項添春，李國棟

(國網(wǎng)天津市電力公司電力科學(xué)研究院，天津 300010)

基于光伏電站的兩階段網(wǎng)架恢復(fù)綜合優(yōu)化方法

項添春，李國棟

(國網(wǎng)天津市電力公司電力科學(xué)研究院，天津 300010)

與傳統(tǒng)發(fā)電技術(shù)相比，光伏發(fā)電由于其分布范圍廣，并網(wǎng)迅速，以及具有良好的自啟動能力，在電力系統(tǒng)黑啟動中有著巨大的應(yīng)用潛力。針對光伏發(fā)電不同于常規(guī)黑啟動機組的特點，制定了基于光伏發(fā)電的分階段網(wǎng)架恢復(fù)策略。階段一利用光伏發(fā)電機組，以最大化啟動成功的概率為目標，啟動網(wǎng)架內(nèi)的第一臺機組；階段二以該被啟動機組為主要電源，分布式電源為輔助，以在最短時間內(nèi)恢復(fù)最大出力為目標，實現(xiàn)整體的網(wǎng)架恢復(fù)。綜合兩階段的啟動特性，提出了一種啟動策略的綜合優(yōu)化方法，在保證網(wǎng)架恢復(fù)效率的同時，又能夠有效解決光伏系統(tǒng)慣性差，黑啟動能力弱的問題。算例分析驗證了所提方法的實用性和有效性。

網(wǎng)架恢復(fù)；光伏電站； 兩階段； 綜合優(yōu)化

0 引言

近年來，隨著“堅強智能電網(wǎng)”概念的提出和建設(shè)，電力系統(tǒng)在可靠性、靈活性等方面有了長足的發(fā)展，但惡劣天氣、自然災(zāi)害、設(shè)備故障等原因引發(fā)的大面積停電事故卻仍然難以避免[1,2]。隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷增大，電網(wǎng)的恢復(fù)工作也變得越來越困難，因此對大停電后電力系統(tǒng)恢復(fù)的研究顯得尤為重要。

目前電網(wǎng)大停電后的網(wǎng)架恢復(fù)工作，一般采用常規(guī)具有自啟動能力的機組，如水輪發(fā)電機組以及具備FCB功能的火電機組。光伏發(fā)電作為一種清潔能源，分布范圍廣，并網(wǎng)迅速，具有良好的自啟動能力，在電力系統(tǒng)黑啟動中有著巨大的應(yīng)用潛力[3]。

完整的電力系統(tǒng)恢復(fù)一般包括黑啟動、網(wǎng)架恢復(fù)與負荷恢復(fù)3個階段[4,5]。光伏發(fā)電可以廣泛地參與這3個階段的恢復(fù)工作。電網(wǎng)發(fā)生大停電時，光伏發(fā)電能夠向周邊負荷提供持續(xù)的電力供應(yīng)，形成局部的小系統(tǒng)，待系統(tǒng)主干網(wǎng)架恢復(fù)之后進行并網(wǎng)[6]；甚至可以作為黑啟動電源，直接向火電機組廠用負荷及原動機供電，從而啟動沒有自啟動能力的發(fā)電機組，在一定程度上避免重要負荷的停電損失并且加快電網(wǎng)黑啟動進程。

