【摘要】：近年來,電力系統(tǒng)大規(guī)模互聯(lián)的趨勢日益明顯,復(fù)雜程度也在不斷提高,不僅增加了故障發(fā)生的概率,而且影響范圍極易擴(kuò)大,甚至引發(fā)惡性連鎖反應(yīng),釀成大面積停電事故。世界范圍內(nèi)的多次事故表明,大停電是現(xiàn)代電力系統(tǒng)難以完全避免的嚴(yán)重威脅。在這種背景下,作為電力系統(tǒng)安全防御的重要措施之一,可靠的系統(tǒng)恢復(fù)方案對于減輕恢復(fù)控制負(fù)擔(dān)、加快系統(tǒng)恢復(fù)速度、減小大停電事故帶來的經(jīng)濟(jì)損失及社會(huì)影響具有重要意義。因此,深入研究系統(tǒng)恢復(fù)過程中的優(yōu)化控制技術(shù)是十分必要的。本文在全面學(xué)習(xí)和借鑒已有研究工作的基礎(chǔ)上,對電力系統(tǒng)恢復(fù)過程中的網(wǎng)架重構(gòu)優(yōu)化技術(shù)進(jìn)行了重點(diǎn)研究,論文工作主要包括以下幾方面:(1)機(jī)組啟動(dòng)性能動(dòng)態(tài)評估與排序優(yōu)化。大停電后電廠熱力系統(tǒng)的工作效率會(huì)逐步衰減,直接影響機(jī)組的啟動(dòng)時(shí)間和并網(wǎng)速度。分析此情況對各時(shí)段機(jī)組啟動(dòng)順序產(chǎn)生的影響,對電廠關(guān)鍵設(shè)備熱力系統(tǒng)溫度下降趨勢進(jìn)行評估,采用模糊理論對機(jī)組各狀態(tài)進(jìn)行處理,確定各機(jī)組啟動(dòng)效率損失指標(biāo),建立機(jī)組啟動(dòng)動(dòng)態(tài)優(yōu)化模型,并應(yīng)用多種群遺傳算法進(jìn)行求解,重點(diǎn)分析機(jī)組恢復(fù)順序差異對各時(shí)段長度及總體恢復(fù)進(jìn)程的影響。(2)網(wǎng)架重構(gòu)變時(shí)段建模與求解方法。在“分時(shí)段建模,多時(shí)段協(xié)調(diào)優(yōu)化”的總體策略下,通過研究機(jī)組啟動(dòng)特性和設(shè)備恢復(fù)要求,對各時(shí)段恢復(fù)時(shí)間進(jìn)行模糊評價(jià),結(jié)合恢復(fù)過程的串并行機(jī)制,確定恢復(fù)時(shí)段的劃分原則和方法,提出網(wǎng)架重構(gòu)的變時(shí)段建�？蚣�。結(jié)合近似算法中的限制策略,研究適用于變時(shí)段模型的優(yōu)化方法,以提高求解效率。此方法克服了分時(shí)段決策極易陷入局部最優(yōu)的缺點(diǎn),為尋求全局最優(yōu)解提供了思路。(3)網(wǎng)架重構(gòu)和負(fù)荷恢復(fù)的協(xié)調(diào)優(yōu)化。在確定每一時(shí)段的待啟動(dòng)機(jī)組之后,通過綜合考慮恢復(fù)代價(jià)、重要性、功率平衡及后效性影響等多方面因素,結(jié)合負(fù)荷投入特點(diǎn),從機(jī)組、節(jié)點(diǎn)和線路三方面提取出反映系統(tǒng)運(yùn)行狀況的指標(biāo),建立網(wǎng)架重構(gòu)和負(fù)荷恢復(fù)協(xié)調(diào)優(yōu)化模型。求解網(wǎng)架重構(gòu)方案的非支配解集,采用多屬性決策方法進(jìn)行最優(yōu)解篩選。該方法可以有效改善依據(jù)效益型指標(biāo)制訂方案導(dǎo)致系統(tǒng)安全性降低的問題,特別是在系統(tǒng)相對薄弱時(shí)期,有計(jì)劃地恢復(fù)一定量的負(fù)荷對于電網(wǎng)十分必要,是后續(xù)恢復(fù)工作順利進(jìn)行的重要保證。(4)考慮資源約束的過渡恢復(fù)方案優(yōu)化。針對目前常用的黑啟動(dòng)電源和廠站應(yīng)急電源存在持續(xù)出力受限的情況,提出一種考慮資源約束的受限電源替代方案優(yōu)化方法。利用受限機(jī)組啟動(dòng)電氣距離較近、性能較好的非受限機(jī)組,在最短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電,以此代替受限電源進(jìn)行后續(xù)恢復(fù)。合理選取優(yōu)化目標(biāo),綜合考慮約束條件,建立系統(tǒng)恢復(fù)過渡模型,并采用相應(yīng)算法對模型進(jìn)行優(yōu)化求解。應(yīng)用非受限機(jī)組代替受限電源進(jìn)行后續(xù)恢復(fù)工作,可以為電網(wǎng)提供更加持久的發(fā)電量支持,確保后續(xù)恢復(fù)方案順利實(shí)施,具有較強(qiáng)的實(shí)際意義。
[Abstract]:In recent years, the trend of large-scale interconnection of power systems has become increasingly evident, and the complexity of power systems is also increasing. It not only increases the probability of fault occurrence, but also extends the scope of impact, even triggers a vicious chain reaction, resulting in large-scale blackouts. In this context, as one of the important measures of power system security defense, reliable system restoration scheme is of great significance for reducing the burden of restoration control, speeding up the system recovery and reducing the economic loss and social impact caused by blackouts. Based on the comprehensive study and reference of the existing research work, this paper focuses