CN112416344A - 基于3d可视化技术的黑启动路径生成及系统恢复决策系统 - Google Patents

基于3d可视化技术的黑启动路径生成及系统恢复决策系统 Download PDF

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CN112416344A CN202011235831.9A CN202011235831A CN112416344A CN 112416344 A CN112416344 A CN 112416344A CN 202011235831 A CN202011235831 A CN 202011235831A CN 112416344 A CN112416344 A CN 112416344A
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Abstract

本发明提出基于3D可视化技术的黑启动路径生成及系统恢复决策系统，用于大面积停电后的电网黑启动及电网快速恢复，其特征在于：所述决策系统包括图形界面模块、数据库和算法功能库；所述图形界面模块包括图形组态软件系统和3D图形系统，用于生成电力系统的厂站图、网架平面图及3D实际地理背景的网架图；所述数据库可经数据转换接口导入BPA和CIM‑E格式的电力系统数据，所述电力系统数据包括元件参数及对应的计算结果；所述算法功能库包括黑启动方案及系统恢复过程中数值分析、仿真及优化的算法程序，以实现分区、黑启动路径生成、校验、评估及系统恢复的功能；本发明能克服调度运行人员黑启动方案计算、分析、撰写等繁重的工作负担大的问题。

Description

基于3D可视化技术的黑启动路径生成及系统恢复决策系统
技术领域
本发明涉及电网黑启动技术领域，尤其是基于3D可视化技术的黑启动路径 生成及系统恢复决策系统。
背景技术
自二十世纪五、六十年代开始，国内外成千上万的专家学者开始致力于研究 采取各种先进策略、理论和方法以减少电力系统事故发生的概率，尽管已经取得 了卓有成效的成果，系统的自动化、信息化水平大幅度提高，系统事故及大面积 停电的频率大为减少；但大面积停电事故的发生仍不可完全避免。系统一旦发生 大面积停电，其停电时间越长所造成的政治经济损失越大。因此，在系统发生大 面积停电之后，如何快速并有效的恢复电网系统(即全系统的黑启动过程)就成 为一个降低损失的重要策略。
目前基本达成共识，有效的黑启动方案是应对电网大面积停电最有效的措施 之一，相应地黑启动方案的制定和修正也已成为各电力公司的日常工作之一。迄 今，黑启动相关问题的研究大致可以分为以下几个方面：1)黑启动电源的选择 和规划研究；2)黑启动网络的分区研究；3)黑启动路径的评估研究；4)黑启 动系统的恢复研究；5)黑启动辅助决策系统研究。在黑启动系统辅助决策系统 方面，研究者开发了可视化黑启动决策辅助决策系统，为电力工作者在黑启动方 案的制定提供便利，但计算功能较简单，在有效性和实用性上仍需校验；亦有研 究者开发了黑启动辅助图模一体化决策系统，具有黑启动路径的生成、校验及评 估功能，但缺少系统恢复的决策制定功能。针对功能完善、使用方便的黑启动决 策系统，仍需研究者开发实现。
发明内容
本发明提出基于3D可视化技术的黑启动路径生成及系统恢复决策系统，能 克服调度运行人员黑启动方案计算、分析、撰写等繁重的工作负担大的问题。
本发明采用以下技术方案。
基于3D可视化技术的黑启动路径生成及系统恢复决策系统，用于大面积停 电后的电网黑启动及电网快速恢复，所述决策系统包括图形界面模块、数据库和 算法功能库；
所述图形界面模块包括图形组态软件系统和3D图形系统，用于生成电力系 统的厂站图、网架平面图及3D实际地理背景的网架图；
所述数据库可经数据转换接口导入BPA和CIM-E格式的电力系统数据，所 述电力系统数据包括元件参数及对应的计算结果；
所述算法功能库包括黑启动方案及系统恢复过程中数值分析、仿真及优化的 算法程序，以实现分区、黑启动路径生成、校验、评估及系统恢复的功能。
所述图形界面模块的图形界面包括基于svg开发工具二次开发而成2D图形 系统，还包括利用Cesium开源工具二次开发而成3D地理图形系统；
所述2D图形系统用于绘制电网二维网络图，包括图元库、图形生成器、网 络图形编辑器；所述图元库内包括矢量图格式的电力设备图元和装饰类设备图 元，其图元的属性包括颜色、形状、轮廓、大小和屏幕位置；所述图元生成器包 括用于绘制自定义图元的图元设计器，所述图元设计器具备与图元库配合的热点 功能，当绘制自定义图元时，可自动生成矢量图元并添加到系统图元库中来完成 自定义图元的添加；
所述网络图形编辑器用于生成电网结构图，在生成电网结构图时可从图元库 中拖拉所需的设备并进行相应的组合来快速绘制；
所述3D地理图形系统包括基于JavaScript语言的开发包，用于构建基于虚 拟地球的Web应用，其构建方法为通过导入网络图中的各变电站、发电厂等设 备的基本信息及地理经纬线坐标，来自动形成三维地理图，所述三维地理图可进 行全方位三维视角高精度观测，并与数据库中相关设备进行关联，实现图-模-库 一体化。
数据库的数据表包含厂站参数、发电机参数、输电线参数、变压器参数和负 荷参数；所述数据库对算法功能库的数值分析算法程序、图形界面、决策系统的 输入输出信息接口进行关联，用于存放原始数据、保存计算过程记录、计算信息 及输出计算结果。
所述数据库贮有与图形界面的设备图元紧密关联的元件模型，对数据库中元 件模型的数据操作能与图元操作保持同步，数据库通过设备ID使模型与图元相 对应，实现设备图元与数据库元件模型属性数据的实时匹配，形成图-模-库一体 化的完整系统。
所述算法功能库包括算法模块；所述算法模块的功能包括系统分区、黑启动 恢复路径生成、系统恢复；所述黑启动路径生成的功能以工频过电压、操作过电 压、自励磁、电压及频率稳定性以及小扰动为执行过程考虑因素。
所述算法模块针对系统恢复采用最优分区的数学模型，所述数学模型具体 为；
假设电网系统的黑启动过程中有n个黑启动电源，第i分区的待启动机组集合 为ngi、负荷集合为nli，系统总的待启动机组数为Ng，系统总的待供电负荷数为 Nl；则系统最优分区的目标函数为：