目前國內(nèi)外對以光伏發(fā)電作為黑啟動電源的網(wǎng)架恢復(fù)還只處于初步研究階段，尚未見文獻對此進行詳細闡述。文獻[7]提出了一種針對黑啟動場景的微電網(wǎng)運行模式，并印證了利用微電網(wǎng)恢復(fù)系統(tǒng)服務(wù)的可行性；文獻[8]對微源的黑啟動能力進行了分析，并提出了并行恢復(fù)的策略，但并沒有涉及到由微源直接啟動大型發(fā)電機組；文獻[9]提出了光伏機組并行啟動的路徑優(yōu)化策略，將電網(wǎng)分區(qū)，每個區(qū)內(nèi)有一臺光伏電站用以啟動其他常規(guī)機組，但忽視了光伏電站與常規(guī)類型的機組黑啟動能力上的不同；文獻[10]利用螢火蟲算法研究了分布式新能源發(fā)電對于黑啟動過程的輔助作用，但沒有考慮到所在地區(qū)沒有其他自啟動機組的情況。此外許多針對光伏發(fā)電參與黑啟動的研究大多集中在光伏逆變器或多逆變器的控制策略上[11-13]，而對于整體的網(wǎng)架恢復(fù)和路徑優(yōu)化問題并沒有過多涉及。

對于傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)停電后恢復(fù)問題，國內(nèi)外圍繞恢復(fù)路徑尋優(yōu)[14]、網(wǎng)架重構(gòu)[15]、系統(tǒng)分區(qū)優(yōu)化[16]及啟動效率和風(fēng)險評估[17]等方面已有相當?shù)难芯砍晒?，這些成果對于光伏場景下的系統(tǒng)恢復(fù)有一定的借鑒意義。文獻[18]提出了一種輸電網(wǎng)架恢復(fù)的分層協(xié)同方法，采用分層次獨立優(yōu)化與受電點指標值整體尋優(yōu)相結(jié)合的方法，有效降低了問題求解規(guī)模，并能夠兼顧求解全局性與各層級的恢復(fù)偏好。文獻[19]提出了一種電力系統(tǒng)擴展黑啟動方案，由一個黑啟動電源同時啟動多個被啟動電廠，以一定時間內(nèi)恢復(fù)發(fā)電量的加權(quán)和最大為優(yōu)化目標，將優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為二維背包問題求解，但在求解過程中沒有考慮被啟動機組對后續(xù)恢復(fù)過程的有利作用。文獻[20]提出應(yīng)該綜合考慮恢復(fù)容量和停電損失作為網(wǎng)架重構(gòu)效率指標。文獻[21]將黑啟動決策視為混合整數(shù)非線性規(guī)劃問題，開發(fā)了一種針對孤立電網(wǎng)的決策支持系統(tǒng)。

上述文獻在制定網(wǎng)架恢復(fù)策略時，并沒有過多考慮光伏發(fā)電作為啟動電源在特性上與常規(guī)黑啟動電源的差異性，但實際上由于其分布式特性，出力的不穩(wěn)定性，以及系統(tǒng)慣性等與常規(guī)黑啟動機組有較大的不同，在啟動特性上必然有一定的差異，因此有必要對基于光伏電站的系統(tǒng)恢復(fù)策略進行研究。

1 基于光伏電站的兩階段黑啟動策略

適合作為黑啟動電源的機組，應(yīng)該至少具備3個條件：

(1) 具有良好的自啟動能力。由于系統(tǒng)停電之后，廠用電幾乎全部失去，常規(guī)的火電機組通常不具備自啟動能力，因此目前的黑啟動電源通常選取抽水蓄能電站中的水輪機組和燃氣輪機組[22]。

