電力系統(tǒng)恢復(fù)分區(qū)與網(wǎng)架重構(gòu)方案評估方法研究.pdf

1、隨著電力系統(tǒng)規(guī)模不斷擴(kuò)大,電網(wǎng)互聯(lián)性日益加強(qiáng),由天氣或其他偶然因素引發(fā)電力系統(tǒng)級聯(lián)故障,進(jìn)而造成電力系統(tǒng)大停電等災(zāi)難性事故發(fā)生的風(fēng)險大大增加。從2003年至今,美、加、俄、日本及歐洲多國都先后發(fā)生過大規(guī)模停電事故,我國近幾年也因各種自然災(zāi)害引發(fā)多起較為嚴(yán)重的停電事故。目前,國內(nèi)外電力系統(tǒng)的運行經(jīng)驗以及相關(guān)理論研究表明,誘發(fā)大停電的初始原因種類多且十分復(fù)雜,即使在電力安全穩(wěn)定運行能力不斷提升的今天,也無法從根本上避免大停電事故的發(fā)生。但是

2、,運用合適的防御對策、實施及時的緊急控制、制定有效的恢復(fù)策略能在很大程度上減小停電區(qū)域,縮短停電時間。
　　當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生大面積停電事故后,為了合理利用黑啟動電源,提高恢復(fù)效率,同時也為了保障恢復(fù)進(jìn)程的可靠進(jìn)行,應(yīng)當(dāng)將整個停電系統(tǒng)劃分為多個子系統(tǒng)并行恢復(fù),需要研究切合電力系統(tǒng)恢復(fù)實際的分區(qū)方法,依據(jù)停電后的電網(wǎng)實時狀態(tài),適應(yīng)性的將待恢復(fù)系統(tǒng)進(jìn)行分區(qū);在電力系統(tǒng)恢復(fù)的網(wǎng)架重構(gòu)階段,為了緩解運行調(diào)度人員的壓力,提高方案決策的合理性,需

3、要一套綜合決策評估方法輔助調(diào)度運行人員全面考慮影響網(wǎng)架重構(gòu)的因素,選擇合理的重構(gòu)方案;另外,目前實際電力系統(tǒng)的恢復(fù)決策多以事先制定的預(yù)案為指導(dǎo),難以適應(yīng)不斷發(fā)展變化的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)以及復(fù)雜多變的事故情形。因此,需要研究電力系統(tǒng)恢復(fù)綜合輔助決策支持系統(tǒng),彌補(bǔ)現(xiàn)有電力系統(tǒng)調(diào)度平臺在恢復(fù)控制上的不足。在廣泛學(xué)習(xí)電力系統(tǒng)恢復(fù)方面相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,本論文針對以上幾個方面開展了深入的研究,主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新成果如下:
　　1)針對電力系統(tǒng)恢復(fù)分區(qū)問

4、題,提出了一種適應(yīng)性電力系統(tǒng)恢復(fù)分區(qū)方法。該適應(yīng)性分區(qū)法以復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中的社團(tuán)結(jié)構(gòu)劃分理論為基礎(chǔ),將分區(qū)過程分為凝聚與分裂兩個階段。其中,凝聚階段主要處理電力系統(tǒng)黑啟動階段對分區(qū)的特殊要求,將黑啟動電源與其附近重要發(fā)電廠、重要恢復(fù)目標(biāo)聚合,形成初始子系統(tǒng),后續(xù)的分裂階段采用基于邊的聚合度及介數(shù)定義的邊的聯(lián)絡(luò)度尋找電網(wǎng)中連接各分區(qū)的關(guān)鍵線路并斷開,最終形成多個電力系統(tǒng)恢復(fù)分區(qū)。該適應(yīng)性分區(qū)方法不僅能形成可行、可靠的恢復(fù)分區(qū),保證各分區(qū)內(nèi)部有逐

5、步恢復(fù)供電的能力,還考慮到電力系統(tǒng)在實際調(diào)度中的分層、分區(qū)控制原則,減小恢復(fù)子系統(tǒng)劃分與分區(qū)調(diào)度的沖突。山東電網(wǎng)為例的計算表明,本文提出的分區(qū)方法能較好的處理大電網(wǎng)停電后的恢復(fù)分區(qū)問題,同時該方法還能從地區(qū)層級上指導(dǎo)大電網(wǎng)中黑啟動機(jī)組的優(yōu)化配置。
　　2)針對網(wǎng)架重構(gòu)過程中安全校驗和分析評估項目眾多、計算結(jié)果表示方法多樣的問題,本文提出了一種新的基于不確定多屬性理論的網(wǎng)架重構(gòu)方案評價方法。該方法總結(jié)分析了評價網(wǎng)架重構(gòu)方案優(yōu)劣的屬性

6、,并依據(jù)各屬性的特點將其分為約束型和優(yōu)化型兩類。在評價重構(gòu)方案時,依據(jù)屬性分類采用相適應(yīng)的權(quán)重確定方法,以達(dá)到合理利用評價屬性的目的。針對網(wǎng)架重構(gòu)進(jìn)程中確定性與不確定性并存、方案評價屬性定性與定量俱有的情形,引入?yún)^(qū)間數(shù)表示方案的評價屬性值,在最終計算出各方案的評價值之后,以區(qū)間數(shù)之間的可能度比較法最終決定方案的優(yōu)劣排序。該評價方法依據(jù)網(wǎng)架重構(gòu)的具體情形分析評價屬性的特點,針對性的結(jié)合使用主觀賦權(quán)法與客觀賦權(quán)法,在保證評價客觀可靠的基礎(chǔ)上

7、,允許調(diào)度員或其他恢復(fù)專家依據(jù)個人喜好或?qū)嶋H情況影響屬性權(quán)重,較好的完成方案的綜合評價與優(yōu)選。以山東電網(wǎng)濟(jì)南地區(qū)的恢復(fù)為例,計算表明,采用該評價方法得出的結(jié)果既能保證客觀性也可依據(jù)系統(tǒng)實際切合評價主體的要求,為電力系統(tǒng)網(wǎng)架重構(gòu)方案的評價與優(yōu)選提供了一種新的思路和手段。
　　3)對電力系統(tǒng)恢復(fù)綜合輔助決策支持系統(tǒng)的設(shè)計進(jìn)行了初步研究,探討了該系統(tǒng)的定位與主要功能,在此基礎(chǔ)上,分析了該系統(tǒng)平臺的數(shù)據(jù)需求,設(shè)計與修改了相關(guān)數(shù)據(jù)表。之后以