風(fēng)電研究背景綜述

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1、隨著經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展對(duì)電能依賴程度的加劇，電力系統(tǒng)的規(guī)模不斷增大，結(jié)構(gòu)H趨復(fù)雜。電能生產(chǎn)、傳輸與消費(fèi)環(huán)節(jié)之間的強(qiáng)耦合性使得針對(duì)局部擾動(dòng)的不恰當(dāng)處置可導(dǎo)致影響范圍擴(kuò)大，甚至誘發(fā)惡性連鎖反應(yīng)，釀成大面積停電事故。近年來，由于可再生能源發(fā)電大規(guī)模接入電力系統(tǒng)以及強(qiáng)隨機(jī)、突發(fā)性極端自然災(zāi)害的頻發(fā)，發(fā)生這種大而積停電的風(fēng)險(xiǎn)還有逐步增大的趨勢(shì)。自2003年美加8.14大停電之后，發(fā)生在我國和巴拉圭、巴兩、日本、印度等國的大面積停電事故己經(jīng)充分說明：大停電是現(xiàn)代電力系統(tǒng)必須面對(duì)的嚴(yán)重威脅［1］。在加強(qiáng)電網(wǎng)建設(shè)和管理的同時(shí)，研究大停電事故后局部孤立系統(tǒng)的快速恢復(fù)，對(duì)減少事故帶來的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)動(dòng)蕩具有極其重要的

2、意義。作為系統(tǒng)恢復(fù)的核心環(huán)節(jié)，網(wǎng)架重構(gòu)的主要任務(wù)是高效利用系統(tǒng)屮有限的啟動(dòng)功率，通過優(yōu)化訝干機(jī)組及關(guān)鍵線路的投運(yùn)順序，爭(zhēng)取在盡可能短的時(shí)間內(nèi)最大化系統(tǒng)的有功出力，減小重要負(fù)荷的停電損失。就大系統(tǒng)的總體重構(gòu)策略而言，主要分為子系統(tǒng)內(nèi)的串行恢復(fù)和不同子系統(tǒng)間的并行恢復(fù)，通過二者的協(xié)調(diào)配合保證全網(wǎng)恢復(fù)的同步［2-4］。作為子系統(tǒng)

3、Aj重構(gòu)過程的基礎(chǔ)，事故后的機(jī)組恢復(fù)順序優(yōu)化問題率先受到W內(nèi)外研究者的關(guān)注。20世紀(jì)90年代，基于知識(shí)庠的專家系統(tǒng)、層次分析等定性分析與定量求解相結(jié)合的方法已被相繼用來制定機(jī)組恢復(fù)方案［5,6］。為了提高方案的客觀適用性，文獻(xiàn)［7］將機(jī)組順序優(yōu)化等效為多約束條件的竹問題，

4、采用數(shù)據(jù)包絡(luò)分析模型和冋溯算法進(jìn)行定量求解。文獻(xiàn)［8］進(jìn)一步引入二進(jìn)制和線性決策變量，將問題簡(jiǎn)化為混合整數(shù)線性優(yōu)化問題，可求得所冇機(jī)組初始啟動(dòng)順序的最優(yōu)解。順利重建網(wǎng)架不僅需要合理安排機(jī)組的恢復(fù)順序，還需要關(guān)注送電路徑的優(yōu)化。文獻(xiàn)［9-11］利用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)涮匦灾笇?dǎo)網(wǎng)架ffi建過程屮關(guān)鍵線路的篩選。文獻(xiàn)［12］將機(jī)組啟動(dòng)時(shí)間限制引入恢復(fù)路徑的優(yōu)化過程。文獻(xiàn)［13］將送電路徑優(yōu)化與節(jié)點(diǎn)重耍性評(píng)價(jià)進(jìn)行解耦，提出針對(duì)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)過程的通用送電路徑優(yōu)化模型。由于機(jī)組和線路的投運(yùn)在網(wǎng)架重構(gòu)的主要階段彼此交織、相互影響，為了將二者的優(yōu)化過程統(tǒng)一起來，文獻(xiàn)［14］采用改進(jìn)支路權(quán)值后的綜合優(yōu)先級(jí)指標(biāo)，以恢復(fù)時(shí)

