一种基于节点重要度的电力系统恢复方法
【专利摘要】一种基于节点重要度的电力系统恢复方法，涉及电力系统恢复方法。目前，评价节点重要度时并未考虑网络的拓扑特性，易造成决策失误。本发明包括以下步骤：计算拓扑连通性损失后悔值、节点的恢复成本增加后悔值；计算节点重要度；确定各发机组的恢复顺序；确定候选路径；计算平均重要度，择取恢复路径；将已恢复的节点和线路划分至带电区；若恢复过程中某段线路投运失败，则重新确定新的恢复路径；当发电机组均已恢复供电，则工作结束，否则确定下一步需要恢复的发电机组，确定从带电区到所需恢复发电机组的候选路径。本技术方案全面判断节点重要度，有利于提高决策的合理性，实现系统快速恢复，减少停电损失。
【专利说明】—种基于节点重要度的电力系统恢复方法【技术领域】
[0001]本发明涉及电力系统恢复方法。
【背景技术】
[0002]电力系统大停电事故是必须面对的严重威胁，研究大停电后的电力系统恢复具有非常重要的意义。网络重构是电力系统大停电后系统恢复的重要阶段，这一阶段的主要任务是尽快给失电厂站送电，快速恢复失电机组，并建立一个稳定的网架结构，为下一步的负荷恢复打下坚实的基础。
[0003]魏智博，刘艳，顾雪平在《电力系统自动化》2007，31(1):38_42上发表的《基于DPSO算法以负荷恢复为目标的网络重构》一文中研究了如何优化目标骨架网络，但并未研究如何优化恢复路径。周云海，闵勇在《中国电机工程学报》2003，23 (4):67-70上发表的《恢复控制中的系统重构优化算法研究》一文中研究了优化恢复路径的问题，并给出了送电路径寻优算法，但该方法需要根据专家经验判断重要节点，而且只考虑了线路充电电容对恢复的影响。林振智，文福栓在《电力系统自动化》2009, 33 (6):11-15上发表的《基于加权复杂网络模型的恢复路径优化方法》一文中将确定骨架网络和优化恢复路径这两个环节结合起来研究，利用加权复杂网络中衡量网络枢纽性的介数指标来优化恢复路径，但评价节点重要度时并未考虑网络的拓扑特性，易造成决策失误，增加系统恢复成本，系统恢复慢，停电损失大。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供一种基于节点重要度的电力系统恢复方法，通过全面评判节点的重要度，达到减少系统恢复时间，降低停电损失的目的。为此，本发明采取以下技术方案。
[0005]一种基于节点重要度的电力系统恢复方法，其特征在于它包括以下步骤:
[0006]1)计算电力系统中节点的拓扑连通性损失后悔值、节点的恢复成本增加后悔值，其中节点的拓扑连通性损失后悔值为在系统停电后若不恢复指定节点，产生不能送电的节点对数；节点的恢复成本增加后悔值为在系统停电后不恢复指定节点而需通过其它路径来恢复相邻节点所增加的恢复成本；
[0007]2)根据拓扑连通性损失后悔值和/或恢复成本增加后悔值计算节点重要度；
[0008]3)以最大化恢复系统的可用发电容量为目标确定各发机组的恢复顺序；
[0009]4)将电力网络分为带电区和失电区，确定从带电区到所需恢复当前发电机组的候选路径；
[0010]5)对每一候选路径计算平均重要度，择取平均重要度最大的路径作为当前发电机组的恢复路径；
[0011]6)将已恢复的节点和线路划分至带电区；若恢复过程中某段线路投运失败，则返回步骤4)，重新确定新的恢复路径；[0012]7)当发电机组均已恢复供电，则工作结束，否则确定下一步需要恢复的发电机组，返回步骤4)，确定从带电区到所需恢复发电机组的候选路径。采用分步方法制定网络重构策略:第一步优化发电节点的恢复顺序，以最大化恢复系统可用发电容量为目标，并根据恢复状况确定串行或并行恢复方式；第二步优化恢复路径，每次选取路径平均重要度最大的候选路径恢复发电节点，同时考虑了恢复过程中线路投运失败的问题。全面判断节点重要度，使节点重要度更客观，有利于提高决策的合理性，实现系统快速恢复，减少停电损失。
[0013]作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本发明还包括以下附加技术特征。
[0014]通过评判节点与其相邻节点间的拓扑关系计算节点的重要度。
[0015]通过评判节点与其相邻节点间的电气联系计算节点的重要度。
[0016]以线路的充电电容作为线路的权重计算节点的重要度。
[0017]在对发电机组恢复过程中，首先恢复黑启动机组，以为系统提供黑启动电源；在安排机组启动时，优先启动具有热启动条件的机组，其次为爬坡速率大的机组，若当前恢复功率足以启动多个机组，则采用并行恢复机组的方式，否则采用串行恢复方式依次恢复各发电机组。
[0018]最优路径选择时，对每一候选路径计算路径拓扑连通性损失的平均后悔值及恢复成本增加平均后悔值，按照拓扑连通性损失的平均后悔值由大到小进行排序，选择拓扑连通性损失的平均后悔值最大的路径作为恢复路径，若该值相同则再按恢复成本增加平均后悔值由大到小排序，选择恢复成本增加平均后悔值最大的路径作为恢复路径。
[0019]平均重要度的计算公式为:λgamma =Ρgamma +μ Cr ;其中λ gamma为平均重要度，Pr为拓扑连通性损失的平均后悔值，Cr为恢复成本增加平均后悔值，μ为小于I的系数。
[0020]有益效果:本技术方案全面判断节点重要度，使节点重要度更客观，有利于提高决策的合理性，实现系统的快速恢复，减少停电损失。
【专利附图】
【附图说明】
[0021 ] 图1是本发明的流程图。
