基于台风场景模拟的配电网架空线路薄弱环节辨识方法

为降低台风造成的配电网负荷和经济损失,需对配电网架空线路的薄弱环节进行辨识。首先,考虑台风预报信息及其不确定性,利用Batts模型刻画台风登陆后风场各点风速及其衰减过程;然后,基于电杆风荷载与抗弯强度的关系建立电杆与线路故障率模型;同时,综合考虑线路故障频率及供电负荷重要程度定义线路脆弱度指标,并采用层次分析法确定指标中各因素权重;最后,提出一种台风场景下基于蒙特卡罗法的配电网架空线路薄弱环节辨识方法。典型算例结果表明,以所提方法确定的线路薄弱环节作为加固配电网混凝土电杆、分配应急发电车的依据,可有效降低台风灾害下配电网负荷和经济损失。     

台风灾害下电网韧性评估及差异化规划

台风灾害易使电网产生群发性地断线从而演化为大型停电事故，造成巨大经济损失。文中针对极端台风灾害下电网韧性评估及差异化规划方法展开研究。首先，基于Batts风场模拟，构建电网线路故障恢复模型，提出一种考虑重要负荷供电韧性的评估指标。然后，构建差异化规划两阶段优化模型：第1阶段基于差异化规划方案优化线路加固策略；第2阶段通过优化储能供电支撑负荷恢复策略，进一步校验规划方案的韧性提升效果。最后，通过椭圆函数修正惯性权重的粒子群优化算法进行求解。通过仿真结果验证了所提方法的有效性。     

海岛配电网防灾减灾提高供电可靠性研究

海岛配电网所遭受的自然灾害主要有台风、雷击、盐雾腐蚀、洪水内涝和污闪等。本研究按从海岛配电网规划的源头谋划,贯穿海岛配电网运行管理全过程的思路提出了提高海岛配电网综合防灾保障能力的差异化规划建设原则;另外,基于配电网全寿命周期成本管理,对强台风、多雷区、强腐蚀区域的架空线路和电缆线路进行经济性评价。海南电网应用上述研究成果之后,电网防灾能力有明显提高。     

面向台风天气下主动配电网韧性提升的改进分级减载策略

为有效提升台风天气下主动配电网的韧性，提出同时考虑分级减载和同级负荷削减的主动配电网韧性提升方法。首先，综合考虑台风天气下强风和暴雨对配电网的影响，通过建立Batts台风风场模型和暴雨压强模型实现了对配电网元件故障率的量化分析，进而采用蒙特卡洛(Monte Carlo)法模拟台风天气下的主动配电网故障场景，并利用系统信息熵进行场景筛选，确定故障规模。其次，提出了同时考虑最大化一级负荷存活量与故障孤岛中同级负荷削减逻辑的主动配电网分级减载策略。然后，提出包括综合鲁棒性、一级负荷损失速度和损失率、总负荷曲线面积缺失比的4个主动配电网韧性评估指标，并通过遗传-粒子群融合算法(hybrid GA and PSO algorithm, GA-PSO)对配电网韧性评估模型进行高效求解。最后，基于Matlab 2020a仿真平台建立某实际配电网和IEEE 118节点测试系统算例，验证了提出的考虑分级减载的台风天气下主动配电网韧性评估方法的正确性和有效性。     

台风天气下配电网可靠性的新型评估算法

基于台风的可预测性,考虑到配电网元件电杆的强度随机变量,提出基于风速的配电网元件电杆故障率计算模型。通过该模型可计算出不同风速下配电网元件的故障率,并结合现有的馈线、负荷分块的思想,采用序贯蒙特卡洛模拟法计算出配电系统在台风登陆过程中最高风速段的可靠性水平。模拟过程中考虑了元件的实时故障率以及运行—故障—运行—故障的动态交替特性。该计算结果为以后的配电网工程加固提供了理论基础,对于配电网的差异化规划设计也具有一定的指导意义。最后以IEEE RBTS BUS6 F4馈线为算例,在Matlab上进行了计算,计算结果验证了该方法的正确性与有效性。     

应对极端灾害的韧性配电网自动开关优化配置

以台风灾害为例研究了考虑配电网抗灾韧性的自动开关优化配置模型。首先考虑台风风场、配电系统故障状态、系统负荷的不确定性,生成随机场景。其次分析台风灾害期间的配电网故障处理及供电恢复过程中的负荷区域供电状态,将自动开关优化配置问题进行建模,转换为两阶段的混合整数线性规划框架,第一阶段获取以投资运维费用和韧性成本的总费用最小为目标的自动开关配置方案,第二阶段求解以台风期间系统韧性指标最小为目标的负荷区域供电状态。最后,以IEEE 33节点系统为算例进行仿真分析,仿真结果表明所提出的模型应用自动开关配置方案后,具有较好的经济效益和韧性提升效率。     

考虑网架重构和灾区复电过程的配电网抗台风韧性评估

韧性用于评估在遭受严重冲击后的系统性能的维持和恢复能力,是智能电网的重要性能指标之一,文中提出了一种考虑网架重构和灾区复电过程的配电网抗台风韧性评估模型。根据不同等级台风灾害造成的配电网设备故障率分布函数及不同等级台风灾害的发生概率,同时考虑集中型、分散型、集中分散型3种常见故障设备分布方式,生成台风灾害影响下的配电网设备故障场景集合;评估各场景在"灾害发生—网架重构—灾区复电"全过程中配电网保证负荷供电的能力,并通过吸收率、适应率和修复速率3个综合指标来对韧性进行量化描述。最后,以IEEE 33节点配电系统为例,详细介绍了韧性评估的建模和计算过程,验证了该模型用于评估配电网韧性的可行性。     

