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极端灾害频发引发配电网大规模停电,传统灾修方式受限于覆盖面窄与时效滞后,难以应对当前应急需求.针对极端灾害场景下配电网多资源协同调度与供电响应等不足,提出一种电动汽车车网互动(V2G)预调度下配电网多资源抢修恢复策略.构建电动汽车车主收益模型增强车主参与意愿,实现电动汽车预调度.建立灾后多资源协同抢修恢复模型,协同风力发电机组、光伏发电机组及抢修队伍,以灾后配电网综合抢修恢复成本最低为目标,统筹电动汽车时空约束、风光出力约束、抢修队伍独立性约束、潮流约束等.以台风苏拉(2023年)过境后的X市配电网为案例进行仿真验证,结果表明,所提策略可有效提升灾后供电恢复效率与经济性.
极端灾害电动汽车V2G多资源抢修恢复风力发电机组光伏
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现有关于配电信息物理系统(DCPS)灾前韧性提升的研究大多聚焦于物理系统加固,忽略了台风的时序演变特性及信息系统的动态响应作用,导致灾前预防方案难以满足实际运行需求.为此,提出一种考虑信息物理协同调控的DCPS灾前韧性提升方案.基于台风灾害的时序演变特性,构建DCPS元件脆弱性模型,并采用蒙特卡罗法生成典型灾害场景集;考虑信息系统与物理系统的耦合关系,制定DCPS的韧性提升方案,并提出DCPS的综合韧性评估指标;在此基础上,构建考虑信息物理协同调控的DCPS灾前规划模型,利用信息系统的监测与控制功能,实现灾前预防方案的最优配置;基于IEEE 33节点测试系统和IEEE 123节点测试系统的多场景仿真,验证所提方案在提升DCPS韧性、降低台风灾害损失方面的有效性和优越性.
信息物理融合配电信息物理系统灾前韧性提升时序演变特性信息物理协同调控综合韧性评估
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配电网发生停电事故后,充分利用电力和通信资源的协同调度对配电网快速恢复至关重要.为提升灾后恢复效率,提出考虑异构无人机动态调度的配电网恢复策略,实现配电网态势感知、故障定位、故障清除和负荷恢复多过程的协同优化.建立融合基站与巡检2类无人机参与的恢复框架,分析其通信系统构建原理,提出信息与任务驱动的协同决策架构,实现异构无人机与维修队的动态调度.以系统总恢复成本最小为目标,综合考虑应急通信点选址、异构无人机与维修队路径规划及配电网动态恢复建模,构建配电网恢复混合整数规划模型.基于改进的IEEE 123节点配电系统进行仿真分析,结果表明,所提策略能够充分发挥异构无人机优势,实现配电网恢复过程的多环节协同优化,加速灾害恢复进程.
异构无人机维修队动态调度移动资源配电网恢复
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极端事件引发的大规模停电不仅造成供电中断和经济损失,还可能影响城市生命线系统的功能水平,进而引发跨系统故障并威胁公共安全.然而,目前仍缺乏统一的韧性评估指标体系及量化方法,难以全面准确评估灾害影响和城市电网的韧性水平.针对这一问题,提出了考虑公共安全影响的城市电网韧性评估指标体系及量化分析方法:从电网属性特征、经济社会影响及事件特有指标3个维度构建了多层级韧性评估指标体系,并提出了各指标的量化计算方法;提出了融合序关系分析法(G1法)与经熵权法优化的基于指标间相关性的权重确定法(改进CRITIC法)的主客观赋权方法,以确定指标的综合权重,并据此实现对上层指标的综合计算.通过某城市电网实际算例和构建的城市电网-城市生命线耦合测试系统分析,综合评估了电网的韧性水平,验证了所提韧性评估指标体系和量化分析方法的有效性.
城市电网韧性评估指标体系主客观赋权方法公共安全
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极端自然灾害频发和应急管理体系规范化建设背景下,为提升城市电网灾害应急水平、保障公共安全、降低灾害损失,提出台风天气下考虑应急响应机制的电网损失风险评估方法.基于台风风速时空演进特征分析,提出电网多时段预警模型;考虑多时段预警和应急响应提出电网灾害应急评估指标体系,基于考虑电网应急响应机制的评估指标逻辑关系,提出电网损失风险评估方法,考虑电网业务部门应急工作的流程及效果评估损失风险.以台风"杜苏芮"为例,算例分析表明,多时段预警模型可反馈灾害期间城市电网遭受灾害影响程度的变化,损失风险评估方法可合理评估电网应急响应工作影响下的灾害公共安全风险.
