[发明专利]一种电网快速自愈的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统中电网故障自愈技术领域，特别是涉及一种电网快速自愈的方法，以及一种电网快速自愈的系统。

背景技术

现代互联电网规模不断扩大，大幅度地提高了电力系统的运行性能，满足了国民经济的飞速发展。同时，由于供电规模的扩大，电网故障造成的损失将更为巨大。电力系统是公认的最复杂的人造系统，作为一个网络结构，局部故障有可能诱发连锁反应，导致大面积停电，甚至导致整个电网的崩溃。如何防止大面积停电，实现系统潜在风险的预控，故障后的迅速恢复，是现代电力系统运行和规划面临的重大课题。

电网自愈策略的构建在很大程度上取决于各电网自身结构的差异。对一个实际电网，需要根据其具体特征来制定恢复策略。一般来说，在恢复过程中，不同的电网具有某些类似的恢复特征，通常可以将自愈过程划分为通用的三个阶段：电源恢复阶段、网架恢复阶段和负荷恢复阶段。

高效率的电网自愈策略能够减少系统恢复时间，提高电网运行的可靠性。研究经验表明，电力系统的安全运行能力和故障后恢复能力直接相关。统计数据显示：故障损失的减小很大程度上依赖于快速的系统恢复，随着电网规模的快速发展以及控制手段的提高，这种趋势更加明显。

启动电源的科学合理配置是实现电网快速自愈的基本保证。水电和小型燃油机组可以提供启动电源。此外，某些具备快速压出力功能（fast cut back，以下简称FCB）的机组也可以承担电网恢复启动电源的任务。布置一定数量的具备黑启动功能的机组作为启动电源能够显著提高电网故障下的快速自愈能力。但是目前不同类型机组的控制特性、机组容量、爬坡时间等参数在电网自愈过程中的建模、在网络中的位置对系统自愈方案生成的影响，均尚缺少定性及定量评估的模型与方法。现亟需从电网调度的角度研究多种类型机组在防止大面积停电中的电网自愈方案，和考虑多个具备黑启动功能机组在大面积停电后的电网快速自愈方法。

发明内容

基于此，本发明提供一种电网快速自愈的方法和系统，能考虑多个具备黑启动功能的机组实现电网的快速自愈，同时能够满足稳态潮流约束与机组运行约束。

一种电网快速自愈的方法，包括如下步骤：

获取电网内所有机组的运行数据，建立所述机组的数学模型；

根据所述数学模型，确定未启动机组的启动顺序序列以及搜寻已启动机组至所述未启动机组的供电路径；

利用最优潮流算法计算已启动机组的出力和可调度负荷；

根据所述启动顺序序列、所述供电路径、所述发电机组的出力和所述可调度负荷，依次启动所述未启动机组。

对应地，本发明还提供一种电网快速自愈的系统，包括模型建立模块、序列及路径确定模块、出力及负荷计算模块和启动模块；

所述模型建立模块用于获取电网内所有机组的运行数据，建立所述机组的数学模型；

所述序列及路径确定模块用于根据所述数学模型，确定未启动机组的启动顺序序列以及搜寻已启动机组至所述未启动机组的供电路径；

所述出力及负荷计算模块用于利用最优潮流算法计算已启动机组的出力和可调度负荷；

所述启动模块用于根据所述启动顺序序列、所述供电路径、所述发电机组的出力和所述可调度负荷，依次启动所述未启动机组。

本发明电网快速自愈的方法和系统，首先确定机组的启动顺序序列和供电路径，再计算已启动机组的出力和可调度负荷，即可实现电网的快速自愈。通过这些步骤，发电机以及线路分别按照优化后的顺序启动和恢复，在确定发电机启动顺序以及线路恢复顺序的时候，采用了最优潮流算法。基于高效的最优潮流算法，可以较快的实现整个自愈策略构建的过程。最终得到的结果是一组启动发电机以及恢复关键性负荷时间最短的调度操作序列。

由于电网系统中存在多个黑启动电源（包括水电机组，抽水蓄能机组，具备FCB功能的机组等），利用本发明的方案，在邻域搜索，路径选择，最优潮流计算中都可支持多个彼此不相连的电气岛同时进行自愈，因此在电网自愈过程中可实现多个电气岛同时进行快速自愈，本发明快速自动，系统恢复时间非常快，电网自愈的可靠性非常高。

附图说明

图1为本发明电网快速自愈的方法在一实施例中的流程示意图。

图2是图1中数学模型的示意图。

图3是图1中步骤S12中启动顺序的计算原理图。

图4是图1中步骤S13中构建无向邻接矩阵的示意图。

图5为本发明电网快速自愈的系统在一实施例中的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细说明，但本发明的实施方式不限于此。