[发明专利]一种考虑恢复能力的保底电网骨干网架构建方法

说明书

本发明提出了一种考虑恢复能力的保底电网骨干网架构建方法。本发明划分正常供能场景以及停电恢复场景，明确各场景的初始条件。在正常供能场景分别定义供电能力指标、安全裕度指标、输电通畅指标，建立正常场景下保底电网骨干网架多目标优化模型，使用离散粒子群算法对正常供能场景下三个指标对应适应度函数值优化求解，得到正常场景下Pareto非支配解集；在停电恢复场景下，定义恢复成功率以及恢复时间指标；建立停电场景下基于综合恢复指标的网架构建再优化模型，从正常场景下Pareto非支配解集选取出停电场景下最优保底骨干网架。本发明使网架在停电进行恢复时，能兼顾恢复时间与恢复成功率，综合效果最好并有效调整最优方案，实用性强。

技术领域

本发明属于电力系统规划技术领域，具体涉及一种考虑恢复能力的保底电网骨干网架构建方法。

背景技术

目前保底电网骨干网架建设是沿海台风多发区、冰涝及负荷密集区域的重要议题，最初由南方电网公司于2015年提出，通过加强部分线路节点构成网架来保障重要负荷供电及恢复。随着电网规模扩大、结构复杂化及灾害频发，大停电事故时有发生，一旦保底电网骨干网架在大停电后不能在短时间内成功恢复，会给社会经济稳定产生巨大影响；同时正常场景下保底电网骨干网架只考虑覆盖的重要负荷及发电能力强的机组，在停电场景下会由于恢复步骤繁琐而引起耗时过多甚至恢复失败，故研究考虑恢复能力的保底电网骨干网架构建方法，对停电场景下网架的可靠恢复、减少重要负荷停电时间具有重要意义。针对保底电网骨干网架主要有两个研究方向，一是优化求解算法提升大电网中目标网架搜寻效率，从而减少计算分析时间；二是通过构造适合的目标函数，以适应电网新能源比例提高、规模扩大的趋势，研究集中在提高保底电网骨干网架新能源消纳、重要负荷比例及灾害抵抗能力，在保底电网恢复能力方面研究不足。

综上所述，保底电网骨干网架的优化涉及及正常场景下对重要负荷的供能与停电场景下的恢复能力，现阶段国内外对网架优化模型多从电网的重要负荷覆盖率、新能源消纳及运行稳定为目标提升网架正常场景下的供电能力，偏向网架骨干性。在停电场景下对网架的保底性能研究不充分，仅基于负荷重要性及网络结构分析恢复指标，未考虑实际恢复步骤及影响恢复效果的黑启动电源、设备参数等关键因素。本发明提出的一种考虑恢复能力的保底电网骨干网架构建方法，在正常场景优化模型的基础上，分析恢复步骤及关键因素，量化网架恢复时间及恢复成功率，增加恢复指标，对常规多目标骨干网架优化得到方案再次优化，提升网架的恢复成功率、缩短恢复时间。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出了一种考虑恢复能力的保底电网骨干网架构建方法。

步骤1：划分正常供能场景以及停电恢复场景，并设置正常供能场景下以及停电恢复场景下初始条件；

步骤2：在正常供能场景分别定义供电能力指标、安全裕度指标、输电通畅指标；

步骤3：根据供电能力指标、安全裕度指标、输电通畅指标，建立正常场景下保底电网骨干网架多目标优化模型，使用离散粒子群算法对正常供能场景下三个指标对应适应度函数值优化求解，得到综合考量供电能力指标、安全裕度指标、输电通畅指标的正常场景下Pareto非支配解集；

步骤4：在停电恢复场景下，定义恢复成功率以及恢复时间；

步骤5：根据恢复成功率以及恢复时间构建综合恢复指标，建立停电场景下基于恢复能力的网架构建再优化模型，基于综合恢复指标从正常场景下Pareto非支配解集选取出停电场景下最优保底骨干网架；

作为优选，步骤1所述正常供能场景下初始条件为网架中各线路及设备正常工作，步骤1所述停电恢复场景下初始条件为网架全黑；

作为优选，步骤2所述供电能力指标，包括保底电网骨干网架中重要负荷保存率及电源保存率；

所述供电能力指标f₁可表示为：