一种考虑分区恢复的多黑启动电源布点规划方法技术

本发明专利技术涉及电力系统运行控制技术，具体涉及一种考虑分区恢复的多黑启动电源布点规划方法，该方法将分区恢复模型引入黑启动电源布点优化中，考虑多个黑启动电源的配置，计及黑启动机组位置、黑启动机组容量、机组启动时间、机组启动功率、路径充电时间等方面约束，构建以黑启动恢复时间最短为目标的多黑启动电源布点优化模型；然后基于智能优化算法求解多黑启动电源布点优化模型，得到最优黑启动电源布点规划方案。该方法充分发挥了多黑启动电源并行恢复的优势，提高了电力系统恢复效率，有效缩短了恢复时间。缩短了恢复时间。缩短了恢复时间。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑分区恢复的多黑启动电源布点规划方法


[0001]本专利技术属于电力系统运行控制
，特别涉及一种考虑分区恢复的多黑启动电源布点规划方法。

技术介绍

[0002]近年来，由于人为操作因素、电力设备故障以及极端天气灾害等方面的影响，国内外电力系统大面积停电事件依旧时有发生。黑启动电源是电力系统停电恢复的基础，在系统全部停电情况下具备自启动能力，能够为电网的恢复提供功率支撑。水力发电机组、燃油机组作为典型传统的黑启动电源，是早期电力系统恢复的主要依靠。该类电源一方面机组容量存在限制，另一方面规划建设深受地域情况和自然资源影响，因此基本无需开展黑启动电源布点优化的研究。对于许多地区来说，现实情况是水电机组等黑启动电源数量有限，而常规火力发电机因为热启动存在时间限制、自身爬坡速率慢、启动辅机往往具备较大冲击等原因，总是需要较长的时间来完成启动并向外输出功率，通过优化恢复控制决策过程很难大幅提升大规模停电下的电网恢复速度。黑启动电源已成为制约电网恢复效率的关键因素，黑启动电源的数量、布局和配置方式直接影响到电力系统的恢复效果。
[000本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑分区恢复的多黑启动电源布点规划方法，其特征在于，包括：抽象待规划建设黑启动电源的电网拓扑，依据支路恢复时间和有功功率构建电网加权拓扑图；基于改进标签传播算法建立电力系统分区模型；根据电力系统分区模型，基于Dijkstra算法搜索各分区内待启动机组的恢复路径，结合机组容量、爬坡速率、启动功率特性和恢复路径的距离，构建机组启动顺序综合指标，建立机组分区恢复模型；在机组分区恢复模型基础上，建立分区恢复的多黑启动电源布点规划模型，包括目标函数和约束条件两部分，以机组黑启动恢复时间最短作为目标函数，计及黑启动机组位置、黑启动机组容量、机组启动时间、机组启动功率和路径充电时间的约束；采用智能优化算法求解多黑启动电源布点规划模型，得到考虑分区恢复的多黑启动电源布点规划方案。2.根据权利要求1所述考虑分区恢复的多黑启动电源布点规划方法，其特征在于：所述构建电网加权拓扑图包括：将电网中的发电机和负荷提取为无差别节点，将线路、变压器视为支路，将电网抽象为拓扑图G＝(V,E)，其中V代表图的顶点集，E代表图的支路集；将支路的恢复时间以及停电前各支路流过的有功功率设置为支路权重，得到加权拓扑图，具体为：式中，W
ij
表示节点i与节点j间的支路权重，|P
ij
|代表停电前节点i与节点j间支路流过的有功功率绝对值，t
ij
代表节点i与节点j间支路的恢复时间，*代表对数值进行了归一化处理；若节点i、j存在直接相连的支路，根据P
ij
、t
ij
的大小为其赋权，否则权重为0。3.根据权利要求1所述考虑分区恢复的多黑启动电源布点规划方法，其特征在于：所述基于改进标签传播算法建立电力系统分区模型包括：根据电力系统恢复分区的基本要求，每个分区需至少配备一套黑启动电源，分区数量与黑启动电源数量保持一致；设电网中有n个节点，k台黑启动电源，分别位于x1,x2,
…
,x
k
节点，将黑启动电源所在节点作为初始标记节点，其标签信息在传播过程中始终保持不变，为初始阶段标签类别矩阵F赋值，具体为：电网中其余非黑启动电源和负荷节点的标签信息需要在传播过程中更新获取，因此除上式所涉及元素外，设置其余元素皆为零；对传统的标签传播算法进行改进，在传播策略中引入分区规模矩阵，用于电力系统恢复分区的划分；
定义分区规模因子，具体为：式中，m
c
表示标签类别c的分区规模因子，d
c
表示标签类别为c的所有节点度数之和，l为电网中支路总数；分区规模矩阵M的对角线元素为对应分区规模因子值，具体为：M矩阵表征系统中已存在分区的规模大小，标签的分区规模越大，所对应的规模影响因子越小；在每轮标签传播前，计算当前电网的分区规模矩阵，并将其纳入节点标签更新的考虑因素；改进后的标签传播方法为：式中，f(i)表示节点i的标签信息，C代表标签信息的种类，N(i)代表节点i的邻接节点集合，w
i
(f
j
)表示目标节点i与所有标签信息为f
j
的邻接节点的边权之和，m(f
j
)表示标签信息为f
j
的社区规模影响因子；各节点根据传播概率和社会规模矩阵进行传播，具体为：Y
t
＝F
t
‑1M式中Y矩阵为标签影响矩阵，代表本轮传播对各节点标签更新造成的影响；根据标签影响矩阵Y更新本轮标签分类矩阵F，若Y
t
的第i行中第c列元素数值最大，则将对应的标签分类矩阵中F
ic
元素置为1，同时F矩阵第i行其他元素置为0，从而实现对各节点标签信息的更新；不断重复传播过程，直至标签分类矩阵F收敛，得到各节点最终的标签信息和分区结果。4.根据权利要求1所述考虑分区恢复的多黑启动电源布点规划方法，其特征在于，所述基于Dijkstra算法搜索各分区内待启动机组的恢复路径包括：以邻接矩阵A刻画电网拓扑图的连接关系为：以邻接矩阵A刻画电网拓扑图的连接关系为：定义集合V
S
存储已寻得最短路径的节点，V
o
存储其他节点，集合D存储黑启动电源节点
与各节点间的距离，矩阵S存储各节点的最短路径，集合V
S
起初仅含有黑启动电源节点；根据邻接矩阵，在V
o
中选择到黑启动电源距离最短的节点k，将其纳入集合V
S
，将最短路径记录至S矩阵，同时将该节点从集合V
o
中移除；将以节点k作为中间节点所得的路径长度与原路径长度相比，取二者之中的最小值，更新调整集合D中各节点至起点的距离；遍历所有节点，得到所有节点至黑启动电源节点的最短路径和最短距离，将最短路径作为待启动机组节点的恢复路径。5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵洁，方宇迪，梁忆琳，肖思怡，董旭柱，王波，张宜扬，李松桓，张怀勋，张明晨，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：