(2) 具有良好的調(diào)頻調(diào)壓能力。防止因負荷突增引起的頻率震蕩和過電壓導(dǎo)致啟動失敗，這要求該機組具備較強的抗干擾能力。

(3) 具有充足發(fā)電容量。能夠保證對帶啟動機組大型輔機以及周邊負荷的電能供應(yīng)，并能夠承受其他非黑啟動電源啟動時的短時功率沖擊。

顯然光伏發(fā)電在自啟動能力上具有卓越的優(yōu)勢，其啟動只需依靠太陽能，成本低廉且無需過多投入，但光伏發(fā)電用于黑啟動同樣存在一些問題。首先，光伏主要通過電力電子逆變器并網(wǎng)，其系統(tǒng)慣性很低，抗干擾能力差，在突加負荷時造成的沖擊效應(yīng)，不僅可能導(dǎo)致黑啟動失敗，甚至可能對原有光伏系統(tǒng)造成破壞性后果；其次，光伏電源實現(xiàn)調(diào)壓調(diào)頻主要依靠逆變器的控制策略，調(diào)節(jié)能力有限[23]；另外，考慮到分布式光伏電站容量通常較小(一般在20 MW以下)，且出力受環(huán)境影響具有不穩(wěn)定性，再加上沿線充電功率的損耗，一個分布式電源發(fā)出的功率往往不能單獨啟動一臺常規(guī)火電機組，而需要多個分布式電源配合啟動同一個電廠。

由以上分析可知，光伏發(fā)電在黑啟動的過程中更適合作為輔助電源，而主要任務(wù)仍需要由常規(guī)機組承擔(dān)。文中針對光伏場景下的黑啟動啟動過程提出了一種兩階段的機組啟動策略，并針對具體的啟動目標設(shè)計了綜合優(yōu)化方法。

1.1 階段一

考慮在一個區(qū)域內(nèi)的不同地點分布有多個分布式光伏電源，同時有多個發(fā)電廠需要啟動，首先集中多個分布式電源為一個發(fā)電廠供電，使其成功啟動。問題的核心可以轉(zhuǎn)化為利用弗洛伊德算法求多源最短路徑問題，考慮多種約束條件設(shè)置路徑權(quán)值[10]，得到一個在技術(shù)上最有可能啟動成功的電廠目標。

1.1.1 目標函數(shù)

假設(shè)所在區(qū)域內(nèi)沒有具有自啟動能力的其他機組，光伏電站是唯一的黑啟動電源。鑒于目前光伏電站的容量較小，且由于天氣狀況往往不能做到全功率運行，除啟動初期為維持系統(tǒng)平衡而供應(yīng)部分本地負荷外，還需要考慮充電路徑過程中的功率損失，而火電機組啟動時所需的啟動功率一般在十兆瓦到幾十兆瓦，因此在第一階段如何有效地聚集各個光伏電站的能量以成功啟動第一臺機組顯得至關(guān)重要?；痣姍C組成功啟動后一般能夠發(fā)出的容量為幾百兆瓦，對于啟動其他機組顯得綽綽有余，因此第二階段一般不需著重考慮啟動功率是否充足的問題，而重點解決如何更高效快速的恢復(fù)整個網(wǎng)架。

考慮到分布式電源的黑啟動能力較弱，為了最大化黑啟動成功的概率，應(yīng)該選擇網(wǎng)絡(luò)內(nèi)最容易啟動的一臺機組進行啟動，而這取決于充電路徑的線路充電無功功率、被啟動機組的啟動功率和光伏電站的容量等因素。

文中引入圖論中的最短路徑思想，將整個網(wǎng)絡(luò)抽象成一個帶權(quán)無向連通圖。在黑啟動時為防止因線路充電無功功率引起過電壓而導(dǎo)致黑啟動失敗，希望在充電時由電源點到目標點的沿線充電無功功率最小，因此將考慮高抗或低抗補償后線路的剩余充電功率作為該線路所對應(yīng)邊的權(quán)值。為分析問題方便，本文線路的充電無功功率和電抗器消耗的無功功率均取為額定電壓時的值。另外，由于電壓轉(zhuǎn)換次數(shù)的增加將會增加變壓器鐵磁諧振和三相不同期合閘的概率，恢復(fù)路徑中電壓轉(zhuǎn)換的次數(shù)應(yīng)該盡量少，一般不應(yīng)超過3次[24]，因此將含變壓器線路的權(quán)值設(shè)置為一個較大的數(shù)值，以減少電壓轉(zhuǎn)換的次數(shù)。

由于多臺黑啟動電源同時啟動一臺機組，因此本階段的目標為尋找圖中的某一點，使其到各個黑啟動電源的路徑權(quán)值的和最小，即：

(1)