Figure BDA0002765685110000031
式中[z1,i,z2,i,...,zn,i]表示第i台待启动机组是否属于某个黑启动机组的0-1变量向量，zj,i＝1or0(1≤j≤n)分别表示第i台待启动机组属于或不属于i台黑启动 机组所在的分区；[d1,i,d2,i,...,dn,i]表示第i台待启动机组到各个黑启动电源的电气 距离；α,β,γ分别表示权重系数。Λ表示分区之间的所有联络线集合，Pl第l 条联络线传输功率。Ploss,i表示第i个分区的网损；
系统分区过程涉及的约束因素为机组归属约束、机组启动功率约束、机组最 小出力约束和分区功率平衡约束；
所述数学模型通过考虑系统恢复过程的特性及机组特性来优化模型的完整 性，使得其解可使得系统并行恢复过程速度更快；
所述模型为混合整数非线性规划模型，采用启发式的分步快速求解算法来快 速地找到可行的近似最优解；
所述分步快速求解求解算法中，通过基于电气距离的待启动机组分区和基于tracing方法的负荷分区，对各分区位于边界处的负荷分区情况进行调整，使得 约束得到满足的同时，目标函数最小。
所述算法模块采用基于规则的策略来实现在电网系统中自动搜索从黑启动 电源到被启动电源的所有可行的候选路径；
所述基于规则的策略为根据黑启动路径需满足的基本原则，制定相应的黑启 动路径的选取规则，通过结合这些规则来采用深度优先方法以获取黑启动路径；
所述黑启动路径的选取规则包括路径所经过的电压转换次数不超过一定次 数、搜索时优先选择不经过电压转换的路径、路径所经过的厂站个数不超过一 定个数、路径最短原则、被启动机组容量不能超过允许值；
所述黑启动路径的选取规则通过去除不合理的路径来加快初始路径的生成 过程。
所述算法模块采用基于熵权综合评价模型的黑启动路径评估方法对可行的 侯选路径进行评估和排序；
所述评估方法的评价指标包括电压转换次数、开关操作次数、技术校验优劣 度、启动时间、线路长度和启动机组容量；评价方法通过各评价指标的熵权作为 评价指标的客观依据权重，同时考虑专家的主观评价权重，得到主客观结合的综 合权重，并以此综合权重采用熵权模糊综合评价策略对各路径方案进行评估排 序；
所述技术校验优劣度为对黑启动路径校验中得到的工频过电压值、操作过电 压值、电压偏移量、频率偏移量、自励磁校验值经过归一化处理后得到的评价指 标；所述自励磁校验值为线路电抗/发电机暂态电抗与变压器漏抗的和；
所述熵权模糊综合评价策略的具体步骤如下：
A、首先计算获得该评价问题中n个指标的模糊权重向量A＝[a1,a2,a3,…,an]， 即本方法采用的上述主客观结合的综合权重；
B、设评价问题中某拥有n个评价指标评价对象为U＝{u1,u2,u3,…,un}，通 过隶属函数的模糊映射，映射到具有m个评语的评价集V＝{v1,v2,v3,…,vm}上， 这种U×V的模糊关系具体体现为n×m的模糊矩阵R；
C、对A与R施加某种模糊运算
Figure BDA0002765685110000055
从而得到V上的一个模糊子集 B＝[b1,b2,…bm]；该模糊子集为评价对象的模糊评价集，反映的正是该评价对象 对m个评语的隶属程度，其中bi表示对象具有评语vi的程度；
D、对评价问题中的每个评价对象采取步骤A-C，得到该评价问题的综合评价 指标集[B1,B2,…Bk]，其中k为对象总数；
E、根据综合评价指标集，采用最大隶属度原则或者综合评分等方法对各个 评价对象进行排序。
所述算法模块在系统恢复功能上，包括恢复过程的系统恢复线性模型及相应 的恢复决策方法，具体为：
将系统恢复过程分成NT个时段，每个时段的时间长度为ΔT，且假定黑启动 机组及所在节点在0时刻恢复，在保证恢复过程系统安全性条件下，以系统恢复 全过程停电损失最小及恢复期间网损最优为目标；
目标函数为：
Figure BDA0002765685110000051
其中NT、NBUS分别为系统恢复总时段、节点数；s为系统恢复时段标识；i 为节点的编号；
Figure BDA0002765685110000052
为第s时段节点i负荷恢复状态，若
Figure BDA0002765685110000053
则表示节点i 负荷在s时段已被恢复；Wi,d为节点i的负荷权重系数；
Figure BDA0002765685110000054
为节点i的负荷 额定有功，若节点i为发电机节点，则该值为该节点发电机的厂用电功率Pi,st。
所述系统恢复线性模型的约束条件包括火电机组因停电时间长短不同导致 的冷启动热启动特性约束、机组爬坡特性约束、部分负荷的冷启动特性及负荷的 重要性约束、安全性约束、线路传输功率约束、潮流约束；
所述系统恢复线性模型针对大规模混合整数非线性优化问题，采用两阶段分 解求解策略，将混合整数非线性优化问题解耦为混合整数线性优化问题和非线性 调整问题，其求解步骤如下：
步骤S1、忽略系统网损、节点电压及无功分布等非线性因素，只考虑上述模 型的有功功率恢复部分，相应模型为混合整数线性优化规划问题；
步骤S2、基于第一阶段求解得到的有功功率恢复方案，进一步考虑电压无功 的支撑及调节，从而获得完整的系统恢复方案；
所述系统恢复方案为确保系统恢复快速性和安全性的恢复方案。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明通过引入潮流追踪算法对子系统进行划分以及待启动机组分区 功率均衡性调整，与传统方法相比计算步骤简单分区速度快且避免了因系统过大 而导致分区功率不均衡等问题。
(2)本发明构建记及停电时间及网损的完整系统恢复模型，并提出一种基 于线性规划和最优潮流的电力系统两阶段求解策略，与传统方法相比计算速度更 快且能保证全局最优性。
本发明开发基于3D可视化的黑启动路径生成及系统恢复决策系统，将黑启 动方案算法模块与数据库和图形界面结合，形成人机交互性能好、功能完整、操 作方便、图-模-库一体化的系统软件。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细的说明：
附图1为黑启动路径生成及系统恢复决策软件总体结构示意图；
附图2为数据库各参数表关系示意图；
附图3为数据库界面示意图；
附图4为黑启动方案生成流程示意图；
附图5为系统恢复求解流程示意图；
附图6为2D网络图设计器的界面示意图；
