[发明专利]一种含有微网的电力系统扩展黑启动方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统恢复领域，特别涉及一种含有微网的电力系统扩展黑启动方法。

背景技术

随着电网建设及其技术的快速发展，电力系统的大型化和复杂化大大增加停电事故发生的可能性，黑启动已成为电力系统恢复中不可或缺的部分，而日臻成熟的微网技术将在解决电力系统众多问题中担任重要的角色，科学合理的黑启动方案对于实现停电系统的快速恢复具有重要的意义。自上世纪80年代以来，国内外学者已对黑启动方案的生成与评估问题进行了大量的研究与试验，但是这些研究与试验基本上都是针对一个黑启动电源启动一台被启动机组的简单黑启动方案，选用的黑启动电源大多为水轮机组，存在着黑启动恢复速度慢、所提供的启动功率有限等缺陷。

微网是一种新型的网络结构，是将分布式电源、负荷、储能系统及各种控制装置有机结合在一起而构成的单一可控的具有自我控制、保护和管理的自治功能的系统单元，能够同时向用户提供电能和热能。微网具有运行控制灵活、能源利用效率高、电能质量好和容量扩展能力强等优点，在成为黑启动电源上表现出极大的潜能，但目前国内关于微网的理论研究仍处于起步阶段，并且尚无相关研究将微网作为黑启动电源。随着能源结构的调整和智能电网的进一步发展，微网的研究与建设将成为未来电力行业的一个重要发展方向，而将微网作为黑启动电源也将成为微网与传统大电网的良好结合点，在很大程度上提高传统大电网的电能质量和安全防御能力。

目前，国内与电力系统黑启动方案相关的专利仍不够完善，并且尚无含有微网的电力系统扩展黑启动方案的相关专利。因此，以微网作为黑启动电源并将其与扩展黑启动策略结合起来是本发明的重点，而利用智能算法的结合实现含有微网的电力系统扩展黑启动方案的求解和优化是本发明的关键。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种含有微网的电力系统扩展黑启动方法。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：

一种含有微网的电力系统扩展黑启动方法，包含以下顺序的步骤：

S1.根据停电系统的实际情况，利用基于复杂网络社团结构的恢复子系统划分算法将其划分成若干个恢复子系统；

S2.根据以微网作为黑启动电源和一个黑启动电源同时启动多台被启动机组的扩展策略，对含有微网的电力系统扩展黑启动方案进行求解和优化；

S3.根据所确定的最优方案，各个恢复子系统中的微网对该恢复子系统的恢复路径进行充电，逐步扩大恢复范围并实现各个恢复子系统整体供电；

S4.根据恢复子系统划分先后次序确定并列先后次序，各个恢复子系统在黑启动成功后按相应的次序进行并列，实现整个电力系统恢复供电。

所述的步骤S2具体包括以下步骤：

（1）以微网和停电系统的参数特性为约束条件，根据扩展黑启动策略，利用平均最优分配算法改进迪克斯特拉算法，并用于搜索各个黑启动电源的恢复路径，产生各个恢复子系统的满足约束条件的初步方案；

（2）利用熵权模糊综合评价算法对各个恢复子系统的初步方案进行评价，选出综合评价值最大的方案为各个恢复子系统的最优扩展黑启动方案。

步骤S2中，所述的步骤（1）中的以微网和停电系统的参数特性为约束条件，具体包括：启动功率约束、被启动机组热启动时间约束、无功功率约束、自励磁约束、系统潮流约束、启动机组约束、节点电压约束和线路传输约束。

步骤S2中，所述的步骤（1）中的平均最优分配算法，根据被启动机组的优先等级将其划分到不同的级别集合中，并根据特定的平均最优分配原则循环为同一恢复子系统中的各个黑启动电源分配被启动机组。以实现黑启动电源利用效率的最大化。

所述的步骤S3具体包括以下步骤：

（1）以微网作为各个恢复子系统的黑启动电源，微网由系统故障阶段的孤岛运行状态转换为系统恢复阶段的并网运行状态；

（2）根据最优扩展黑启动恢复路径，每个黑启动电源同时向同一恢复子系统中的多台被启动机组提供启动功率，同时启动多台被启动机组；

（3）采用黑启动电源与被启动机组并列或多台被启动机组并列的方式组成容量更大的黑启动电源，使得下一轮黑启动能够同时启动更多被启动机组，循环进行直到实现各个恢复子系统的整体供电；

（4）根据恢复整体供电后的各个恢复子系统的实际状态与微网的运行控制要求，确定微网保持并网运行状态或是切换到孤岛运行状态。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：