一種基于廣度優(yōu)先的直流換流站恢復(fù)路徑生成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)分析控制領(lǐng)域，特別是一種基于廣度優(yōu)先的直流換流站恢復(fù) 路徑生成方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，全世界范圍內(nèi)陸續(xù)發(fā)生的多起大規(guī)模停電事故(如2003年8月的美加大停 電、2005年9月的海南大停電、2006年11月的西歐大停電、2012年7月的印度大停電事故等）， 給各個(gè)國家造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失和社會影響。因此，電力部門除了需要通過可靠的技術(shù) 保障和科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)纳a(chǎn)管理防范大停電的發(fā)生外，還必須在大停電發(fā)生后能快速有效地實(shí) 現(xiàn)電源重新啟動和電網(wǎng)恢復(fù)供電，從而將事故損失控制在最小范圍內(nèi)。
[0003]在目前的電網(wǎng)黑啟動方案中，普遍的做法是利用本地區(qū)具有自啟動能力的燃油機(jī) 組、水電機(jī)組作為黑啟動電源，逐步啟動其它大型常規(guī)發(fā)電機(jī)組，采用交流輸電方式帶動電 網(wǎng)恢復(fù)。由于大型常規(guī)發(fā)電機(jī)組尤其是火電機(jī)組的自身特性，具有啟動速度慢、啟動時(shí)間 長、功率提升速率慢、輔機(jī)啟動沖擊等不足，導(dǎo)致黑啟動初始階段系統(tǒng)電源少，影響電網(wǎng)負(fù) 荷恢復(fù)速度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種基于廣度優(yōu)先的直流換流站恢復(fù)路徑生成方法。
[0005] 實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為:一種基于廣度優(yōu)先的直流換流站恢復(fù)路徑生 成方法，包括以下步驟：
[0006] 步驟1，將待恢復(fù)機(jī)組和直流換流站組成待恢復(fù)電源，將黑啟動電源加入已恢復(fù)小 系統(tǒng)S1，初始化31當(dāng)前時(shí)刻。=0;
[0007] 步驟2，統(tǒng)計(jì)本層已恢復(fù)小系統(tǒng)數(shù)量m、每個(gè)小系統(tǒng)Si恢復(fù)所消耗的時(shí)間ti，i = 1， 2，···，πι，設(shè)置下一層已恢復(fù)小系統(tǒng)數(shù)量q = 0;
[0008] 步驟3，對已恢復(fù)小系統(tǒng)Si，根據(jù)其已消耗的時(shí)間t i，篩選出m個(gè)滿足啟動時(shí)間約束 的待恢復(fù)電源Gi j，j = 1，2，…，m;具體為：
[0009] 步驟3-1，確定電源j的最大臨界熱啟動時(shí)間TCH, j和最小臨界冷啟動時(shí)間Tcc, j;
[0010] 步驟3-2,如果ti〈TCH,j或ti>Tcc,j，則電源為待恢復(fù)電源。
[0011] 步驟4,調(diào)用迪杰斯特拉算法，搜索已恢復(fù)小系統(tǒng)S1到待恢復(fù)電源Glj的最短恢復(fù)路 徑Pij，j = l，2,…，m;具體為：
[0012] 步驟4-1，將不帶電的線路的支路權(quán)值設(shè)為高抗或低抗補(bǔ)償后的充電功率：
[0013] WLi=max{ |Qci|_|QLi|，〇}
[0014] 式中，Qci--支路充電功率；
[0015] Qli--高壓電抗器容量；
[0016]步驟4-2,將不帶電的變壓器的支路權(quán)值設(shè)為最大支路權(quán)值的100倍，使其優(yōu)先級 低于線路；
[0017] 步驟4-3，將已恢復(fù)小系統(tǒng)已帶電支路權(quán)值設(shè)為0，使得小系統(tǒng)內(nèi)任一節(jié)點(diǎn)至待恢 復(fù)電源的最短路徑，即小系統(tǒng)至待恢復(fù)電源的最短路徑；
[0018] 步驟4-4,調(diào)用迪杰斯特拉算法求解已恢復(fù)小系統(tǒng)S1到待恢復(fù)電源Glj的最短恢復(fù) 路徑P lj。
[0019] 步驟5,對小系統(tǒng)Si的所有待恢復(fù)電源Gij及其對應(yīng)啟動路徑Pij逐一進(jìn)行技術(shù)校驗(yàn)， 如果通過校驗(yàn)，q = q+l，將待恢復(fù)電源Glj和對應(yīng)啟動路徑Plj加入已恢復(fù)小系統(tǒng)S1B成新的 已恢復(fù)小系統(tǒng)S q，如果未能通過校驗(yàn)，取下一條路徑進(jìn)行校驗(yàn)，至小系統(tǒng)Sdt應(yīng)的恢復(fù)路徑 均校驗(yàn)完畢;判斷該層所有小系統(tǒng)的待恢復(fù)電源是否均已搜索完畢，如果未全部搜索，轉(zhuǎn)到 步驟3，搜索下一個(gè)小系統(tǒng);如果該層小系統(tǒng)已經(jīng)全部搜索過，轉(zhuǎn)到步驟6;
[0020] 對小系統(tǒng)Si的所有待恢復(fù)電源Gij及其對應(yīng)啟動路徑Pij進(jìn)行技術(shù)校驗(yàn)，當(dāng)約束條件 全部滿足時(shí)，待恢復(fù)電源才能通過該路徑啟動，否則技術(shù)校驗(yàn)不通過，所述技術(shù)校驗(yàn)內(nèi)容包 括：
[0021 ] (1)啟動時(shí)間約束校驗(yàn)，電源i的實(shí)際啟動時(shí)間Tm應(yīng)小于其最大臨界熱啟動時(shí)間 Tch, i或大于其最大冷啟動時(shí)間TCC, i;否則校驗(yàn)不通過；
