一种考虑了相邻系统的电力支援方法
【专利摘要】本发明公开了一种考虑了相邻系统的电力支援方法，涉及电力系统恢复控制领域。本发明的考虑了相邻系统的电力支援方法包括以下步骤：a.建立目标函数；b.收缩节点；c.线路介数的计算；d.优化恢复路线。本发明通过尽量多的恢复发电机与负荷，并寻找最优的送电路径，以加快网络重构进程，缩短路径恢复时间。并且本发明考虑了在灾难气候下的路径恢复，以及相邻的电力系统的电力支援，使得电力系统全停电后的黑启动恢复更加安全可靠。
【专利说明】-种考虑了相邻系统的电力支援方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力系统恢复控制领域，特别涉及一种考虑了相邻系统的电力支援方 法。
【背景技术】
[0002] 电力系统恢复控制是指电力系统发生故障，系统部分负荷停电甚至处于解列状态 乃至全网停电后，在尽量短的时间内，最大限度地恢复系统至新的正常运行状态的控制过 程。恢复控制是一个多目标、多阶段、多变量、非线性、并带多个约束条件的组合优化问题， 难以从总体上确定优化策略，常分解为一系列子问题分别进行处理。按主要恢复对象的不 同可分为：机组启动、网络重构和负荷恢复。
[0003] 对于机组的启动优化的研究，目前主要研究了影响机组启动的因素，并采用专家 系统、层次分析方法、模糊推理、神经网络等智能算法确定机组的启动顺序；对于网络重构 优化的研究，目前主要研究了网络重构的建模，以及提出了路径寻优的时间性和评价节点 的重要程度指标；对于负荷优化恢复，主要面向网络框架已经完全恢复的阶段，在系统网络 结构保持不变的情况下，确定负荷恢复的优化策略。
[0004] 电力系统发生故障全停电后的黑启动恢复问题是电力系统安全防御的重要课题。 在超高压直、交流输电发展成熟的今天，相邻系统的电力支援在恢复过程中的作用也不容 忽视；并且根据灾害性质和发生地点的不同，在路径选择中要考虑某些设备运行可靠性、恢 复代价，若强行给这些设备送电，容易造成黑启动效率低下甚至失败，给系统带来更大的 损失。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种考虑了相邻系统 的电力支援方法。
[0006] 为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
[0007] -种考虑了相邻系统的电力支援方法，包括以下步骤：
[0008] a.建立目标函数：将路径恢复每一时步的网络重构过程等效成一个多目标问题， 其目标函数描述如下：
[0009]
【权利要求】
1. 一种考虑了相邻系统的电力支援方法，其特征在于，包括以下步骤： a. 建立目标函数：将路径恢复每一时步的网络重构过程等效成一个多目标问题，其目 标函数描述如下：
取反，k为电网中黑启动分区数，Psmax为分区s中在机组启动时限内被成功启动机组的发 电容量之和；f2为各分区构建恢复网架所需的最大时间，以T2，…，Tk}表示；f 3 为首先恢复的目标节点和目标线路的综合权值；f4为所有分区建立恢复网架所需的平均时 间，Ts为分区s恢复到目标网络的时间； b. 收缩节点：选择可靠性高、恢复代价小的节点作为待收缩节点，以待收缩节点为中 心，将与待收缩节点连接的周围节点凝聚成一个节点，并计算收缩后的网络凝聚度，即节点 重要度a; c. 线路介数的计算：线路介数为该线路被网络中所有任意两节点之间最短 路径经过的次数与网络中所有任意两节点之间最短路径数目的比值Gk，通过等式
计算，等式中，
为网络中所有任意两节点之间的最短路径数 目；
为网络中任意两节点之间最短路径经过线路k的次数； d. 优化恢复路线：通过基于NSGA- II算法的网架重构算法得到优化恢复路线，并输出 该恢复路线。
2. 根据权利要求1所述的一种考虑了相邻系统的电力支援方法，其特征在于，步骤b中 所述节点重要度a通过等式
计算，其中，η为网络中的节点数目；1为节点之间的平均 最短路径，通过等式
