关键词:
黑启动
分区恢复
数学规划
多目标优化
系统静态安全
摘要:
电力系统在大停电事故后,需要合理的黑启动方案来指导恢复,如何快速地将系统供电全面恢复是黑启动方案制订的核心内容。多个黑启动区域并行恢复,有利于降低子系统复杂程度,加快黑启动进程,提高恢复可靠性。本文对黑启动分区问题的建模与求解展开了如下几方面的研究。(1)建立了分区恢复优化的混合整数线性规划基本模型。以系统负荷恢复量最大为目标,同时考虑系统的分区规模平衡,采用加权法建立了单目标函数;将交流潮流约束线性化表达为直流潮流约束,基于网络流理论建立了子系统内连通性约束,并通过对节点在子系统投入状态的的变量建立了子系统分离约束;综合目标函数和约束集就建立了分区恢复优化的混合整数线性规划模型,并采用IEEE 39节点系统和118节点系统作为算例求解得到分区方案。通过对最终分区方案的分析,表明了该分区优化模型具备高效性、通用性,能够围绕预设黑启动机组形成可靠分区,并可以快速求解大规模系统得到目标函数的最优解,对实际电力系统黑启动分区方案的制订具有指导意义。(2)提出了一种基于规格化法平面约束法的分区恢复的多目标优化方法。构造考虑子系统内有功平衡和分区间恢复代价平衡的双目标函数,结合前文提出的分区优化约束集,建立了双目标协调优化的黑启动分区恢复模型,应用规格化法平面约束法对双目标模型求解得到一组Pareto解,基于变异系数法对解集进行最优筛选,最终得到最优分区方案。双目标优化策略能够消除目标函数主观赋权和量纲、数量级差异对结果倾向性带来的影响,得到更为合理的优化结果。(3)建立了考虑系统静态安全约束的分区优化模型。采用前文构造的加权单目标函数,考虑N-1静态安全的潮流约束,对每一个N-1故障场景进行了正常运行状态的约束,结合前文建立的区内连通性约束和子系统分离约束,建立了考虑N-1静态安全约束的分区优化模型,并采用数学规划算法进行求解。以IEEE 39节点标准系统为算例,分析了所得分区方案对于预想事故(N-1断线)的承受能力,从而验证了该分区模型的合理性。