一种基于广度优先的直流换流站恢复路径生成方法_2

文档序号:9710519阅读:来源:国知局
1, 2,···,πι,设置下一层已恢复小系统数量q = 0;
[0065] 步骤三,对已恢复小系统Si,根据其已消耗的时间ti,筛选出m个满足启动时间约 束的待恢复电源Gij,j = l,2,…,m;
[0066]所述的启动时间约束,包括最大临界热启动时间和最小临界冷启动时间的约束, 主要针对火电机组:
[0067] 具有热启动时间限制的机组,必须在最大临界热启动时间(Tch, i)内进行热启动, 若未能在Tch, i时间内启动,只能等待数小时后进行冷启动。机组i的最大临界热启动时间约 束为:
[0068] 〇<TAi<TcH,i (1)
[0069 ]具有冷启动时间限制的机组,必须在最小临界冷启动时间(Tc c, i)时间后进行冷启 动,冷启动机组i的最小临界冷启动时间约束为:
[0070] TAi>Tcc,i (2)
[0071] 通过启动时间约束的筛选,能减少待恢复电源的个数,从而减少路径搜索和技术 校验的次数。
[0072]步骤四,调用迪杰斯特拉算法,搜索已恢复小系统S1,到待恢复电源Glj的最短恢复 路^PijJ = I,2,…,ni;
[0073]所述的迪杰斯特拉算法,是基于网络拓扑和支路权值的最短路径法,设置支路权 值和起点后,每调用一次,搜索起点至其他所有节点的最短加权路径,是点对点的搜索。 [0074]迪杰斯特拉算法要求支路权值非负,权值为0的支路具有最高优先级。支路权值的 设置采用以下方式:
[0075] 1)不带电的线路,支路权值为高抗或低抗补偿后的充电功率:
[0076] WLi=max{ I Qci 卜 I QLi I,0}
[0077] 式中,Qci--支路充电功率;
[0078] Qli--高压电抗器容量;
[0079] 2)不带电的变压器,支路权值取为一个较大的数值,使其优先级低于线路。
[0080] 3)搜索已恢复小系统至待恢复电源的最短路径时,令已带电支路(包括线路和变 压器)权值为〇,使得小系统内任一节点至待恢复电源的最短路径,即小系统至待恢复电源 的最短路径。
[0081] 步骤五,对小系统S1的所有待恢复电源Glj及其对应启动路径?^逐一进行技术校 验,如果通过校验,q = q+l,将Gij和Pij加入Si形成新的已恢复小系统Sq,如果未能通过校验, 取下一条路径进行校验,至小系统Sdi应的恢复路径均校验完毕;判断是否该层所有小系 统的待恢复电源均已搜索,如果未全部搜索,转到步骤三,搜索下一个小系统,如果该层小 系统已经全部搜索过,转到步骤六;
[0082]所述的技术校验,即校验待恢复电源及其恢复路径是否满足约束条件集的规定: 包括启动时间和启动功率,无功和自励磁约束,潮流和节点电压约束,以及直流换流站启动 条件的约束。
[0083] 1)启动时间约束:
[0084] 包括最大临界热启动时间和最小临界冷启动时间约束:
[0085] 具有热启动时间限制的机组,必须在最大临界热启动时间(Tch, i)内进行热启动; 若未能在Tch, i时间内启动,只能等待数小时后进行冷启动。机组i的最大临界热启动时间约 束为:
[0086] 〇<TAi<TcH,i
[0087] 具有冷启动时间限制的机组,必须在最小临界冷启动时间(Tcc, i)时间后进行冷启 动,冷启动机组i的最小临界冷启动时间约束为:
[0088] TAi > Tcc, i
[0089] 2)启动功率约束:
[0090] 已恢复小系统在当前时刻所能提供的总功率,应大于待恢复电源所需的启动功 率,机组i的启动功率约束为:
[0091] XPG(t)-Pcr,i>〇
[0092] 式中,XPG(t)-一当前时刻系统具有的可供发电机组启动用的总功率;
[0093 ] Pcr.i--机组i启动过程所需的机组启动功率。
[0094] 3)无功约束:
[0095]恢复路径上的充电无功功率之和,应小于已恢复小系统中已并网电源的总吸收无 功量:
[0097]式中,nL-一恢复路径的线路总数;
[0098] Qlj一一考虑高抗或低抗补偿后线路j上剩余的无功功率;
[0099] nB一一系统内已并网电源的个数;
[0100] Qrmax 电源机组r能吸收的最大无功功率。
[0101] 4)自励磁约束:
[0102] 发电机自励磁的本质是发电机定子电感在周期性变化中与外电路容抗参数配合 时发生的参数谐振。自励磁的工程判据为:
[0104] 式中,KCBr-一机组r的短路比;
[0105] SBr--机组r的额定容量。
[0106] 5)潮流和节点电压约束:
[0108]式中,Pci--发电机i发出的有功功率;
[0109] Qgi--发电机i发出的无功功率;
[0110] nc一一已恢复系统的发电机台数;
[0111] Pi--支路i上流过的有功功率;
[0112] nL--已恢复系统内线路的条数;
[0113] Ui--节点电压;
[0114] nb--已恢复系统包含的节点个数;
[0115] PGl(t)一一发电机i在t时刻所发出的有功功率,由图2所示的机组出力曲线获得, 表达式为:
[0117] 式中,TAi--机组i的启动时刻;
[0118] Tb1一一机组i从启动到同步合闸向系统送电所需的时间;
[0119] Tc1一一机组i从开始爬坡到最大出力所需要的时间;
[0120] Ki--机组i的最大爬坡速率;
[0121] Pmi--机组i的额定出力。
[0122] 6)直流换流站启动条件:
[0123] 直流的启动将会对交流系统产生较大冲击,采用短路容量和转动惯量描述交流系 统的强度,需要满足以下条件:
[0124] Ssc > HQfiler
[0125] Hdc > 20s
[0126] 式中,Ssc-一换流站交流母线的短路容量;
[0127] Hdc--已启动交流系统的转动惯量;
[0128] Qfilter--单组滤波器容量。
[0129] 步骤六,统计该层所示新生成的已恢复小系统ShS2r^Sq中含直流换流站的小系 统数量k,如果k小于5,采用新一层的已恢复小系统S 1J2,…,Sq替换上一层已恢复小系统, 转到步骤二;如果k不小于5,按恢复消耗时间排序,输出含直流换流站已恢复系统内电源启 动顺序、恢复路径、恢复消耗时间。
[0130] 基于广度优先的原则搜索待恢复电源,逐层搜索和校验,直至包含直流换流站节 点的已恢复小系统个数大于5,即搜索到至少5条快速启动直流换流站的恢复路径时停止。 [0131 ]上述含直流换流站的停电电网电源启动次序的生成方法,以直流换流站的恢复时 间最短为目标,综合考虑了常规机组和直流换流站的启动约束条件,以及系统的网络约束, 利用迪杰斯特拉算法,为待恢复电源搜索局部最优送电路径,再利用广度优先法优化直流 换流站的恢复路径,在黑启动初期快速恢复直流输电系统,迅速地为停电电网提供大容量 的有功功率支持,保证了系统的稳定性,加速了停电系统负荷、电源和网架的恢复。
[0132] 下面结合实施例对本发明做进一步详细的描述:
[0133] 实施例
[0134] 以新英格兰10机39节点为例:
[0135] 将节点31设为抽水蓄能电厂,作为黑启动电源,其装机容量为3 X 200MW,功率因数 为0.9,KCB = 0.45,空载发电机能够吸收的最大无功为0.3Sn。将节点39上所接电源设为直流 换流站,最小启动功率Pd。取105MW,最小滤波器组容量Qm ter为60MVA;其余待恢复电源的参 数如表1所示;设输电线路和变压器支路的启动时间均为5分钟。
[0136] 表1待恢复电源的启动参数
[0138] 步骤1,将待恢复机组和直流换流站节点39组成待恢复电源,黑启动电源节点31加 入已恢复小系SS 1,初始化5:当前时刻。=。
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