台风灾害下配电网弹性提升的二阶段优化方法

极端气象灾害的日益频发给配电网的稳定运行带来了巨大挑战。为了提高配电网在灾害下的抵御能力和供电稳定性,以台风灾害为例,提出一种台风灾害下配电网弹性提升的二阶段优化方法,通过灾前应急资源的灵活预分配和灾时联络线路与应急发电出力的协同调度实现弹性提升,并转化为混合整数线性规划模型进行快速求解,以满足实时调度的需求。以IEEE 33节点和141节点配电系统为例,针对不同的弹性提升策略进行对比分析,并对所提方法进行灵敏度分析,验证其有效性。实验结果表明,该方法在配电网抵御阶段、降负荷运行阶段和恢复阶段均能有效提升配电网弹性,可为配电网的应急预案设计提供参考。     

极端自然环境下配电网快速复电弹性研究

极端自然环境对电网有着极大的威胁。配电网作为电网中相对薄弱部分,更易受到自然环境的影响,而配电网和用户直接相关,因此急需提升配电网快速复电弹性。文中基于极端自然环境提出了一种“灾前-灾中-灾后”三阶段弹性提升策略。首先,从薄弱地点硬件能力方面提升灾前预先准备能力;随后,从事故预案方面提升灾中抵御吸收、响应适应能力;然后,从全感知配电网自愈技术方面提升灾后快速恢复能力;最后,介绍了浙江地区配电网在快速复电弹性、抗台风和雷电方面的实际工程经验,为其他地区在极端自然环境下配电网快速复电弹性建设提供参考。     

灾害全过程配电网弹性评估方法及提升策略

针对极端灾害下配电网的故障特点,提出一种考虑其全过程的配电网弹性评估方法以及针对各阶段的弹性提升策略.首先,提出事故抵御方案、故障抢修与网络重构的故障恢复方案,建立灾害全过程配电网弹性提升策略框架.其次,为能够准确评估灾害全过程中配电网的供电能力,提出考虑时变性的3个弹性评估指标.再次,在事故抵御和故障恢复阶段的弹性提...     

基于贝叶斯网络的配电网防灾资源优化调配方法

近年来,极端灾害已逐渐成为配电网安全的主要威胁。灾前的防灾资源分配是提升配电网弹性,保证负荷持续供电的重要措施,而现有的分配方案大多未能充分考虑到各负荷节点的停运风险。本文以贝叶斯网络为工具,通过计算各负荷节点停运概率,提出了考虑负荷量、重要程度和停运风险的灾前防灾资源调配策略,并建立了防灾资源优化调配模型。算例分析表明,本文所提出的方法充分考虑了停电风险等指标,有效降低了全网停运风险,提升了配电网的弹性,验证了优化调配方法的有效性和鲁棒性。     

台风灾害下基于V2G的城市配电网弹性提升策略

近年来,以台风为代表的极端自然灾害导致城市配电网停电事故频发,给城市电网的持续供电带来挑战。在电动汽车（EV）用户群体数量快速增长的背景下,针对上述问题,提出了一种基于车辆并网（V2G）的城市配电网弹性提升策略,以增强城市电网应对台风灾害的能力。首先,建立配电网元件故障率模型,通过随机抽样生成台风灾害下的配电网故障场景;其次,考虑即将到来的台风灾害对道路拥堵情况及用户出行意愿的影响,搭建了灾害前期EV调度模型;然后,基于消费者心理学理论,制定灾后反向输电激励响应机制,引导V2G站点内的EV参与供电恢复;最后,考虑配电网重构及V2G站点反向充电,制定V2G参与的灾后供电恢复策略。由算例分析可知,与应急发电车相比,V2G参与供电恢复的方案经济性及恢复效果更优,验证了所提弹性提升策略的可行性与有效性。     

面向弹性配电网防灾减灾的组件重要度评估方法

极端灾害事件日益频发,电力系统在小概率、大影响灾害事件下的弹性指标受到学术界、工业界的广泛关注。无论在灾害前的组件加固策略或者灾害期间的组件抢修策略中,若能够考虑灾害特性、系统运行等因素,动态辨识对配电网弹性提升更为有效的关键组件,将大大提高配电网防灾减灾的能力。面向弹性配电网防灾减灾,提出组件重要度评价指标与评估方法。首先,基于比例风险模型建立考虑天气、老化等因素影响的故障率模型,基于逆变换采样法生成灾害故障场景。其次,在每个场景中,假设组件i始终在线、始终离线两种情形,分别计算配电网弹性恢复最优方案。然后,对比两种恢复方案下系统弹性变化,评估组件i重要度指标。最后,建立收敛条件以保证评估精度。算例验证了评估指标与评估方法的有效性。     

