【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力系统控制领域，具体涉及一种电力系统重构方法。
技术介绍
系统发生大规模停电后，系统恢复过程历时较长，短则需要几个小时，长则甚至几天时间，且每个时间段的恢复重点不同。从时间角度上，根据系统恢复过程在不同时间段的特点与主要恢复对象的不同，通常将整个过程分为三个阶段：黑启动阶段、网架恢复阶段和负荷恢复阶段。(1)黑启动阶段一般历时30～60分。在这一阶段，首先由启动电源分别向跳闸的具有临界时间限制的电源提供启动电源，使其恢复发电能力，重新并入电网，形成一个个孤立运行的子系统。系统的启动电源可以是水轮发电机、燃气轮发电机、事故后存留在系统中的发电机(如跳闸后带自身厂用电的发电机)或解列后的孤立子系统和相邻系统的支援。在这一阶段涉及的主要问题有：机组的启动和运行特性、向空载线路和变压器充电引起的自励磁和过电压问题、变压器饱和引起的并联谐振问题、大型电动机启动、孤立小系统的调频和调压问题等。该阶段是从电磁暂态过程、机电暂态过程到准稳态的恢复过程。(2)网架恢复阶段通常历时3～4小时。这一阶段将通过启动大型带基础负荷的机组及投入主要输电线路逐步恢复主网的网架，一方面加强发电厂之间的联系以提高对厂用电的供电可靠性，另一方面对一些子系统进行并列，从而建立一个稳定的网架，为下一阶段全面恢复负荷打下基础。当然，对于一些地区系统之间的较长联络线，可以暂缓投入并将它们放在负荷恢复以后进行，以免发生稳定性问题，并减少调度人员的紧张情绪。另外，对一些向边远地区不重要的负荷供电的线路，也可以暂时不必投入。这一阶段涉及的主要问题是避免发电机吸收的无功超过其进相能力和大量...
【技术保护点】
一种电力系统重构方法，其特征在于，所述方法包括：根据子系统划分规则，将待重构系统划分为x个子系统，其中，x为正整数；利用所述子系统的骨干通道恢复模型及其约束条件恢复所述子系统的骨干通道；利用所述子系统的局部电网恢复路径优化的目标函数及其约束条件恢复所述子系统的局部电网；利用区域联网恢复函数及其约束条件对子系统进行系统间联网恢复。
【技术特征摘要】
1.一种电力系统重构方法，其特征在于，所述方法包括：根据子系统划分规则，将待重构系统划分为x个子系统，其中，x为正整数；利用所述子系统的骨干通道恢复模型及其约束条件恢复所述子系统的骨干通道；利用所述子系统的局部电网恢复路径优化的目标函数及其约束条件恢复所述子系统的局部电网；利用区域联网恢复函数及其约束条件对子系统进行系统间联网恢复。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述子系统包括：至少一个黑启动电源、被启动电源、输电线路、变电站和负荷节点。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述子系统划分规则包括：子系统的数目x小于所述待重构系统中黑启动电源数目；子系统之间的发电机组总装机容量或最大负荷容量的差大于分区规模阈值y；各子系统内负荷与出力平衡；各子系统间的联络线数量小于等于4，且所述联络线的电压等级为110～220kV；子系统以黑启动电源为中心；子系统间能够并网。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述子系统的骨干通道恢复模型及其约束条件恢复所述子系统的骨干通道，包括：定义子系统骨干通道的网架覆盖率和网架离散率；利用所述网架覆盖率和网架离散率构建子系统的骨干通道恢复模型及其约束条件；根据所述子系统的骨干通道恢复模型优化选取目标节点、优化目标节点恢复顺序及恢复路径，其中，所述目标节点构成的骨干通道需满足所述约束条件。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述定义子系统骨干通道的网架覆盖率和网架离散率包括：按下式(1)定义子系统骨干通道的主干网架K的网架覆盖率Ck及节点j到主干网架K中各节点的最短路径最小值dj-K：Ck=Σi∈Ωkαi+Σj∈Ωk‾12dj-Kαjdj-K=min(dj-i),i∈Ωk---(1)]]>式(1)中，Ωk为所述子系统的主干网架K中的节点集合，为所述子系统的主干网架K之外的节点集合，αi节点i的综合重要度，αj为节点j的综合重要度，dj-i为节点j到节点i的距离，即节点j到节点i的最短路径经过的线路数；按下式(2)定义子系统骨干通道的网架离散率D及恢复第i个目标节点时的网络离散度Di：D=max(Di)i=1,2,...,nkDi=max(dj-k)nG‾j∈ΩiG,k∈ΩiG‾---(2)]]>式(2)中，nk为目标节点总数，ΩiG为恢复第i个目标节点时已恢复主干网架中的电源节点集合，为恢复第i个目标节点时已恢复主干网架中的非电源节点集合，为已恢复的非电源目标节点数。