一种配置火电机组进行电网自愈的方法和系统技术方案

本发明专利技术公开一种配置火电机组进行电网自愈的方法，包括步骤：获取电网的网络结构，确定所述网络结构中的母线；分别在每条所述母线上设置具有快速压出力功能的火电机组，对设置的所述火电机组配置不同的黑启动容量，计算每条母线设置所述火电机组后配置不同的黑启动容量时所述电网的自愈时间，确定自愈时间最短的母线及黑启动容量；在所述自愈时间最短的所述母线上安装所述火电机组，对所述火电机组配置所述自愈时间最短的黑启动容量。对应地还提供一种系统。本发明专利技术能确定火电机组在电网网络中的位置及其需配置的黑启动容量，从而显著提高电网故障下的快速自愈能力。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力系统中电网自愈
，特别是涉及一种配置火电机组进行电网自愈的方法，以及一种配置火电机组进行电网自愈的系统。
技术介绍
现代互联电网规模不断扩大，大幅度地提高了电力系统的运行性能，满足了国民经济的飞速发展。同时，由于供电规模的扩大，电网故障造成的损失将更为巨大。电力系统是公认的最复杂的人造系统，作为一个网络结构，局部故障有可能诱发连锁反应，导致大面积停电，甚至导致整个电网的崩溃。如何防止大面积停电，实现系统潜在风险的预控，故障后的迅速恢复，是现代电力系统运行和规划面临的重大课题。电网自愈策略的构建在很大程度上取决于各电网自身结构的差异。对一个实际电·网，需要根据其具体特征来制定恢复策略。一般来说，在恢复过程中，不同的电网具有某些类似的恢复特征，通常可以将自愈过程划分为通用的三个阶段电源恢复阶段、网架恢复阶段和负荷恢复阶段。高效率的电网自愈策略能够减少系统恢复时间，提高电网运行的可靠性。研究经验表明，电力系统的安全运行能力与故障后的恢复能力直接相关。数据显示故障损失的减小很大程度上依赖于快速的系统恢复，随着电网规模的快速发展以及控制手段的提高，这种趋势更加明显。启动电源的科学合理配置是实现电网快速自愈的基本保证。传统的电网自愈依赖于水电和小型燃油机组提供启动电源，这种方法，容量有限，同时受地域性影响巨大。快速压出力功能(fast cut back，以下简称FCB)是指火电机组在正常运行工况下，因内部或外部电网故障与电网解列，瞬间甩掉全部对外供电负荷，并保持锅炉在最低负荷运行，维持发电机带厂用电运行的自动控制功能。某些火电机组具有FCB功能，具备发电机解列带厂用电能力，有助于发电机组的安全停运，更能够作为网络故障情况下的启动电源，有助于电网在可能的最短时间内恢复正常。同时，这些FCB机组通常容量大、响应快，布置一定数量的FCB机组作为启动电源能够显著提高电网故障下的快速自愈能力。但是目前FCB机组的控制特性、黑启动容量、爬坡时间及其在网络中的位置对系统恢复的影响尚缺少定性及定量评估的模型与方法。因此，可在电网中布置FCB机组，而确定FCB机组在电网网络中的位置及其需配置的黑启动容量，对提高电网的自愈速度具有重要意义。
技术实现思路
基于此，本专利技术提供一种配置火电机组进行电网自愈的方法和系统，能考虑到FCB火电机组具备的黑启动功能，确定火电机组在电网网络中的位置及其需配置的黑启动容量，从而显著提高电网故障下的快速自愈能力，电网自愈速度大大提高。一种配置火电机组进行电网自愈的方法，包括如下步骤获取电网的网络结构，确定所述网络结构中的母线；分别在每条所述母线上设置具有快速压出力功能的火电机组，对设置的所述火电机组配置不同的黑启动容量，计算每条母线设置所述火电机组后配置不同的黑启动容量时所述电网的自愈时间，确定自愈时间最短的母线及黑启动容量；在所述自愈时间最短的所述母线上安装所述火电机组，对所述火电机组配置所述自愈时间最短的黑启动容量。