大规模输电网架恢复的分层协同控制与动态决策方法_2

文档序号:9600024阅读:来源:国知局

[0045] 本发明的有益效果:
[0046] 1、针对大规模输电网架恢复,由于涉及多级、多地区调度间的协调与配合问题,传 统方法难以给出全局恢复方案,或者给出的方案面临执行难的问题。本发明首次将恢复的 多主体协调控制纳入决策中,基于所构建的恢复协作机制,能够使各调度在恢复过程中建 立起一种直观、高效的协作关系,将各恢复子进程解耦,各自任务明晰、分工协作,能够显著 提高恢复效率,实现输电网架恢复的并行协调控制。
[0047] 2、本发明摒弃了以往基于固定停电断面的静态决策思想,在所构建的协作机制基 础上,提出了一种适用于在线环境下的输电网架恢复决策方法。能够根据恢复进程动态的 调整和补充恢复方案,有效应对各类不确定事件,提高了恢复决策的灵活性和恢复控制的 鲁棒性。同时,基于所构建的双层规划决策模型,显著降低了问题求解规模,并能够兼顾求 解全局性各层级的恢复偏好,提高了输电网架恢复决策水平。
【附图说明】
[0048] 图1为基于受电点指标值承诺的两层恢复策略示意图;
[0049] 图2为主网架恢复优化流程;
[0050] 图3为地区层恢复优化流程;
[0051] 图4为基于受电点指标值寻优的上层规划问题求解流程。
【具体实施方式】
[0052] 下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
[0053] 现代互联电网具有明显的层次化与分布式特点。就输电网架而言,其通常由超高 压主干网架与若干个地区性网络共同组成。大停电发生后,系统网架恢复的总体策略较为 明确,即由外部电源通过联络线迅速充电主干网架,向各失电地区送电;或由各带电孤岛与 黑启动形成的子系统通过主干网架向周边地区辐射并逐个并列。各地区内则以恢复主力机 组为目标,并伴随地区网架恢复与稳燃、调压负荷投入。可以看出,网架恢复同样具有明显 的分级特征。为了尽快重构系统网架并提高恢复效率,通常希望主网架与各地区网架恢复 操作并行,由于涉及操作繁琐且时间与空间跨度大,需要各级、各地区调度的协同配合。尤 其针对我国垂直化的电网管理模式,合理的任务分摊与调控权限下放十分必要。根据工程 经验,通常中心调度主要负责主干网架充电与系统电源功率的统筹分配,地区调度负责区 内网架充电与区内统调机组的恢复。基于这种分工模式,系统调控资源得以充分利用,网架 恢复能够迅速在多线索展开,使各地区主力机组尽快得到恢复,为后续大规模负荷投入打 下基础。在这种网架恢复策略下,负责功率交换的超高压站点成为衔接两层恢复操作的重 要枢纽。我们将接收来自主网架的电源功率并作为初始电源点恢复各地区内机组、负荷的 超高压站点称之为受电点。受电点可以根据地区层各厂站的恢复便利性进行灵活配置,其 在主网架层与地区层分别具有负荷与电源的属性。每个受电点对应一个独立的恢复子进 程,定义其各项指标如下:
[0054] 功率配额指标IPQ为主网架层分配给该受电点的有功功率使用上限。网架恢复时 期,待恢复机组众多,而系统可用容量有限,为了实现电源功率的协调有序使用,为地区层 各子进程设置功率使用限额。地调在进行恢复操作时,需保证从受电点吸收的有功功率不 超过此配额限值:
[0055]
[0056] 式中:%、化分别为受电点i所在恢复分区内待恢复机组和负荷站点数量;Pj 为机组j的启动功率;为判断机组j在当前阶段是否由受电点i恢复的标志(1为是,0为 不是);PUg为在变电站g在当前阶段投入的负荷量。
[0057] 电压容忍度指标Ιντ为受电点所能承受的母线电压水平上限。长距离空载线路充 电可能导致严重的过电压,受电点在得电后,其母线工频电压水平直接影响后续上下两层 的恢复操作能否顺利进行。因此,为其设置电压上限,主网架层负责将受电点母线电压维持 在该上限值以下,同时,地区层保证其区内恢复操作不会发生工频电压越限。^的值能够 反映地区层恢复操作的安全裕度大小,同时,其也决定了主网架层进行电压调整的操作复 杂度。
