[发明专利]电力系统并行恢复的路径优化方法

权利要求书

1.一种电力系统并行恢复的路径优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，根据各机组额定功率、爬坡率、启动功率、启动时间和0-1变量，构建有功功率约束；

步骤2，根据系统拓扑结构，建立输电线路恢复时间约束；

步骤3，根据最大热启动时限和最小冷启动时限，建立非黑启动机组冷热启动时限约束；

步骤4，以系统恢复过程中发电量最大为目标，建立恢复目标函数；

步骤5，求解由约束条件和目标函数构成的恢复路径优化模型，确定各机组启动时间及恢复路径；

步骤1中，有功功率约束具体为：

式中I——机组集合；

i——机组序号；

p_i(t)——机组i在时刻t的输出功率，其关于机组属性的线性表达函数：

式中t——当前时刻；

x_i——机组i启动时间；

c_i——机组i启动所需功率；

t_i^c——机组i的由启动到并网所需时间；

r_i——机组i爬坡率；

t_i^r——机组i出力由0爬坡至额定功率所需时间；

p_i——机组i额定功率；

p_i(t)——机组i在时刻t的输出功率；

T——系统恢复所需总时间；

为了对有功功率约束进行线性表示，需要将p_i(t)的线性表达函数改写为如下所示：

式中——0-1变量，表示机组i在t时刻是否处于0～x_i阶段；——0-1变量，表示机组i在t时刻是否处于x_i～x_i+t_i^c阶段；——0-1变量，表示机组i在t时刻是否处于x_i+t_i^c～x_i+t_i^c+t_i^r阶段；——0-1变量，表示机组i在t时刻是否处于x_i+t_i^c+t_i^r～T阶段；当时，表示机组i在t时刻时，处于0～x_i阶段；同理；

将式(3)代入式(1)，将有功功率约束改写成如下形式：

通过对式(2)机组属性的线性表达函数分析可知，系统有功功率之和仅在各非黑启动机组启动时减小，因此只需要保证在各非黑启动机组启动时系统有功功率之和非负，即可保证整个恢复过程中系统有功功率之和非负，因此，有功功率约束式(4)可以进一步改写成如下形式：

式中——0-1变量，表示机组m启动时机组i是否处于0～x_i阶段；——0-1变量，表示机组m启动时机组i是否处于x_i～x_i+t_i^c阶段；——0-1变量，表示机组m启动时机组i是否处于x_i+t_i^c～x_i+t_i^c+t_i^r阶段；——0-1变量，表示机组m启动时机组i是否处于x_i+t_i^c+t_i^r～T阶段；当时，表示机组m启动时，机组i处于0～x_i阶段；同理；

由于有功功率约束式(5)中出现变量相乘的形式——现利用式(6)-式(9)对式(5)中进行线性化处理；

式中w_im——0-1变量，当时，w_im＝0；当时，w_im＝x_i；

v_im——0-1变量，当时，v_im＝0；当时，v_im＝x_m；

将辅助变量w_im和v_im代入式(4)后，有功功率约束的线性表达式改写为：

根据机组属性的线性表达函数式(2)可知，机组i的出力将依次处于4个阶段中1个，即：

为了确定机组m启动时机组i的状态，对0-1变量构建如下约束：

式中x_m——机组m的启动时间；

x_i——机组i的启动时间；

ε——接近0的足够小的数；

M——大M算法的极大值。