6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述利用所述网架覆盖率和网架离散率构建子系统的骨干通道恢复模型及其约束条件，包括：按下式(3)构建子系统的骨干通道恢复模型：maxf=τCK-Σi∈LKωiTD---(3)]]>式(3)中，f为子系统的骨干通道恢复效率函数，τ为子系统的主干网架覆盖率权重，CK为子系统的主干网架K的网架覆盖率，LK为恢复主干网架包含的线路集合，ωi为被恢复线路的权重，T为系统恢复所需时间；按下式(4)确定子系统的潮流约束：PGimin≤PGi≤PGimaxi=1,2,...,nGQGimin≤QGi≤QGimaxi=1,2,...,nGVjmin≤Vj≤Vjmaxj=1,2,...,nKIk≤Ikmaxk=1,2,...,nKl---(4)]]>式(4)中，nG为子系统中已复发电机节点数，nK为子系统中已复节点数，nKl为子系统中已复线路数，为子系统中第i个发电机节点的有功出力最小值，为子系统中第i个发电机节点的有功出力最大值，PGi为子系统中第i个发电机节点的有功出力，为子系统中第i个发电机节点的无功出力最小值，为子系统中第i个发电机节点的无功出力最大值，QGi为子系统中第i个发电机节点的无功出力，为子系统中第j个节点的电压最小值，Vj为子系统中第j个节点的电压，为子系统中第j个节点的电压最大值，Ik为子系统中第k个线路的电流，为子系统中第k个线路的电流最大值；按下式(5)确定子系统的非电源节点并行恢复约束函数：L*≤(1-fmin*2)RΣ*TJ---(5)]]>式(5)中，L*为子系统并行恢复节点的总负荷，为子系统允许出现的最低频率，按下式(6)确定和TJ：式(6)中，为子系统中第i个发电机的爬坡率，TJi为子系统中第i个发电机的惯性时间常数，为子系统中第i个发电机的额定容量。7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述子系统的骨干通道恢复模型优化选取目标节点，包括：按下式(7)确定所述子系统的骨干通道恢复模型的化简函数：maxf′=CK′T′---(7)]]>式(7)中，f′为子系统的骨干通道恢复效率函数化简值，T′为子系统的骨干通道恢复效率函数化简后的恢复所需时间，为子系统的骨干通道恢复效率函数化简后主干网架K的网架覆盖率；其中，按下式(8)确定子系统的骨干通道恢复效率函数化简后的恢复所需时间T′：T′＝∑T′ii∈ΩD(8)式(8)中，T′i为子系统的骨干通道恢复效率函数化简后目标节点集合中第i个节点恢复所需时间，ΩD为目标节点集合；按下式(9)确定子系统的骨干通道恢复效率函数化简后主干网架K的网架覆盖率C′K：CK′＝∑α′jj∈ΩD(9)式(9)中，α′j为子系统的骨干通道恢复效率函数化简后目标节点集合中第j个节点的综合重要度；进一步的，按下式(10)确定子系统的骨干通道恢复效率函数化简后目标节点集合中第i个节点恢复所需时间T′：Ti′≈12(ΣjΦmin1itjl+ΣjΦmin2itjl)---(10)]]>式(10)中，为节点i到其他目标节点路径中的最短路径集合，为节点i到其他目标节点路径中的次短路径集合，为线路j所需恢复时间；优化选取目标节点的步骤具体包括：a.设子系统所有节点均为目标节点，按所述式(7)获取函数值；b.将所述目标节点中重要度最小的节点列为非目标节点；c.对非目标节点的综合重要度进行转移，其中，若子系统中节点i的综合重要度αi最小，则令所述节点i为非目标节点，转换其综合重要度α′i＝0，将所述综合重要度αi转移至距节点i最近的目标节点j，则按下式(11)转换目标节点j的综合重要度αj：αj′=αj+αi/nDi2di-D,j∈ΩDi---(11)]]>式(11)中，α′j为转换后目标节点j的综合重要度，为距第i个非目标节点最近的节点集合，di-D为节点i至的距离，为中目标节点个数；d.按所述式(7)获取函数值，若该函数值比所述步骤a中函数值大，则返回步骤b，若该函数值比所述步骤a中函数值小，则转至步骤e；e.所述步骤d中函数值是否为连续第二轮减小，若是，则转至步骤f，若否，则保存当前目标节点集合X，转至步骤b；f.输出当前目标节点集合；其中，所述步骤f获取的目标节点集合为最优目标节点集合。8.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述子系统的骨干通道恢复模型优化目标节点恢复顺序，包括：采用交叉粒子群优化算法获取目标节点的最优恢复顺序；其中，所述交叉粒子群优化算法执行过程中，将目标节点按其距子系统中黑启动电源的远近分为两类，并按初始化原则对目标节点进行初始化，所述初始化原则包括：a.属于不同类的目标节点，其先后顺序不变；b.同类中目标节点可随机排序；所述交叉粒子群优化算法执行过程中，目标函数为所述子系统的骨干通道恢复模型。9.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述子系统的骨干通道恢复模型优化目标节点恢复路径，包括：a.根据所述目标节点的恢复顺序，逐个对目标节点进行恢复；b.判断当前目标节点是否为非电源节点，是则转步骤c；否则转步骤f；c.判断当前目标节点的后续...
【专利技术属性】
技术研发人员：张志强，唐晓骏，李群炬，郑超，吴涛，徐友平，邵德军，王承民，赵腾，陈得治，王青，吴丽华，丁剑，吉平，宋云亭，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，国网冀北电力有限公司电力科学研究院，华中电网有限公司，上海交通大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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