计算。
3. 根据权利要求1所述的一种考虑了相邻系统的电力支援方法，其特征在于，步骤c 中，将线路权值定义为气候条件因素折算到同一电压等级下的线路电抗与电纳之和，再对 线路介数进行计算；其中，设备运行可靠性反映该线路通电正常运行的可靠性；电抗反映 使用某线路作为恢复路径的电气距离和损耗；电纳反映使用该线路重建网架所承担的充电 风险。
4. 根据权利要求1所述的一种考虑了相邻系统的电力支援方法，其特征在于，步骤d中 NSGA- II算法通过引入Pareto最优解的概念进行计算：如果解x(l)的目标函数满足两个 条件：，
，则 称 x(l)支配解（dominated solution) X (2)，此时，解 x(l)称为非支配解（non-dominated solution)或非劣解，x(2)称为支配解或劣解；其中，Μ为目标数。
5. 根据权利要求1所述的一种考虑了相邻系统的电力支援方法，其特征在于，步骤d中 线路优化计算过程具体为：群体初始化一轮赛制选择算子设计一交叉和变异一精英个体校 验。
6. 根据权利要求5所述的一种考虑了相邻系统的电力支援方法，其特征在于，步骤d群 体初始化是按照遗传编码的方式随机产生初始种群，每一个个体代表一种分区恢复方案， 调用网架重构算法构建出相应的恢复网架，计算出各目标函数的适应值。
7. 根据权利要求6所述的一种考虑了相邻系统的电力支援方法，其特征在于，步骤d 中遗传编码方式采用染色体结构设计，设电网系统中存在e个目标节点、k个黑启动电源和 1回线路，则恢复方案表示长度为e+h+Ι的染色体（il，i2,…，ie/Al，A2, "^Ah/jl，j2,… ，j 1)，其中，前e位是排序操作段，它是e个目标节点的一个全排列，代表目标节点的恢复顺 序；中间h位是分区操作段，代表相应节点被划分到的分区，集合{Α1，Α2，···，ΑΜ中共包含 k个不同元素并以英文字母表示；后1为排序操作段，它是1回目标线路的一个全排列，代 表目标线路的恢复顺序。
8. 根据权利要求5所述的一种考虑了相邻系统的电力支援方法，其特征在于，步骤d轮 赛制选择算子采用随机配对方式对父代个体进行比较，当irank〈jrank或irank=jrank且 L[i]d>L[j]d时，淘汰个体j，胜者i保留。可使计算结果在目标空间比较均匀地散布，以维 持群体的多样性。
9. 根据权利要求5所述的一种考虑了相邻系统的电力支援方法，其特征在于，步骤d中 交叉和变异算法中采用SBX算子和随机变异算子，对轮赛制选择出来的种群进行交叉和变 异操作，形成新的子代种群Di。交叉和变异相互配合可使算法具有良好的局部和全局搜索 性能。
10. 根据权利要求5所述的一种考虑了相邻系统的电力支援方法，其特征在于，步骤d 中精英个体校验包括以下三个步骤： 51、 对种群进行基因解码：方案解码对精英策略优选后的新父代种群进行基因解码，从 黑启动电源点开始，依次形成各目标节点的送电路径，并记录各目标节点的恢复时间，依据 节点类型计算相应目标函数的值，形成相应的网架重构方案； 52、 精英个体方案校验：只对处于非支配序最1?层的精英个体进行校验，同时跳过拥有 校验可行标志的精英个体，检验内容包括潮流、节点电压和发电机自励磁约束，校验通过的 方案，校验标志设置为可行； 53、 方案调整：对发生潮流越限的方案进行方案调整，方案调整采用灵敏度分析法对发 电机出力及负荷水平进行调整，如果调节量在允许范围内，则方案依然设为可行；否则，校 验标志设置为不可行。
【文档编号】G06Q50/06GK104156774SQ201310213415
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2013年5月31日 优先权日:2013年5月31日
【发明者】黄文伟, 刘明, 孙斌, 田年杰, 马覃峰, 王平, 白加林, 王成亮, 舒勤, 滕欢, 刘念, 李华强, 邱晓燕, 陈实, 周步祥 申请人:贵州电网公司电力调度控制中心, 四川大学