jī)組恢復(fù)過程中，首先恢復(fù)黑啟動(dòng)機(jī)組，以為系統(tǒng)提供黑啟動(dòng)電源；在安排機(jī)組啟動(dòng)時(shí)，優(yōu)先啟動(dòng)具有熱啟動(dòng)條件的機(jī)組，其次為爬坡速率大的機(jī)組，若當(dāng)前恢復(fù)功率足以啟動(dòng)多個(gè)機(jī)組，則采用并行恢復(fù)機(jī)組的方式，否則采用串行恢復(fù)方式依次恢復(fù)各發(fā)電機(jī)組。
[0018]最優(yōu)路徑選擇時(shí)，對每一候選路徑計(jì)算路徑拓?fù)溥B通性損失的平均后悔值及恢復(fù)成本增加平均后悔值，按照拓?fù)溥B通性損失的平均后悔值由大到小進(jìn)行排序，選擇拓?fù)溥B通性損失的平均后悔值最大的路徑作為恢復(fù)路徑，若該值相同則再按恢復(fù)成本增加平均后悔值由大到小排序，選擇恢復(fù)成本增加平均后悔值最大的路徑作為恢復(fù)路徑。
[0019]平均重要度的計(jì)算公式為:λgamma =Ρgamma +μ Cr ;其中λ gamma為平均重要度，Pr為拓?fù)溥B通性損失的平均后悔值，Cr為恢復(fù)成本增加平均后悔值，μ為小于I的系數(shù)。
[0020]有益效果:本技術(shù)方案全面判斷節(jié)點(diǎn)重要度，使節(jié)點(diǎn)重要度更客觀，有利于提高決策的合理性，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的快速恢復(fù)，減少停電損失。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021 ] 圖1是本發(fā)明的流程圖。
[0022]圖2是四節(jié)點(diǎn)加權(quán)網(wǎng)絡(luò)示意圖。
[0023]圖3是火電機(jī)組啟動(dòng)的時(shí)間特性。
[0024]圖4是IEEE新英格蘭10機(jī)39節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)圖。
[0025]圖5是最終的恢復(fù)網(wǎng)架。
【具體實(shí)施方式】
[0026]以下結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0027]如圖1所示，一種基于節(jié)點(diǎn)重要度的電力系統(tǒng)恢復(fù)方法，包括以下步驟:
[0028]I)計(jì)算電力系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)的拓?fù)溥B通性損失后悔值、節(jié)點(diǎn)的恢復(fù)成本增加后悔值，其中節(jié)點(diǎn)的拓?fù)溥B通性損失后悔值為在系統(tǒng)停電后若不恢復(fù)指定節(jié)點(diǎn)，產(chǎn)生不能送電的節(jié)點(diǎn)對數(shù)；節(jié)點(diǎn)的恢復(fù)成本增加后悔值為在系統(tǒng)停電后不恢復(fù)指定節(jié)點(diǎn)而需通過其它路徑來恢復(fù)相鄰節(jié)點(diǎn)所增加的恢復(fù)成本；
[0029]2)根據(jù)拓?fù)溥B通性損失后悔值和/或恢復(fù)成本增加后悔值計(jì)算節(jié)點(diǎn)重要度；
[0030]3)以最大化恢復(fù)系統(tǒng)的可用發(fā)電容量為目標(biāo)確定各發(fā)機(jī)組的恢復(fù)順序；[0031]4)將電力網(wǎng)絡(luò)分為帶電區(qū)和失電區(qū)，確定從帶電區(qū)到所需恢復(fù)當(dāng)前發(fā)電機(jī)組的候選路徑；
[0032]5)對每一候選路徑計(jì)算平均重要度，擇取平均重要度最大的路徑作為當(dāng)前發(fā)電機(jī)組的恢復(fù)路徑；
[0033]6)將已恢復(fù)的節(jié)點(diǎn)和線路劃分至帶電區(qū)；若恢復(fù)過程中某段線路投運(yùn)失敗，則返回步驟4)，重新確定新的恢復(fù)路徑；
[0034]7)當(dāng)發(fā)電機(jī)組均已恢復(fù)供電，則結(jié)束工作，否則確定下一步需要恢復(fù)的發(fā)電機(jī)組，返回步驟4)，確定從帶電區(qū)到所需恢復(fù)發(fā)電機(jī)組的候選路徑。采用分步方法制定網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)策略:第一步優(yōu)化發(fā)電節(jié)點(diǎn)的恢復(fù)順序，以最大化恢復(fù)系統(tǒng)可用發(fā)電容量為目標(biāo)，并根據(jù)恢復(fù)狀況確定串行或并行恢復(fù)方式；第二步優(yōu)化恢復(fù)路徑，每次選取路徑平均重要度最大的候選路徑恢復(fù)發(fā)電節(jié)點(diǎn)，同時(shí)考慮了恢復(fù)過程中線路投運(yùn)失敗的問題。
[0035]其中:節(jié)點(diǎn)重要度可以通過評判節(jié)點(diǎn)與其相鄰節(jié)點(diǎn)間的拓?fù)潢P(guān)系、節(jié)點(diǎn)與其相鄰節(jié)點(diǎn)間的電氣聯(lián)系來確定；以線路的充電電容作為線路的權(quán)重?！?br> [0036]節(jié)點(diǎn)重要度評價(jià)方法詳述:
[0037]若網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)i和節(jié)點(diǎn)j之間存在聯(lián)絡(luò)線lu，該線路權(quán)重為wu，則連接矩陣M中Mij = Mji = Wij ;反之,若節(jié)點(diǎn)i和節(jié)點(diǎn)j未直接相連，則Mij = Mji = O。
