[发明专利]一种基于多模块嵌套迭代的负荷故障恢复方法

说明书

本发明提供了一种基于多模块嵌套迭代的负荷故障恢复方法，属于电力系统优化技术领域；解决了目前负荷故障恢复过程中出现的可再生能源出力的波动性、负荷信息不确定性以及储能调度的复杂性等问题；包括如下步骤：确定模块一，在确定输电网主网架的情况下建立故障后负荷恢复优化模型；确定模块二，在确定重要负荷节点的情况下构建储能系统调度模型；确定模块三，储能系统的充放电状态信息确定后，建立考虑风电、光伏和负荷不确定性储能系统的充放电调度优化模型；确定模块四，构建基于模块一到模块三的负荷恢复双层嵌套迭代方法，以得到最终的负荷恢复的决策方案；本发明应用于大规模的输电网故障后负荷恢复。

技术领域

本发明提供了一种基于多模块嵌套迭代的负荷故障恢复方法，属于电力系统优化技术领域。

背景技术

近年来，随着可再生能源、电动汽车、储能器等的集成化程度不断提高，输电网的运行模式发生了变化。在大电网停电后，为了减少停电损失，必须提前制定电网恢复预案，其主要目标是尽快恢复尽可能多的重要负荷供电。传统负荷恢复以水电机组或燃气轮机作为黑启动电源，但其数量和出力受限于地理和资源分布。可再生能源具有启动速度快、所需厂用电少以及运行方式灵活等优点，越来越多的研究利用其功率支撑作用，提高负荷恢复效率。但由于可再生能源的不确定性，其波动可能会造成系统的状态发生异常，进而引起再次跳闸。随着大规模储能系统建成并投运，储能系统可提供更充足的出力，并在一定程度上帮助保持发电负荷的功率平衡，以此提高系统的恢复效率。然而，计及分布式能源和储能的负荷恢复是一个复杂的非线性优化问题，亟需高效且兼容性强的方法解决。

发明内容

本发明为了解决目前负荷故障恢复过程中出现的可再生能源出力的波动性、负荷信息不确定性以及储能调度的复杂性等问题，提出了一种基于多模块嵌套迭代的负荷故障恢复方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种基于多模块嵌套迭代的负荷故障恢复方法，包括如下步骤：

步骤1）：确定模块一，在确定输电网主网架的情况下建立故障后负荷恢复优化模型，用于确定待恢复重要负荷所在的节点；

步骤2）：确定模块二，在确定重要负荷节点的情况下构建储能系统调度模型，用于确定储能的充放电的状态变量的优化决策；

步骤3）：确定模块三，储能系统的充放电状态信息确定后，建立考虑风电、光伏和负荷不确定性储能系统的充放电调度优化模型，用于确定储能系统的充电或者放电的功率；

步骤4）：确定模块四，构建基于模块一到模块三的负荷恢复双层嵌套迭代方法，以得到最终的负荷恢复的决策方案。

所述步骤1）中建立故障后负荷恢复优化模型的步骤如下：

首先确定故障后负荷恢复优化模型的目标函数，目标函数的表达式如下：

；

上式中： T为负荷恢复的步长； t为当前步长； N是电力系统的节点数量； i表示第 i个节点；代表第 i个节点上 t步长下负荷的恢复状态，为0/1变量，1表示已经恢复，0表示还没恢复；表示第 i个节点上 t步长下的待恢复负荷的重要程度；是第 i个节点上在 t步长下的负荷， L代表负荷；