[0022]图2是四节点加权网络示意图。
[0023]图3是火电机组启动的时间特性。
[0024]图4是IEEE新英格兰10机39节点系统图。
[0025]图5是最终的恢复网架。
【具体实施方式】
[0026]以下结合说明书附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明。
[0027]如图1所示，一种基于节点重要度的电力系统恢复方法，包括以下步骤:
[0028]I)计算电力系统中节点的拓扑连通性损失后悔值、节点的恢复成本增加后悔值，其中节点的拓扑连通性损失后悔值为在系统停电后若不恢复指定节点，产生不能送电的节点对数；节点的恢复成本增加后悔值为在系统停电后不恢复指定节点而需通过其它路径来恢复相邻节点所增加的恢复成本；
[0029]2)根据拓扑连通性损失后悔值和/或恢复成本增加后悔值计算节点重要度；
[0030]3)以最大化恢复系统的可用发电容量为目标确定各发机组的恢复顺序；[0031]4)将电力网络分为带电区和失电区，确定从带电区到所需恢复当前发电机组的候选路径；
[0032]5)对每一候选路径计算平均重要度，择取平均重要度最大的路径作为当前发电机组的恢复路径；
[0033]6)将已恢复的节点和线路划分至带电区；若恢复过程中某段线路投运失败，则返回步骤4)，重新确定新的恢复路径；
[0034]7)当发电机组均已恢复供电，则结束工作，否则确定下一步需要恢复的发电机组，返回步骤4)，确定从带电区到所需恢复发电机组的候选路径。采用分步方法制定网络重构策略:第一步优化发电节点的恢复顺序，以最大化恢复系统可用发电容量为目标，并根据恢复状况确定串行或并行恢复方式；第二步优化恢复路径，每次选取路径平均重要度最大的候选路径恢复发电节点，同时考虑了恢复过程中线路投运失败的问题。
[0035]其中:节点重要度可以通过评判节点与其相邻节点间的拓扑关系、节点与其相邻节点间的电气联系来确定；以线路的充电电容作为线路的权重。”
[0036]节点重要度评价方法详述:
[0037]若网络中的节点i和节点j之间存在联络线lu，该线路权重为wu，则连接矩阵M中Mij = Mji = Wij ;反之,若节点i和节点j未直接相连，则Mij = Mji = O。
[0038]以图2所示的四节点网络为例，其中Wij为相关线路的权重，则连接矩阵为:
[0039]
【权利要求】
1.一种基于节点重要度的电力系统恢复方法，其特征在于它包括以下步骤: .1)计算电力系统中节点的拓扑连通性损失后悔值、节点的恢复成本增加后悔值，其中节点的拓扑连通性损失后悔值为在系统停电后若不恢复指定节点，产生不能送电的节点对数；节点的恢复成本增加后悔值为在系统停电后不恢复指定节点而需通过其它路径来恢复相邻节点所增加的恢复成本； .2)根据拓扑连通性损失后悔值和/或恢复成本增加后悔值计算节点重要度； . 3)以最大化恢复系统的可用发电容量为目标确定各发机组的恢复顺序； .4)将电力网络分为带电区和失电区，确定从带电区到所需恢复当前发电机组的候选路径; . 5)对每一候选路径计算平均重要度，择取平均重要度最大的路径作为当前发电机组的恢复路径； . 6)将已恢复的节点和线路划分至带电区；若恢复过程中某段线路投运失败，则返回步骤4)，重新确定新的恢复路径；. . 7)当发电机组均已恢复供电，则工作结束，否则确定下一步需要恢复的发电机组，返回步骤4)，确定从带电区到所需恢复发电机组的候选路径。
2.根据权利要求1所述 的一种基于节点重要度的电力系统恢复方法，其特征在于:通过评判节点与其相邻节点间的拓扑关系计算节点的重要度。
3.根据权利要求1所述的一种基于节点重要度的电力系统恢复方法，其特征在于:通过评判节点与其相邻节点间的电气联系计算节点的重要度。
4.根据权利要求1所述的一种基于节点重要度的电力系统恢复方法，其特征在于:以线路的充电电容作为线路的权重计算节点的重要度。
5.根据权利要求1-4任一权利要求所述的一种基于节点重要度的电力系统恢复方法，其特征在于:在对发电机组恢复过程中，首先恢复黑启动机组，以为系统提供黑启动电源；在安排机组启动时，优先启动具有热启动条件的机组，其次为爬坡速率大的机组，若当前恢复功率足以启动多个机组，则采用并行恢复机组的方式，否则采用串行恢复方式依次恢复各发电机组。
6.根据权利要求1所述的一种基于节点重要度的电力系统恢复方法，其特征在于:最优路径选择时，对每一候选路径计算路径拓扑连通性损失的平均后悔值及恢复成本增加平均后悔值，按照拓扑连通性损失的平均后悔值由大到小进行排序，选择拓扑连通性损失的平均后悔值最大的路径作为恢复路径，若该值相同则再按恢复成本增加平均后悔值由大到小排序，选择恢复成本增加平均后悔值最大的路径作为恢复路径。
7.根据权利要求1所述的一种基于节点重要度的电力系统恢复方法，其特征在于:平均重要度的计算公式为:入r=Pr+y Cr ;其中λ 为平均重要度，Pr为拓扑连通性损失的平均后悔值，Cr为恢复成本增加平均后悔值，μ为小于I的系数。
【文档编号】H02J3/00GK103746366SQ201210505250
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2012年11月29日 优先权日:2012年11月29日
【发明者】孙维真, 王超, 倪秋龙, 张璨, 吴烨, 林振智, 文福栓, 项中明, 杨滢, 张静 申请人:浙江省电力公司, 浙江大学, 国家电网公司