山火灾害下输电系统的弹性评估方法及其提升措施

弹性能反映电力系统应对极端灾害的抵御能力和恢复能力。输电系统作为电力系统中的重要组成部分,在小概率-高损失的山火灾害事件中,往往会发生大面积停电事故。该文提出一种考虑山火灾害全过程的输电系统弹性评估框架。首先定量分析极端山火灾害对输电线路故障率的影响,建立火点位置与线路故障率之间的数学关系,并利用系统信息熵获取典型故障场景以描述山火灾害可能导致的故障规模;其次,结合故障元件的地理位置、检修人员调度资源和修复时间等因素,构建以最小化山火灾害下负荷削减量为目标的输电系统恢复模型,提出考虑灾害全过程的输电系统弹性评估方法;最后,以IEEE RTS-79节点输电系统为例,验证了所提模型和弹性评估方法的有效性。算例结果表明,该评估方法可有效、全面地衡量各因素对输电系统弹性提升性能的影响。此外,定量分析了3种典型弹性提升技术措施的效果,为电力部门应对极端山火灾害制定防御及恢复策略提供了可量化的参考依据。     

配电网弹性恢复力评估及提升方法分析∗

配电网直接和用户相连,如果配电网出现了故障,将会直接影响用户的安全可靠供电.但如今配电网的运 行环境较为复杂,容易受到一些极端天气的影响而发生停电故障,此时提升配电网的弹性恢复力,就能减小配电网故 障所造成的经济损失.详细分析了配电网弹性恢复力的评估指标,并对提升配电网弹性恢复力的具体方法进行了阐 述,从而更好地保证配电网的安全可靠运行.     

台风灾害下的弹性配电网研究综述与展望

近年来,由于全球气候变暖、生态系统破坏等影响,世界范围内极端气象灾害频发,对配电网造成的影响和带来的损失已不容忽视,亟需建立能够预防、抵御极端灾害并快速恢复关键负荷的配电网,即弹性配电网.首先介绍弹性配电网的定义与特征,而后聚焦台风这一极端天气灾害,综述现有的弹性配电网在配电网规划、灾前预警、灾后恢复、弹性评估与弹性提...     

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。     

计及台风灾害全过程模拟的配电网差异化加固规划韧性提升方法

台风会对配电网系统造成严重影响,制定架空线路的防风加固规划方案至关重要。为提高配电网抵御自然灾害的韧性,提出一种计及台风灾害全过程模拟的配电网差异化加固规划韧性提升方法,通过模拟台风登陆至消亡时刻全过程实时风况信息,对各线路实施差异化加固。首先,利用狄利克雷过程混合模型(dirichlet process mixture model, DPMM)聚类算法提取典型台风登陆场景,结合风暴轨迹模型和Batts风场模型模拟实时台风移动路径和台风风场,计算配电网线路实时故障概率。然后,结合台风场景模拟结果和不同设计风速标准下的差异化的架空线路故障率,建立以多等级线路加固年投资成本、台风过境过程中失负荷成本、停电损失和维修成本最小为目标的双层随机规划模型,并利用Benders分解算法进行求解。最后,以改进IEEE33节点系统为例,对所提方法有效性进行了验证。     

考虑台风时空演变的配电网移动储能优化配置与运行策略

针对台风极端灾害下配电网难以保障安全可靠用电的问题,考虑台风时空演变对配电网线路故障状态的影响,提出了一种基于场景概率的鲁棒优化配电网移动储能配置与运行策略,以提升配电网弹性.首先,将配电网所在地理区域网格划分后建立映射坐标系,并根据气象信息建立台风灾害时空演变模型,从而构建配电线路故障率时空特性矩阵.然后,基于线路故...     

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...     

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。     

极端灾害状态下配电网的应变能力

在发生极端灾害时,利用分布式电源、储能以及微电网等本地电源快速恢复配电网中的关键负荷可有效提升配电网的应变能力。文章详细介绍了电力系统"应变能力(resilience)"的基本概念、内涵及评价指标,分析了配电网应变能力的研究需求与提升手段,并提出了利用微电网实现配电网关键负荷供电恢复的方法。在此基础上,针对美国华盛顿州立大学(WSU)微电网、西北太平洋国家实验室(PNNL)4馈线1069节点配电网案例进行了分析与研究。分析结果表明,极端灾害场景下将微电网作为紧急电源可有效减小关键负荷的断电时间,从而提升配电网的应变能力;分布式电源的暂态特性对于供电恢复策略的可行性有较大影响,在制定供电恢复策略时应考虑。最后对配电网应变能力研究进行了展望。     

中压配电网遭受雷电灾害的易损性评估方法

提出一种基于层次分析法(AHP)的配电网遭受雷电灾害的易损性评估方法,以指导配电网运营商制定运行维护计划和开展差异性抗灾规划。文章主要分为3部分:首先,总结雷电灾害对配电网的影响机理,提出配电网雷电易损性指标,同时建立相应的综合评价指标体系;其次,将配电网雷电易损性指标划分出轻微、中等和严重3个等级,并提出配电网雷电易损性评估法的应用流程;最后,对4个地区15年间的配电网遭受雷电灾害并发生故障的风险进行评估,验证了本文提出方法的有效性。     

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。     

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。     

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...     

配电网韧性及其相关研究进展

极端自然灾害的日益频繁发生和由此造成的大规模停电经济损失,使配电网的灾害应对能力得到了广泛关注。为了评估配电网应对极端自然灾害的能力,配电网引入了韧性的概念。在综述配电网与相关工程领域韧性研究文献的基础上,介绍了配电网韧性的概念和内涵,通过与可靠性的对比和与输电网连锁故障的类比,阐述了韧性对配电网的意义。随后,介绍了配电网韧性的评估矩阵,给出了用于规划和调度的韧性定量指标,并提出了提升配电网韧性的规划和调度措施。最后,针对现有研究的不足,指出了当前配电网韧性的关键问题和可能的研究方向。     

基于灾害条件的主动配电网快速重构策略研究

面对近年来小概率高风险的外部灾害侵袭,短时间内对主动配电网进行重构,保障关键负荷的可靠供电,避免灾害进一步扩大尤为重要。针对分布式电源（DG）高渗透率下的配电网提出一种基于孤岛划分和剩余网络重构的快速重构方法。孤岛划分计及配电网对关键负荷的可靠供电;剩余网络重构采用基于生成树的蚁群算法得到可行的网络集,并利用帕累托最优遗传算法对可行网络中的DG出力进行优化。通过PG&E69节点系统验证了所提方法可及时对故障后的配电网进行优化,且重构后网络仍具有一定的抗灾能力。     

极端灾害下考虑应急转供的配网停电过程仿真方法

提出了新的灾害下配电网故障模拟方法,其中综合考虑了台风灾害对设备运行可靠性影响以及关键负荷最优应急转供策略执行效果。首先,对极端灾害进行时空建模,评估受灾配电网元件和关联馈线停运概率;其次,分析关键负荷复电最优转供路径,形成应急供电拓扑;进一步,设计时序蒙特卡洛仿真流程,模拟气象条件、设备停运和应急转供等不确定因素影响下配电网停电随机动态过程。最后,采用IEEE算例构建灾害场景,证明了所提仿真方法的有效性和实用性。     

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...