一种配置火电机组进行电网自愈的系统，包括获取确定模块、母线及容量确定模块和安装配置模块；所述获取确定模块用于获取电网的网络结构，确定所述网络结构中的母线；所述母线及容量确定模块用于分别在每条所述母线上设置具有快速压出力功能的火电机组，对设置的所述火电机组配置不同的黑启动容量，计算每条母线配置火电机组 后配置不同的黑启动容量时所述电网的自愈时间，确定自愈时间最短的母线及黑启动容量;所述安装配置模块用于在所述自愈时间最短的所述母线上安装所述火电机组，对所述火电机组配置所述自愈时间最短的黑启动容量。本专利技术一种配置火电机组进行电网自愈的方法和系统，通过在电网内的每条母线上设置具有FCB功能的火电机组，对火电机组配置不同的黑启动容量，计算每条母线设置所述火电机组后配置不同的黑启动容量时所述电网的自愈时间，即可确定该电网中能使自愈时间最小的FCB机组的安装位置和配置容量。本专利技术考虑了火电机组具备的FCB功能，将其作为黑启电源，能显著提高电网故障下的快速自愈能力，电网自愈速度大大提高。附图说明图I为本专利技术配置火电机组进行电网自愈的方法在一实施例中的流程示意图。图2为图I中步骤S12实现电网自愈方法的流程示意图。图3是图2中数学模型的示意图。图4是图2中步骤S22中启动顺序的计算原理图。图5是图2中步骤S23中构建无向邻接矩阵的示意图。图6是本专利技术配置火电机组进行电网自愈的方法在一实施例中电网系统的网络结构示意图。图7是图6中母线101配置不同黑启动容量时计算的电网自愈时间的示意图。图8是图6中在不同母线设置火电机组时计算的电网自愈时间的示意图。图9为本专利技术配置火电机组进行电网自愈的系统在一实施例中的结构示意图。具体实施例方式下面结合实施例及附图对本专利技术作进一步详细说明，但本专利技术的实施方式不限于此。如图I所示，是本专利技术配置火电机组进行电网自愈的方法在一实施例中的流程示意图，包括如下步骤S11、获取电网的网络结构，确定所述网络结构中的母线；获取需加快自愈的电网的网络结构，即该电网内所有机组的连接情况，确定该网络结构的母线。S12、分别在每条所述母线上设置具有快速压出力功能的火电机组，对设置的所述火电机组配置不同的黑启动容量，计算每条母线配置火电机组后配置不同的黑启动容量时所述电网的自愈时间,确定自愈时间最短的母线及黑启动容量； 具有FCB功能的火电机组的布点选择(包括容量及配置地点)对于电网系统恢复的顺利进行以及减少恢复时间起到了非常关键的作用，需要找到对减少恢复时间最有利的火电机组的配置方案；电网配置了具有FCB功能的火电机组后，电网自愈的时间将相应减少；因此对该电网中的某一条母线上设置火电机组，对该火电机组配置不同的黑启动容量，计算配置不同的黑启动容量时该电网的自愈速度；本步骤的主要目的是比较在不同母线上设置火电机组后电网自愈速度的变化，自 愈时间最短的那条母线即为最佳的火电配置位置；同理对该电网中的每一条母线设置火电机组后不同容量对应的自愈时间；在全部母线都计算结束后，比较获得的自愈时间，得到自愈时间最短的母线及其配置的黑启动容量。在一较佳实施例中，本步骤中计算电网的自愈时间的方法为利用多个具备黑启动功能机组实现电网自愈的方法对所述电网进行自愈，计算所述电网的自愈时间；如图2所示，该自愈方法具体可包括如下步骤S21、获取电网内所有机组的运行数据，建立所述机组的数学模型；在本步骤，由于电网内的连接的机组类型较多，包括水电机组、普通火电机组、抽水蓄能机组、具有FCB能力的机组、黑启动机组等，在本步骤中首先建立各种机组在电网自愈阶段的统一稳态的数学模型，如图2所示，是该数学模型的示意图，该数学模型的参数为C为机组容量，a%为最小技术出力百分比,R是非黑启动机组的启动所需容量(对于黑启动机组以及具备FCB功能的机组为0)，t0是非黑启动接受外部电能、恢复厂用电的时间(该变量是电网自愈策略的输出变量)，机组是非黑启动机组恢复电力生产所需的时间(对于黑启动机组以及具备FCB功能的机组，h = t0), k为机组爬坡率。