式(1)中：M為待啟動機組數(shù)量；N為分布式光伏電源數(shù)量；w為節(jié)點i與j之間的最短路徑值。

1.1.2 約束條件

(1) 啟動功率約束。為了被啟動機組在送電路徑恢復(fù)后能順利啟動，所有被啟動機組所需的啟動功率之和應(yīng)小于黑啟動電源所能提供的初始啟動功率之和(包括后來啟動成功的機組發(fā)出的功率)。即：

(2)

式(2)中：ng為待啟動的機組數(shù)量；ns為已啟動并能夠提供功率的機組數(shù)量；Pr,i為被啟動機組i所需的啟動功率；K1為有功可靠性系數(shù)，取小于1的值；∑PSi為黑啟動電源所能提供的全部啟動功率。

(2) 過電壓約束。過電壓問題常被認為是導(dǎo)致黑啟動失敗的重要因素之一。高壓輸電線路由于分布電容效應(yīng)，在空載充電時會產(chǎn)生大量的容性無功功率。若黑啟動電源的無功吸收能力不足，將導(dǎo)致線路末端電壓高于正常水平，即工頻過電壓現(xiàn)象。即：

(3)

式(3)中：nl為擴展黑啟動方案恢復(fù)路徑的線路條數(shù)；QLi為線路j的充電無功功率；QSi為黑啟動電源能吸收的最大無功功率；K2為無功可靠性系數(shù)。

需要指出的是，由于光伏電站發(fā)出的是直流電，其無功功率主要來源于逆變裝置中的濾波元件，無功功率有限，因此必須要采取相應(yīng)的措施，如調(diào)節(jié)變壓器分接頭、適量投入負荷等以避免過電壓現(xiàn)象的發(fā)生。這些措施需要一定的時間實施，將拖慢網(wǎng)架恢復(fù)進程。

(3) 其他約束。當被啟動電廠的大型輔機啟動時，可能造成系統(tǒng)頻率震蕩和電壓跌落；另外，在系統(tǒng)的恢復(fù)過程中，系統(tǒng)的運行狀態(tài)量必須滿足潮流的約束、發(fā)電機的有功無功出力范圍不能越限等約束。

1.1.3 算法求解

利用Floyd算法解決多源最短路徑問題[25]。設(shè)圖G=(V,E),頂點集記作v1,v2,...,vn的每條邊賦有一個權(quán)值，wij表示邊vi，vj上的權(quán)，若vi，vj不相鄰，則令wij=+∞。

(1) 得到權(quán)矩陣W。對所有i,j，有dij=wij，k=1；

(4)

(3) 若k=n停止，否則轉(zhuǎn)到(2)。

圖1 階段一求解算法流程圖Fig.1 Flowchart of solution algorithm of phase I

在求得了每個待啟動機組到各電源點的最短路徑之后，將其求和，然后進行比較，權(quán)值和最小的即為階段一的目標待啟動機組。

1.2 階段二

已經(jīng)有一臺發(fā)電廠成功啟動，鑒于分布式電源與常規(guī)水火電廠容量相比較小，主要考慮以該發(fā)電廠作為主要黑啟動電源，各光伏電站作為輔助電源，進而啟動網(wǎng)絡(luò)內(nèi)其他電廠。該問題可以轉(zhuǎn)化為利用Dijkstra算法搜尋最優(yōu)充電路徑，以及利用回溯法進行啟動方案的優(yōu)選，求得最短時間內(nèi)發(fā)出最大電量的啟動方案。

1.2.1 目標函數(shù)

當?shù)谝慌_火電機組被成功啟動之后，接下來的任務(wù)便是以其為中心點陸續(xù)啟動其他機組，并為后續(xù)的網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)提供最大的功率支持。由于本階段以常規(guī)火電機組作為主要電源，其啟動過程與常規(guī)的網(wǎng)架恢復(fù)過程較為類似，不同之處在于部分線路和節(jié)點已經(jīng)得到了恢復(fù)。

