大面积停电后快速复电的理论与方法研究

摘要

电力系统结构复杂，覆盖面广，需要维持瞬时平衡，且影响平衡的因素非常多，随机性强，可以说，大面积停电不能完全避免。随着电力系统规模的扩大，社会对电力的需求越来越高，大面积停电后造成的损失也越来越严重。因此，如何实现大面积停电后系统的快速、稳定地恢复是目前电力安全防御研究领域的重要课题。针对大面积停电后快速复电的问题，本文开展了如下工作:
　　1)提出了大面积停电后快速复电的总体框架。在管理方面，确定了快速复电管理中各阶段的目标和内容，提出了优化管理模式和业务流程的策略。基于现阶段快速复电的技术和方法，建立了大面积停电后快速复电的技术框架，为快速复电的实施提供了技术指导。
　　2)提出了基于节点重要度和粒子群算法的动态分区方法。首先，根据不同节点的属性确定节点的重要性，将节点分为中心节点和一般节点。然后，根据黑启动电源的地理位置，将电源节点、重要变电站和重要负荷节点划分到相应的子系统中，并综合考虑节点结构重要度和最短路径的原则，建立节点分区的判定函数。最后，建立整体恢复时间最少的分区优化模型，利用粒子群算法与基于节点重要性的分区方法进行模型求解，保证了分区的合理性，减少了系统整体的恢复时间。
　　3)提出了同时考虑机组和负荷优先级的网架重构方法。分析了网架重构过程中机组和负荷优先级，根据机组的启动特性以及不同的恢复时间确定机组恢复的优先级，根据负荷本身属性和结构特点确定负荷的优先级。按照网架重构中优化目标的不同，将网架重构的优化分为节点优化和路径优化两个阶段。首先利用机组和负荷的本身属性，进行当前时段下机组和负荷的预选，从而选定当前阶段满足恢复要求的节点，然后根据节点的结构特性，采用粒子群算法优化目标节点的顺序，最后利用最短路径的方法优化其送电路径，得到最终整体优化的恢复方案，提高了网架重构的效率、机组出力的利用率和重要负荷恢复的概率，减少了系统整体恢复的时间。
　　本文在建立大面积停电后快速复电的总体框架的基础上，围绕快速复电过程中的动态分区和网架重构方法进行了研究，对提高大面积停电后电力系统快速、稳定地恢复能力，减少大面积停电后的经济损失具有一定的意义。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景和意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 大面积停电后快速复电技术的研究现状

1．2．2 大面积停电后快速复电的管理研究现状

1．3 本文主要工作

第2章 大面积停电后快速复电的总体框架

2．1 大面积停电后快速复电的架构设计

2．2 大面积停电后快速复电的管理框架

2．2．1 快速复电的管理机制

2．2．2 快速复电的管理环节

2．3 大面积停电后快速复电的技术框架

2．3．1 快速复电的关键技术

2．3．2 快速复电的实施方法

2．4 本章小结

第3章 基于节点重要度和粒子群算法的动态分区

3．1 基于节点重要度的分区方法

3．1．1 分区的原则

3．1．2 节点重要性的确定

3．1．3 分区的过程

3．2 分区模型的建立

3．2．1 目标函数

3．2．2 分区约束

3．3 基于粒子群算法的模型求解

3．3．1 分区优化算法

3．3．2 算法流程

3．4 算例分析

3．5 本章小结

第4章 同时考虑机组和负荷优先级的网架重构

4．1 网架重构过程中机组和负荷优先级

4．1．1 机组优先级的确定

4．1．2 负荷优先级的确定

4．2 网架重构优化模型

4．2．1 目标函数

4．2．2 约束条件

4．3 网架重构优化模型的求解

4．3．1 机组节点和负荷节点的预选

4．3．2 机组和负荷优化

4．3．3 网架重构的全局优化

4．4 算例分析

4．5 本章小结

结论与展望

参考文献

致谢

附录A 攻读硕士学位期间取得的研究成果

附录B 节点重要度评估指标参数