附图7为电力设备图元库的界面示意图；
附图8为地理图三维场景展示示意图；
附图9为系统分区结果示意图；
附图10为路径校验结果界面示意图；
附图11为方案评估及小扰动分析界面示意图；
附图12为黑启动路径展示示意图；
附图13为系统恢复演示示意图。
具体实施方式
如图所示，基于3D可视化技术的黑启动路径生成及系统恢复决策系统，用 于大面积停电后的电网黑启动及电网快速恢复，所述决策系统包括图形界面模 块、数据库和算法功能库；
所述图形界面模块包括图形组态软件系统和3D图形系统，用于生成电力系 统的厂站图、网架平面图及3D实际地理背景的网架图；
所述数据库可经数据转换接口导入BPA和CIM-E格式的电力系统数据，所 述电力系统数据包括元件参数及对应的计算结果；
所述算法功能库包括黑启动方案及系统恢复过程中数值分析、仿真及优化的 算法程序，以实现分区、黑启动路径生成、校验、评估及系统恢复的功能。
所述图形界面模块的图形界面包括基于svg开发工具二次开发而成2D图形 系统，还包括利用Cesium开源工具二次开发而成3D地理图形系统；
所述2D图形系统用于绘制电网二维网络图，包括图元库、图形生成器、网 络图形编辑器；所述图元库内包括矢量图格式的电力设备图元和装饰类设备图 元，其图元的属性包括颜色、形状、轮廓、大小和屏幕位置；所述图元生成器包 括用于绘制自定义图元的图元设计器，所述图元设计器具备与图元库配合的热点 功能，当绘制自定义图元时，可自动生成矢量图元并添加到系统图元库中来完成 自定义图元的添加；
所述网络图形编辑器用于生成电网结构图，在生成电网结构图时可从图元库 中拖拉所需的设备并进行相应的组合来快速绘制；
所述3D地理图形系统包括基于JavaScript语言的开发包，用于构建基于虚 拟地球的Web应用，其构建方法为通过导入网络图中的各变电站、发电厂等设 备的基本信息及地理经纬线坐标，来自动形成三维地理图，所述三维地理图可进 行全方位三维视角高精度观测，并与数据库中相关设备进行关联，实现图-模-库 一体化。
数据库的数据表包含厂站参数、发电机参数、输电线参数、变压器参数和负 荷参数；所述数据库对算法功能库的数值分析算法程序、图形界面、决策系统的 输入输出信息接口进行关联，用于存放原始数据、保存计算过程记录、计算信息 及输出计算结果。
所述数据库贮有与图形界面的设备图元紧密关联的元件模型，对数据库中元 件模型的数据操作能与图元操作保持同步，数据库通过设备ID使模型与图元相 对应，实现设备图元与数据库元件模型属性数据的实时匹配，形成图-模-库一体 化的完整系统。
所述算法功能库包括算法模块；所述算法模块的功能包括系统分区、黑启动 恢复路径生成、系统恢复；所述黑启动路径生成的功能以工频过电压、操作过电 压、自励磁、电压及频率稳定性以及小扰动为执行过程考虑因素。
所述算法模块针对系统恢复采用最优分区的数学模型，所述数学模型具体 为；
假设电网系统的黑启动过程中有n个黑启动电源，第i分区的待启动机组集合 为ngi、负荷集合为nli，系统总的待启动机组数为Ng，系统总的待供电负荷数为 Nl；则系统最优分区的目标函数为：
Figure BDA0002765685110000081
式中[z1,i,z2,i,...,zn,i]表示第i台待启动机组是否属于某个黑启动机组的0-1变量向量，zj,i＝1or0(1≤j≤n)分别表示第i台待启动机组属于或不属于i台黑启动 机组所在的分区；[d1,i,d2,i,...,dn,i]表示第i台待启动机组到各个黑启动电源的电气 距离；α,β,γ分别表示权重系数。Λ表示分区之间的所有联络线集合，Pl第l 条联络线传输功率。Ploss,i表示第i个分区的网损；
系统分区过程涉及的约束因素为机组归属约束、机组启动功率约束、机组最 小出力约束和分区功率平衡约束；
所述数学模型通过考虑系统恢复过程的特性及机组特性来优化模型的完整 性，使得其解可使得系统并行恢复过程速度更快；
所述模型为混合整数非线性规划模型，采用启发式的分步快速求解算法来快 速地找到可行的近似最优解；
所述分步快速求解求解算法中，通过基于电气距离的待启动机组分区和基于tracing方法的负荷分区，对各分区位于边界处的负荷分区情况进行调整，使得 约束得到满足的同时，目标函数最小。
所述算法模块采用基于规则的策略来实现在电网系统中自动搜索从黑启动 电源到被启动电源的所有可行的候选路径；
所述基于规则的策略为根据黑启动路径需满足的基本原则，制定相应的黑启 动路径的选取规则，通过结合这些规则来采用深度优先方法以获取黑启动路径；
所述黑启动路径的选取规则包括路径所经过的电压转换次数不超过一定次 数、搜索时优先选择不经过电压转换的路径、路径所经过的厂站个数不超过一 定个数、路径最短原则、被启动机组容量不能超过允许值；
所述黑启动路径的选取规则通过去除不合理的路径来加快初始路径的生成 过程。
所述算法模块采用基于熵权综合评价模型的黑启动路径评估方法对可行的 侯选路径进行评估和排序；
所述评估方法的评价指标包括电压转换次数、开关操作次数、技术校验优劣 度、启动时间、线路长度和启动机组容量；评价方法通过各评价指标的熵权作为 评价指标的客观依据权重，同时考虑专家的主观评价权重，得到主客观结合的综 合权重，并以此综合权重采用熵权模糊综合评价策略对各路径方案进行评估排 序；
所述技术校验优劣度为对黑启动路径校验中得到的工频过电压值、操作过电 压值、电压偏移量、频率偏移量、自励磁校验值经过归一化处理后得到的评价指 标；所述自励磁校验值为线路电抗/发电机暂态电抗与变压器漏抗的和；
所述熵权模糊综合评价策略的具体步骤如下：
A、首先计算获得该评价问题中n个指标的模糊权重向量A＝[a1,a2,a3,…,an]， 即本方法采用的上述主客观结合的综合权重；
B、设评价问题中某拥有n个评价指标评价对象为U＝{u1,u2,u3,…,un}，通 过隶属函数的模糊映射，映射到具有m个评语的评价集V＝{v1,v2,v3,…,vm}上， 这种U×V的模糊关系具体体现为n×m的模糊矩阵R；
C、对A与R施加某种模糊运算
Figure BDA0002765685110000105
从而得到V上的一个模糊子集 B＝[b1,b2,…bm]；该模糊子集为评价对象的模糊评价集，反映的正是该评价对象 对m个评语的隶属程度，其中bi表示对象具有评语vi的程度；