S22、根据所述数学模型，确定启动未启动机组的启动顺序序列以及搜寻已启动机组至所述未启动机组的供电路径；当电网发生故障，电网快速自愈的目的是尽快启动黑启动电源以及无黑启动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种配置火电机组进行电网自愈的方法，其特征在于，包括如下步骤：获取电网的网络结构，确定所述网络结构中的母线；分别在每条所述母线上设置具有快速压出力功能的火电机组，对设置的所述火电机组配置不同的黑启动容量，计算每条母线设置所述火电机组后配置不同的黑启动容量时所述电网的自愈时间，确定自愈时间最短的母线及黑启动容量；在所述自愈时间最短的所述母线上安装所述火电机组，对所述火电机组配置所述自愈时间最短的黑启动容量。

【技术特征摘要】
1.一种配置火电机组进行电网自愈的方法，其特征在于，包括如下步骤 获取电网的网络结构，确定所述网络结构中的母线； 分别在每条所述母线上设置具有快速压出力功能的火电机组，对设置的所述火电机组配置不同的黑启动容量，计算每条母线设置所述火电机组后配置不同的黑启动容量时所述电网的自愈时间，确定自愈时间最短的母线及黑启动容量； 在所述自愈时间最短的所述母线上安装所述火电机组，对所述火电机组配置所述自愈时间最短的黑启动容量。2.根据权利要求I所述配置火电机组进行电网自愈的方法，其特征在于，所述电网的自愈时间的计算方法为利用多个具备黑启动功能机组实现电网自愈的方法对所述电网进行自愈，计算所述电网的自愈时间。3.根据权利要求2所述配置火电机组进行电网自愈的方法，其特征在于，所述利用多个具备黑启动功能机组实现电网自愈的方法的步骤为 获取所述电网内所有机组的运行数据，建立所述机组的数学模型； 根据所述数学模型，确定未启动机组的启动顺序序列以及搜寻已启动机组至所述未启动机组的供电路径； 利用最优潮流算法计算已启动机组的出力和可调度负荷； 根据所述启动顺序序列、所述供电路径、所述发电机组的出力和所述可调度负荷，依次启动所述未启动机组。4.根据权利要求3所述配置火电机组进行电网自愈的方法，其特征在于，所述根据所述数学模型，确定未启动机组的启动顺序序列以及搜寻已启动机组至所述未启动机组的供电路径的步骤具体包括如下步骤 根据所述数学模型，利用启发式算法构建所述未启动机组的启动顺序序列； 利用连接矩阵变换算法搜索与已启动机组连接的未启动机组，确定已启动机组至未启动机组的连接路径； 根据所述启动顺序序列、所述连接路径和预设的所述连接路径的支路权重，利用迪杰斯特拉算法确定已启动机组至所述未启动机组母线充电电容最小的供电路径。5.根据权利要求3所述配置火电机组进行电网自愈的方法，其特征在于，所述利用最优潮流算法计算已启动机组的出力和可调度负荷的步骤具体包括如下步骤 将所有机组的调节量最小作为目标函数，利用最优潮流算法计算所述已启动机组的出力； 建立负荷模型，利用最优潮流算法计算所述已启动机组的可调度负荷；其中，所述负荷模型包括连续的有功和无功负荷模型，以及离散的有功和无功模型。6.一种配置火电机组进行电网自愈的系统，其特征在于，包括获取确定模块、母线及容量确定模块和安装配置模块； 所述获取确定模块用于获取电网的网络结...

【专利技术属性】
技术研发人员：李剑辉，马煜华，侯云鹤，张文峰，卢恩，覃智君，李嘉龙，王宁，龙霏，
申请(专利权)人：广东电网公司电力调度控制中心，华中科技大学，
类型：发明
国别省市：