黑启动供电恢复方法技术

本发明专利技术公开了黑启动供电恢复方法，属于电力系统安全防御与恢复控制领域。本发明专利技术将供电网络模型简化成点线模型，对失电区域进行分区，通过衡量各区域重要程度，对优先级权重值大的区域，通过选取的黑启动电源为该区域所在电厂供电，从而启动该电场为区域内其他负荷供电；利用一批次供电恢复分区内剩余电量启动周围分区内电厂，带动周围分区负荷供电，最终实现所有分区内所有电厂、负荷的全面运行。发明专利技术的黑启动供电恢复方法能够使重要负荷优先供电，最大限度恢复网架结构恢复负荷供电，提高供电速度，从而保证电网运行的安全稳定，保证电能质量。

【技术实现步骤摘要】
黑启动供电恢复方法
本专利技术属于电力系统安全防御与恢复控制领域，尤其涉及一种黑启动供电恢复方法。
技术介绍
目前，随着电网建设的加强，电网越来越坚强，同时也越来越复杂。人们生产生活越来越依赖于电能。虽然电网建设以提高电力系统的自愈能力已作为主要目标之一，但要完全杜绝大面积停电事故的发生在技术上并不现实、在经济上也未必可行。冰灾、台风等恶劣自然气候，以至于战争，都严重威胁着电网的安全。近几年国内国外大规模停电事故也频有发生。现有黑启动方法中，主要存在三种研究方向：第一种，是对已有的若干个黑启动方案进行评价，根据判断原则选出最优方案，这种方法只能在备选方案已经确定的情况下使用；第二种，是黑启动多目标优化与决策，通过制定侧重点不同的优化目标，结合智能算法得出方案，这种方案非常依靠算法，并且往往对于复杂的网络系统，存在计算周期长、方案不合理的问题；第三种，是黑启动分区恢复，这种方法往往对于较大的网络系统，要求网络中具备足够的分布式电源或便于启动的机组，对电网本身要求较高。
技术实现思路
本专利技术针对上述问题，提出一种适用于较大规模网络的，适用性强、高效快速的黑启动供电恢复方法。本专利技术提供的一种黑启动供电恢复方法，应用于待恢复供电地区，包括下述步骤：S1.将所述待恢复供电地区中的电厂、变电站以及之间的联络电线进行建模，以生成一网络模型，选取待恢复供电地区第一个启动的电厂作为黑启动电源；所述网络模型采用电厂发电量、电厂的炉机状态和电厂启动时间、变电站所带负荷和电网的线路长度信息表示；S2.将所述待恢复供电地区划分成多个区域，使每个区域内至少有一个电厂和至少一个带有负荷的变电站；S3.根据所述待恢复供电地区中每个变电站所带负荷，确定每个所述变电站的负荷权重值，根据所述变电站的负荷权重值、发电厂剩余电量及所述电厂启动时间生成每个区域的启动优先值；S4.所述启动优先值在预设范围的区域作为优先启动区域，获取所述黑启动电源为所述优先启动区域中电厂供电的最短路径，以作为黑启动路径；S5.所述黑启动电源通过所述黑启动路径为所述优先启动区域的电厂供电，使所述优先启动区域内的电厂为对应的优先启动区域内负荷供电；S6.所述优先启动区域电厂的剩余电量用于启动剩余区域中的电厂，通过剩余区域中的电厂为所述电厂对应的区域内对应的负荷供电，以恢复整个所述待恢复地区的供电。优选的，在所述步骤S2中将所述待恢复供电地区划分成多个区域符合下述条件：(1)以所述待恢复供电地区内电厂是相应区域内所有负荷供电路径之和最短为约束条件划分供电区域；(2)以每个区域内的电厂发电量大于或等于相应区域内所有负荷总电量为约束条件。优选的，在所述步骤S3中所述负荷包括：政府单位用电负荷，和/或学校用电负荷，和/或工厂用电负荷，和/或公安系统单位用电负荷，和/或医院用电负荷，和/或居民区用电负荷。优选的，在所述步骤S3中所述启动优先值Bn为：Bn＝αAn+β·tgn，其中，An表示第n个分区发电-负荷系数，α为An的权重系数；β为启动时间的权重系数；tgn为第n个分区中电厂的启动时间；获取所述启动优先值Bn在预设范围的区域，作为优先启动区域；优先值越大表示越应考虑优先启动该区域。优选的，第n个区域发电-负荷系数An为：其中，wh表示第h个变电站所带负荷的权重，Qn表示第n个区域优先启动区域电厂的剩余电量，h是属于第n个区域中的第h个变电站；第n个区域优先启动区域电厂的剩余电量Qn为：其中，Sn为第n个区域中发电厂发电量，loadh为第h个变电站负荷。上述技术特征可以各种适合的方式组合或由等效的技术特征来替代，只要能够达到本专利技术的目的。本专利技术的有益效果在于：将供电网络模型简化成点线模型，其中点指变电站或电厂，描述的物理量有启动/供电时间和发电量/负荷。由于线路空充所需时间与电厂启动相比非常小，所欲模型中忽略该时间，描述线路的物理量为距离。黑启动供电恢复方法是将网络先划分成若干部分，利用黑启动电源并行恢复区域供电，能够大大的提高恢复供电的效率，节约时间，减小经济损失和社会损失。在对电网进行分区的过程中，要尽可能优化区域结构，使电厂就近给负荷供电，减少无功对电压的影响，保证电网运行安全。由于黑启动电源受容量和距离的限制，无法给所有区域的电厂一次性供电，就需要对第一阶段恢复区域进行选择。既要保证本区域内负荷的优先供电，又要有余力带动周围电厂给负荷供电，同时还要保证整个黑启动过程的启动效率，缩短启动时间。采用黑启动方案能够大大加快电力恢速度，减少社会经济损失，同时也能够保证供电的可靠性。本专利技术的黑启动供电恢复方法能够使重要负荷能够优先供电，最大限度恢复网架结构恢复供电；尽可能的恢复网架和供电速度，从而保证电网运行的安全稳定，保证电能质量。附图说明图1为本专利技术所述的黑启动供电恢复方法的一种实施例的方法流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，但不作为本专利技术的限定。一种黑启动供电恢复方法，应用于待恢复供电地区，包括下述步骤：S1.将所述待恢复供电地区中的电厂、变电站以及之间的联络电线进行建模，以生成一网络模型，选取待恢复供电地区第一个启动的电厂作为黑启动电源；所述网络模型采用电厂发电量、电厂的炉机状态和电厂启动时间、变电站所带负荷和电网的线路长度信息表示；具体地，将网架进行简化，设电力系统中有n个节点，任意两点间的距离矩阵L为其中，L是一个m×m矩阵，lij为节点i与节点j的距离，若两点非直接相连，则设其距离为无穷大，节点到自身距离为0。通过L也确定了电力系统中节点的互联关系。loadi为i节点负荷值。根据电厂炉机的停用时间、冷热程度，确定电厂启动时间。第i个发电厂发电量为Si；根据电厂发电量、发电机台数、型号、启动性能参数，和冷却程度，对电厂启动时间进行定义。启动时间是一个与电厂停用时间相关的指数函数。其中tgi为i节点发电厂在距停电时间节点后时间t的启动时间，Tci为i节点电机冷启动情况下电厂总启动时间，T0i为i发电厂冷启动与热启动的临界时间。a、b表示启动时间指数函数的下降速度和指数函数在坐标轴的平移情况，与发电机的型号、启动性能有关。S2.将所述待恢复供电地区划分成多个区域，使每个区域内至少有一个电厂和至少一个带有负荷的变电站；进一步地，在步骤S2中将所述待恢复供电地区划分成多个区域符合下述条件：(1)以所述待恢复供电地区内电厂是相应区域内所有负荷供电路径之和最短为约束条件划分供电区域；(2)以每个区域内的电厂发电量大于或等于相应区域内所有负荷总电量为约束条件。对待恢复供电地区进行分区，设将区域内变电站和发电厂分成N个区域，每个区域内有若干负荷，第n个区域内包含的节点用集合Φn表示，该区域内发电厂的标号记为n。需满足，该区域内发电厂发电量不小于负荷用电量，即S3.根据所述待恢复供电地区中每个变电站所带负荷，确定本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种黑启动供电恢复方法，应用于待恢复供电地区，其特征在于，包括下述步骤：S1.将所述待恢复供电地区中的电厂、变电站以及之间的联络电线进行建模，以生成一网络模型，选取待恢复供电地区第一个启动的电厂作为黑启动电源；所述网络模型采用电厂发电量、电厂的炉机状态和电厂启动时间、变电站所带负荷和电网的线路长度信息表示；S2.将所述待恢复供电地区划分成多个区域，使每个区域内至少有一个电厂和至少一个带有负荷的变电站；S3.根据所述待恢复供电地区中每个变电站所带负荷，确定每个所述变电站的负荷权重值，根据所述变电站的负荷权重值、发电厂剩余电量及所述电厂启动时间生成每个区域的启动优先值；S4.所述启动优先值在预设范围的区域作为优先启动区域，获取所述黑启动电源为所述优先启动区域中电厂供电的最短路径，以作为黑启动路径；S5.所述黑启动电源通过所述黑启动路径为所述优先启动区域的电厂供电，使所述优先启动区域内的电厂为对应的优先启动区域内负荷供电；S6.所述优先启动区域电厂的剩余电量用于启动剩余区域中的电厂，通过剩余区域中的电厂为所述电厂对应的区域内对应的负荷供电，以恢复整个所述待恢复地区的供电。