D、对评价问题中的每个评价对象采取步骤A-C，得到该评价问题的综合评价 指标集[B1,B2,…Bk]，其中k为对象总数；
E、根据综合评价指标集，采用最大隶属度原则或者综合评分等方法对各个 评价对象进行排序。
所述算法模块在系统恢复功能上，包括恢复过程的系统恢复线性模型及相应 的恢复决策方法，具体为：
将系统恢复过程分成NT个时段，每个时段的时间长度为ΔT，且假定黑启动 机组及所在节点在0时刻恢复，在保证恢复过程系统安全性条件下，以系统恢复 全过程停电损失最小及恢复期间网损最优为目标；
目标函数为：
Figure BDA0002765685110000101
其中NT、NBUS分别为系统恢复总时段、节点数；s为系统恢复时段标识；i 为节点的编号；
Figure BDA0002765685110000102
为第s时段节点i负荷恢复状态，若
Figure BDA0002765685110000103
则表示节点i 负荷在s时段已被恢复；Wi,d为节点i的负荷权重系数；
Figure BDA0002765685110000104
为节点i的负荷 额定有功，若节点i为发电机节点，则该值为该节点发电机的厂用电功率Pi,st。
所述系统恢复线性模型的约束条件包括火电机组因停电时间长短不同导致 的冷启动热启动特性约束、机组爬坡特性约束、部分负荷的冷启动特性及负荷的 重要性约束、安全性约束、线路传输功率约束、潮流约束；
所述系统恢复线性模型针对大规模混合整数非线性优化问题，采用两阶段分 解求解策略，将混合整数非线性优化问题解耦为混合整数线性优化问题和非线性 调整问题，其求解步骤如下：
步骤S1、忽略系统网损、节点电压及无功分布等非线性因素，只考虑上述模 型的有功功率恢复部分，相应模型为混合整数线性优化规划问题；
步骤S2、基于第一阶段求解得到的有功功率恢复方案，进一步考虑电压无功 的支撑及调节，从而获得完整的系统恢复方案；
所述系统恢复方案为确保系统恢复快速性和安全性的恢复方案。
实施例1：
本例中，决策系统的数据库是联系算法分析程序、图形界面、输入输出信息 的桥梁，起着存放原始数据、保存计算过程记录及计算信息、输出计算结果的作 用。本系统数据库表包含五大部分(其相互关系如附图2所示)：
1)厂站参数；
厂站参数表：包含ID、母线名称、基准电压、厂站类型、厂站名称、区域、 地区、设备状态。
2)发电机参数；
发电机基本参数表：包含ID、厂站名称、机组名称、母线名称、设备归属、 额定电压、额定容量、最大有功、最小有功、最大无功、最小无功、投运状态、 投运时间、所属状态。
发电机模型参数表：包含ID、厂站名称、机组名称、基准容量、电机类型、 基准电压、发电机动能、D、Ra、Xd、Xq等发电机模型信息。
发电机动态参数表：包含ID、厂站名称、机组名称、基准容量、发电机模型 类型、励磁模型类型、调速模型类型、PSS模型类型。
励磁模型参数表：包含ID、厂站名称、机组名称、FF、FJ等励磁模型系列 卡信息。
调速模型参数表：包含ID、厂站名称、机组名称、GI、GJ等调速模型系列 卡信息。
PSS模型参数表：包含ID、厂站名称、机组名称、SG、SI等PSS模型系列卡 信息。
原动机模型参数表：包含ID、厂站名称、机组名称、TB、TV等原动机模型 系列卡信息。
3)输电线参数；
输电线参数表：包含ID、线路名称、基准电压、设备归属、数据来源、首端 母线、末端母线、设备状态、投运时间、所属状态、线路型号、R1、X1、B1、R0、 X0、B0、线路长度、短期载流量。
4)变压器参数；
变压器参数表：包含ID、厂站名称、变压器名称、设备归属、数据来源、额 定容量、设备状态、投运时间、RT、XT、GT、BT、高压侧电压、低压侧电压。
5)负荷参数。
负荷参数表：包含ID、母线名称、基准电压、厂站名称、区域、地区、Pout、 Qout。
本系统将数据库中模型与图形界面的设备图元进行紧密关联，使数据库中模 型的数据操作与图元操作保持一致，通过设备ID将模型与图元相对应，实现设 备图元与数据库元件属性数据的实时匹配，形成图-模-库一体化的完整系统，数 据库界面如附图3所示。
实施例2：
在实施例1中所述的系统中，黑启动方案的生成及系统恢复系统包括三大部 分：系统分区、黑启动恢复路径生成、系统恢复。附图4为系统功能流程图。
系统分区：
为实现尽快恢复供电，需采用并行恢复策略，因此需要将大型电力网络切分 成几个分区网络，并进行各自的独立并行恢复，最后各个分区通过同期操作而互 联实现整个系统恢复电力供应。
并行恢复可以使电力系统恢复进程大大加快，主要用以实现以下三个目标：
1)最短时间恢复电网供电。
2)分区间联络线功率最小。各子系统的同步是影响分区恢复效率的一个重 要因素，为减小分区同步并列对子系统的冲击，在分区时应尽量使得分区之间的 联络线功率最小。
3)分区内部连接紧密。电力网络作为一种复杂网络，具有社团结构特性， 分区结果应能在一定程度上反映其社团结构，使得社团内部节点间的连接紧密。
基于合理分区的上述三个特点，本文采用系统恢复最优分区的完整数学新模 型。
假设系统中有n个黑启动电源，第i分区的待启动机组集合为ngi、负荷集合 为nli，系统总的待启动机组数为Ng，系统总的待供电负荷数为Nl。系统最优分 区的目标函数为：
Figure BDA0002765685110000131
式中[z1,i,z2,i,...,zn,i]表示第i台待启动机组是否属于某个黑启动机组的0-1变量向量，zj,i＝1or0(1≤j≤n)分别表示第i台待启动机组属于或不属于i台黑启动 机组所在的分区；[d1,i,d2,i,...,dn,i]表示第i台待启动机组到各个黑启动电源的电气 距离；α,β,γ分别表示权重系数。Λ表示分区之间的所有联络线集合，Pl第l 条联络线传输功率。Ploss,i表示第i个分区的网损。
系统分区过程计及如下约束为：1)机组归属约束；2)机组启动功率约束； 3)机组最小出力约束；4)分区功率平衡约束。
上述因详细考虑了系统恢复过程的特性及机组特性，因此该模型相对更为完 整，使得其解可使得系统并行恢复过程速度更快。由上式组成的模型是一个复杂 的混合整数非线性规划模型，本文采用启发式的分步快速求解算法，以使得能够 快速地找到可行的近似最优解。该求解算法包括：
1)基于电气距离的待启动机组分区；
