多直流馈入系统功率调控与机组出力恢复协调优化

王洪涛; 蔺呈倩; 杨冬; 赵艳军; 龙霏; 王钤

doi:10.16081／j.epae.201909019

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多直流馈入系统功率调控与机组出力恢复协调优化

交直流混联电网控制技术 | 更新时间：2026-06-30

- 多直流馈入系统功率调控与机组出力恢复协调优化
- Coordinated optimization of multi-infeed HVDC system power regulation and generator output restoration
- 电力自动化设备 2019年39卷第9期页码：136-143
- 作者机构：
  
  1.山东大学电网智能化调度与控制教育部重点实验室，山东济南 250061
  2.国网物资有限公司，北京 100120
  3.国网山东省电力公司电力科学研究院，山东济南 250003
  4.广东电网有限责任公司电力科学研究院，广东广州 510080
  5.广东电网有限责任公司电力调度控制中心，广东广州 510600
- 作者简介：
  
  王洪涛（1973 —），男，山东菏泽人，教授，博士研究生导师，博士，从事电力系统恢复控制与新能源并网方面的研究（E-mail：whtwhm@sdu.edu.cn）；
  蔺呈倩（1992 —），女，山东滨州人，硕士，通信作者，从事电力系统恢复决策与控制方面的研究（E-mail：ilsunlcq@163.com）；
  杨冬（1984 —），男，山东日照人，高级工程师，博士，研究方向为电力系统运行与控制（E-mail：yangdong_epri@163.com）；
  赵艳军（1987 —），女，河南新郑人，高级工程师，硕士，研究方向为电力系统分析和电网规划（E-mail：471187204@qq.com）；
  龙霏（1985 —），女，湖南长沙人，工程师，硕士，主要研究方向为电力系统分析与控制（E-mail：longfei198505@126.com）；
  王钤（1978 —），男，四川绵阳人，高级工程师，硕士，研究方向为电力系统分析及新能源并网（E-mail：wangqian@ gddky.csg.cn）。
- 基金信息：
  
  the National Basic Research Program of China(2016YFB0900100);国家电网公司科技项目（交直流混联电网快速恢复的关键变电站控制技术研究）
- DOI：10.16081／j.epae.201909019
  中图分类号： TM 721.3;TM 761
- 收稿：2019-04-13，
  
  修回：2019-07-30，
  
  纸质出版：2019-09-10
- 稿件说明：
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王洪涛,蔺呈倩,杨冬等.多直流馈入系统功率调控与机组出力恢复协调优化[J].电力自动化设备,2019,39(09):136-143.

WANG Hongtao,LIN Chengqian,YANG Dong,et al.Coordinated optimization of multi-infeed HVDC system power regulation and generator output restoration[J].Electric Power Automation Equipment,2019,39(09):136-143.
王洪涛,蔺呈倩,杨冬等.多直流馈入系统功率调控与机组出力恢复协调优化[J].电力自动化设备,2019,39(09):136-143. DOI： 10.16081／j.epae.201909019.

WANG Hongtao,LIN Chengqian,YANG Dong,et al.Coordinated optimization of multi-infeed HVDC system power regulation and generator output restoration[J].Electric Power Automation Equipment,2019,39(09):136-143. DOI： 10.16081／j.epae.201909019.

摘要

含多直流馈入的受端电网发生大停电后，充分发挥直流系统启动后的调控能力是加快负荷恢复进程的重要手段，同时对系统恢复控制提出了更高的要求。在此背景下，提出了一种多直流馈入系统功率调控与受端系统机组出力恢复协调优化方法。首先，从直流系统逆变站的功率调控特性和多直流馈入系统与送／受端交流系统的交互作用这2个层面分析多直流馈入系统的功率调控特性，并建立相应的功率调控约束模型；然后，以机组爬坡时间和直流系统功率调控时间最短为目标，综合考虑直流系统、送／受端系统的约束条件以及常规发电机组的恢复运行约束等因素，建立直流馈入量调整模型，计及系统功率平衡、电压和频率安全、旋转备用等约束，构建多直流馈入受端系统的机组出力优化模型。在此基础上，将该问题建模为双层混合整数线性规划模型，实现传统机组出力和各直流传输量的协调优化，最小化机组出力调整时间，并达到避免直流传输量小幅调整的调度目标。最后，以含多直流馈入的IEEE 30节点、IEEE 118节点系统以及含多风电场的IEEE 30节点系统为算例验证所提模型的有效性。

