電力系統(tǒng)恢復(fù)決策與優(yōu)化策略研究.pdf

1、現(xiàn)代電力系統(tǒng)的規(guī)模日趨龐大，在電源互補(bǔ)、穩(wěn)定性和供電可靠性方面具有明顯的優(yōu)勢。然而，大規(guī)?；ヂ?lián)的電力系統(tǒng)仍不能完全避免電力系統(tǒng)停電事故的發(fā)生。例如，當(dāng)大規(guī)模互聯(lián)的電力系統(tǒng)內(nèi)因操作、氣候等原因發(fā)生故障后，不合理的故障處理手段可能會引起惡性的連鎖性故障，導(dǎo)致大電網(wǎng)解列，甚至誘發(fā)大面積停電事故。雖然電力系統(tǒng)發(fā)生大面積停電事故的概率非常小，但往往會造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和社會影響。因此，對電力系統(tǒng)停電事故后的恢復(fù)問題進(jìn)行全面、深入和系統(tǒng)性的研究，加

2、快停電事故后電力設(shè)備的恢復(fù)和用戶供電的恢復(fù)速度，具有十分重要的指導(dǎo)意義。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴提出考慮黑啟動(dòng)群體決策的優(yōu)化與分析方法。針對決策群體的大小，分別提出了一種采用直覺模糊距離對黑啟動(dòng)群體決策結(jié)果一致性進(jìn)行分析的方法和針對參與黑啟動(dòng)優(yōu)化決策的復(fù)雜大決策群體進(jìn)行聚類分析的方法。為了改善黑啟動(dòng)群體決策意見的一致性，每輪決策過后，對指標(biāo)權(quán)重和專家權(quán)重進(jìn)行調(diào)整并帶入下一輪決策，直至達(dá)到滿意的一致性為止。對于決策群體較大的情況

3、，通過聚類得到群體的評價(jià)偏好，結(jié)合黑啟動(dòng)評價(jià)準(zhǔn)則的權(quán)重得到最終的黑啟動(dòng)決策結(jié)果。所提出的一致性優(yōu)化方法和聚類分析算法均可以有效的減小決策專家之間的意見分歧。⑵提出了局部電力系統(tǒng)恢復(fù)策略和電力系統(tǒng)并行恢復(fù)策略的優(yōu)化方法。考慮到局部電力系統(tǒng)恢復(fù)和并行恢復(fù)的特點(diǎn)，首先根據(jù)停電區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渖苫謴?fù)路徑集，之后對線路過電壓和不必要的恢復(fù)路徑進(jìn)行判斷和篩選，最后在考慮系統(tǒng)非停電區(qū)域的傳輸能力約束和停電區(qū)域內(nèi)部的負(fù)荷特性基礎(chǔ)上，對局部停電區(qū)域恢復(fù)和

4、電力系統(tǒng)并行恢復(fù)的子系統(tǒng)進(jìn)行劃分并對恢復(fù)路徑進(jìn)行優(yōu)化，最終建立了相應(yīng)的局部電力系統(tǒng)恢復(fù)和電力系統(tǒng)并行恢復(fù)的優(yōu)化模型。與現(xiàn)有方法一般需要對線路和節(jié)點(diǎn)賦予權(quán)重不同，所提出的恢復(fù)策略基于客觀信息，因而可以得到更為合理的優(yōu)化結(jié)果。⑶提出了分布式電源應(yīng)用于配電系統(tǒng)停電事故恢復(fù)的方法。首先，考慮含有分布式電源、儲能系統(tǒng)和可控負(fù)荷的配電系統(tǒng)，針對停電事故發(fā)生后一個(gè)較短時(shí)段內(nèi)的供電恢復(fù)問題，提出了以最大化恢復(fù)供電的負(fù)荷用電量為目標(biāo)的配電系統(tǒng)恢復(fù)模型。之

5、后，分析各種分布式電源的出力特性和供電能力，并利用可控負(fù)荷平衡間歇性電源出力波動(dòng)?？紤]到間歇性電源出力的不確定性，利用概率模型對其出力預(yù)測值進(jìn)行處理。所提出的方法通過對儲能系統(tǒng)和可控負(fù)荷的調(diào)度，有效的減少了間歇性分布式電源出力波動(dòng)對供電穩(wěn)定性的影響，并且充分利用了間歇性分布式電源的發(fā)電能力。⑷提出了考慮電動(dòng)汽車和儲能裝置輔助作用的電力系統(tǒng)恢復(fù)多目標(biāo)優(yōu)化方法。在考慮間歇性可再生能源和以電動(dòng)汽車、儲能系統(tǒng)為代表的主動(dòng)負(fù)荷廣泛接入電力系統(tǒng)的影

6、響的基礎(chǔ)上，首先以電動(dòng)汽車充換電站和儲能系統(tǒng)為單位，分析了電動(dòng)汽車和儲能系統(tǒng)在系統(tǒng)恢復(fù)過程中可能提供的輔助作用。然后，結(jié)合系統(tǒng)停電恢復(fù)需求，提出了恢復(fù)線路最少、恢復(fù)速度最快和網(wǎng)架電壓分布最均衡三個(gè)系統(tǒng)恢復(fù)優(yōu)化目標(biāo)，構(gòu)建了計(jì)及電動(dòng)汽車和儲能系統(tǒng)輔助作用的多目標(biāo)系統(tǒng)恢復(fù)方案優(yōu)化模型。所提出的多目標(biāo)優(yōu)化模型可以利用電動(dòng)汽車充換電站和儲能系統(tǒng)的靈活特性，加速系統(tǒng)恢復(fù)進(jìn)程。⑸提出了考慮離散型負(fù)荷恢復(fù)特性和頻率響應(yīng)的負(fù)荷恢復(fù)決策方法。首先根據(jù)電力系

7、統(tǒng)恢復(fù)過程中發(fā)電機(jī)組爬坡過程、發(fā)電機(jī)組的頻率響應(yīng)和負(fù)荷的頻率響應(yīng)，結(jié)合電力系統(tǒng)暫態(tài)模型，建立了負(fù)荷恢復(fù)的頻率響應(yīng)模型，并相對應(yīng)的構(gòu)造了允許頻率范圍內(nèi)可恢復(fù)負(fù)荷功率的預(yù)測算法。為提高預(yù)測的精度，提出了一種頻率預(yù)測誤差反饋修正的機(jī)制，利用實(shí)測頻率與預(yù)測頻率的誤差修正頻率的預(yù)測結(jié)果，進(jìn)一步修正可恢復(fù)負(fù)荷功率的預(yù)測值。所提出的負(fù)荷恢復(fù)決策方法可以有效的規(guī)劃離散負(fù)荷的恢復(fù)策略，充分利用發(fā)電機(jī)組的爬坡特性，并且保持系統(tǒng)的功率平衡和穩(wěn)定性，為大停電事