2)基于tracing方法的负荷分区；
3)对各分区位于边界处的负荷分区情况进行调整，使得约束得到满足的同 时，目标函数最小。
黑启动初始路径生成：
对于每一分区的黑启动电源，及被启动电源，其可能的候选路径非常多，若 人工给定，既效率低下又可能遗漏重要的路径。因此，本文采用基于规则的策略， 实现自动搜索从黑启动电源到被启动电源的所有可行的候选路径。其策略如下： 根据黑启动路径需满足的基本原则，制定相应的黑启动路径的选取规则，结合这 些规则，采用深度优先方法来获取黑启动路径。本文所采用的规则为：
1)路径所经过的电压转换次数不超过一定次数；
2)搜索时优先选择不经过电压转换的路径；
3)路径所经过的厂站个数不超过一定个数；
4)路径最短原则；
5)被启动机组容量不能超过允许值。
在上述规则的指导下所确定的路径，相当于对所搜索出来的方案进行了初步 筛选，去除了明显不合理的路径，从而既加快初始路径的生成过程，又为后续的 路径评估的快速完成奠定了良好的基础。
黑启动路径校验：
对于所得到的初始路径(或称为初始方案)，还需要对其技术可行性进行校 核，进一步去除技术上不可行的路径。根据规程规定，需要进行技术校核的内容 包括：工频过电压、操作过电压、自励磁、电压及频率稳定性以及小扰动。
1)工频过电压校验
工频过电压的校验是为了校核每投入一个线路及负荷之后，系统的稳态电压 偏差是否在既定的阈值内，该校验通过潮流计算实现。
2)操作过电压校验
操作过电压校验是为了校验在黑启动过程中投入开关之后母线暂态电压是 否超过标准阈值，通过电磁暂态仿真进行。
3)电压及频率稳定性校验
稳定性校验是为了校验黑启动阶段被启动电源的厂用电接入引起的系统频 率和电压偏移是否超过标准阈值，根据规程规定，在黑启动阶段，被启动电源的 厂用电接入时相应的系统频率应控制在49.0～51.0Hz，系统电压标幺值应位于 0.9～1.1。若被启动电源的最大辅机投入时无法保证频率和电压的波动在既定 范围内，意味着该被启动机组无法被启动。该校验是通过机电暂态仿真进行。
4)小扰动校验
在系统黑启动过程中，系统相对脆弱，但却要进行频繁的开关及负荷投入操 作，因此保证系统的小扰动稳定性非常重要。若其小扰动稳定性无法保证，意味 着系统无法恢复供电。该校验是通过QR法基于特征根计算来确定系统小扰动是 否满足要求。
5)自励磁校验
在黑启动初期，黑启动电源机组一般会通过较长空载线路与被启动机组连 接，等价于连接了一个较大的容性负载。在这种情况下，若发电机端有剩磁的存 在，一个较小的电压会出现在机端，使当前系统将出现容性电流，该电流又对发 电机励磁电流产生激励作用，使得机端电压继续增高，容性电流继续增大，对发 电机励磁作用增强，导致机端电压继续上升，发生自励磁，若黑启动电源发生自 励磁，很可能导致其机端电压过高而无法进行黑启动。它是通过实用阻抗判据来 校验自励磁是否发生：
Xc＞C(xd+xT)
式中xd为黑启动发电机暂态电抗，Xc为线路电抗，xT为变压器漏抗，C为安全 系数一般取1.2。
黑启动路径评估：
对于经过技术校核的路径，需对其综合性能进行排序，以便从中挑选出最优、 次优的可行路径，供调度部门制定系统应急恢复方案用。本文采用基于熵权综合 评价模型的黑启动路径评估方法对可行路径进行评估和排序。在该方法中，首先 构建以下6个评价指标：
1)电压转换次数；
2)开关操作次数；
3)各项技术校验优劣度；(包括黑启动路径校验中得到的工频过电压值、 操作过电压值、电压偏移量、频率偏移量、自励磁校验值(线路电抗/发电机暂 态电抗与变压器漏抗的和)，通过以上校验值经过归一化处理后得到各项技术校 验优劣度)
4)启动时间；
5)线路长度；
6)启动机组容量。
利用以上各评价指标的熵权作为评价指标的客观依据权重，同时考虑专家的 主观评价权重，得到主客观结合的综合权重，并以此综合权重采用模糊综合评价 策略对各路径方案进行评估排序，熵权模糊综合评价策略具体步骤如下：
(A)首先计算获得该评价问题中n个指标的模糊权重向量 A＝[a1,a2,a3,…,an]，即本方法采用的上述主客观结合的综合权重；
(B)将评价问题中某评价对象(拥有n个评价指标)U＝{u1,u2,u3,…,un} 通过模糊映射(一般是隶属函数)，映射到具有m个评语的评价集 V＝{v1,v2,v3,…,vm}上，这种U×V的模糊关系具体体现为n×m的模糊矩阵R；
(C)对A与R施加某种模糊运算
Figure BDA0002765685110000161
从而得到V上的一个模糊子集 B＝[b1,b2,…bm](可称为评价对象的模糊评价集)，该子集反映的正是该评价对 象对m个评语的隶属程度，其中bi表示对象具有评语vi的程度；
(D)对评价问题中的每个评价对象采取步骤1～3，得到该评价问题的综合评 价指标集[B1,B2,…Bk]，其中k为对象总数；
(E)根据综合评价指标集，采用最大隶属度原则或者综合评分等方法对各 个评价对象进行排序。
系统恢复：
电力系统恢复控制包括3个阶段：机组恢复、网络重构和负荷恢复，是一个 多阶段、多变量、有约束的非线性混合组合优化问题。本文建立了包括三个恢复 过程的完整系统恢复线性模型及相应的恢复决策方法。具体模型及求解算法如 下：
本文将系统恢复过程分成NT个时段，每个时段的时间长度为ΔT，且假定黑 启动机组及所在节点在0时刻恢复，在保证恢复过程系统安全性条件下以系统恢 复全过程停电损失最小及恢复期间网损最优为目标。
目标函数为：
Figure BDA0002765685110000171
其中NT、NBUS分别为系统恢复总时段、节点数；s为系统恢复时段标识；i 为节点的编号；
Figure BDA0002765685110000172
为第s时段节点i负荷恢复状态，若
Figure BDA0002765685110000173
则表示节点i 负荷在s时段已被恢复；Wi,d为节点i的负荷权重系数；
Figure BDA0002765685110000174
为节点i的负荷 额定有功，若节点i为发电机节点，该值为该节点发电机的厂用电功率Pi,st。
约束条件：1)火电机组因停电时间长短不同导致的冷(热)启动特性约束； 2)机组爬坡特性约束；3)部分负荷的冷启动特性及负荷的重要性约束；4)安 全性约束；5)线路传输功率约束；6)潮流约束等。
