[发明专利]计及微网作为黑启动电源的电力系统网架重构优化方法

权利要求书

1.计及微网作为黑启动电源的电力系统网架重构优化方法，其特征在于，包括步骤：

S1.分析含高比例可再生能源微网作为黑启动电源的优势及其可行性，提出计及微网作为黑启动电源恢复非黑启动机组的操作流程；

S2.以最大化恢复系统的发电容量和最小化微网内的负荷损失量为目标构建计及微网作为黑启动电源的网架重构优化模型；

S3.根据电力网络的拓扑参数和电气参数，基于节点重要度和路径恢复时间构建综合路径评价指标以优化待恢复机组的恢复路径，进而重构电力网架；

S4.联合采用蜂群算法与量子理论相结合求解所构建的计及含高比例可再生能源的微网作为黑启动电源的网架重构模型；

提出了计及微网作为黑启动电源恢复非黑启动机组的操作流程，包括：

①系统大停电的确认；在正常运行时，微网处于并网运行状态，当微网中央控制器检测到主网故障后，通过无缝切换自动脱网进入孤岛运行状态，微网中央控制器控制储能系统和可调度机组的微源控制器将逆变器控制模式切换为Vf控制，经微网调度人员与主网调度人员通信联络，确认是否发生大停电，若未发生大停电，微网通过无缝切换技术切换至并网运行模式；若发生大停电，记t＝0，并执行步骤②、③、④和⑤；

②输入和更新微网中央控制器存储的主网各元件状态，判定是否需要微网为主网内待恢复机组提供启动功率，当主网系统全黑时或已恢复机组的输出功率不足以启动下一台待恢复机组时，微网将作为黑启动电源为非黑启动机组提供启动功率；

③微网中央控制器对微网内部元件状态进行检测，包括储能系统电能、可调度机组出力状态；同时，微网中央控制器对短期时段T_p内可再生能源出力以及负荷大小进行预测；判断T_p内微网不计及内部自身负荷的净功率是否满足目标非黑启动机组启动功率要求；T_p的确定和当前目标非黑启动机组的启动时间相关，所述的微网出力至少应保证一台非黑启动机组能够持续获得启动功率直至其并网；

④若T_p内微网的净功率满足要求，则微网整体可以作为黑启动电源为主网非黑启动机组提供启动功率，同时，计算负荷损失量，若微网净功率能满足自身负荷和非黑启动机组启动功率，则无需切除微网内的负荷，即微网的负荷损失量为0；否则，微网内将会产生一定的负荷损失，若此时微网净功率不能满足非黑启动机组启动功率的要求，则微网将保持孤岛运行状态；

⑤若微网未向主网提供功率，则令t＝t+1；否则，令t＝t+t_xi，t_xi为目标非黑启动机组的启动时间，继续执行步骤②、③和④，直至所有机组均已恢复为止；

以最大化恢复系统的发电容量和最小化微网内的负荷损失量为目标构建计及微网作为黑启动电源的网架重构优化模型，包括：

本发明以最大化恢复系统的发电容量为目标，即

式中：S_NBS为非黑启动机组节点集合；P_syn，i，t和P_st，i，t分别为时刻t节点i的非黑启动机组已恢复的出力及其启动功率；P_M，t为时刻t微网提供的功率；u_i，t为二值变量，当节点i的非黑启动机组在时刻t获得启动功率时其值为1，否则为0；

计及微网内关键负荷和普通负荷的重要程度不同，微网内部的负荷损失量可表示为

N_T为网架重构所用的时间；和分别表示所切除的普通负荷和关键负荷的有功功率随时间变化的函数；ψ为负荷系数，表示关键负荷相对普通负荷的重要程度；可通过计算矩形面积之和来近似计算其定积分值，即

式中：和分别为时刻t切除的普通负荷和关键负荷的有功功率；计及网架重构过程中微网的负荷损失量，将该式作为惩罚项，得到本发明计及高比例可在能源的微网作为黑启动电源的网架重构优化策略的目标函数，即

式中：η为惩罚系数，表示对微网负荷损失量的惩罚程度。