一種考慮了相鄰系統的電力支援方法
【專利摘要】本發明公開了一種考慮了相鄰系統的電力支援方法，涉及電力系統恢復控制領域。本發明的考慮了相鄰系統的電力支援方法包括以下步驟：a.建立目標函數；b.收縮節點；c.線路介數的計算；d.優化恢復路線。本發明通過盡量多的恢復發電機與負荷，并尋找最優的送電路徑，以加快網絡重構進程，縮短路徑恢復時間。并且本發明考慮了在災難氣候下的路徑恢復，以及相鄰的電力系統的電力支援，使得電力系統全停電后的黑啟動恢復更加安全可靠。
【專利說明】-種考慮了相鄰系統的電力支援方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及電力系統恢復控制領域，特別涉及一種考慮了相鄰系統的電力支援方 法。
【背景技術】
[0002] 電力系統恢復控制是指電力系統發生故障，系統部分負荷停電甚至處于解列狀態 乃至全網停電后，在盡量短的時間內，最大限度地恢復系統至新的正常運行狀態的控制過 程。恢復控制是一個多目標、多階段、多變量、非線性、并帶多個約束條件的組合優化問題， 難以從總體上確定優化策略，常分解為一系列子問題分別進行處理。按主要恢復對象的不 同可分為：機組啟動、網絡重構和負荷恢復。
[0003] 對于機組的啟動優化的研究，目前主要研究了影響機組啟動的因素，并采用專家 系統、層次分析方法、模糊推理、神經網絡等智能算法確定機組的啟動順序；對于網絡重構 優化的研究，目前主要研究了網絡重構的建模，以及提出了路徑尋優的時間性和評價節點 的重要程度指標；對于負荷優化恢復，主要面向網絡框架已經完全恢復的階段，在系統網絡 結構保持不變的情況下，確定負荷恢復的優化策略。
[0004] 電力系統發生故障全停電后的黑啟動恢復問題是電力系統安全防御的重要課題。 在超高壓直、交流輸電發展成熟的今天，相鄰系統的電力支援在恢復過程中的作用也不容 忽視；并且根據災害性質和發生地點的不同，在路徑選擇中要考慮某些設備運行可靠性、恢 復代價，若強行給這些設備送電，容易造成黑啟動效率低下甚至失敗，給系統帶來更大的 損失。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的在于克服現有技術中所存在的上述不足，提供一種考慮了相鄰系統 的電力支援方法。
[0006] 為了實現上述發明目的，本發明提供了以下技術方案：
[0007] -種考慮了相鄰系統的電力支援方法，包括以下步驟：
[0008] a.建立目標函數：將路徑恢復每一時步的網絡重構過程等效成一個多目標問題， 其目標函數描述如下：
[0009]
【權利要求】
1. 一種考慮了相鄰系統的電力支援方法，其特征在于，包括以下步驟： a. 建立目標函數：將路徑恢復每一時步的網絡重構過程等效成一個多目標問題，其目 標函數描述如下：
取反，k為電網中黑啟動分區數，Psmax為分區s中在機組啟動時限內被成功啟動機組的發 電容量之和；f2為各分區構建恢復網架所需的最大時間，以T2，…，Tk}表示；f 3 為首先恢復的目標節點和目標線路的綜合權值；f4為所有分區建立恢復網架所需的平均時 間，Ts為分區s恢復到目標網絡的時間； b. 收縮節點：選擇可靠性高、恢復代價小的節點作為待收縮節點，以待收縮節點為中 心，將與待收縮節點連接的周圍節點凝聚成一個節點，并計算收縮后的網絡凝聚度，即節點 重要度a; c. 線路介數的計算：線路介數為該線路被網絡中所有任意兩節點之間最短 路徑經過的次數與網絡中所有任意兩節點之間最短路徑數目的比值Gk，通過等式
計算，等式中，
為網絡中所有任意兩節點之間的最短路徑數 目；
為網絡中任意兩節點之間最短路徑經過線路k的次數； d. 優化恢復路線：通過基于NSGA- II算法的網架重構算法得到優化恢復路線，并輸出 該恢復路線。
2. 根據權利要求1所述的一種考慮了相鄰系統的電力支援方法，其特征在于，步驟b中 所述節點重要度a通過等式
計算，其中，η為網絡中的節點數目；1為節點之間的平均 最短路徑，通過等式
