[发明专利]一种计及运行性能的电力系统恢复方法及装置

权利要求书

1.一种计及运行性能的电力系统恢复方法，其特征在于，包括：

以最大化恢复时段内负荷恢复容量为目标函数，考虑发电机启动、网架拓扑、功率平衡约束条件，建立最优恢复子模型；

以多个表征电压均衡程度、网损和发电成本的运行性能指标作为目标函数，考虑交流潮流以及恢复过程中的安全约束，建立最优运行子模型；

故障发生后先求解最优恢复子模型，此后逐步在线求解最优运行子模型，以实时更新恢复操作；若发生新的故障，则在更新故障信息后重新求解最优恢复子模型，此后仍逐步在线求解最优运行子模型；若逐步求解最优运行子模型中某一步得到的恢复策略存在电压或线路潮流越限，则取消该步的线路与负荷恢复操作，并将其延后至下一步进行，然后重新求解最优运行子模型，直至得到满足安全约束的电力系统恢复策略；

其中，以最大化恢复时段内负荷恢复容量为目标函数，考虑发电机启动、网架拓扑、功率平衡约束条件，建立最优恢复子模型，具体包括：

基于不同等级负荷的停电成本，将最大化给定恢复时段内的负荷恢复容量作为目标函数；

基于非黑启动发电机的所需的启动时间、启动功率、爬坡速率、最大有功功率，建立非黑启动发电机有功功率输出与恢复时刻的约束；基于黑启动发电机的爬坡速率与最大有功功率，建立黑启动发电机有功功率输出的约束；

基于任一恢复时刻已恢复的负荷有功需求不应超过所有发电机发出的有功功率，建立功率平衡约束；

基于非黑启动发电机在任一相邻线路恢复后才能被恢复，构建非黑启动发电机的恢复约束；基于与黑启动发电机相邻的线路在黑启动发电机开始输出功率后才能被恢复，构建黑启动发电机相邻线路的恢复约束；基于线路在其任一相邻线路被恢复后才能被恢复，构建线路的恢复约束；基于负荷节点在其任一相邻线路恢复后才能被恢复，构建负荷节点的恢复约束；

基于上述的目标函数与约束条件，构建得到最优恢复子模型。

2.根据权利要求1所述的一种计及运行性能的电力系统恢复方法，其特征在于，以多个表征电压均衡程度、网损和发电成本的运行性能指标作为目标函数，考虑交流潮流以及恢复过程中的安全约束，建立最优运行子模型，具体包括：

以最小化所有节点电压幅值与基准值之差的平方和作为表征电压均衡程度的目标函数；

以最小化所有线路上的有功损耗作为表征网损的目标函数；

以最小化所有发电机的发电成本作为表征发电成本的目标函数；

最优运行子模型的目标函数可以是上述目标函数的任意组合；

基于电力系统中的潮流约束构建等式约束；

基于发电机出力不得超过其最大、最小输出功率以及爬坡速率限制的范围，节点电压幅值不能超过容许的范围，线路流过的有功功率不能超过容许的最大值，建立恢复过程中需要满足一系列安全约束，即不等式约束；

基于上述目标函数和约束条件，构建得到最优运行子模型。

3.根据权利要求1所述的一种计及运行性能的电力系统恢复方法，其特征在于，故障发生后先求解最优恢复子模型，此后逐步在线求解最优运行子模型，以实时更新恢复操作；若发生新的故障，则在更新故障信息后重新求解最优恢复子模型，此后仍逐步在线求解最优运行子模型；若逐步求解最优运行子模型中某一步得到的恢复策略存在电压或线路潮流越限，则取消该步的线路与负荷恢复操作，并将其延后至下一步进行，然后重新求解最优运行子模型，直至得到满足安全约束的电力系统恢复策略，具体包括：

初始化电力系统参数，包括电力系统网架拓扑、发电机启动参数与负荷有功及无功需求；

收集停电状态信息，执行最优恢复子模型，得到初步的恢复方案；

将所述初步恢复方案作为输入提供给最优运行子模型，并逐步在线执行最优运行子模型，若求解结果存在电压幅值或线路有功潮流越限，则取消该步的线路与负荷恢复操作，并将其延后至下一步进行；否则在线更新发电机的有功与无功出力；

若在恢复过程中发生了新的故障，则在收集并更新新的故障信息后，重新执行最优恢复子模型，得到新的初步恢复方案，此后再逐步执行最优运行子模型以在线更新发电机的有功和无功出力；每次新的故障发生后，重复该步骤；

若无新的故障发生，则在线执行最优运行子模型直到恢复结束时刻，最优恢复子模型提供的非黑启动发电机的恢复时刻、线路的投运时刻与负荷的恢复时刻以及最优运行子模型提供的发电机出力共同构成了完整的电力系统恢复方案。