本階段主要考慮待啟動機組以及恢復(fù)路徑的選擇，希望在滿足機組啟動與系統(tǒng)運行的各種約束條件下，在最短的時間內(nèi)恢復(fù)盡量多的電能供應(yīng)[26]。考慮到在啟動初期恢復(fù)的出力在整個黑啟動過程中尤為重要，因此引入時間權(quán)值，隨t的增加而逐漸減小[19]。定義目標函數(shù)為：

(5)

式(5)中：n為網(wǎng)絡(luò)內(nèi)發(fā)電機組的數(shù)量；Ton,i和Toff分別為機組i的啟動時間和黑啟動過程完全結(jié)束的時間；PGi(t)為機組i在t時刻發(fā)出的有功功率，其值可由簡化的機組出力曲線[27]得到，如圖2所示。

(6)

式(6)中：TSi為機組i的啟動時刻；Tai為機組i從啟動到向外輸送功率所需的時間；Tbi為機組i從爬坡到達到最大出力所需的時間；Kpi為機組i的最大爬坡率；Pmi為機組i的最大出力。

圖2 簡化的機組出力曲線Fig.2 Power output curve of a generating unit

需要指出的是，黑啟動除了考慮發(fā)電機的啟動時間外，還應(yīng)考慮線路、變壓器的標準操作間隔以及無功補償裝置等的投切時間。

1.2.2 約束條件

階段二啟動過程需要滿足的約束條件，除階段一所列的因素之外，還應(yīng)包括發(fā)電機自勵磁約束和機組啟動約束。

(1) 發(fā)電機自勵磁約束。工程實際中，一般認為當黑啟動機組的額定容量與短路比之積大于發(fā)電機外電路經(jīng)過補償后的線路剩余充電功率時，不會發(fā)生自勵磁，即發(fā)電機自勵磁約束為：

(7)

(2) 機組啟動時間約束。被啟動機組大多為火電機組，而火電機組具有最小和最大臨界啟動時間約束，機組從啟動到并網(wǎng)經(jīng)歷的時間與其被啟動時刻有關(guān)。機組啟動時間約束為：

(8)

式(8)中：Tstart為機組啟動到并網(wǎng)所需的時間；Tsh為機組熱啟動時間；Tsc為機組冷啟動時間；TCH為機組最大臨界熱啟動時間；TCC為機組最小臨界冷啟動時間；tstart為為機組啟動時刻。

1.2.3 算法設(shè)計

階段二采用“并行”啟動，即同時對所有符合啟動約束條件的待啟動機組充電，從而提高網(wǎng)架恢復(fù)的效率。本階段的路徑權(quán)值仍然使用考慮高抗或低抗補償后本線路的剩余充電功率。

本階段使用回溯法(Backtracking)進行啟動方案的優(yōu)選，從黑啟動電源開始，按照深度優(yōu)先的規(guī)則搜索下一層待啟動機組，同時調(diào)用Dijkstra算法為得到的機組搜索恢復(fù)路徑，然后判斷搜索到的充電路徑以及該機組的啟動功率等是否滿足當前網(wǎng)絡(luò)的約束條件。若滿足則為一個可行方案，把該機組壓入已啟動機組隊列，將該點與電源點的路徑權(quán)值設(shè)為一極小值，以有效利用帶電網(wǎng)絡(luò)，接下來搜索下一層待啟動機組；若不滿足約束條件則搜索該層的下一備選機組。重復(fù)該過程，直到搜索到達最后一層，此時應(yīng)計算該方案的目標函數(shù)值，并判斷其是否為當前最優(yōu)方案。當回溯法搜索完畢，所記錄的方案即為最優(yōu)方案。階段二整體求解算法的流程圖如圖3所示。