上述模型为大规模混合整数非线性优化问题，采用两阶段分解求解策略，将 混合整数非线性优化问题解耦为混合整数线性优化问题和非线性调整问题，其求 解步骤如下：
1)忽略系统网损、节点电压及无功分布等非线性因素，只考虑上述模型的 有功功率恢复部分，相应模型为混合整数线性优化规划问题。
2)基于第一阶段求解得到的有功功率恢复方案，进一步考虑电压无功的支 撑及调节，从而获得完整的系统恢复方案。
求解流程图如附图5所示。
基于该两阶段分解求解策略，即可快速地获得系统恢复方案，该方案可确保 系统恢复的快速性和安全性。
实施例3：
在实施例2中所述的系统中，完成了黑启动路径生成及系统恢复计算之后， 实际上已得到黑启动最优方案，系统可将计算结果导出形成黑启动方案的初始报 告，再经调度员在其基础上简单地修改及添加说明文字，即可形成启动方案报告。 本系统给出以下黑启动分析报告：
1)黑启动路径生成计算分析报告；
报告内容包含以下7个方面：各路径方案及展示图；路径线路参数；启动过 程工频过电压校验结果；空载线路合闸操作过电压校验结果；稳定性校验结果； 自励磁校验结果；小扰动校验结果。
2)黑启动系统恢复计算分析报告。
报告内容包含以下7个方面：各时段恢复策略；负荷分布情况；各发电机有 功出力；各发电机无功出力；机组总出力情况；负荷总恢复情况；支路潮流结果。
基于所导出的初始报告，调度及方式计算人员再添加一些说明，即可形成黑 启动方案研究报告，大大减轻了工作量。
实施例4：
在实施例3所述的系统中，
提供了功能完善的图形系统，形成3D地理图、2D网络及各种图形化的计算 结果。基于该图形系统，实现了黑启动方案及系统恢复方案生成过程的可视化。
1)2D图形系统
该2D图形系统，如附图6所示，基于svg开发工具二次开发而成，包括图 元库、图形生成器、网络图形编辑器。基于该插件所提供的功能，可方便地绘制 电网二维网络图。
①图元库：该图提供了丰富的图元，包含60种常用的电力设备，如附图7 所示，如：刀闸、交流发电机、储能设备、光伏、风机、变压器-三卷变、变压 器-两卷变、开关、手刀、接地线、接地刀闸、消弧线圈、熔断器、电容器、电 抗器、负荷等，同时包含装饰类设备(IT设备及标识牌)。本系统所提供图元均 为矢量图，具有颜色、形状、轮廓、大小和屏幕位置等属性。
②图元生成器：对于图元库没有的元件，本系统提供自定义图形生成功能， 用户通过图元设计器进行自定义图元的绘制，并在相应位置配备若干热点，即可 自动生成矢量图元并添加到系统图元库中，而完成图元的添加。
③网络编辑器：基于实际电网的结构图，本系统提供了灵活方便的电网图生 成功能，从图元库中拖拉相应的设备，进行相应的组合，即可快速地绘制成所需 要的电网图。具体步骤如下：
(A)将需要添加到网络图中的设备从图元库中拖至与实际地理位置相符合 的位置；
(B)通过线路连接实现设备元件的连接关系，且每个设备元件均配有连接 热点，当两个元件的距离近到一定程度之后，就会自动进行连接，从而方便元件 之间的连接；
(C)图形编辑器中的元件与数据库进行关联，通过设定图元元件的id及相 关信息即可与数据库中相应设备匹配，如右键单击配置设备元件进入属性配置界 面，进行该元件的包括cim_id等的各种信息的设置，实现图库一体化；
(D)重复A-C过程完成全部需要设备元件的添加和修改，而完成电网图的 绘制或修改。
2)3D地理图形系统
该3D地理图形系统利用Cesium开源工具二次开发而成。它提供了基于JavaScript语言的开发包，用户可以方便快速搭建而形成基于虚拟地球的Web 应用。Cesium具有以下特点：
(A)高精度的地形和影像服务；
(B)基于时态的数据可视化；
(C)支持多种场景(3D，2.5D以及2D)，实现二-三维图形一体化。
通过导入网络图中的各变电站、发电厂等设备的基本信息及地理经纬线坐 标，该系统自动形成三维地理图，所形成的地理图可进行全方位三维视角高精度 观测(如附图8所示)并与数据库中相关设备进行关联，实现图-模-库一体化。
所导入的各设备信息包含以下两个方面：
①节点sub参数配置：id、name(节点名称)、index(索引)、longitude(经 度)、latitude(纬度)、semiMinorAxis(半短轴)、semiMajorAxis(半长轴)、 height、img(图标)、imgWidth(图标宽度)、imgHeight(图标长度)。
②线路line参数配置：id、name(线路名称)、index(索引)、from(起点 节点id)、to(终点节点id)、width(宽度)。
通过上述两部分导入信息，实现了3D图的自动生成，及每一元件与数据库 中相应元件属性的关联，相应实现了3D图形的图-模一体化。3D地理图不仅把 电网图与相应的实际地理背景进行了关联展示，同时通过它可以直观地观测到电 网的全系统恢复过程，从而更加形象生动。
实施例5：
实施例4中所述的系统，通过应用于福建电网黑启动路径生成及系统恢复计 算和分析，验证了该系统工程实用性及可行性。
福建电网的电网图如附图9所示，具体过程如下；
福建电网包括闽丰源G1、闽水口G1、闽沙电G1三个黑启动电源，因此对福 建电网进行分区时，其分区数为三，相应各个分区的黑启动电源分别为闽丰源 G1、闽水口G1、闽沙电G1，分区结果如下附图10所示，三个分区分别用红、蓝、 绿三个颜色表示。
进而对每个分区进行黑启动初始路径生成。以闽水口G1发电机作为黑启动 电源所在分区为例，以闽华能G1发电机作为被启动电源，进行搜索可行路径， 初始路径搜索得到9条初始路径方案，分别对初始路径方案进行黑启动路径校 验，得到校验结果如图11所示。
9条黑启动初始路径的评估结果，如图12所示。
由图12可知，综合评估得分最高的是路径9，因此，本文选择9路径9为以 闽水口G1发电机作为黑启动电源，闽华能G1发电机作为被启动电源的最优黑启 动路径。
相应地，上述分析计算结果以word格式导出而形成黑启动报告，其报告内 容如下：
(1)9号路径为最优黑启动路径:
闽水口G1发电机->闽水口G1/13.8kV母线->闽水口G1变压器->闽水 口22/230kV母线->水越Ⅰ路->闽九越21/230kV母线->槐越线->闽槐门 21/230kV母线->槐北线->闽北郊21/230kV母线->榕北Ⅰ路->闽福州 21/230kV母线->榕凤Ⅰ路->闽凤坂21/230kV母线->鹤凤线->闽鹤林 21/230kV母线->福鹤I路->闽华能21/230kV母线->闽华能G1变压器-> 闽华能G1/22kV母线->闽华能G1发电机。