基于CDOA算法的配电网弹性提升方法

近年来频繁的极端灾害对电力系统的稳定运行提出新的挑战。将大型船舶微电网系统集成到配电网中以提高沿海地区或岛屿配电网的弹性和可靠性,提出一种考虑船舶微电网系统的配电网弹性提升方法。在建立最小化船舶微电网系统与配电网的总运行成本的同时,最大化配电网弹性的多目标优化模型;针对不同的系统分别构建船舶微电网系统与配电网系统的约束条件;为了克服模型求解的复杂性和非线性,采用集体决策优化算法（collective decision optimization algorithm, CDOA）对所提模型进行求解。仿真结果表明,在正常情况下,协调调度移动式船舶微电网系统可以提高网络的可靠性,而在极端灾害发生时,通过合理调度船舶微电网系统可以显著提高配电网的弹性,补偿灾后条件下的大量电力。     

基于V2G与应急通信的配电网信息物理协同快速恢复方法

随着新型配电系统的快速发展,配电网与通信网络的相互依赖程度逐渐加深。在极端灾害发生后,一方面,配电网失电后的恢复控制需要依靠通信网络的有效支撑,灾后使用电动汽车与电网互动（V2G）恢复负荷电力供应的过程,同样离不开通信网络的引导作用;另一方面,通信网络的正常运行依靠配电网的电力供应。因此,为解决配电网灾害后电力网络与通信网络交互影响下的负荷恢复问题,提出了一种基于V2G和应急通信的配电网信息物理协同快速恢复方法：在灾害发生后,通过调配搭载无线通信基站的无人机前往通信故障区域构建应急通信网络,从而迅速恢复对区域线路开关的控制能力与对电动汽车的引导能力,进而引导电动汽车前往车辆并网站形成分布式电源并控制配电网拓扑重构,以恢复负荷的电力供应。该方法基于灾后无人机与电动汽车的调度约束以及配电网的运行约束,建立了配电网信息物理协同恢复模型,并通过配电网和交通网耦合算例验证了所提方法的有效性。     

极端天气下智能配电网的弹性评估

近年来受极端天气的影响,配电网大范围停电事故率不断上升,能够防御自然灾害、减小停电事故影响的弹性配电网引起了人们的重视。为了更好地评估配电网应对极端灾害的弹性,文中提出了一种智能配电网弹性评估方法。首先,建立了极端天气下的故障模型用以量化极端天气对配电网的影响。其次,针对极端天气的随机性,文中通过蒙特卡洛法模拟极端天气场景并采用K-means聚类算法对场景进行缩减,根据脆弱性曲线可以得到配电网各支路的时变故障率。考虑到负荷、可再生能源出力的不确定性,采用拉丁超立方抽样抽取负荷、可再生能源出力和配电网故障场景对配电网进行弹性评估。然后,为了全面准确地反映含分布式电源的配电网弹性,将配电网遭受自然灾害时分为防灾和减灾2个阶段,并基于此构建了包括配电网防御时间、弹性恢复系数、孤岛可持续时间覆盖率和重要负荷平均中断时间在内的弹性评估指标体系。最后,对一包含2条馈线的实际配电系统的弹性进行仿真评估,并考虑了电力线路类型、光伏渗透率和联络线对配电网弹性的影响,验证了所提评估方法的有效性。     

考虑通信影响的配网恢复力评估及提升措施研究

配电网恢复力是指系统应对极端灾害时受扰后的恢复能力,是评估弹性配电网的重要指标之一。为了加强极端灾害下对配电网恢复力的正确评估,探讨了考虑通信故障影响的配电网恢复力评估技术及提升措施。首先,确定了以缺失面积作为配电网恢复力的评价指标,并以通信正常和通信故障两种状态下恢复力的差异定义为通信系统对配电网恢复力的影响,针对通信系统故障场景,分别从考虑负荷重要程度和随机选择修复路径两种极端灾后配电网恢复措施评估配电网的恢复力;其次,从灾前预防、网架重构和灾后抢修3方面提出了配电网恢复力的提升措施。以IEEE 33节点系统为例验证了本文所提评价指标的合理性及配电网恢复力提升措施的有效性。     

城市韧性配电网建设与发展路径

城市配电网是电网公司与用户之间的重要连接部分,是保证持续安全供电、维系经济稳定发展、确保社会正常运作的关键.随着城市建设的不断进步、规模的逐渐扩大以及越来越发达的信息化新兴技术,城市配电网系统更复杂、更开放,所面临的未知风险和不确定性因素也将愈加丰富.并且随着全球环境日趋恶劣,极端灾害发生日趋频繁,从而使得城市配电网在...     

台风期间考虑配电终端功能可用性的配电网重构方法

近年来,包括地震、台风、山火等事件在内的极端灾害,给城市配电网的电气和通信控制设备造成了极大的破坏.为此,考虑台风灾害冲击,提出了一种考虑配电终端信息物理功能短时可用特性的配电网受灾和恢复过程仿真方法,用于改进配电网韧性量化评估结果.分析了灾害中储能支撑配电终端信息物理功能短时存续的能力,建立了考虑配电终端可用性的多阶...     