圖3 階段二求解算法流程圖Fig.3 Flowchart of solution algorithm of phase 2

2 綜合優(yōu)化方法

至此已對光伏電站作為黑啟動電源的系統(tǒng)恢復(fù)的兩個階段進行了闡述，并制定了相應(yīng)的求解算法。但由于兩個階段的算法實現(xiàn)目標不同，如果分別求解，可能并不能達到整體上的最優(yōu)解，比如第一階段求出的目標啟動機組可能與其他機組相距較遠，以其作為第二階段的電源機組并不能實現(xiàn)整體網(wǎng)架的快速高效恢復(fù)，因此在實際操作過程中，有必要綜合的考慮兩個階段的目標和特點，從全局出發(fā)制定最優(yōu)的啟動策略。

文中將階段一和階段二綜合求解，求解目標在式(5)的基礎(chǔ)上，包含了階段一的啟動時間、恢復(fù)出力，即：

(9)

式(9)中：Ton和Toff為整個黑啟動過程的開始和結(jié)束時間，其他與式(5)相同，由于假設(shè)光伏電站從開始到整個恢復(fù)過程結(jié)束一直處于發(fā)電狀態(tài)，因此在式(9)中沒有計入光伏電站所發(fā)的電量。

另外，把階段一所得結(jié)果作為一個內(nèi)部約束條件，對階段一中各機組的啟動路徑和進行排序，規(guī)定只有前幾位的機組可以作為階段二的備選機組。這樣既能有效降低階段一啟動機組時的風(fēng)險性，又能給予階段二的選擇方案空間，從而實現(xiàn)全局最優(yōu)。

3 算例分析

選用IEEE10機39節(jié)點系統(tǒng)作為算例，對提出的黑啟動優(yōu)化方法進行驗證(如圖4所示)。

圖4 IEEE 10機39節(jié)點系統(tǒng)Fig.4 IEEE 10-unit 39-bus power system

假設(shè)網(wǎng)絡(luò)中存在4個分布式光伏電站，其容量、逆變效率等參數(shù)如表1所示。各待啟動機組的參數(shù)如表2所示。

表1 光伏電站參數(shù)Table 1 Parameters of the photovoltaic generators

表2 被啟動機組參數(shù)Table 2 Parameters ofthe units to be restored

假設(shè)由于天氣的情況，所有光伏電站只能發(fā)出額定容量60%的電量,每條線路投運時間為10 min,可靠性系數(shù)分別為K1=0.8，K2=0.6。只有階段一求出的權(quán)值和最小的前5個機組可以進入階段二的啟動過程。

使用本方法搜索所有可能的黑啟動方案，階段一選出的5個機組及其充電路徑分別如表3所示。

表3 階段一求解結(jié)果Table 3 Results of phase I solution

結(jié)果表明，以33號發(fā)電機組作為階段一的被啟動機組和階段二的主力電源，能夠?qū)崿F(xiàn)最優(yōu)啟動，相應(yīng)最優(yōu)的機組啟動順序為:33 → 36 → 34 → 35 → 30 → 37 → 39 → 38 →32 → 31。其具體啟動路徑如表4所示。

表4 最優(yōu)恢復(fù)方案Table 4 Optimal restoring strategy of this case

按照該啟動順序進行啟動時，平均每小時發(fā)出的電量可以達到1122 MW，并行啟動時最后一臺機組(31號機組)被成功啟動用時8.85 h。

由求解結(jié)果可以看出，在階段二，首先得到啟動的是距離33號機組較近的36,34,35號機組，這是因為在啟動的初期，黑啟動電源發(fā)出的功率相對于機組的啟動功率來說較為充裕，不需等待后續(xù)機組的加入即可啟動多臺機組，因此啟動過程所消耗的時間主要來自于對線路的充電時間。同時我們還可以看出，雖然31號機組的發(fā)電量在所有機組中是最大的，但由于其啟動功率較大，且恢復(fù)出力時間較長，所以并沒有首先啟動。

