大停電后的負(fù)荷恢復(fù)研究.pdf

1、由于現(xiàn)代社會(huì)對(duì)電力供應(yīng)的依存度越來(lái)越高，大規(guī)模、長(zhǎng)時(shí)間的停電事故將給社會(huì)、經(jīng)濟(jì)帶來(lái)嚴(yán)重的負(fù)面影響，合理可行的系統(tǒng)恢復(fù)方案能有效加快恢復(fù)進(jìn)程，減少停電損失。作為系統(tǒng)恢復(fù)控制的重要優(yōu)化目標(biāo)之一，負(fù)荷恢復(fù)貫穿于整個(gè)恢復(fù)過(guò)程，系統(tǒng)恢復(fù)的每一階段都存在負(fù)荷投入的優(yōu)化問(wèn)題，負(fù)荷的全面快速恢復(fù)不僅能減少社會(huì)經(jīng)濟(jì)損失，而且能加速整個(gè)系統(tǒng)的重構(gòu)過(guò)程。在認(rèn)真學(xué)習(xí)和借鑒已有研究工作的基礎(chǔ)上，本文從單點(diǎn)負(fù)荷恢復(fù)的基礎(chǔ)理論研究入手，深入到實(shí)際恢復(fù)過(guò)程中各階段負(fù)荷

2、投入的優(yōu)化問(wèn)題，并詳細(xì)研究了負(fù)荷投入與其他恢復(fù)目標(biāo)的協(xié)調(diào)控制策略流程，構(gòu)成了大停電后負(fù)荷恢復(fù)研究的整體框架。整個(gè)研究涉及了模型建立、算法求解、約束校驗(yàn)、策略流程、交互協(xié)調(diào)控制等多個(gè)具體方面的內(nèi)容，針對(duì)負(fù)荷恢復(fù)問(wèn)題建立了系統(tǒng)的研究體系和詳細(xì)的分析方法，完善了系統(tǒng)恢復(fù)控制的研究框架。論文的研究工作和創(chuàng)新成果如下:
　　 1)針對(duì)系統(tǒng)恢復(fù)過(guò)程中具體變電站的負(fù)荷恢復(fù)能力進(jìn)行研究，綜合考慮系統(tǒng)頻率約束、暫態(tài)電壓下降約束、冷負(fù)荷啟動(dòng)特性和系

3、統(tǒng)潮流等影響因素，建立了確定變電站單次最大負(fù)荷恢復(fù)量的通用模型。針對(duì)負(fù)荷投入時(shí)的頻率跌落問(wèn)題，提出用經(jīng)驗(yàn)估算公式和平均系統(tǒng)頻率模型進(jìn)行計(jì)算;針對(duì)暫態(tài)電壓下降約束，根據(jù)對(duì)精度和速度不同的要求，提出了兩種校驗(yàn)方法;針對(duì)冷負(fù)荷啟動(dòng)特性，通過(guò)建立考慮溫控負(fù)荷特性的計(jì)算公式來(lái)確定故障后實(shí)際接入的負(fù)荷量。根據(jù)實(shí)際的恢復(fù)進(jìn)程和系統(tǒng)狀態(tài)，所建立的通用模型可簡(jiǎn)化影響因素個(gè)數(shù)或選擇簡(jiǎn)化的計(jì)算方法以提高計(jì)算速度。為提高搜索尋優(yōu)時(shí)的收斂速度，提出用一種改進(jìn)的二

