含微电网电力系统黑启动策略研究

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1、太原理工大学硕士研究生学位论文含微电网电力系统黑启动策略研究摘要随着电力客户逐渐增长的的需求与不同地域之间的联系日益紧密，电网互联规模日益扩大。但是电网结构的复杂化也对电网安全运行带来了更为巨大的挑战。如果发生大规模停电，不仅会造成巨大的经济损失，还给人们正常的社会生活带来不便，甚至可能引起社会动荡等政治问题，针对电力系统黑启动的研究也一直是电力系统学科内一个比较热门的话题。黑启动电源的寻找是黑启动研究方向的一个重点，由于微电网分布广泛、具有灵活的运行模式并且能够实现快速切换负荷，利用微电网作为黑启动电源参与电力系统黑

2、启动研究也逐渐受到国内外电工界的广泛关注。在对已有的常规黑启动方案进行大量研究的基础上，本文讨论了如何利用近年来发展比较迅速的微电网参与黑启动过程，从而为未来电力系统相关部门制定黑启动方案提供一种全新思路，本文主要包括以下内容。对电力系统黑启动过程中可能出现的机组自励磁现象以及空载过电压和操作过电压进行了介绍，简单介绍了近年在微电网储能方面发展较快的钒电池系统，从输出功率以及储备能量两个方面研究了含有较大规模储能设备的微电网参与电网黑启动的可行性。利用图论学中求解最短路径的三种基本方法求解从黑启动电源到待恢复机组的最短

3、电气距离，结合常规火电机组启动特性曲线，本I太原理工大学硕士研究生学位论文文提出一种新型机组权重系数指标，在时间约束、功率约束、能量约束以及基本潮流约束的前提下提出黑启动分区划分方案，初步确定每台待恢复机组所属黑启动分区。在已有的黑启动分区划分方案基础上，本文利用改进的模拟退火法对从恢复功率与恢复时间两个角度对分区方案进行综合优化以实现全局最优，并利用本文所提出的计及线路恢复成功率与机组最大出力的机组期望恢复功率作为黑启动分区判据的指标。确定了每个子系统内机组的恢复顺序，同时避免单个子系统恢复时间过长延缓黑启动过程。之

4、后以IEEE39节点系统为例讨论了对系统分区进行优化的必要性。介绍了各子区域如何选择并网运行，根据并网要求本文将整个并网的技术过程分为三个基本层面，并对每个层面的基本要求进行了讨论。提出了针对负荷分类以及不同负荷停电后所造成的损失，提出了负荷最优恢复模型函数，并将负荷恢复问题转化为0-1型背包问题，利用粒子群算法进行求解。首先以黑启动分区常用的IEEE118节点系统为例，通过算例分析验证了如果含有大规模储能设备的微电网能够参与黑启动，可以迅速缩短黑启动初期的机组恢复与网架结构形成过程。最后以IEEE14节点系统为例，通

5、过算例分析验证了微电网可以加速负荷恢复过程。关键词：电力系统恢复，黑启动分区优化，最短电气距离，负荷恢复，微电网II太原理工大学硕士研究生学位论文RESEARCHONBLACKSTARTSTRATEGYCONSIDERINGMICROGRIDSABSTRACTWiththegradualgrowthofelectricitycustomersneedsandtheincreasinglycloserelationshipbetweendifferentpowersystemregions,theinterrelatio

6、nshipofthepowersystemincreases.However,greatchallengeshavebeenbroughttothesteadyoperationofpowerduetothecomplexityofsystem.Greateconomiclossesandbigsocialproblemwilloccuronceabigblackoutoccurs,somepoliticalproblemlikesocialunrestwillhappenaswell.Blackstartstrate

7、gyfocusingonreducinglosseshasalwaysbeenahottopicintheacademiaofpowersystem.Findingproperblackstartsourcesisanimportantsubjectintheresearchofblackstart,asthemicrogridsdistributedwithflexibleoperationmodeandenablesfastswitchingloads,theuseofmicropowergridblackstar

8、tasablackstartpowesystemisgraduallybeinginvolvedindomesticandforeignattentionelectriciancommunity.Onthebasisoftheexistingconventionalblack-startprogramofextensiverese