在本例中，如果不按照文中提出的分階段啟動方法，而是按照常規(guī)電源進行分區(qū)，每個分區(qū)內(nèi)只有一個黑啟動電源的啟動方案，則僅有38號機組滿足啟動條件，得到優(yōu)先啟動。對該情況進行黑啟動仿真，結(jié)果顯示整個黑啟動過程歷時9.6 h，平均每小時發(fā)電量為992 MW，小于采用本方法制定的啟動方案，充分說明了本方法的高效性。

為了體現(xiàn)無功約束對于黑啟動方案的影響，統(tǒng)計了不同無功容量下使用回溯法搜索到的可行方案數(shù)量，如圖5所示，隨著無功可吸收量的減少，備選的黑啟動方案數(shù)量呈明顯下降的趨勢。因此，以光伏發(fā)電作為黑啟動電源時必須要保證充足的無功供應(yīng)量。

圖5 無功容量與可行方案數(shù)折線圖Fig.5 Number of feasible plans-reactive capacity curve

4 結(jié)論

文中針對分布式光伏電站的特點，提出了一種基于光伏電站的分階段黑啟動策略。將黑啟動分解為兩個相互關(guān)聯(lián)的階段，階段一利用多個光伏機組啟動網(wǎng)絡(luò)內(nèi)第一臺被啟動機組，主要考慮最大化成功啟動機組的概率；階段二以該被啟動機組為主要電源，其啟動策略近似于常規(guī)電源類型的黑啟動過程。本方法對兩個階段分別設(shè)立獨立的優(yōu)化目標，并從全局考慮，兼顧兩個階段的啟動特性，提出了綜合優(yōu)化方法，有效地解決了分布式電源黑啟動能力弱的問題。

該方法是對分布式電源參與電力系統(tǒng)停電后恢復(fù)過程的初步探討，不僅適用于黑啟動電源僅有光伏電站的場合，對于多種類型的黑啟動電源的恢復(fù)場景也有一定的指導(dǎo)和啟發(fā)意義。與此同時，還可以進一步研究光伏出力的不確定性對于電網(wǎng)架構(gòu)恢復(fù)過程的影響，并在算法的執(zhí)行效率以及啟動效果的評估等方面進一步研究與論證，使該方法能夠更廣泛地適用于多場景的電網(wǎng)黑啟動恢復(fù)過程。

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(編輯錢 悅)

A Two-phase Integral Optimization Strategy for NetworkRestoration with Photovoltaic Generation

XIANG Tianchun, LI Guodong

(State Grid Electric Power Research Institute of Tianjin, Tianjin 300010，China)

Compared with traditional generation technology, photovoltaic generation, which is widely spread and easily connected to the grid, has an excellent ability of self-starting, making it a promising alternative of black-start sources. Given the difference between PV and traditional black-start sources, a two-phase network restoration strategy was presented. In phase 1, PV units are used to restart the first traditional unit within the network, with the objective to maximize the possibility of starting successfully. In phase 2, the one generator started in phase 1 is used as the main power source, while PV units as the auxiliary source, to finish the whole restoration procedure, with the objective to maximize the power generated and minimize the time needed during the restoration. Taking the objectives of the two phases into consideration, an integral optimization method was proposed, which could fix the disadvantages of PV systems such as low inertia and relatively poorer starting ability, while guaranteeing the restoration efficiency. The case study of IEEE 30-bus system has proved the practicability and the effectiveness of the method proposed.

restoration; photovoltaic generation; two-phase; integral optimization

項添春

TM76

：A

：2096-3203(2017)05-0021-08

項添春(1977—)，男，浙江龍游人，高級工程師，研究方向為配電網(wǎng)安全運行、分布式電源與清潔能源(E-mail:375413708@qq.com)；

李國棟 (1978—)，男，天津人，碩士研究生，研究方向為配電網(wǎng)安全運行、分布式電源與清潔能源和園區(qū)能源管理。