[0022] (2)啟動功率約束校驗(yàn)，已恢復(fù)小系統(tǒng)在當(dāng)前時(shí)刻所能提供的總功率，應(yīng)大于待恢 復(fù)電源所需的啟動功率，機(jī)組i的啟動功率約束為：
[0023] XPG(t)-Pcr,i>〇
[0024] 式中，XPc(t)--當(dāng)前時(shí)刻系統(tǒng)具有的可供發(fā)電機(jī)組啟動用的總功率；
[0025] Pcr.i--機(jī)組i啟動過程所需的機(jī)組啟動功率；
[0026]否則，校驗(yàn)不通過；
[0027] (3)無功約束校驗(yàn)，恢復(fù)路徑上的充電無功功率之和，應(yīng)小于已恢復(fù)小系統(tǒng)中已并 網(wǎng)電源的總吸收無功量：
[0029]式中，nL-一恢復(fù)路徑的線路總數(shù)；
[0030] Qlj 考慮尚抗或低抗補(bǔ)償后線路j上剩余的無功功率；
[0031] ΠΒ一一系統(tǒng)內(nèi)已并網(wǎng)電源的個(gè)數(shù)；
[0032] Qrmax 電源機(jī)組r能吸收的最大無功功率；
[0033]否則，校驗(yàn)不通過；
[0034] (4)自勵磁約束校驗(yàn)，恢復(fù)路徑上的充電無功功率之和，應(yīng)小于已恢復(fù)小系統(tǒng)內(nèi)所 有發(fā)電機(jī)的額定容量與短路比之積：
[0036] 式中，KCBr-一機(jī)組r的短路比；
[0037] Ser--機(jī)組r的額定容量；
[0038]否則，校驗(yàn)不通過；
[0039] (5)潮流和節(jié)點(diǎn)電壓約束校驗(yàn);發(fā)電機(jī)有功、無功出力均要小于最大出力，大于最 小出力，線路有功要小于有功限值，節(jié)點(diǎn)電壓在安全范圍內(nèi)：
[0041]式中，Pci--發(fā)電機(jī)i發(fā)出的有功功率；
[0042] Qci--發(fā)電機(jī)i發(fā)出的無功功率；
[0043] nc一一已恢復(fù)系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)臺數(shù)；
[0044] Pi--支路i上流過的有功功率；
[0045] nL一一已恢復(fù)系統(tǒng)內(nèi)線路的條數(shù)；
[0046] Ui--節(jié)點(diǎn)電壓；
[0047] nb一一已恢復(fù)系統(tǒng)包含的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)；
[0048]否則，校驗(yàn)不通過；
[0049] (6)對直流換流站的啟動，校驗(yàn)直流換流站啟動約束，短路容量和轉(zhuǎn)動慣量需要滿 足以下條件：
[0050] Ssc > HQfiler
[0051 ] Hdc > 20s
[0052]式中，Ssc-一換流站交流母線的短路容量；
[0053] Hdc--已啟動交流系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動慣量；
[0054] Qfilter 單組濾波器容量；
[0055] 否則，校驗(yàn)不通過。
[0056]步驟6,統(tǒng)計(jì)該層所有新生成的已恢復(fù)小系統(tǒng)ShS2r^Sq中含直流換流站的小系 統(tǒng)數(shù)量k，如果k小于閾值f，采用新一層的已恢復(fù)小系統(tǒng)ShS2,替換上一層已恢復(fù)小系 統(tǒng)，并轉(zhuǎn)到步驟2;如果k不小于閾值f，按恢復(fù)消耗時(shí)間排序，輸出含直流換流站已恢復(fù)系統(tǒng) 內(nèi)電源啟動順序、恢復(fù)路徑、恢復(fù)消耗時(shí)間，完成對直流換流站恢復(fù)路徑的搜索。閾值f的取 值為3~8。
[0057]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果為:本發(fā)明結(jié)合廣度優(yōu)先法和迪杰斯特拉算 法對直流換流站的恢復(fù)路徑進(jìn)行優(yōu)化，以直流換流站的恢復(fù)時(shí)間最短為目標(biāo)，全面考慮恢 復(fù)過程中機(jī)組的啟動條件、直流輸電系統(tǒng)啟動條件和系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)約束條件，保證系統(tǒng)恢復(fù) 過程中的安全與穩(wěn)定。在黑啟動初期快速啟動直流，能快速地為停電電網(wǎng)提供大容量的有 功功率支持，加速恢復(fù)進(jìn)程。
【附圖說明】
[0058]圖1為本發(fā)明的基于廣度優(yōu)先的直流換流站恢復(fù)路徑生成方法流程圖。
[0059]圖2為機(jī)組出力曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0060]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0061]如圖1所示，本發(fā)明的一種基于廣度優(yōu)先的直流換流站恢復(fù)路徑生成方法，包括以 下步驟：
[0062]步驟一，將待恢復(fù)機(jī)組和直流換流站組成待恢復(fù)電源，黑啟動電源加入已恢復(fù)小 系統(tǒng)S1，初始化31當(dāng)前時(shí)刻。=0;
[0063]所述的已恢復(fù)小系統(tǒng)，指已帶電的發(fā)電機(jī)和支路的集合;停電時(shí)刻記為0時(shí)刻，系 統(tǒng)的當(dāng)前時(shí)刻，指停電時(shí)刻到系統(tǒng)當(dāng)前恢復(fù)狀態(tài)所消耗的時(shí)間。
[0064] 步驟二，統(tǒng)計(jì)本層已恢復(fù)小系統(tǒng)數(shù)量m、每個(gè)小系統(tǒng)恢復(fù)51所消耗的時(shí)間1，? =