多直流馈入受端电网恢复优化决策.doc

多直流馈入受端电网恢复优化决策随着电力系统规模的不断扩大与电力工业的迅猛发展,电力系统运行趋向于极限状态,大停电事故时有发生,特别是近年来大规模特高压工程不断建设,新型电力设备参与系统运行,高比例可再生能源遍布电网各处,使得大停电风险越来越高,电力系统的快速、安全恢复已成为全世界关注的重点问题。本文从我国电力建设的基本国情出发,重点关注多直流馈入的受端系统,并考虑恢复过程中可再生能源参与所带来的不确定性,分别研究了网架重构前期多直流参与的机组启动顺序优化,旨在增强受端系统强度的加权路径恢复寻优策略,网架重构后期计及风电参与的源荷协调恢复优化和面向负荷恢复的多直流与机组出力配合等问题。论文主要工作和创新点如下:1)提出一种考虑交直流系统相互作用效应的网架重构策略,分析了网架重构初期交直流系统间的相互作用效应,采用适用于描述恢复阶段直流系统控制方式和输送能力的多馈入综合短路比强度指标(multi-infeedintegratedshortcircuitratio,MISCR)表征直流系统启动运行过程中的电压稳定性,提出了增加母线短路容量与增强直流母线电压支撑能力的加权路径恢复优化策略,建立了网架重构阶段的混合整数非线性规划(mixed-integernonlinearprogramming,MINLP)模型并线性化处理,采用基于Benders分解思想的方法,实现了网架重构过程中以最大化发电量为目标,系统安全运行为约束的直流和机组启动序列优化与路径恢复方案的求解,IEEE-39节点系统仿真验证了本文所提策略与求解方法的有效性。2)建立了一种计及风电和负荷不确定性的源荷协调优化模型。将风电场出力和负荷采用模糊参数表示,计及频率约束、正负旋转备用约束在风电负荷存在预测误差时对恢复进程带来的影响,同时在恢复过程中计及各类用户停电损失随停电持续时间变化的差异,改进现有负荷恢复模型仅关注最大化单时步加权负荷恢复量,而忽略整体恢复经济性的弊端。为实现模型的快速求解,对含模糊变量的约束与潮流方程进行线性化处理,把关注源、荷两方面的非线性优化问题转化为双层线性规划问题。用含多风电场的IEEE-30节点和IEEE-118节点算例验证了本文所提模糊机会优化模型的有效性以及求解算法的快速性。3)建立一种计及直流运行特性的直流传输量与机组出力优化模型,针对网架重构后期多直流馈入受端电网机组出力优化问题,考虑直流系统送、受端协调,换流站设备频繁调整限制等运行特性,建立直流馈入量调整模型,并计及系统功率平衡,电压、频率安全,机组爬坡等约束,建立多直流馈入受端系统直流传输量与机组出力优化模型,并最终处理为混合整数线性优化问题,针对各时步负荷接入后的系统断面数据,实现机组出力与直流传输量优化。本文采用IEEE-30节点和IEEE-118节点算例验证了模型的有效性。