(2)9号路径在电网图中的位置展示如图13：
图13中，红色的发电机为自启动电源，绿色的电源为被启动电源，它们之间 的所有绿色线路及变电站即为路径。
(3)9号路径工频过电压结果:
9号路径启动过程的工频过电压校验结果如表1所示:
表1黑启动路径工频过电压校验结果
Figure BDA0002765685110000211
闽华能21母线在启动过程电压最大，其最大工频过电压为233.828kV，但仍 在规程规定的范围内。
(4)9号路径操作过电压校验:
9号路径启动过程的操作过电压校验结果如表2所示。
表2黑启动路径操作过电压校验结果
Figure BDA0002765685110000212
表2表明闽华能21母线的操作过电压最大，其标幺值为1.948637pu，基准 值为230kV，操作过电压值为365.9428kV，但仍在规程规定的允许范围内。
(5)9号路径稳定性校验:
该方案带最大辅机时对其进行机电暂态计算，得到电动机端最大电压偏移为0.059022pu，最大频率偏移为0.000989pu，即闽华能G1/22kV母线最大电压偏 移为1.298484kV，降幅5.9％在允许范围10％之内；最大频率偏移为0.05Hz在允 许范围1Hz之内。
(6)自励磁校验:
自励磁校验结果为16.0277大于1，不发生自励磁。
其它两个分区的结果类似。只要在上述报告添加一下计算背景及条件，即可 完成了一个完整的黑启动方案报告，可大幅减轻调度人员计算及撰写黑启动报告 的工作量。
2)系统恢复方案
在完成了三个分区的黑启动路径计算及选择之后，以其为系统恢复的电源， 分别实现三个分区的网络及负荷恢复，然后通过同期，而实现了整个系统的恢复。 三个分区的恢复及同期的系统恢复过程图所示。
如图所示本系统将三个分区的恢复按三种不同颜色显示(红色、粉色、蓝色) 作为已恢复效果，整个系统恢复总体分为三个阶段：
(1)系统全黑阶段(t＝0，白色：未恢复设备)：
该阶段处于电网瘫痪状态，所有设备(发电机、厂站、线路等)均显示为白 色，表示为未恢复状态。
系统恢复阶段(t＝1～12，白色：未恢复设备；绿色：已恢复节点；红色：分 区1已恢复线路；粉色：分区2已恢复线路；蓝色：分区3已恢复线路)：
该阶段为以三个分区黑启动电源与黑启动路径为初始启动源逐步恢复机组、 网架、负荷的过程。恢复时段t＝1～3为黑启动初期，部分节点及线路已得到恢复， 即未恢复状态(白色)变为已恢复状态(绿色)，部分线路由未恢复状态(白色) 变为已恢复状态(红色、粉色、蓝色，不同颜色代表不同分区)；恢复时段t＝4～12 为系统恢复中后期，网络正逐步得到全面恢复，节点大面积恢复(由白色变绿色)， 线路大量投入正常运行，最终实现各分区系统恢复完成。
系统同期阶段(t＝13，绿色：已恢复220kV及以下设备；红色：已恢复220kV 以上设备)：
该阶段为三个分区同期点同期阶段，分区显示颜色统一，其中红色节点线路 代表高电压等级设备(220kV以上)，绿色代表其余已恢复设备，意为系统同期 完毕及系统恢复完成。
通过上述黑启动路径生成及系统恢复的分析和计算，及3D展示系统恢复过 程，既大大方便了黑启动方案系统恢复过程的研究及报告的撰写，大幅度地减轻 工作量，又使得系统恢复过程非常的形象和生动，使得黑启动方案生成及系统恢 复过程变成运行调度的日常式工作。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变 化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (8)

1.基于3D可视化技术的黑启动路径生成及系统恢复决策系统，用于大面积停电后的电网黑启动及电网快速恢复，其特征在于：所述决策系统包括图形界面模块、数据库和算法功能库；
所述图形界面模块包括图形组态软件系统和3D图形系统，用于生成电力系统的厂站图、网架平面图及3D实际地理背景的网架图；
所述数据库可经数据转换接口导入BPA和CIM-E格式的电力系统数据，所述电力系统数据包括元件参数及对应的计算结果；
所述算法功能库包括黑启动方案及系统恢复过程中数值分析、仿真及优化的算法程序，以实现分区、黑启动路径生成、校验、评估及系统恢复的功能。
2.根据权利要求1所述的基于3D可视化技术的黑启动路径生成及系统恢复决策系统，其特征在于：所述图形界面模块的图形界面包括基于svg开发工具二次开发而成2D图形系统，还包括利用Cesium开源工具二次开发而成3D地理图形系统；
所述2D图形系统用于绘制电网二维网络图，包括图元库、图形生成器、网络图形编辑器；所述图元库内包括矢量图格式的电力设备图元和装饰类设备图元，其图元的属性包括颜色、形状、轮廓、大小和屏幕位置；所述图元生成器包括用于绘制自定义图元的图元设计器，所述图元设计器具备与图元库配合的热点功能，当绘制自定义图元时，可自动生成矢量图元并添加到系统图元库中来完成自定义图元的添加；
所述网络图形编辑器用于生成电网结构图，在生成电网结构图时可从图元库中拖拉所需的设备并进行相应的组合来快速绘制；
所述3D地理图形系统包括基于JavaScript语言的开发包，用于构建基于虚拟地球的Web应用，其构建方法为通过导入网络图中的各变电站、发电厂等设备的基本信息及地理经纬线坐标，来自动形成三维地理图，所述三维地理图可进行全方位三维视角高精度观测，并与数据库中相关设备进行关联，实现图-模-库一体化。
3.根据权利要求2所述的基于3D可视化技术的黑启动路径生成及系统恢复决策系统，其特征在于：数据库的数据表包含厂站参数、发电机参数、输电线参数、变压器参数和负荷参数；所述数据库对算法功能库的数值分析算法程序、图形界面、决策系统的输入输出信息接口进行关联，用于存放原始数据、保存计算过程记录、计算信息及输出计算结果。
所述数据库贮有与图形界面的设备图元紧密关联的元件模型，对数据库中元件模型的数据操作能与图元操作保持同步，数据库通过设备ID使模型与图元相对应，实现设备图元与数据库元件模型属性数据的实时匹配，形成图-模-库一体化的完整系统。
