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申请/专利权人：国网上海市电力公司;北京交通大学

摘要：本发明提供了一种基于输配协同的城市电网系统恢复方法，包括：评估高压配电网向上支撑的可行性，作为输配协同的城市电网分区依据；分析高压配电网的向外送电特性，得到配电网接入多台机组的向外送电条件；根据输配协同的城市电网分区依据和配电网接入多台机组的向外送电条件建立基于输配协同的城市电网恢复模型；根据基于输配协同的城市电网恢复模型对城市电网系统进行恢复。本方法可以综合考虑全网的黑启动资源，加快恢复进程，减少因为断电导致的损失。

主权项：1.一种基于输配协同的城市电网系统恢复方法，其特征在于，包括：S1评估高压配电网向上支撑的可行性，作为输配协同的城市电网分区依据；S2分析高压配电网的向外送电特性，得到配电网接入多台机组的向外送电条件；所述的配电网接入多台机组的向外送电条件为：启动功率和时间需满足配电网向输电网传输的最大功率要大于大型机组的此时机组启动需要吸收的功率Pcrk，并且能够保证持续机组启动准备阶段吸收功率的时间长度；S3根据输配协同的城市电网分区依据和配电网接入多台机组的向外送电条件建立基于输配协同的城市电网恢复模型；所述的基于输配协同的城市电网恢复模型为以系统发电能力最大化为目标函数，以启动时间约束、机组出力约束、发电机各阶段时间约束、节点-线路逻辑约束和配电网协助输电网机组启动约束为约束条件得到的模型；所述的基于输配协同的城市电网恢复模型，包括：目标函数如下式1所示：min∑g∈ΩGPgmax-Pgstart*tgstart1其中，Pgmax表示机组g的最大功率，即额定功率；Pgstart表示机组g的启动功率；tgstart表示机组g的启动时间；约束条件如下式2-19所示：启动时间约束为： 其中，tgstart表示机组g的启动时间，Tgmax表示机组g的最晚启动时间，Tgmin表示机组g的最早启动时间，VT表示一个时间间隔，单位为分钟，式2和3表示机组g的启动时间被限制在最早启动时间和最晚启动时间之间；机组出力约束为： 其中，wg,1,t、wg,2,t和wg,3,t为0-1变量，分别表示机组g当前是否处于爬坡出力状态、是否处于额定功率输出状态和是否处于启动的准备阶段；vg,1,t，vg,2,t为表示时间的辅助变量，分别对应wg,1,t、wg,2,t，当wg,1,t＝1时，vg,1,t＝tst，当wg,1,t＝0时，vg,1,t＝0；Rg表示机组g的爬坡率；t表示当前时间；Tgc表示启动所需时间；ΩtB表示所有负荷的集合；Pi,tD表示节点i在时刻t的功率需求，Pgmax表示机组g的最大功率，即额定功率；Pgstart表示机组g的启动功率；发电机各阶段时间约束为：0≤wg,1,t+wg,2,t≤15 其中，vg,3,t是表示时间的辅助变量，对应wg,3,t，当wg,3,t＝1时，vg,3,t＝tst；当wg,3,t＝0时，vg,3,t＝0；tst表示机组的启动时间，Tgc表示机组启动准备阶段吸收功率的时间，M为取值大于vg,h,t的正整数，vg,h,t为表示时间的辅助变量，h＝1，2，3，分别对应vg,1,t、vg,2,t和vg,3,t，wg,h,t为表示机组所处阶段的状态变量，h＝1，2，3，分别对应wg,1,t、wg,2,t和wg,3,t，表示机组g当前是否处于爬坡出力状态、是否处于额定功率输出状态和是否处于启动的准备阶段；T表示恢复过程的总时段，式5表示wg,1,t和wg,2,t不能同时为1，即机组g不能同时处于爬坡阶段和最大出力阶段；式6表示若wg,1,t和wg,2,t同时为0，则此时的时间t应当小于等于tst+Tgc，若wg,1,t和wg,2,t不同时为0，则此时时间t应当大于tst+Tgc；式7-8是对vg,h,t的范围进行约束，若wg,1,t＝0，则vg,1,t也等于0，该约束不起作用；若wg,1,t＝1，此时vg,1,t＝tst，即此时机组处于爬坡阶段，时间t应当大于tst+Tgc，同理若wg,2,t＝1，此时vg,2,t＝tst，即此时机组处于最大出力阶段，时间t应当大于式9表示，若wg,1,t＝1，则当前时间必定小于式10-11与7-8类似，若wg,3,t＝1，则vg,3,t＝tst，即机组处于启动的准备阶段，正在从外界吸收功率，此时时间t应当大于tst；式12-13是对vg,h,t的取值范围进行约束，当wg,h,t＝0时vg,h,t＝0，当wg,h,t＝1时vg,h,t＝tst；式14是对启动时间的约束，要求在恢复时间内必须启动所有的机组；节点-线路逻辑约束为：-Mubusmt≤ulinemnt≤Mubusmt,mn∈Ωline,mn∈Ωbus15-Mubusnt≤ulinemnt≤Mubusnt,mn∈Ωline,mn∈Ωbus16-Mubusmt+ubusnt≤ulinemnt+1≤Mubusmt+ubusnt,mn∈Ωline,mn∈Ωbus17 其中，ubusmt为0-1变量，表示t时刻节点m的恢复状态，若ubusmt＝1，则t时刻节点m已恢复，若ubusmt＝0，则t时刻节点m未恢复；ulinemnt为0-1变量，表示t时刻线路mn的恢复状态，ulinemnt＝1表示线路mn在t时刻已恢复，否则表示未恢复；Ωline表示所有线路的集合，Ωbus表示所有节点的集合；Ωline-m表示与节点m相连的线路的集合；Ωbus-BSU表示与黑启动电源相连的节点的集合，式15-16表示若线路两端的节点都断电，即ubusmt和ubusnt同时为0，则此时ulinemnt＝0，即线路也是断电的；式17表示t时刻线路两端的节点至少有一个已恢复，则在t+1时刻，线路mn才可以被恢复；式18表示与节点m相连的所有线路中至少有一条已恢复，节点m才可以被恢复；配电网协助输电网机组启动约束为： 其中，δgt是0-1变量，表示t时刻机组g相连的配电网是否具有足够的支撑机组g启动的能力，若没有连接配电网，或连接的配电网支撑能力不足，则δgt＝0，若连接的配电网具有支撑能力，则δgt＝1；Pg,DSt表示t时刻机组g相连的配电网向上送电的最大功率；Pg,TSt表示t时刻机组g从输电网黑启动电源获得的功率，式19表示若配电网在t时刻具有启动机组g的能力，则利用配电网为机组启动过程提供出力，若在t时刻不再具有启动机组g的能力，则由输电网的黑启动资源继续启动机组；S4根据基于输配协同的城市电网恢复模型的求解结果对城市电网系统进行恢复。

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