研究背景
随着全球气候变化，极端灾害（如台风、洪涝、高温）频发，配电系统安全可靠运行受到严重威胁，易引发大规模停电事故。研究旨在通过风险评估和主动防御措施，结合灾后故障恢复策略，加快系统恢复，减少停电损失。
研究案例
- 台风“摩羯”影响海南电网：造成35千伏及以上变电站停运79座，10千伏及以上线路836条，影响台区2.8万个，168.1万户停电，其中文昌市配网几乎重建。
研究内容与结论
1. 台风洪涝灾害下配电网抢修恢复策略
- 多时间尺度抢修优化策略：提出长短时间尺度的两阶段协同调度方法，考虑施工队和移动电源调度，并基于滚动优化框架动态更新抢修策略。
- 算例分析：验证了多时间尺度方法在台风灾害下的有效性。
- 三阶段协同恢复策略：提出灾前、灾中、灾后三阶段协同调度优化方法，考虑台风高风速导致风机切机及线路故障隔离，提升电网韧性。
- 算例分析：展示了三阶段协同策略在全过程提升电网韧性方面的效果。
- 洪涝灾害下配电网故障抢修策略：针对城市洪涝灾害，提出协调应急排涝车、抢修施工队和移动变压器等资源的调度方法，构建基于元胞自动机的洪涝水位模型模拟积水情况。
- 算例分析：验证了该方法在加快配网停电负荷恢复速度方面的有效性。
2. 多系统耦合的配电网协同恢复策略
- 配电网-通信网耦合的微网划分策略：建立通信网络信息流模型，基于构网型电源保障微网重要负荷供电，提出基于能量流-信息流耦合的微网与通信局域网耦合分区优化策略。
- 算例分析：验证了耦合分区策略在保障通信与控制需求方面的有效性。
- 主配网协同的停电恢复策略：提出耦合动态分区、机组启动、路径恢复和负荷恢复的四阶段主配网协同恢复方法，利用移动电源/主动配电网启动非黑机组，减少系统停电损失。
- 分布式模型：基于ADMM建立主配网协同恢复分布式模型，利用AOP方法线性化二进制变量，保证分布式模型求解的收敛性和最优性。
- 算例分析：展示了主配网协同恢复策略在减少系统停电损失方面的效果。
3. 负荷侧资源响应的配电网恢复策略
- 协同需求响应和轮流限电的供电恢复策略：协调激励型需求响应与轮流限电，通过需求响应激励用户侧负荷调整缓解系统供需失衡，进一步集成轮流限电措施减少负荷损失。
- 负荷模型：构建高耗能工业负荷不同工序耦合的能量流物质流模型、商业负荷可削减、可转移负荷模型，以及居民负荷停电时长-成本函数。
- 算例分析：验证了协同需求响应和轮流限电策略在减少供电中断带来的负荷损失方面的有效性。
4. 基于状态相似性的恢复策略求解方法
- 状态相似性定义：不同约束条件和目标函数参数的优化问题，其最优解具有一致的状态相似性特征，可识别并复用相似场景的最优解特征。
- 基于状态相似性的恢复策略求解方法：提出双层抢修策略优化模型，通过Benders分解方法求解，上层资源调度模型以抢修时间最快为目标，下层配电网运行模型以最大化抢修过程中加权负荷恢复量为目标。
- 算例分析：考虑移动变压器、移动电源车、抢修施工队等应急资源调度，协调网架重构、孤岛划分加快系统故障后恢复，验证了状态相似性方法在加速求解下层子问题方面的有效性。
