区域电网黑启动路径优化研究

摘要

黑启动是指整个系统因故障停运后,通过启动系统内具有自我启动能力的机组,或通过外部电网的电力,给失去自我启动能力的机组提供厂用电,使其恢复工作。部分系统恢复后,最终整个供电系统恢复正常。
　　 目前,我国各区域电网都根据自身的网络状况与电源分布情况,制定了相应的黑启动预案,有的还做过黑启动试验。黑启动方案中一般选择水电厂(包括抽水蓄能电厂)和燃机机组作为黑启动电源首选电厂。待黑启动机组自身启动后,选择向没有自启动能力机组送电,一般按照黑启动预案中的路径进行送电或是曾做过黑启动试验的路径送电。但是电网的结构、设备运行方式和故障方式千变万化,事先准备好的方案可能因系统状态不同而不能直接应用,延误系统的恢复过程。
　　 因此,需要对黑启动路径进行优化,能随电网结构和设备运行状态的变化随时修正。寻找黑启动的最优路径问题可以演化为网络分析中的最短路问题,区域电力系统的网络图是一个赋权无向图,边的权数就是线路的阻抗。寻找黑启动电源与首选被启动电源之间的最优路径,也就是寻找一条黑启动线路,使之线路总阻抗值最小。
　　 首先设置好网络矩阵.当电网结构发生变化时(如线路停用),只需对权边重新赋值,形成新的邻接矩阵。用最短路算法对网络进行搜索,生成在拓扑关系上最优的黑启动路径,然后进行各种技术校验,以确定在拓扑关系和技术上同样可行的路径,从而最终实现对黑启动路径的优化。
　　 本文分别利用穷举法与最短路径法(即经典Dijkstra算法)进行计算与比较,实现以下三种情况下的黑启动路径优化:
　　 (1)对电网拓扑数据库进行自动搜索,在选择的黑启动电源点和被启动电源之间寻找最优的黑启动路径,即完全接线方式下的黑启动路径优化。
　　 (2)如果预案中的黑启动路径当中有线路因故无法运行时,重新设计新的最优迂回路径,即破坏的接线方式下黑启动路径优化。
　　 (3)如果预案中的首选被启动电源因故无法启动时,在黑启动电源与备选启动电源间建立新的最优黑启动路径,即黑启动电源与备选启动电源间黑启动路径优化。
　　 然后.对得到的最优黑启动路径进行技术校验。
　　 最后,介绍江苏电网黑启动概况并举一区域电网黑启动方案进行分析。