[发明专利]一种供电网黑启动分区方案计算方法及计算系统

说明书

本发明公开了一种供电网黑启动分区方案计算方法及计算系统，本发明首次用一个统一的解析式来描述联络线最少、可调负载与黑启动电源之间的平衡以及保证一类负荷快速恢复供电等约束条件。通过求解微分方程组的方法直接求得最优分区方案的解析解，而非提供多种方案人工选择。所提出的方法适于程序实现，且进行了实际验证，为黑启动分区方案的计算提供了一种全新的思路和方法。

技术领域

本发明属于电网分区计算技术领域，具体涉及一种供电网黑启动分区方案计算方法及计算系统。

背景技术

对于系统内含有多个黑启动电源的大系统，在大停电事故发生后，合理的分区划分方案将有助于各系统协调并行恢复进而缩短全系统恢复供电时间。各个分区的划分应以分区间联络线最少为目标，并充分考虑快速恢复一类负荷的供电。目前，现有的分区划分多采用整数线性规划模型，通过构造割约束并利用高效求解器CPLEX对模型多次求解以获取足够多的方案以进行比较，并最终选择最优的分区划分方案。这种方法的缺点是：计算过程相对复杂，计算时间较长，且会提供一组解供人工选择，而非直接给出最优方案。从数学上分析，通过解微分方程组的方法可以快速直接获得最优解，但目前还缺乏一种无需求取多个分区方案，直接通过解微分方程组形式快速求取最优解析解的方法。

发明内容

本发明提供了一种供电网黑启动分区方案计算方法及计算系统，通过求解微分方程组的方法直接求得最优分区方案的解析解，而非提供多种方案人工选择。

为达到上述目的，本发明所述一种供电网黑启动分区方案计算方法，包括以下步骤：

构建负荷节点与黑启动电源节点最小拓扑关系矩阵，所述关系矩阵中的元素为各负荷节点与黑启动电源节点的最小拓扑距离；

根据各个负荷节点间的关联关系，建立负荷节点关系矩阵表，所述负荷节点关系矩阵表中的元素用于表征负荷节点两两之间的连接状态；

引入用于表征负荷节点是否为一类负荷的变量和用于表征负荷节点是否为可调负荷的变量；

构建分区范围表，所述分区范围表中的元素为各黑启动电源节点和负荷节点的分区从属关系值；

利用构建的负荷节点与黑启动电源节点最小拓扑关系矩阵中的元素、负荷节点关系矩阵表中的元素，以及引入的用于表征负荷节点是否为一类负荷的变量和用于表征负荷节点是否为可调负荷的变量构建能量函数；

求解建立的能量函数，以得到分区范围表中各单元元素值，并根据分区范围表中各单元元素值划分供电分区，元素值为1的单元对应的负荷电源节点和黑启动电源节点划分至同一个分区。

进一步地，负荷节点与黑启动电源节点最小拓扑关系矩阵如下：