台风自然灾害灾害预警应急响应电网损失风险评估
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随着极端灾害频发,配电网与通信网的协同恢复在降低信息物理系统负荷损失方面愈加重要,但现有研究忽视了通信网在故障定位与隔离阶段的感知与控制作用.针对上述问题,提出了一种极端灾害下考虑故障恢复全过程的配电网信息物理系统协同恢复方法.构建配电网区域划分模型,定义未知区域、故障区域、停电区域和通电区域,以表征通信网在故障定位、隔离与恢复各阶段中的支撑作用;在此基础上,构建不同类型应急资源调度模型,涵盖人工巡线队伍、配电网及通信网抢修队伍、移动电源车,并结合通信-配电网络故障耦合特性,提出面向多资源协同的配电网信息物理系统协同恢复优化模型.以改进的IEEE 33节点配电网系统为例开展仿真验证,结果表明所提方法能够有效提升灾后恢复速度与系统韧性,验证了所提策略的有效性和优越性.
配电网信息物理系统极端灾害资源调度协同恢复故障恢复通信
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针对极端自然灾害后传统输电线路存在抢修塔施工周期长、地形适应性差、安全风险高等问题,本研究提出一种基于无人机"空中运输+精准对接"的一体化组装技术.通过模块化解构抢修塔,研发导向就位装置,并规划低空物流通道,构建了"人塔分离"的作业体系,实现了复杂地形下输电线路抢修塔的快速组立.应用结果表明,该技术可减少50%的人力投入,缩短工期90%以上,实现"零便道"施工,兼具经济与生态双重效益,具有重要的工程应用价值.
输电线路抢修塔无人机模块化组装应急抢修
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在电力系统中,架空输电线路作为电能传输的重要载体,其运行安全性直接影响电力供应可靠性.基于此,本文结合某110 kV、220 kV 混合架空输电线路工程,针对线路覆冰、树障、金具发热、杆塔基础沉降等高频缺陷开展全流程运维检修技术的研究.研究内容包括日常运维的多维度巡检、通道防护;专项检修中绝缘子、导线金具、杆塔基础等处理方法;自然灾害、外力破坏等应急处理手段.以多维度手段协同应用,打造"常态化监测—精准化检修—快速化应急"保障体系,最大程度上提高架空输电线路运行安全性、可靠性.
架空输电线路运维检修应急处置精准检修
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针对极端灾害导致的多个调频单元不能有效协同调频和异质调频单元难以协同调频的问题,提出基于多智能体的分布式一致性协同自动发电控制(AGC)方法.首先,为实现多个调频单元协同参与二次调频,构建分布式一致性多源协同AGC框架.其次,基于分布式一致性理论和各调频单元的动态运行特性,提出一种基于分布式一致性的区域控制误差(ACE)发掘算法.然后,各调频单元基于发掘的所在区域ACE信号,通过设计的独立PI控制器参与调频.最后,在调频后半段通过调节响应速度较慢调频单元的输出功率,释放响应速度较快调频单元的频率响应能力,为下一轮频率调节预留调频容量.通过在Matlab/Simulink中搭建微电网仿真模型验证可得所提AGC方法能够有效协同异质调频单元参与调频,且在极端灾害下有较强的抗干扰能力.
极端灾害微电网分布式一致性自动发电控制区域控制误差频率调节
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近年来极端灾害频发,亟需提升受灾时电力系统的弹性,提出一种考虑移动储能(MESS)、维修队(RC)及配网重构协同恢复的二阶段弹性提升策略.在灾前阶段基于改进的Rankine风场模型,结合线路抗风强度计算其故障概率;基于Frank-Copula函数预测考虑区域相关性风光出力场景,建立考虑风光出力不确定性的双层三阶段鲁棒优化模型,确定MESS最佳预部署位置.在灾中阶段以负荷削减功率加权值最小为目标,建立MESS-RC-网架重构多源协同恢复供电模型,提升供电可靠性.基于改进的IEEE 33节点及47节点交通拓扑验证所提策略可有效提升电力系统弹性.
配电网极端天气分布式能源区域风光相关性多源协同弹性提升策略