Abstract

After the blackout of the receiving-end power grid with multi-infeed HVDC（High Voltage Direct Current） system，it is an important means to speed up the load restoration process to give full play to the regulation ability of HVDC system after its startup. At the same time，higher requirements are put forward for system recovery control. In this context，a coordinated optimization method of multi-infeed HVDC system power regulation and generator output restoration in the receiving-end power grid is proposed. Firstly，the power regulation characteristics of multi-infeed HVDC system are analyzed from two aspects，namely the power regulation characteristics of HVDC system inverter station and the interaction effects between multi-infeed HVDC system and sending-／receiving-end AC systems，and the corresponding power regulation constraint model is established. Then，aiming at minimizing the generator climbing time and the power regulation time of HVDC system，the power adjustment model of multi-infeed HVDC system is set up by comprehensively considering the constraints of HVDC system，sending-／receiving-end systems and operation recovery of conventional generators，and the generator output optimization model of receiving-end system is constructed by considering the constraints of power balance，voltage and frequency security，spinning reserve and so on. On this basis，the problem is modeled as a bi-level mixed integer linear programming model，which realizes the coordinated optimization of traditional generator output and the tie-line power of HVDC system，minimizes the adjustment time of generator output regulation，and achieves the scheduling goal of avoiding small adjustment of HVDC system. Finally，the validity of the proposed model is verified by examples of IEEE 30-bus and 118-bus systems with multi-infeed HVDC system and IEEE 30-bus system with multiple wind farms.

关键词

Keywords

references

梁博淼，林振智，文福拴，等 . 发电机组并行恢复动态决策的熵权方法［J］. 电力自动化设备， 2015 ， 35 （ 5 ）： 119 - 125，159 .

LIANG Bomiao ， LIN Zhenzhi ， WEN Fushuan ， et al . Dynamic strategy based on entropy weight theory for parallel restoration of generators ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2015 ， 35 （ 5 ）： 119 - 125，159 .

周光奇，顾雪平，马世英，等 . 基于整数线性规划的恢复子系统划分与分区方案的综合评价［J］. 电力自动化设备， 2019 ， 39 （ 1 ）： 91 - 98 .

ZHOU Guangqi ， GU Xueping ， MA Shiying ， et al . Restoration subsystem division based on integer linear programming and comprehensive evaluation of dividing schemes ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2019 ， 39 （ 1 ）： 91 - 98 .

王大江，顾雪平，贾京华 . 基于SE-DEA模型的扩展黑启动方案恢复相对效率研究［J］. 电力自动化设备， 2015 ， 35 （ 2 ）： 62 - 67 .

WANG Dajiang ， GU Xueping ， JIA Jinghua . Relative efficiency of extended black-start restoration plans based on super efficiency data envelopment analysis model ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2015 ， 35 （ 2 ）： 62 - 67 .

陈亮，顾雪平，贾京华 . 考虑后续恢复影响的扩展黑启动方案多目标优化与决策［J］. 电力自动化设备， 2014 ， 34 （ 2 ）： 137 - 143，150 .

CHEN Liang ， GU Xueping ， JIA Jinghua . Multi-objective optimization and decision making of extended black-start scheme considering subsequent restoration influence ［J］. Electric Po-wer Automation Equipment ， 2014 ， 34 （ 2 ）： 137 - 143，150 .

刘崇茹，吴旻昊，熊岑，等 . 电力系统恢复决策优化模型与求解［J］. 中国电机工程学报， 2014 ， 34 （ 25 ）： 4402 - 4408 .

LIU Chongru ， WU Minhao ， XIONG Cen ， et al . Optimization mo-del and solving algorithm for restoration strategy ［J］. Procee-dings of the CSEE ， 2014 ， 34 （ 25 ）： 4402 - 4408 .

曹曦，王洪涛 . 大规模电网源荷协调恢复决策与控制方法［J］. 中国电机工程学报， 2017 ， 37 （ 6 ）： 1666 - 1676 .

CAO Xi ， WANG Hongtao . Source-load coordinated restoration decision-making and control method for large scale power system ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2017 ， 37 （ 6 ）： 1666 - 1676 .

赵瑾，王洪涛，曹曦 . 计及风电条件风险价值的负荷恢复双层优化［J］. 中国电机工程学报， 2017 ， 37 （ 18 ）： 5275 - 5285，5526 .

ZHAO Jin ， WANG Hongtao ， CAO Xi . Bi-level optimization of load restoration considering the conditional value at risk of wind power ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2017 ， 37 （ 18 ）： 5275 - 5285，5526 .