5、間最短為目標(biāo)優(yōu)化發(fā)電機(jī)的啟動(dòng)順序。文獻(xiàn)［15］采用計(jì)及恢復(fù)機(jī)組發(fā)電容量和線路相對(duì)重要程度的機(jī)組恢復(fù)效益指秘確定最優(yōu)重構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。文獻(xiàn)［16］提出了基于改進(jìn)節(jié)點(diǎn)重要度和恢復(fù)路徑評(píng)價(jià)方法的多目標(biāo)雙層重構(gòu)優(yōu)化模型。上述研究旨在尋找理論上重構(gòu)效果最優(yōu)的機(jī)組或線路恢復(fù)順序。然而，網(wǎng)架恢復(fù)過程客觀上要受到機(jī)組可靠性、倒閘操作、隨機(jī)故障等諸多不確定因索的影響，文獻(xiàn)［17,18］首先提出機(jī)組投運(yùn)風(fēng)險(xiǎn)和線路投運(yùn)風(fēng)險(xiǎn)的概念，對(duì)網(wǎng)架重構(gòu)方案的運(yùn)行可靠性進(jìn)行定量評(píng)價(jià)。文獻(xiàn)［19］進(jìn)一步提出綜合考慮恢復(fù)效果和運(yùn)行可靠性的基于失電風(fēng)險(xiǎn)最小的機(jī)組恢復(fù)順序優(yōu)化方法。針對(duì)線路投運(yùn)的不確定性，文獻(xiàn)［20,21］分別采用模糊機(jī)會(huì)約束

6、規(guī)劃和魯檫優(yōu)化進(jìn)行建模求解。近年來，隨著節(jié)能及環(huán)保壓力的不斷加劇，可再生能源發(fā)電規(guī)模在系統(tǒng)屮的占比大幅增加，尤其是資源豐富且技術(shù)相對(duì)成熟的風(fēng)力發(fā)電發(fā)展最為迅猛。因此，也有學(xué)者針對(duì)風(fēng)電參與系統(tǒng)恢復(fù)的可能和效益進(jìn)行了針對(duì)性研究。文獻(xiàn)［22］提出了風(fēng)力發(fā)電與超級(jí)電容及蓄電池組成的儲(chǔ)能系統(tǒng)相結(jié)合的黑啟動(dòng)電源方案。文獻(xiàn)［23］針對(duì)配置儲(chǔ)能電站的風(fēng)電場(chǎng)提出一種大停電后風(fēng)電場(chǎng)的黑啟動(dòng)策略。文獻(xiàn)［24］提出了考慮風(fēng)電的黑啟動(dòng)一般原則，文獻(xiàn)［25］仿真驗(yàn)證了連接VSC-HVDC的海上風(fēng)場(chǎng)可作為黑啟動(dòng)電源加快系統(tǒng)恢復(fù)進(jìn)程。文獻(xiàn)［26］在網(wǎng)架重構(gòu)末期引入風(fēng)電，并對(duì)比了是否有風(fēng)電參與的恢復(fù)方案。文獻(xiàn)［27］研究了風(fēng)

7、電參與配電系統(tǒng)的恢復(fù)優(yōu)化，有助于減少停電損失和恢復(fù)費(fèi)用。文獻(xiàn)［28,29］研究了風(fēng)電參與微網(wǎng)黑啟動(dòng)的策略和步驟。參考文獻(xiàn)11]薛禹勝，吳勇軍，謝云云，等.停電防御框架向自然災(zāi)害預(yù)警的拓展[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2013,37(16)：18?26.

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9、學(xué)報(bào)，2003,23(4)：67-70.

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