on the grid reconfiguration optimization technology in the process of power system restoration. The main work of this paper includes the following aspects: (1) dynamic evaluation and sequencing optimization of unit startup performance. Efficiency will gradually decay, directly affecting the start-up time and grid-connected speed of generating units. This paper analyzes the influence of this situation on the start-up sequence of generating units in various periods, evaluates the temperature decline trend of the thermodynamic system of the key equipment in the power plant, adopts fuzzy theory to deal with each state of the generating unit, determines the loss index of starting efficiency of each unit, and establishes the generating unit. Start-up dynamic optimization model and apply multi-population genetic algorithm to solve the problem. Focus on the analysis of the impact of different restoration sequence on the length of each period and the overall recovery process. (2) Variable-time modeling and solution method for grid reconfiguration. In order to improve the efficiency of the solution, a variable-time modeling framework for grid reconfiguration is proposed based on the fuzzy evaluation of the recovery time of each time interval and the serial-parallel mechanism of the recovery process. It overcomes the disadvantage that time-division decision is easy to fall into local optimum and provides a way to seek global optimum. (3) Coordinated optimization of grid reconstruction and load recovery. The coordinated optimization model of grid reconfiguration and load recovery is established. The non-dominated solution set of grid reconfiguration schemes is solved and the optimal solution is screened by multi-attribute decision making method. It is necessary to restore a certain amount of load in a planned way, especially in the relatively weak period of the system. It is also an important guarantee for the smooth progress of the subsequent restoration work. (4) Optimizing the transition recovery scheme considering resource constraints. In the case of constraints, an optimization method for alternative schemes of constrained power supply considering resource constraints is proposed. The non-constrained units with short starting distance and good performance can be used to realize grid-connected power generation in the shortest time to replace the constrained power supply for subsequent restoration. The model is optimized by the corresponding algorithm. The application of unconstrained units instead of constrained power supply for subsequent restoration can provide more lasting power generation support for the grid and ensure the smooth implementation of subsequent restoration schemes.
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TM732

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2185820