毕业论文课题相关文献综述
文 献 综 述
一、引言
随着电力系统互联规模的扩大，电网供电性能和经济性得到很大提升，但随之而来的是电网网络结构复杂，动态性能更加难以掌握。近年来，可再生能源的比例不断上升，风电等能源都在被大量的研究，当其被接入大规模电力系统时，会因为其固有的间歇性、波动性、随机性而使电力系统产生波动，若一些局部的故障不能快速处理，可能导致事故的扩大甚至引起电网进一步的大停电。因此，制定黑启动方案是很有必要的。
水轮机组或蒸汽机组具有启动时间短、能够自启动以及启动功率小等特点，一般电网都将其作为黑启动电源;而风电等新能源虽然启动功率小、启动速度快,但由于其出力不稳定,所以很少被用作电网的黑启动电源。但随着智能电网的不断进步以及风电渗透率的提高，特别是在水电缺乏、风电丰富的地区，如果风电能够平稳、安全地接入电网，那么风电参与黑启动的电网恢复则值得研究，这样就可以实现快速恢复系统的功能。
下文将会分别阐述国内外学者对风电并网接入黑启动的要求、风电参与黑启动的能力、如何确定风电接入量以及待恢复机组和负荷协调恢复的研究成果与不足。
二、主体
风电参与的黑启动电网恢复过程里，由于风电的随机性、波动性，当其接入电网时会出现一些相关问题，故接入风电后对电网黑启动提出一定要求。文献[1]指出我国风电大规模、集中开发、远距离、高电压输送的独有特点，以及由此带来的系统调频、调峰、风电功率预测、低电压穿越等运行控制问题，并提出了相对应的解决措施。文献[2]从稳态方面如无功容量及电压控制、有功功率控制和暂态方面里低电压穿越两个方面说明风电并网后的技术问题，提出风电并网接入时要有高电压穿越能力、提高风电频率耐受能力以及具有惯性、参与一次调频的能力。
一些学者对风电参与黑启动的能力做了相应的研究。文献[3]在PSCAD仿真平台上构建了电力系统恢复初期系统以判断黑启动是否有效，提出将熵权法和改进的层次分析法相结合的方案评估算法，以海南电网为算例，分析和探讨了风电接入电网恢复过程的影响，论证了风电在电力系统恢复初期接入在一定情况下能够加速恢复速度进程；文献[4]将双馈风力发电机组作为黑启动电源并以东北某区域电网实例,研究风电机组参与黑启动方案的可行性并仿真进行验证分析，结果表明在一定条件下风电场具有实现区域主网黑启动的能力；文献[5]根据电网对黑启动电源运行特性的有关规定,从储能型风电场持续发电能力和现有运行控制技术两个角度,探讨了其作为电网黑启动电源的可行性。研究表明，风电参与的黑启动用于电网恢复是具有可行性的，有被研究的必要性。
文献[6]基于概率分布列和历史模拟法分别研究既定风况和随机风况下的安全裕度分析，得出既定风况下时调峰裕度对风电接入容量的限制较为明显，而且考虑风电随机性后其限制了风电的接入量，提高风速预测精度可以提高安全风电接入容量的结论，但文献里没有考虑多台风电机参与黑启动的协调问题。文献[7]-[8]都利用机会约束规划理论的知识计算风电穿透功率极限来分析风电接入量。文献[7]在同时满足系统潮流约束和安全运行的前提下，以系统接纳风电容量最大化为目标建立模型，提出一种基于随机模拟技术的粒子群优化算法求解模型，但其中不足的是建立的模型仅考虑了潮流约束等稳态约束，动态约束如风力发电机的动态性能没有包括在其中；文献[8]建模时采用了两个假设：风电场的风速服从 Weibull分布；系统各节点负荷服从正态分布，并且相互独立。其约束条件包括线路的输送能力限制、系统对旋转备用的要求以及常规机组的出力限制等，求解模型时应用遗传算法和随机模拟技术，模型结果表明在计算风电穿透功率时考虑风速的随机性十分必要，不足的是建模是在两个假设下进行的，对于一个实际的系统而言，风电场的风速随机性很大，不具有普遍性。
文献[9]研究的是扩展黑启动策略中被启动机组的启动顺序问题，通过将定性因素以三角模糊数量化表示，建立模糊多属性群决策模型并集结专家个人决策信息将模糊多属性群决策问题转化为模糊多属性决策问题，采用三角模糊数的逼近理想解法求解得到机组启动的先后顺序，并用新英格兰10机39节点系统算例验证决策方法的有效性。文献[10]分析影响黑启动阶段机组成功恢复的主要原因有空载线路的充电、空载变压器投入和待恢复机组的大型辅机启动等,提出线路权重、变压器权重和辅机权重来表征对黑启动恢复的影响,也提出机组恢复成功率的定义,结合机组容量用前K最短路径算法搜索寻优。但是以上文献不足的是仅考虑优化黑启动中待恢复机组单独的启动恢复问题，没有把负荷的恢复与之协调优化。
文献[11]在恢复系统主机过程里投入适量负荷保证系统稳定和提高恢复效率，针对平衡机组出力的负荷恢复问题建立多目标模型并运用贪心算法提出基于负荷重要性的解法；针对充电线路时的负荷恢复问题基于二分法提出解决思路，对山东电网实际系统仿真结果表明提出的负荷恢复策略能与机组启动和路径恢复过程有序、协调进行。文献[12]分析两层机组恢复及负荷恢复的交互影响，将连续的网架重构过程划分为若干次序进行的多时步恢复过程，提出了机组恢复的多目标分层协调优化策略，结合快速非支配排序遗传算法求解多目标非线性模型，再结合CRITIC客观赋权法和灰色关联投影法进行多属性决策得到单一时步机组分层恢复组合进一步地，结合模糊层次分析法和贪心算法为各时步确定重要负荷恢复方案。文献[11]-[12]考虑了待恢复机组和负荷的协调恢复，不足的是其只考虑了传统黑启动下的待恢复机组和负荷的恢复优化，当风电分时步接入后整个电网系统会出现不一样的情况，风电参与后待启动机组和负荷的优化这个问题有待研究。文献[13]提出考虑风电参与黑启动方案的优化方法，对风电接入和负荷恢复进行分时步协调优化，不足的是其借鉴传统黑启动方案的研究成果确定失电机组恢复顺序而侧重研究负荷恢复优化。
参考文献
[1]张丽英,叶廷路,辛耀中,韩丰,范高锋.大规模风电接入电网的相关问题及措施[J].中国电机工程学报,2010,30(25):1-9.
