考慮結(jié)構(gòu)堅(jiān)強(qiáng)性的城市輸電網(wǎng)規(guī)劃與運(yùn)行管理研究.pdf

1、隨著城市化進(jìn)程的不斷深入以及新能源接入電網(wǎng)的日益廣泛，城市輸電網(wǎng)的規(guī)模和復(fù)雜度也逐步攀升，使得輸電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性和安全性更加受到全社會(huì)的重視。國(guó)家電網(wǎng)公司提出了建設(shè)“堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)”的十年規(guī)劃，表明確保電網(wǎng)堅(jiān)強(qiáng)性應(yīng)在智能之先，為立網(wǎng)之本。因此，如何構(gòu)建結(jié)構(gòu)堅(jiān)強(qiáng)的城市輸電網(wǎng)以應(yīng)對(duì)復(fù)雜化、多源化供電結(jié)構(gòu)所帶來(lái)的沖擊和挑戰(zhàn)是值得深入研究的課題。
　　城市輸電網(wǎng)在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中難免遭受不同來(lái)源以及不同類型的擾動(dòng)。這其中既有輸電網(wǎng)自身網(wǎng)架結(jié)構(gòu)存

2、在的固有先天缺陷緣故，也有電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)度不合理所產(chǎn)生的人為后天影響。目前對(duì)城市輸電網(wǎng)的評(píng)價(jià)主要是從安全性、經(jīng)濟(jì)性、網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和電能質(zhì)量等指標(biāo)方面對(duì)城市輸電網(wǎng)結(jié)構(gòu)及運(yùn)行合理性進(jìn)行評(píng)價(jià)。雖然這些日漸成熟的指標(biāo)體系能較好地反映電網(wǎng)的某些特性，但還較難綜合評(píng)價(jià)城市輸電網(wǎng)面對(duì)潛在風(fēng)險(xiǎn)的整體堅(jiān)強(qiáng)性和內(nèi)部支援性，不利于對(duì)復(fù)雜電網(wǎng)的全局把握。同時(shí)，相較傳統(tǒng)輸電網(wǎng)，堅(jiān)強(qiáng)的城市輸電網(wǎng)在電網(wǎng)擴(kuò)展規(guī)劃、故障恢復(fù)、檢修安排及新能源接入等方面提出了更高的要求，以實(shí)現(xiàn)電

3、力傳輸和資產(chǎn)利用的更加合理化、可靠化和高效化。
　　本文在分析輸電網(wǎng)結(jié)構(gòu)堅(jiān)強(qiáng)性評(píng)價(jià)與現(xiàn)有輸電網(wǎng)安全性評(píng)價(jià)差別的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)地提出評(píng)價(jià)城市輸電網(wǎng)結(jié)構(gòu)堅(jiān)強(qiáng)性的指標(biāo)體系和具體評(píng)價(jià)方法，并對(duì)該指標(biāo)體系及評(píng)價(jià)方法在城市輸電網(wǎng)規(guī)劃和運(yùn)行管理各環(huán)節(jié)中的應(yīng)用展開研究。
　　本文主要從以下幾個(gè)方面開展研究工作：
　　1.對(duì)輸電網(wǎng)結(jié)構(gòu)堅(jiān)強(qiáng)性進(jìn)行系統(tǒng)地描述，明確區(qū)分結(jié)構(gòu)堅(jiān)強(qiáng)性評(píng)價(jià)方法與現(xiàn)有的安全性評(píng)價(jià)方法的差別；在兼顧宏觀和微觀評(píng)價(jià)電網(wǎng)安全

