黑启动是指由自启动机组或外来电源向没有自启动能力的已跳闸停止运行的机组或者具有临界时间限制的机组提供启动电源,使其重新启动恢复发电能力,并且重新与黑启动机组并网运行,最终实现电力系统恢复正常运行状态的过程[7]。电力系统黑启动的研究早在1980s初期就开始进行,而自1986年成立IEEE电力系统恢复工作组以来,各国学者对黑启动这一问题的研究也越来越重视,明确了黑启动问题的主要研究内容,并且在实际事件中得到了实践与应用,也取得了一定的进展。82937
我国对于黑启动的研究相对于国际而言开始较迟。2000年5月,华北电网进行了国内首次的黑启动试验,并且取得了成功[8]。2001年7月,国家电网公司颁布了新的《电力系统安全稳定导则》[9],这一新的安全稳定导则对预防电力系统崩溃提出了更为严苛的要求。2004年,山西电网黑启动试验方案也功出炉[10]。
电力系统大停电后的系统快速恢复问题是一种半结构化问题,属于非线性优化问题的范围,所以从整体上来建模求解难度较大。为加快黑启动的恢复速度,从恢复的时间、目标、空间以及行为上需要不断地进行优化调整,以确保系统能够安全、快速地恢复供电[11]。现阶段,国内外学者针对电力系统的主要恢复策略进行了大量的研究[12][13],其分类主要包括:分区策略、机组启动策略、网架重构策略、负荷恢复策略等方面。论文网
文献[14]设计了一种系统分区的方法,按照机组启动的时间限制分区,基于遗传算法,以恢复路径权值为目标函数优化系统分区。文献[15]采用禁忌搜索算法利用线路长度,开关转换次数,变电站数目等指标对线路进行赋权,规划系统分区策略。文献[16]提出了基于WAMS的黑启动分区策略。文献[17]将网络简化为无向、无权图,再引入复杂网络概念,采用GN分裂法,进行子系统的划分。文献[18]仅考虑电气距离,对系统网络进行简单的分区。文献[19]利用交叉GSO算法,建立机组启动简化模型对机组启动顺序进行寻优。文献[20] 和[21]分别采用数据包络等方法、选择排序法、模糊中间性决策方法等算法来确定机组启动次序策略。文献[22]中引入电力系统分层调度思想,为满足电力系统停电后分层分区调度决策的需要,建立基于主从递阶决策模型的分布式恢复策略。文献[23,24]将无标网络中的“核心节点”作为核心思想,提出了基于目标节点关键度评价的黑启动网络重构方法。文献[25]采用离散粒子群优化算法重构黑启动网络,优化目标设定为以重要负荷恢复量所占比例最高。文献[26]引入机组启动的时间限制,在节点恢复顺序优化过程中同时考虑了目标网架与节点恢复顺序确定网络重构优化策略,从而提高了网架恢复方案的实用性。文献[27]采用案例推理作为负荷模型求解方法,并实时制定相应的智能恢复方式。
恢复速度快、恢复及重构的运行方式有序、严格按照操作步骤进行并且灵活性较高是电力系统恢复有三个基本要求。其中合理的恢复路径的确定是电力系统恢复快速、安全且有序恢复的首要前提与必要条件。