一种传统火电机组黑启动移动储能系统的优化调度方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114188936A(43)申请公布日2022.03.15(21)申请号202111322785.0(51)Int.Cl.(22)申请日2021.11.09H02J3/00(2006.01)H02J3/28(2006.01)(71)申请人国网江苏省电力有限公司电力科学H02J3/32(2006.01)研究院H02J3/38(2006.01)地址210000江苏省南京市江宁区帕威尔H02J3/46(2006.01)路1号申请人江苏省电力试验研究院有限公司南京理工大学(72)发明人汪成根李强郝雨辰吴盛军吕振华韩华春唐伟佳任必兴邹小明王洁罗瑞丰谢云云(74)专利代理机构南京理工大学专利中心32203代理人朱炳斐权利要求书4页说明书8页附图3页(54)发明名称一种传统火电机组黑启动移动储能系统的优化调度方法(57)摘要本发明公开了一种传统火电机组黑启动移动储能系统的优化调度方法，利用移动储能可以灵活调度的特性，来组建临时的黑启动电站，当电池容量达到一定程度时，就可以为停电区域内的火电机组提供机组启动功率，辅助系统恢复以提高电力系统的恢复效率。本发明利用谱聚类算法将停电系统划分为若干子系统，并得到分区结果，以机组在规定时间内的最大恢复输出为目标，实现了移动式储能的调度优化和确定黑启动机组的选择优化，最后并行恢复创建的子系统。该方法对于无黑启动电源或黑启动机组容量不足的区域的停电恢复具有重要意义与非常广阔的应用前景。CN114188936ACN114188936A权利要求书1/4页1.一种传统火电机组黑启动移动储能系统的优化调度方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1，根据电力系统的拓扑特性以及抽象原则，将整个停电系统抽象成简单的网络拓扑图；步骤2，利用谱聚类算法将停电系统划分为若干子系统，得到分区结果；步骤3，以火电机组在规定时间内的最大恢复输出为目标建立移动储能调度优化模型；步骤4，调整分区结果，优化黑启动机组的选择结果和移动储能调度的结果；步骤5，移动储能组建临时的黑启动电站为各分区内黑启动火电机组提供机组启动功率，按照基于迪杰斯特拉算法的机组启动排序方法得到各分区内火电机组恢复顺序，进而并行恢复子系统。2.根据权利要求1所述的传统火电机组黑启动移动储能系统的优化调度方法，其特征在于，步骤1中所述电力系统的拓扑特性以及抽象原则，具体包括：(1)忽略低电压等级的线路及设备，网络中高电压等级的线路及设备将分别被抽象为网络的边和点；(2)若电网含有双回线路，则只取其中的一回线路，并且忽略电网的有向性和并联电容支路，确保不会出现环形拓扑图；(3)化简停电系统表示为：G＝(V,E,W)式中，V为停电系统的节点集合，E为停电系统的边集合，W为边的权值集合也为图G的邻接矩阵，当节点a和节点b相连时，则W中对应的元素为ωab，若节点a和节点b不相连，则对应元素ωab＝0，由于G为无向图，所以ωab＝ωba；网络G的网络特性通过两个概念来描述：“度”和“边介数”；其中，“度”代表节点的重要程度，一个节点“度”的数值越大，该节点在整个网络中越重要，一般通过与该节点相连的边的数目和或权重和表示节点的“度”数；“边介数”代表边的重要程度，定义为该条边出现在网络中所有节点之间的最短连通路径的次数，一条边的“边介数”越大，在网络连通性中的影响越大。3.根据权利要求1或2所述的传统火电机组黑启动移动储能系统的优化调度方法，其特征在于，步骤2所述利用谱聚类算法将停电系统划分为若干子系统，得到分区结果，具体过程包括：步骤2‑1，统计停电系统各个元件的信息，计算线路权值，构建对角矩阵D和度矩阵W，最后得到Laplacian矩阵；步骤2‑2，根据谱聚类算法原理，计算Laplacian矩阵的特征值并进行从小到大排列λ1＝0＜λ2＜λ3＜...＜λn；步骤2‑3，取λ2和λ3分别作二维空间的横轴和纵轴，将网络拓扑图的节点映射到此二维空间内，根据λ2和λ3所对应的第一和第二小非平凡特征向量构造聚类样本；步骤2‑4，确定分区个数，运用k‑means算法对聚类样本进行聚类，得到停电系统的分区结果，每个分区结果内包含该分区的节点信息。4.根据权利要求3所述的传统火电机组黑启动移动储能系统的优化调度方法，其特征在于，步骤2‑1中所述线路权值的计算公式为：2CN114188936A权利要求书2/4页式中，Xab是节点a与节点b之间的线路电抗，权值ωab是代表节点a和节点b之间的连接强度，与两节点之间恢复路径的长度成反比；步骤2‑1中所述Laplacian矩阵的计算为：无向图G的Laplacian矩阵L定义为L＝D‑W，其中D是元素为的对角矩阵，W是加权邻接矩阵；Laplacian矩阵L的计算如下：式中，