4.根据权利要求3所述的基于3D可视化技术的黑启动路径生成及系统恢复决策系统，其特征在于：所述算法功能库包括算法模块；所述算法模块的功能包括系统分区、黑启动恢复路径生成、系统恢复；所述黑启动路径生成的功能以工频过电压、操作过电压、自励磁、电压及频率稳定性以及小扰动为执行过程考虑因素。
5.根据权利要求4所述的基于3D可视化技术的黑启动路径生成及系统恢复决策系统，其特征在于：所述算法模块针对系统恢复采用最优分区的数学模型，所述数学模型具体为；
假设电网系统的黑启动过程中有n个黑启动电源，第i分区的待启动机组集合为ngi、负荷集合为nli，系统总的待启动机组数为Ng，系统总的待供电负荷数为Nl；则系统最优分区的目标函数为：
Figure FDA0002765685100000021
式中[z1,i,z2,i,...,zn,i]表示第i台待启动机组是否属于某个黑启动机组的0-1变量向量，zj,i＝1or0(1≤j≤n)分别表示第i台待启动机组属于或不属于i台黑启动机组所在的分区；[d1,i,d2,i,...,dn,i]表示第i台待启动机组到各个黑启动电源的电气距离；α,β,γ分别表示权重系数。Λ表示分区之间的所有联络线集合，Pl第l条联络线传输功率。Ploss,i表示第i个分区的网损；
系统分区过程涉及的约束因素为机组归属约束、机组启动功率约束、机组最小出力约束和分区功率平衡约束；
所述数学模型通过考虑系统恢复过程的特性及机组特性来优化模型的完整性，使得其解可使得系统并行恢复过程速度更快；
所述模型为混合整数非线性规划模型，采用启发式的分步快速求解算法来快速地找到可行的近似最优解；
所述分步快速求解求解算法中，通过基于电气距离的待启动机组分区和基于tracing方法的负荷分区，对各分区位于边界处的负荷分区情况进行调整，使得约束得到满足的同时，目标函数最小。
6.根据权利要求4所述的基于3D可视化技术的黑启动路径生成及系统恢复决策系统，其特征在于：所述算法模块采用基于规则的策略来实现在电网系统中自动搜索从黑启动电源到被启动电源的所有可行的候选路径；
所述基于规则的策略为根据黑启动路径需满足的基本原则，制定相应的黑启动路径的选取规则，通过结合这些规则来采用深度优先方法以获取黑启动路径；
所述黑启动路径的选取规则包括路径所经过的电压转换次数不超过一定次数、搜索时优先选择不经过电压转换的路径、路径所经过的厂站个数不超过一定个数、路径最短原则、被启动机组容量不能超过允许值；
所述黑启动路径的选取规则通过去除不合理的路径来加快初始路径的生成过程。
7.根据权利要求6所述的基于3D可视化技术的黑启动路径生成及系统恢复决策系统，其特征在于：所述算法模块采用基于熵权综合评价模型的黑启动路径评估方法对可行的侯选路径进行评估和排序；
所述评估方法的评价指标包括电压转换次数、开关操作次数、技术校验优劣度、启动时间、线路长度和启动机组容量；评价方法通过各评价指标的熵权作为评价指标的客观依据权重，同时考虑专家的主观评价权重，得到主客观结合的综合权重，并以此综合权重采用熵权模糊综合评价策略对各路径方案进行评估排序；所述技术校验优劣度为对黑启动路径校验中得到的工频过电压值、操作过电压值、电压偏移量、频率偏移量、自励磁校验值经过归一化处理后得到的评价指标；所述自励磁校验值为线路电抗/发电机暂态电抗与变压器漏抗的和；
所述熵权模糊综合评价策略的具体步骤如下：
A、首先计算获得该评价问题中n个指标的模糊权重向量A＝[a1,a2,a3,…,an]，即本方法采用的上述主客观结合的综合权重；
B、设评价问题中某拥有n个评价指标评价对象为U＝{u1,u2,u3,…,un}，通过隶属函数的模糊映射，映射到具有m个评语的评价集V＝{v1,v2,v3,…,vm}上，这种U×V的模糊关系具体体现为n×m的模糊矩阵R；
C、对A与R施加某种模糊运算
Figure FDA0002765685100000041
从而得到V上的一个模糊子集B＝[b1,b2,…bm]；该模糊子集为评价对象的模糊评价集，反映的正是该评价对象对m个评语的隶属程度，其中bi表示对象具有评语vi的程度；
D、对评价问题中的每个评价对象采取步骤A-C，得到该评价问题的综合评价指标集[B1,B2,…Bk]，其中k为对象总数；
E、根据综合评价指标集，采用最大隶属度原则或者综合评分等方法对各个评价对象进行排序。
8.根据权利要求4所述的基于3D可视化技术的黑启动路径生成及系统恢复决策系统，其特征在于：所述算法模块在系统恢复功能上，包括恢复过程的系统恢复线性模型及相应的恢复决策方法，具体为：
将系统恢复过程分成NT个时段，每个时段的时间长度为ΔT，且假定黑启动机组及所在节点在0时刻恢复，在保证恢复过程系统安全性条件下，以系统恢复全过程停电损失最小及恢复期间网损最优为目标；
目标函数为：
Figure FDA0002765685100000042
其中NT、NBUS分别为系统恢复总时段、节点数；s为系统恢复时段标识；i为节点的编号；
Figure FDA0002765685100000043
为第s时段节点i负荷恢复状态，若
Figure FDA0002765685100000044
则表示节点i负荷在s时段已被恢复；Wi,d为节点i的负荷权重系数；
Figure FDA0002765685100000045
为节点i的负荷额定有功，若节点i为发电机节点，则该值为该节点发电机的厂用电功率Pi,st。
所述系统恢复线性模型的约束条件包括火电机组因停电时间长短不同导致的冷启动热启动特性约束、机组爬坡特性约束、部分负荷的冷启动特性及负荷的重要性约束、安全性约束、线路传输功率约束、潮流约束；
所述系统恢复线性模型针对大规模混合整数非线性优化问题，采用两阶段分解求解策略，将混合整数非线性优化问题解耦为混合整数线性优化问题和非线性调整问题，其求解步骤如下：
步骤S1、忽略系统网损、节点电压及无功分布等非线性因素，只考虑上述模型的有功功率恢复部分，相应模型为混合整数线性优化规划问题；
步骤S2、基于第一阶段求解得到的有功功率恢复方案，进一步考虑电压无功的支撑及调节，从而获得完整的系统恢复方案；
所述系统恢复方案为确保系统恢复快速性和安全性的恢复方案。
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