【技术特征摘要】
1.一种黑启动供电恢复方法，应用于待恢复供电地区，其特征在于，包括下述步骤：S1.将所述待恢复供电地区中的电厂、变电站以及之间的联络电线进行建模，以生成一网络模型，选取待恢复供电地区第一个启动的电厂作为黑启动电源；所述网络模型采用电厂发电量、电厂的炉机状态和电厂启动时间、变电站所带负荷和电网的线路长度信息表示；S2.将所述待恢复供电地区划分成多个区域，使每个区域内至少有一个电厂和至少一个带有负荷的变电站；S3.根据所述待恢复供电地区中每个变电站所带负荷，确定每个所述变电站的负荷权重值，根据所述变电站的负荷权重值、发电厂剩余电量及所述电厂启动时间生成每个区域的启动优先值；S4.所述启动优先值在预设范围的区域作为优先启动区域，获取所述黑启动电源为所述优先启动区域中电厂供电的最短路径，以作为黑启动路径；S5.所述黑启动电源通过所述黑启动路径为所述优先启动区域的电厂供电，使所述优先启动区域内的电厂为对应的优先启动区域内负荷供电；S6.所述优先启动区域电厂的剩余电量用于启动剩余区域中的电厂，通过剩余区域中的电厂为所述电厂对应的区域内对应的负荷供电，以恢复整个所述待恢复地区的供电。2.根据权利要求1所述的黑启动供电恢复方法，其特征在于：在所述步骤S2中将所述待恢复供电...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑君，郭袅，董尔佳，徐冰亮，祖光鑫，胡远婷，刘进，刘智洋，曹融，武国良，
申请(专利权)人：国网黑龙江省电力有限公司电力科学研究院，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23