大停電后的負荷恢復(fù)研究.pdf

1、由于現(xiàn)代社會對電力供應(yīng)的依存度越來越高，大規(guī)模、長時間的停電事故將給社會、經(jīng)濟帶來嚴重的負面影響，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，負荷恢復(fù)貫穿于整個恢復(fù)過程，系統(tǒng)恢復(fù)的每一階段都存在負荷投入的優(yōu)化問題，負荷的全面快速恢復(fù)不僅能減少社會經(jīng)濟損失，而且能加速整個系統(tǒng)的重構(gòu)過程。在認真學(xué)習(xí)和借鑒已有研究工作的基礎(chǔ)上，本文從單點負荷恢復(fù)的基礎(chǔ)理論研究入手，深入到實際恢復(fù)過程中各階段負荷

2、投入的優(yōu)化問題，并詳細研究了負荷投入與其他恢復(fù)目標(biāo)的協(xié)調(diào)控制策略流程，構(gòu)成了大停電后負荷恢復(fù)研究的整體框架。整個研究涉及了模型建立、算法求解、約束校驗、策略流程、交互協(xié)調(diào)控制等多個具體方面的內(nèi)容，針對負荷恢復(fù)問題建立了系統(tǒng)的研究體系和詳細的分析方法，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)針對系統(tǒng)恢復(fù)過程中具體變電站的負荷恢復(fù)能力進行研究，綜合考慮系統(tǒng)頻率約束、暫態(tài)電壓下降約束、冷負荷啟動特性和系

3、統(tǒng)潮流等影響因素，建立了確定變電站單次最大負荷恢復(fù)量的通用模型。針對負荷投入時的頻率跌落問題，提出用經(jīng)驗估算公式和平均系統(tǒng)頻率模型進行計算;針對暫態(tài)電壓下降約束，根據(jù)對精度和速度不同的要求，提出了兩種校驗方法;針對冷負荷啟動特性，通過建立考慮溫控負荷特性的計算公式來確定故障后實際接入的負荷量。根據(jù)實際的恢復(fù)進程和系統(tǒng)狀態(tài)，所建立的通用模型可簡化影響因素個數(shù)或選擇簡化的計算方法以提高計算速度。為提高搜索尋優(yōu)時的收斂速度，提出用一種改進的二

4、分法對模型進行求解。算例仿真驗證了所建模型和算法的有效性。
　　 2)結(jié)合系統(tǒng)恢復(fù)前期機組啟動過程中的特點，分析了該時期負荷恢復(fù)的作用和主要內(nèi)容，提出了與該時期其他恢復(fù)目標(biāo)相協(xié)調(diào)的恢復(fù)流程;針對平衡機組出力的負荷恢復(fù)問題，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優(yōu)先的求解算法。線路充電時的負荷恢復(fù)問題包括兩種不同的情況，針對最優(yōu)負荷量的確定問題，基于二分法的搜索思想，提出了相應(yīng)的負荷量優(yōu)化流程;

5、針對最優(yōu)負荷點的選擇問題，首先確定了負荷點選擇的基本原則，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)的負荷恢復(fù)能夠與機組啟動和相關(guān)網(wǎng)架恢復(fù)過程安全、有序、協(xié)調(diào)進行。
　　 3)系統(tǒng)恢復(fù)后期，隨著主力機組的并網(wǎng)和主干網(wǎng)架的形成，需要進行大規(guī)模的負荷投入，實際多個負荷點的總體恢復(fù)應(yīng)在滿足系統(tǒng)各種等式和不等式約束的前提下，根據(jù)各負荷點的大小、位置和重要性分階段順序進行的。本文將該問題構(gòu)建成考慮多負荷點投入順序的

6、組合優(yōu)化模型，即在目標(biāo)函數(shù)中引入了負荷投入順序的影響，并綜合考慮了不同順序下頻率、電壓、機組出力限值以及穩(wěn)態(tài)潮流等多個約束的滿足情況，即從頻率約束和電壓約束的角度，考慮了先投入負荷對后續(xù)負荷投入的影響;結(jié)合該階段負荷恢復(fù)的實際特點，提出用一種自適應(yīng)的粒子群優(yōu)化算法對模型進行求解，通過分析個體極值的優(yōu)劣實現(xiàn)優(yōu)化過程中參數(shù)的自適應(yīng)調(diào)整。實際算例驗證了所建模型和方法的有效性。
　　 4)為實現(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、制中的各種問題從不同的層面進行分類;提出將某階段的整體優(yōu)化恢復(fù)目標(biāo)分割為多個局部對象，通過局部的恢復(fù)控制方法實現(xiàn)對某一個或幾個操作的優(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，對系統(tǒng)恢復(fù)狀態(tài)進行劃分和識別，確定不同局部恢復(fù)控制優(yōu)化策略方法的實施時機;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，包括機組恢復(fù)策略、網(wǎng)架恢復(fù)策略、負荷恢復(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