基于负荷恢复价值折算的主动配电网电力-通信故障统一修复策略

极端灾害下,先修复电力网络的传统配电网修复策略,难以发挥信息物理融合主动配电网（ADN）的调度自动化功能,导致系统弹性低。针对该问题,提出一种电力-通信故障统一修复策略。首先,定义度量弹性的故障恢复力指标,并基于信息盲区分析通信系统对故障恢复过程的影响;然后,提出基于故障概率的负荷恢复价值折算方法,量化电力和通信故障修复带来的负荷恢复;在此基础上,建立含负荷恢复价值折算值和故障恢复时间的抢修任务分配目标函数,生成统一修复任务分配方案。算例仿真结果表明,与先修复电力网络相比,在极端灾害情况下所提策略可有效提升ADN弹性。     

面向配电网弹性提升的多时间尺度恢复策略协调优化框架

针对小概率、高损失极端灾害事件对配电网安全稳定运行的影响,提出了一种面向配电网弹性提升的多时间尺度恢复策略协调优化框架.首先,针对检修人员调度问题,建立考虑极端灾害下时间不确定性的故障修复模型.其次,在配电网三相不平衡运行条件下,构建结合分布式电源和联络开关进行网络重构的负荷恢复模型.然后,以故障元件修复状态作为耦合变量,基于上述2种不同时间尺度的模型构建协调优化框架,并建立两阶段鲁棒优化模型采用列约束生成方法进行迭代求解.最后,考虑检修人员时间不确定性、多种恢复策略关联性以及求解时间步长等因素构建不同场景,通过算例验证了所提模型及求解方法的有效性.     

面向配电网弹性提升的源网荷灵活资源优化研究综述及展望

日益频发的极端自然灾害和人为攻击对电力系统安全运行造成巨大威胁,弹性配电网技术能有效提高配电系统对极端事件的抵御、响应以及快速恢复负荷的能力。同时随着智能电网技术的发展,配电网中开始接入多样化的灵活资源,这些灵活资源可用于提升配电网正常情况下的可靠性与经济性,但在极端事件与弹性提升方面的潜力尚未被有效挖掘。围绕弹性提升的配电网灵活资源优化展开系统性综述,对广泛分布于源网荷侧的各种灵活资源类型、建模方法以及在弹性配电网中的应用现状进行详细的梳理与讨论,并总结源网荷灵活资源提升配电网弹性的研究趋势,从而为中国未来配电网的规划建设提供参考。     

基于深度强化学习的主动配电网高恢复力决策方法

随着全球极端天气事件频发,电力系统在极端自然灾害下恢复力的研究日益受到关注。本文提出基于深度强化学习的高恢复力决策方法,将极端灾害下配电网运行状态和线路故障状态作为观测状态集合,自学习智能体Agent在当前环境观测状态下寻求可行的决策策略进行动作,定义自学习Agent的回报函数以进行动作评价;采用观测状态数据,开展基于竞争深度Q网络(dueling deep Q network,DDQN)的深度强化学习(deep reinforcement learning,DRL)训练,智能体Agent通过试错学习方式选择动作,试错经验在估值函数Q矩阵中存储,实现状态到主动配电网实时故障恢复策略的非线性映射;最后结合改进的IEEE 33节点算例,基于蒙特卡罗法仿真随机故障场景,对所提出方法生成的故障恢复随机优化决策进行分析。结果表明:通过主动配电网的分布式电源、联络开关和可中断负荷的协调优化控制,可以有效提升极端灾害下供电能力。     

基于地震灾害场景的主动配电网多维韧性评估方法

为了分析主动配电网承受破坏性扰动事件以及快速恢复重要负荷的韧性支撑能力,融合相量测量单元（PMU）高精度动态感知能力提出了一种新的以地震灾害场景为背景的主动配电网多维韧性评估方法。阐述了配电网韧性的基本概念及特征,并将地震作为极端事件代表,构建了反映配电线路故障率与地震动峰值加速度加权均值的模型,继而采用非序贯蒙特卡罗抽样和K-means++聚类算法筛选出代表性的地震场景;基于系统配置的PMU的强感知力建立反映韧性电网应变力、防御力、恢复力和协同力的评估指标,形成韧性多维特征空间,进而利用事件集点簇中心与最优韧性点的加权欧氏距离评估系统多维综合韧性;分析增强电力线路强度、提高联合系统中分布式电源可供容量这2种措施对系统韧性提升的影响,挖掘韧性电网对抗震防灾的学习力。最后,通过改进的PG&E69系统验证所提方法的有效性和准确性。     

考虑MEG事故前优化配置的配电网两阶段重构韧性提升方法

作为配电网中的关键灵活性资源,远程可控制开关（RCS）和移动式应急电源（MEG）对于配电网韧性水平的提升具有重要作用。然而,目前的相关研究主要关注的是故障线路被精确隔离后的负荷恢复过程,并未考虑故障隔离期间配电网所受的影响。为此,提出了考虑MEG事故前优化配置的配电网两阶段重构韧性提升方法,通过在事故前配置MEG并形成多个MEG孤岛,提升配电网的抵御能力,并在事故后,通过RCS的快速动作和已配置的MEG快速恢复负荷。最后,采用了IEEE33节点配电网络验证了所提方法的有效性。