計算。
3. 根據權利要求1所述的一種考慮了相鄰系統的電力支援方法，其特征在于，步驟c 中，將線路權值定義為氣候條件因素折算到同一電壓等級下的線路電抗與電納之和，再對 線路介數進行計算；其中，設備運行可靠性反映該線路通電正常運行的可靠性；電抗反映 使用某線路作為恢復路徑的電氣距離和損耗；電納反映使用該線路重建網架所承擔的充電 風險。
4. 根據權利要求1所述的一種考慮了相鄰系統的電力支援方法，其特征在于，步驟d中 NSGA- II算法通過引入Pareto最優解的概念進行計算：如果解x(l)的目標函數滿足兩個 條件：，
，則 稱 x(l)支配解（dominated solution) X (2)，此時，解 x(l)稱為非支配解（non-dominated solution)或非劣解，x(2)稱為支配解或劣解；其中，Μ為目標數。
5. 根據權利要求1所述的一種考慮了相鄰系統的電力支援方法，其特征在于，步驟d中 線路優化計算過程具體為：群體初始化一輪賽制選擇算子設計一交叉和變異一精英個體校 驗。
6. 根據權利要求5所述的一種考慮了相鄰系統的電力支援方法，其特征在于，步驟d群 體初始化是按照遺傳編碼的方式隨機產生初始種群，每一個個體代表一種分區恢復方案， 調用網架重構算法構建出相應的恢復網架，計算出各目標函數的適應值。
7. 根據權利要求6所述的一種考慮了相鄰系統的電力支援方法，其特征在于，步驟d 中遺傳編碼方式采用染色體結構設計，設電網系統中存在e個目標節點、k個黑啟動電源和 1回線路，則恢復方案表示長度為e+h+Ι的染色體（il，i2,…，ie/Al，A2, "^Ah/jl，j2,… ，j 1)，其中，前e位是排序操作段，它是e個目標節點的一個全排列，代表目標節點的恢復順 序；中間h位是分區操作段，代表相應節點被劃分到的分區，集合{Α1，Α2，···，ΑΜ中共包含 k個不同元素并以英文字母表示；后1為排序操作段，它是1回目標線路的一個全排列，代 表目標線路的恢復順序。
8. 根據權利要求5所述的一種考慮了相鄰系統的電力支援方法，其特征在于，步驟d輪 賽制選擇算子采用隨機配對方式對父代個體進行比較，當irank〈jrank或irank=jrank且 L[i]d>L[j]d時，淘汰個體j，勝者i保留。可使計算結果在目標空間比較均勻地散布，以維 持群體的多樣性。
9. 根據權利要求5所述的一種考慮了相鄰系統的電力支援方法，其特征在于，步驟d中 交叉和變異算法中采用SBX算子和隨機變異算子，對輪賽制選擇出來的種群進行交叉和變 異操作，形成新的子代種群Di。交叉和變異相互配合可使算法具有良好的局部和全局搜索 性能。
10. 根據權利要求5所述的一種考慮了相鄰系統的電力支援方法，其特征在于，步驟d 中精英個體校驗包括以下三個步驟： 51、 對種群進行基因解碼：方案解碼對精英策略優選后的新父代種群進行基因解碼，從 黑啟動電源點開始，依次形成各目標節點的送電路徑，并記錄各目標節點的恢復時間，依據 節點類型計算相應目標函數的值，形成相應的網架重構方案； 52、 精英個體方案校驗：只對處于非支配序最1?層的精英個體進行校驗，同時跳過擁有 校驗可行標志的精英個體，檢驗內容包括潮流、節點電壓和發電機自勵磁約束，校驗通過的 方案，校驗標志設置為可行； 53、 方案調整：對發生潮流越限的方案進行方案調整，方案調整采用靈敏度分析法對發 電機出力及負荷水平進行調整，如果調節量在允許范圍內，則方案依然設為可行；否則，校 驗標志設置為不可行。
【文檔編號】G06Q50/06GK104156774SQ201310213415
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2013年5月31日 優先權日:2013年5月31日
【發明者】黃文偉, 劉明, 孫斌, 田年杰, 馬覃峰, 王平, 白加林, 王成亮, 舒勤, 滕歡, 劉念, 李華強, 邱曉燕, 陳實, 周步祥 申請人:貴州電網公司電力調度控制中心, 四川大學