大面积停电后快速复电的理论与方法研究

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电力系统结构复杂,覆盖面广,需要维持瞬时平衡,且影响平衡的因素非常多,随机性强,可以说,大面积停电不能完全避免。随着电力系统规模的扩大,社会对电力的需求越来越高,大面积停电后造成的损失也越来越严重。因此,如何实现大面积停电后系统的快速、稳定地恢复是目前电力安全防御研究领域的重要课题。针对大面积停电后快速复电的问题,本文开展了如下工作:1)提出了大面积停电后快速复电的总体框架。在管理方面,确定了快速复电管理中各阶段的目标和内容,提出了优化管理模式和业务流程的策略。基于现阶段快速复电的技术和方法,建立了大面积停电后快速复电的技术框架,为快速复电的实施提供了技术指导。2)提出了基于节点重要度和粒子群算法的动态分区方法。首先,根据不同节点的属性确定节点的重要性,将节点分为中心节点和一般节点。然后,根据黑启动电源的地理位置,将电源节点、重要变电站和重要负荷节点划分到相应的子系统中,并综合考虑节点结构重要度和最短路径的原则,建立节点分区的判定函数。最后,建立整体恢复时间最少的分区优化模型,利用粒子群算法与基于节点重要性的分区方法进行模型求解,保证了分区的合理性,减少了系统整体的恢复时间。3)提出了同时考虑机组和负荷优先级的网架重构方法。分析了网架重构过程中机组和负荷优先级,根据机组的启动特性以及不同的恢复时间确定机组恢复的优先级,根据负荷本身属性和结构特点确定负荷的优先级。按照网架重构中优化目标的不同,将网架重构的优化分为节点优化和路径优化两个阶段。首先利用机组和负荷的本身属性,进行当前时段下机组和负荷的预选,从而选定当前阶段满足恢复要求的节点,然后根据节点的结构特性,采用粒子群算法优化目标节点的顺序,最后利用最短路径的方法优化其送电路径,得到最终整体优化的恢复方案,提高了网架重构的效率、机组出力的利用率和重要负荷恢复的概率,减少了系统整体恢复的时间。本文在建立大面积停电后快速复电的总体框架的基础上,围绕快速复电过程中的动态分区和网架重构方法进行了研究,对提高大面积停电后电力系统快速、稳定地恢复能力,减少大面积停电后的经济损失具有一定的意义。
摘要第5-6页
Abstract第6-7页
第1章 绪论第10-19页
    1.1 研究背景和意义第10-11页
    1.2 国内外研究现状第11-17页
        1.2.1 大面积停电后快速复电技术的研究现状第11-15页
        1.2.2 大面积停电后快速复电的管理研究现状第15-17页
    1.3 本文主要工作第17-19页
第2章 大面积停电后快速复电的总体框架第19-29页
    2.1 大面积停电后快速复电的架构设计第19-20页
    2.2 大面积停电后快速复电的管理框架第20-24页
        2.2.1 快速复电的管理机制第20-23页
        2.2.2 快速复电的管理环节第23-24页
    2.3 大面积停电后快速复电的技术框架第24-28页
        2.3.1 快速复电的关键技术第24-26页
        2.3.2 快速复电的实施方法第26-28页
    2.4 本章小结第28-29页
第3章 基于节点重要度和粒子群算法的动态分区第29-43页
    3.1 基于节点重要度的分区方法第29-33页
        3.1.1 分区的原则第29-30页
        3.1.2 节点重要性的确定第30-32页
        3.1.3 分区的过程第32-33页
    3.2 分区模型的建立第33-34页
        3.2.1 目标函数第33页
        3.2.2 分区约束第33-34页
    3.3 基于粒子群算法的模型求解第34-36页
        3.3.1 分区优化算法第34-35页
        3.3.2 算法流程第35-36页
    3.4 算例分析第36-42页
    3.5 本章小结第42-43页
第4章 同时考虑机组和负荷优先级的网架重构第43-60页
    4.1 网架重构过程中机组和负荷优先级第43-47页
        4.1.1 机组优先级的确定第43-46页
        4.1.2 负荷优先级的确定第46-47页
    4.2 网架重构优化模型第47-49页
        4.2.1 目标函数第47-48页
        4.2.2 约束条件第48-49页
    4.3 网架重构优化模型的求解第49-54页
        4.3.1 机组节点和负荷节点的预选第49-50页
        4.3.2 机组和负荷优化第50-52页
        4.3.3 网架重构的全局优化第52-54页
    4.4 算例分析第54-59页
    4.5 本章小结第59-60页
结论与展望第60-62页
参考文献第62-69页
致谢第69-70页
附录 A 攻读硕士学位期间取得的研究成果第70-71页
附录 B 节点重要度评估指标参数第71-72页
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