[0038]以圖2所示的四節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)為例，其中Wij為相關(guān)線路的權(quán)重，則連接矩陣為:
[0039]
【權(quán)利要求】
1.一種基于節(jié)點(diǎn)重要度的電力系統(tǒng)恢復(fù)方法，其特征在于它包括以下步驟: .1)計(jì)算電力系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)的拓?fù)溥B通性損失后悔值、節(jié)點(diǎn)的恢復(fù)成本增加后悔值，其中節(jié)點(diǎn)的拓?fù)溥B通性損失后悔值為在系統(tǒng)停電后若不恢復(fù)指定節(jié)點(diǎn)，產(chǎn)生不能送電的節(jié)點(diǎn)對數(shù)；節(jié)點(diǎn)的恢復(fù)成本增加后悔值為在系統(tǒng)停電后不恢復(fù)指定節(jié)點(diǎn)而需通過其它路徑來恢復(fù)相鄰節(jié)點(diǎn)所增加的恢復(fù)成本； .2)根據(jù)拓?fù)溥B通性損失后悔值和/或恢復(fù)成本增加后悔值計(jì)算節(jié)點(diǎn)重要度； . 3)以最大化恢復(fù)系統(tǒng)的可用發(fā)電容量為目標(biāo)確定各發(fā)機(jī)組的恢復(fù)順序； .4)將電力網(wǎng)絡(luò)分為帶電區(qū)和失電區(qū)，確定從帶電區(qū)到所需恢復(fù)當(dāng)前發(fā)電機(jī)組的候選路徑; . 5)對每一候選路徑計(jì)算平均重要度，擇取平均重要度最大的路徑作為當(dāng)前發(fā)電機(jī)組的恢復(fù)路徑； . 6)將已恢復(fù)的節(jié)點(diǎn)和線路劃分至帶電區(qū)；若恢復(fù)過程中某段線路投運(yùn)失敗，則返回步驟4)，重新確定新的恢復(fù)路徑；. . 7)當(dāng)發(fā)電機(jī)組均已恢復(fù)供電，則工作結(jié)束，否則確定下一步需要恢復(fù)的發(fā)電機(jī)組，返回步驟4)，確定從帶電區(qū)到所需恢復(fù)發(fā)電機(jī)組的候選路徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述 的一種基于節(jié)點(diǎn)重要度的電力系統(tǒng)恢復(fù)方法，其特征在于:通過評判節(jié)點(diǎn)與其相鄰節(jié)點(diǎn)間的拓?fù)潢P(guān)系計(jì)算節(jié)點(diǎn)的重要度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于節(jié)點(diǎn)重要度的電力系統(tǒng)恢復(fù)方法，其特征在于:通過評判節(jié)點(diǎn)與其相鄰節(jié)點(diǎn)間的電氣聯(lián)系計(jì)算節(jié)點(diǎn)的重要度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于節(jié)點(diǎn)重要度的電力系統(tǒng)恢復(fù)方法，其特征在于:以線路的充電電容作為線路的權(quán)重計(jì)算節(jié)點(diǎn)的重要度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一權(quán)利要求所述的一種基于節(jié)點(diǎn)重要度的電力系統(tǒng)恢復(fù)方法，其特征在于:在對發(fā)電機(jī)組恢復(fù)過程中，首先恢復(fù)黑啟動(dòng)機(jī)組，以為系統(tǒng)提供黑啟動(dòng)電源；在安排機(jī)組啟動(dòng)時(shí)，優(yōu)先啟動(dòng)具有熱啟動(dòng)條件的機(jī)組，其次為爬坡速率大的機(jī)組，若當(dāng)前恢復(fù)功率足以啟動(dòng)多個(gè)機(jī)組，則采用并行恢復(fù)機(jī)組的方式，否則采用串行恢復(fù)方式依次恢復(fù)各發(fā)電機(jī)組。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于節(jié)點(diǎn)重要度的電力系統(tǒng)恢復(fù)方法，其特征在于:最優(yōu)路徑選擇時(shí)，對每一候選路徑計(jì)算路徑拓?fù)溥B通性損失的平均后悔值及恢復(fù)成本增加平均后悔值，按照拓?fù)溥B通性損失的平均后悔值由大到小進(jìn)行排序，選擇拓?fù)溥B通性損失的平均后悔值最大的路徑作為恢復(fù)路徑，若該值相同則再按恢復(fù)成本增加平均后悔值由大到小排序，選擇恢復(fù)成本增加平均后悔值最大的路徑作為恢復(fù)路徑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于節(jié)點(diǎn)重要度的電力系統(tǒng)恢復(fù)方法，其特征在于:平均重要度的計(jì)算公式為:入r=Pr+y Cr ;其中λ 為平均重要度，Pr為拓?fù)溥B通性損失的平均后悔值，Cr為恢復(fù)成本增加平均后悔值，μ為小于I的系數(shù)。
【文檔編號】H02J3/00GK103746366SQ201210505250
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2012年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月29日
【發(fā)明者】孫維真, 王超, 倪秋龍, 張璨, 吳燁, 林振智, 文福栓, 項(xiàng)中明, 楊瀅, 張靜 申請人:浙江省電力公司, 浙江大學(xué), 國家電網(wǎng)公司