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【烧脑】智能电网的未来:计及不确定性的黑启动决策方法

北极星输配电网  来源:电力系统自动化    2016/6/14 8:46:59  我要投稿  

北极星输配电网讯:计及不确定性的黑启动决策方法:王宏,林振智,文福拴,GerardLedwich,薛禹胜,周育忠,黄裕春

研究黑启动决策方法的意义

近年来,世界范围内发生了多起大面积停电事故,如2012年“2˙4”巴西大停电事故、2012年“7˙30”印度大停电事故、2016年“1˙7”乌克兰大停电事故等。虽然建设智能电网能提高电力系统的自愈能力,但由于造成停电的因素种类繁多,要完全避免大面积停电事故并不现实。因此就很有必要对完全或部分停电后的系统恢复问题进行深入研究,这对于事故后快速、有效恢复供电和减小停电损失具有重要意义。黑启动阶段是电力系统大停电后恢复的第1个阶段,这个阶段的主要工作包括黑启动电源选取、方案制定、优选与排序等。黑启动决策支持系统是未来智能电网决策支持系统中的一个重要模块,其可以在系统发生大面积停电事故后辅助实现系统的快速恢复,从而加速系统恢复进程。

现有的黑启动评估与决策方法大多针对确定性环境。然而,对于实际黑启动决策问题,黑启动机组所处状态、启动所需电能等因素均具有明显的不确定性。这样,如何对这些不确定性因素进行建模、进而确定适当的黑启动方案,就是值得研究的重要问题。

黑启动决策评价指标

一般而言,完整的黑启动决策过程包括黑启动方案的形成、验证和优选三个步骤。通常首先根据黑启动电源位置进行网络拓扑分析,采用广度优先搜索确定所有可被启动的电厂及可能的黑启动路径,自动生成在拓扑关系上可行的黑启动初始方案。之后,调用相关系统分析软件进行自励磁、过电压等仿真校验,筛选出实际可行的黑启动候选方案。最后,采用合理的黑启动决策方法从黑启动候选方案中选择最优方案。本文的重点在于针对不确定性环境,提出适用的黑启动决策方法。

如何适当确定黑启动方案评价指标集对最终选择最优黑启动方案具有重要影响。与黑启动方案评价相关的指标较多,调度人员或相关专家在进行黑启动决策时,需要从中精心筛选以找出最能综合反映所研究系统黑启动方案优劣的重要指标。电力系统恢复的总体目标是在尽可能短的时间内恢复尽可能多的负荷,这就需要让尽可能多的机组在最短的时间内恢复出力,因此时间性和可用发电容量就是需要优先考虑的因素。前者反映机组启动快慢,后者则体现机组能给多少负荷供电。一般选取待启动机组的额定容量、所处状态、爬坡特性、恢复所需电能和恢复路径上的开关数这5个指标作为黑启动决策指标。

基于区间数的黑启动决策方法

在实际电力系统的黑启动决策过程中,经常会遇到不确定性信息,且其中有些不确定性信息最适合用区间表示;例如,机组所处的状态、机组启动所需的电力等。区间范围可由系统运行人员或相关专家根据专业知识和实际运行经验给定。

1)基于区间数的黑启动决策矩阵及其规范化

当黑启动决策矩阵中的元素值以区间数的形式给定时,就无法采用常规方法对其进行规范化处理。在间接测量中,测量误差是由各直接测量的相关量的误差通过它们之间存在的函数关系转换而来,一般称这种转换为误差传递。由于规范化的区间数决策矩阵元素与各属性值之间也存在这样的函数关系,并且该函数是可微的,因此可借鉴误差传递理论对区间数决策矩阵进行规范化处理。

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