4、性的基礎(chǔ)上，提出多維度評(píng)價(jià)輸電網(wǎng)結(jié)構(gòu)堅(jiān)強(qiáng)性的指標(biāo)體系，并引入指標(biāo)均勻性評(píng)價(jià)方法，以相對(duì)指標(biāo)代替絕對(duì)指標(biāo)，加強(qiáng)各指標(biāo)內(nèi)部聯(lián)系，同時(shí)避免不同指標(biāo)間量綱的轉(zhuǎn)換問題。
　　2.結(jié)合輸電網(wǎng)分層分區(qū)思想提出區(qū)域電源/負(fù)荷劃分方法及其非均衡性評(píng)價(jià)指標(biāo)；分別從拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)量和運(yùn)行狀態(tài)量?jī)蓚€(gè)維度評(píng)價(jià)輸電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)堅(jiān)強(qiáng)性，并以各區(qū)域內(nèi)部輸電設(shè)備及區(qū)域之間聯(lián)絡(luò)線簇的潮流負(fù)載比均衡性指標(biāo)來(lái)細(xì)化分析全網(wǎng)各輸電設(shè)備載荷水平以及各區(qū)域間功率交換的差異程度；在綜合兼顧

5、電網(wǎng)擴(kuò)建成本和運(yùn)行損耗的基礎(chǔ)上，建立考慮電網(wǎng)結(jié)構(gòu)堅(jiān)強(qiáng)性的輸電網(wǎng)規(guī)劃多目標(biāo)優(yōu)化模型，并提出模型優(yōu)化求解算法。
　　3.在分析和總結(jié)傳統(tǒng)的黑啟動(dòng)分區(qū)原則的基礎(chǔ)上，提出以譜聚類分析所得社團(tuán)結(jié)構(gòu)為考慮電網(wǎng)結(jié)構(gòu)堅(jiān)強(qiáng)性的黑啟動(dòng)初步分區(qū)基礎(chǔ)，以限定拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)量綜合指標(biāo)波動(dòng)范圍為拓?fù)浼s束，以分區(qū)恢復(fù)時(shí)間平衡性為黑啟動(dòng)分區(qū)效益目標(biāo)，建立綜合考慮輸電網(wǎng)結(jié)構(gòu)堅(jiān)強(qiáng)性和恢復(fù)時(shí)間均衡性的黑啟動(dòng)分區(qū)恢復(fù)模型，并通過(guò)對(duì)時(shí)間柔性算子的應(yīng)用和遺傳算法的改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)模型的

6、全局優(yōu)化求解。
　　4.基于金融風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估理論，定義電網(wǎng)潛在故障的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)；在分析檢修設(shè)備退出運(yùn)行對(duì)輸電網(wǎng)結(jié)構(gòu)堅(jiān)強(qiáng)性影響程度的基礎(chǔ)上，定義電網(wǎng)結(jié)構(gòu)堅(jiān)強(qiáng)性對(duì)該檢修設(shè)備的依存度；在一定置信區(qū)間下，以設(shè)備檢修時(shí)輸電網(wǎng)發(fā)生連鎖故障風(fēng)險(xiǎn)均攤及檢修耗費(fèi)最少為目標(biāo)，提出多種檢修模式下的輸電網(wǎng)檢修方案優(yōu)化模型并求解；以求解結(jié)果為依據(jù)，分析關(guān)鍵設(shè)備對(duì)輸電網(wǎng)結(jié)構(gòu)堅(jiān)強(qiáng)性的重要程度以及檢修方案的優(yōu)化對(duì)輸電網(wǎng)在檢修狀態(tài)下整體運(yùn)行穩(wěn)定性提高的程度。

7、　　5.結(jié)合電動(dòng)汽車多種日負(fù)荷曲線，分析區(qū)域日換電需求量以確定集中型換電站容量規(guī)模；通過(guò)定義城市輸電網(wǎng)供電力矩指標(biāo)來(lái)描述城市日負(fù)荷流動(dòng)特征，以輸電網(wǎng)供電力矩平衡指標(biāo)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)堅(jiān)強(qiáng)性評(píng)價(jià)綜合指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)集中型換電站接入后電網(wǎng)的整體結(jié)構(gòu)堅(jiān)強(qiáng)性；在滿足區(qū)域電動(dòng)汽車換電需求的基礎(chǔ)上，結(jié)合集中式換電站在峰谷期間的充放電優(yōu)化調(diào)度，建立以改善城市輸電網(wǎng)整體結(jié)構(gòu)堅(jiān)強(qiáng)性為目標(biāo)的集中型換電站選址定容模型并進(jìn)行求解。
　　以 Garver-6、IEEE-