4、分法對(duì)模型進(jìn)行求解。算例仿真驗(yàn)證了所建模型和算法的有效性。
　　 2)結(jié)合系統(tǒng)恢復(fù)前期機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程中的特點(diǎn)，分析了該時(shí)期負(fù)荷恢復(fù)的作用和主要內(nèi)容，提出了與該時(shí)期其他恢復(fù)目標(biāo)相協(xié)調(diào)的恢復(fù)流程;針對(duì)平衡機(jī)組出力的負(fù)荷恢復(fù)問(wèn)題，建立了一種多目標(biāo)的數(shù)學(xué)模型，并根據(jù)貪心算法的基本思想，提出了一種基于重要性?xún)?yōu)先的求解算法。線路充電時(shí)的負(fù)荷恢復(fù)問(wèn)題包括兩種不同的情況，針對(duì)最優(yōu)負(fù)荷量的確定問(wèn)題，基于二分法的搜索思想，提出了相應(yīng)的負(fù)荷量?jī)?yōu)化流程;

5、針對(duì)最優(yōu)負(fù)荷點(diǎn)的選擇問(wèn)題，首先確定了負(fù)荷點(diǎn)選擇的基本原則，在此基礎(chǔ)上提出了相應(yīng)的優(yōu)化策略。所提出的優(yōu)化策略和協(xié)調(diào)流程使得相應(yīng)的負(fù)荷恢復(fù)能夠與機(jī)組啟動(dòng)和相關(guān)網(wǎng)架恢復(fù)過(guò)程安全、有序、協(xié)調(diào)進(jìn)行。
　　 3)系統(tǒng)恢復(fù)后期，隨著主力機(jī)組的并網(wǎng)和主干網(wǎng)架的形成，需要進(jìn)行大規(guī)模的負(fù)荷投入，實(shí)際多個(gè)負(fù)荷點(diǎn)的總體恢復(fù)應(yīng)在滿(mǎn)足系統(tǒng)各種等式和不等式約束的前提下，根據(jù)各負(fù)荷點(diǎn)的大小、位置和重要性分階段順序進(jìn)行的。本文將該問(wèn)題構(gòu)建成考慮多負(fù)荷點(diǎn)投入順序的

6、組合優(yōu)化模型，即在目標(biāo)函數(shù)中引入了負(fù)荷投入順序的影響，并綜合考慮了不同順序下頻率、電壓、機(jī)組出力限值以及穩(wěn)態(tài)潮流等多個(gè)約束的滿(mǎn)足情況，即從頻率約束和電壓約束的角度，考慮了先投入負(fù)荷對(duì)后續(xù)負(fù)荷投入的影響;結(jié)合該階段負(fù)荷恢復(fù)的實(shí)際特點(diǎn)，提出用一種自適應(yīng)的粒子群優(yōu)化算法對(duì)模型進(jìn)行求解，通過(guò)分析個(gè)體極值的優(yōu)劣實(shí)現(xiàn)優(yōu)化過(guò)程中參數(shù)的自適應(yīng)調(diào)整。實(shí)際算例驗(yàn)證了所建模型和方法的有效性。
　　 4)為實(shí)現(xiàn)各恢復(fù)操作或優(yōu)化策略的功能模塊化，將恢復(fù)控

7、制中的各種問(wèn)題從不同的層面進(jìn)行分類(lèi);提出將某階段的整體優(yōu)化恢復(fù)目標(biāo)分割為多個(gè)局部對(duì)象，通過(guò)局部的恢復(fù)控制方法實(shí)現(xiàn)對(duì)某一個(gè)或幾個(gè)操作的優(yōu)化，在此基礎(chǔ)上提出了大停電后協(xié)調(diào)恢復(fù)控制的系統(tǒng)框架;基于不同的判斷標(biāo)志，對(duì)系統(tǒng)恢復(fù)狀態(tài)進(jìn)行劃分和識(shí)別，確定不同局部恢復(fù)控制優(yōu)化策略方法的實(shí)施時(shí)機(jī);根據(jù)不同的恢復(fù)狀態(tài)，提出相應(yīng)的局部恢復(fù)控制策略，包括機(jī)組恢復(fù)策略、網(wǎng)架恢復(fù)策略、負(fù)荷恢復(fù)策略、并列合環(huán)恢復(fù)策略以及直流恢復(fù)策略等，并結(jié)合已有的協(xié)調(diào)恢復(fù)控制框架提