陈彬，王洪涛，曹曦 . 计及负荷模糊不确定性的网架重构后期负荷恢复优化［J］. 电力系统自动化， 2016 ， 40 （ 20 ）： 6 - 12 .

CHEN Bin ， WANG Hongtao ， CAO Xi . Load restoration optimization during the last stage of network reconfiguration consi-dering load fuzzy uncertainty ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2016 ， 40 （ 20 ）： 6 - 12 .

叶茂，刘艳，顾雪平，等 . 大停电背景下考虑系统暂态安全的动态风电穿透功率极限计算［J］. 电力自动化设备， 2018 ， 38 （ 11 ）： 167 - 173 .

YE Mao ， LIU Yan ， GU Xueping ， et al . Calculation of dynamic wind power penetration limit considering system transient safety under background of blackout ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2018 ， 38 （ 11 ）： 167 - 173 .

周剑，李建设，苏寅生 . 电网黑启动情况下高压直流输电系统启动条件分析［J］. 电力系统自动化， 2011 ， 35 （ 3 ）： 92 - 96 .

ZHOU Jian ， LI Jianshe ， SU Yinsheng . Analysis on start-up con-ditions of HVDC system in black-start ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2011 ， 35 （ 3 ）： 92 - 96 .

LI Baohong ， LIU Tianqi ， XU Weihua ， et al . Research on tech-nical requirements of line-commutated converter-based high-voltage direct current participating in receiving end AC system’s black start ［J］. IET Generation ，Transmission & Dis-tribution， 2016 ， 10 （ 9 ）： 2071 - 2078 .

李保宏，刘天琪，许韦华，等 . 直流参与受端弱交流系统黑启动的技术条件［J］. 电力自动化设备， 2016 ， 36 （ 5 ）： 23 - 29 .

LI Baohong ， LIU Tianqi ， XU Weihua ， et al . Technical conditions of HVDC for involving in black-start of weak receiving AC system ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2016 ， 36 （ 5 ）： 23 - 29 .

刘昌盛，谢云云，周前，等 . 高压直流输电参与的电网恢复路径优化方法研究［J］. 中国电机工程学报， 2017 ， 37 （ 9 ）： 2579 - 2589 .

LIU Changsheng ， XIE Yunyun ， ZHOU Qian ， et al . Optimization of restoration path for blackout grid with the aid of high-voltage direct current transmission ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2017 ， 37 （ 9 ）： 2579 - 2589 .

陈兵，汪成根，李群，等 . 电网黑启动初期优先启动HVDC输电系统的方法［J］. 电力电子技术， 2017 ， 51 （ 3 ）： 106 - 110 .

CHEN Bing ， WANG Chenggen ， LI Qun ， et al . The method of priority starting HVDC power transmission system in the early stage of power grid black-start ［J］. Power Electronics ， 2017 ， 51 （ 3 ）： 106 - 110 .

林伟芳，汤涌，卜广全 . 多馈入交直流系统短路比的定义和应用［J］. 中国电机工程学报， 2008 ， 28 （ 31 ）： 1 - 8 .

LIN Weifang ， TANG Yong ， BU Guangquan . Definition and application of short circuit ratio for multi-infeed AC／DC power systems ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2008 ， 28 （ 31 ）： 1 - 8 .

周剑，苏寅生，王新宝 . 云广直流在南方电网黑启动及系统恢复过程的作用［J］. 南方电网技术， 2010 ， 4 （ 4 ）： 48 - 51 .

ZHOU Jian ， SU Yinsheng ， WANG Xinbao . The role of Yunnan-Guangdong ±800 kV DC project in CSG black-start and recovery process ［J］. Southern Power System Technology ， 2010 ， 4 （ 4 ）： 48 - 51 .

COFFRIN C ， VAN HENTENRYCK P . A linear-programming approximation of AC power flows ［J］. Informs Journal on Com-puting ， 2014 ， 26 （ 4 ）： 718 - 734 .

蔺呈倩，王洪涛，赵瑾，等 . 基于可信性理论的含直流落点系统风电与负荷协调恢复优化［J］. 电网技术， 2019 ， 43 （ 2 ）： 410 - 417 .

LIN Chengqian ， WANG Hongtao ， ZHAO Jin ， et al . Wind power-load coordinated restoration optimization of power system with DC terminal location based on credibility theory ［J］. Power System Technology ， 2019 ， 43 （ 2 ）： 410 - 417 .

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