[0058] 送电时间指标1"为主网架层送电至该受电点并将其母线电压控制在1"以下所需 的总时间:
[0059]
[0060] 式中:&为受电点i的送电路径中需要充电的线路条数;Taj为线路j的充电操作 时间;TRi]为对应于线路j操作的补偿设备投切时间。可以看出,IDT的值即为对应的地区 层具备恢复条件需要等待的时间,它与主网架层面的各受电点恢复顺序与恢复路径有关。
[0061] 恢复效益指标IRP为受电点当前负责恢复的各机组在未来一段时间内可向系统提 供的总发电量:
[0062]
[0063] 式中:t。为当前时刻;T为系统统一设定的计算结束时刻;P,(t)为机组j的简化出 力函数。可以看出,IRP与受电点送电时间1"以及地区层各机组的恢复次序与恢复路径有 关。
[0064] 承诺与约定模型最初作为一种多智能体系统的协作方法被提出。承诺指智能体 对承担一个特定的行为序列所作的保证,约定是指在变化的环境中监控承诺进展状态的手 段。前者提供了一定程度的可预见性,使智能体能够在处理相互依赖关系、全局约束和资源 冲突时,能估计其他智能体的活动,后者为多智能体系统在动态环境下的协作提供了灵活 性。在大规模网架恢复阶段,每一个调度机构都可以被看作是一个独立的智能体,基于这种 观点,对承诺与约定模型进行了演变与改进并据此构建了一种简单而直观的输电网架恢复 协作机制。
[0065] 首先,假设各受电点的四项指标值已经确定,各调度基于该四项指标做出承诺。上 层调度承诺在整个输电网架恢复期间,各受电点的高压母线工频电压将会始终被控制在对 应的Ιντ值以下,同时,各受电点将在对应的IDT时间后具备向地区内机组送电的能力;下层 调度承诺在当前阶段从各受电点吸收的有功功率将不会超过限值IPQ,同时,地区内机组新 增发电量将在给定时间范围内达到IRP。基于受电点指标值承诺的两层恢复结构如图1所 示。通过制定并履行恢复承诺,系统总的有功消耗得到限制,各级调度的电压调整职责得以 明晰,恢复操作的安全性得到保证。同时,各恢复子进程的执行效能得以预测并进行量化, 各级调度在当前阶段的恢复目标和任务得以明确,并使其能够专心于各自的恢复进程,避 免了相互间的频繁交互与通信。这样,基于这种指标值承诺,各级、各地区调度之间可以建 立起一种高效且直观的恢复协作关系。
[0066] 然后,为了保证恢复决策与控制的灵活性,提出了一种基于约定的受电点指标值 更新机制。在实际的电网恢复过程中,系统状态在不断的变化,当有新的机组并网或出现一 些意外事件时,当前的恢复承诺以及相应的恢复方案可能作废,此时需要重新调用恢复决 策模块对当前各受电点承诺值以及恢复方案进行更新。具体的,当有新机组并网并爬坡至 最小稳定出力,系统可用电源容量得到补充,此时系统若仍存在待恢复机组,则对当前各受 电点承诺值进行更新。此外,考虑实际恢复操作的不确定性,若在恢复过程中某条线路或某 台机组投运失败,则当前方案可能无法继续执行。特别的,在主网架层面,如果某条超高压 线路投运失败,则当前的恢复路径被切断,恢复方案无法继续执行,此时需要对当前各受电 点承诺值进行更新,并重新调整恢复方案。如果某地区内发生投运失败事件,则对应受电点 的IP?、1以呆持不变,仅对地区内恢复方案进行调整。需要注意的是,当系统转入新一轮决 策时,所有已经得到启动功率配额的机组都不再纳入新一轮优化,同时,在新增电源(达到 稳定出力机组)所在地区内的所有机组不再需要受电点作为其电源点,也不再纳入新一轮 优化,相应的受电点也将废除。当一个地区恢复子进程结束,即所有机组都已恢复,则其对 应的受电点也将废除,但为了保证该地区内的电压安全,之前的电压指标承诺将继续生效 直至该地区内有机组并网具备电压调节能力。
[0067] 在所构建的基于承诺与约定的恢复协作机制下,恢复决策可以转化为基于当前的 系统断面确定受电点的指标矩阵。考虑到输电网架恢复的层次化以及多方参与的特点,其 实质上是一个具有主从递阶结构的群体决策问题。各级、各地区调度作为独立的决策者,都 有其自己的恢复目标
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