计及高渗透率分布式电源的韧性配电网数据驱动鲁棒规划方法北大核心CSCD

考虑高渗透率分布式电源(distributed generation,DG)接入给配电网带来的影响,提出了一种计及配电网韧性的数据驱动鲁棒规划方法。首先提出了含高渗透率分布式电源的韧性综合评价体系;接着将三阶段规划模型转换成二阶段数据驱动鲁棒规划模型,完成对线路加固方案以及分布式电源位置和容量的最优配置;采用基于极限场景法的改进列约束生成算法(column-and-constraint generation,C&CG)对鲁棒模型进行求解。最后,通过算例分析所提韧性提升措施的效果。结果表明,所提方法能够有效量化配电网韧性,进而为含高渗透率分布式电源的韧性配电网规划提供参考。     

台风天气下配电系统韧性提升策略

为了降低极端故障给配电系统带来的经济损失,本文提出了一种针对台风天气的配电系统韧性提升策略.采用线路加固以及在潜在故障点安装分布式电源的方式,以最小化停电损失、投资成本为目标,建立了3阶段鲁棒优化模型.第1阶段确定加固线路、加固类型以及对分布式电源进行选址定容,第2阶段以台风对配电系统造成损失最大化来确定故障线路的位置,第3阶段是在这一"最坏情况"下,将切负荷量和投资成本最小化.通过对偶理论使第2、第3阶段的鲁棒模型转换为单层模型,进而设计迭代算法求解整体模型.算例表明,该方法可以有效提升配电系统韧性以应对台风天气灾害.     

保证重要负荷不间断供电的配电网储能规划方法

以台风灾害为例提出了保证重要负荷不间断供电的配电网储能规划方法.首先,基于配电网韧性量化,给出了配电网应急响应期间内的年综合失负荷成本模型:其次,为描述灾害的时空特性以及灾害攻击造成的线路故障不确定性,构建了多阶段多区域配电线路故障状态不确定集;最后,考虑规划决策集、多阶段多区域配电线路故障状态不确定集和系统运行集,建...     

强台风环境下配电线路故障概率评估方法

针对强台风环境下配电线路故障问题,提出了一种台风到来前配电线路故障概率评估方法。首先,根据历史灾害损失数据拟合强台风环境下的杆塔故障概率曲线;其次,利用流体力学软件对配电网所在区域进行风荷载仿真计算;最后,在真实台风环境下根据台风实时气象信息计算配电网所在区域的风荷载,并计算配电线路整体故障概率。算例验证了强台风环境下该方法对配电网线路故障概率评估的合理性和实用性,该方法可为中国东南沿海配电网台风期间应急预警及防灾减灾工作提供借鉴参考。     

台风暴雨灾害下的110 kV线路倒塔与断线事故评估方法

沿海地区台风暴雨灾害频发,极易引发输电线路倒塔、断线等事故.为此,针对110 kV输电线路提出一种同时考虑台风暴雨灾害下倒塔与断线事故的评估方法.首先,分别建立台风与暴雨荷载模型,刻画台风风场中任意位置的风雨荷载;其次,对110 kV线路不同的输电塔型分别建立有限元模型,考虑风雨荷载的相关性,分析风雨荷载下线路和铁塔的...     

分布式风电源与配网联络线协调规划

为了充分利用风能,提高分布式风电源在配电网规划中的经济性和可靠性,提出一种分布式风电源(DWG)和联络线协调规划的方法。先通过分析DWG和联络线之间位置不同对供电可靠性的影响,提出了考虑DWG和联络线影响的事故负荷损耗指标 (CLLI)评估算法。在此基础上建立分布式风电源和联络线投资综合最小、网损最小以及供电可靠性最佳的多目标规划模型,应用非劣排序遗传算法优化得到分布式风电源的位置、容量和联络线的位置。IEEE33算例结果表明,该方法能得到合理的分布式风电源位置容量与联络线位置方案。     

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...     

内蒙古电网风区分布图绘制及应用原则

内蒙古西部地区架空输电线路设计依据典型气象区域风速取值,不能有效指导架空线路防风设计工作.对此分析了内蒙古电网风害故障分布特征,统计蒙西地区近30年气象数据,采取极值Ⅰ型分布概率模型计算得到了内蒙古电网30年、50年和100年重现期最大风速,提出了内蒙古电网风区分级标准,绘制了内蒙古电网风区分布图.在此基础上,针对不同...     

基于负荷点聚类分区的配电网网架规划方法

针对大规模配电网中负荷点众多,一次性考虑所有负荷点的网架规划存在决策变量过多和规划难度大的问题,提出了一种基于负荷点聚类分区的配电网网架规划方法。首先,通过负荷权重改进K-means聚类算法,并对负荷点进行聚类分区;其次,建立连接关系矩阵用于快速计算流过线路的电流和分析联络线位置对故障线路下游负荷转供的影响;然后,建立计及地理因素的年投资和运行总成本最小的主网架规划模型,并用改进的最小生成树算法求解;最后,以年投资和停电总成本最小为目标进行各负荷点分区之间的联络线规划,且根据不同的负荷转供情况采用了不同的停电成本计算方法。算例结果验证了所提方法的正确性和有效性。