自然灾害下弹性配电网顺序恢复优化方法SequentialRestorationMethodforResilientDistributionSystemsunderNaturalDisasters蔡胜南京理工大学2024年10月25日●确保能源电力安全是新型电力系统的基本前提●台风、暴雨等极端灾害事件，对新型电力系统的安全可靠运行提出严峻挑战●自然灾害下易发生群发性物理故障+高比例新能源使电力系统在极端事件下的安全风险更加突出研究背景近年来极端自然灾害频发，加剧了我国电力安全供应保障压力南京理工大学NANJINGUNIVERSITYOFSCIENCE&TECHNOLOGY亟需提高电网在自然灾害下的应急响应及供电恢复能力。输电网升压变暴雨雷暴发电厂影响自然灾害事件配电变压器冰灾台风配电网--传统电力系统—弹性电力系统F,(1)阶段1预先准备F,(1)阶段2抵御与吸收阶段3响应与适应Tot₁12114时间中华人民共和国中央人民政府www.gov.cn(三)城市能源系统安全保障和绿色化提升行动。1.开展城市韧性电网和智慧电网建设。结合城市更新、新能源汽车充电设施建设，开展城市配电网扩容和升级改造，推进城市电力电缆通道建设和具备条件地区架空线入地，实现设备状态环境全面监控、故障主动研判自愈，提高电网韧性，建设以城市为单元的应急备用和调峰电源。推进分布式可再生能源和建筑一体化利用，有序推进主动配电网、微电网、交直流混合电网应用，提高分布式电源与配电网协调能力。因地制宜推动城市分布式光伏发展。发展能源互联网，深度融合先进能源技术、信息通信技术和控制技术，支撑能源电力清洁低碳转型、能源综合利用效率优化和多元主体灵活便捷接入。●电力系统弹性——电网预防和适应环境变化、承受扰动及快速恢复负荷的能力●《“十四五”全国城市基础设施建设规划》明确指出要进一步加强城市配电网弹性*左图来源：别朝红，林超凡，李更丰，邱爱慈.能源转型下弹性电力系统的发展与展望[J].中国电机工程学报南京理工大学NANJINGUNIVERSITYOFSCIENCE&TECHNOLOGY构建弹性配电网以保障电力安全供应，已成为重要且紧迫的任务研究背景极端事件发生采取恢复措施阶段4恢复系统性能自然灾害导致故障停电后，形成孤岛微电网是实现弹性配电网的重要举措●通过分布式电源与远动开关配合形成孤岛微电网，维持重要负荷供电，能有效减小停电规模●由于制定预想应急控制方案的时刻与执行时刻存在时间差，负荷、电源出力会波动，微电网可能无法顺利生成●对于故障后未能成功建立孤岛微电网的区域，需利用分布式电源进行顺序恢复南京理工大学NANJINGUNIVERSITYOFSCIENCE&TECHNOLOGY顺序恢复策略对于实现配电网的应急控制具有重要意义研究背景供电恢复示意图输电网配电网顺序恢复：某一节点为起点逐步向外恢复停电系统，最终形成一个或多个独立运行的微电网●顺序恢复过程中需要满足配电网辐射状拓扑、电源容量、线路潮流、节点电压等安全约束●需要建立基于多时步优化的配电网顺序恢复模型，对时步开关、电源、负荷的动态操作顺序进行决策●顺序恢复模型本质上属于NP-hard的混合整数规划问题]1min⑤时步1时步2—→时步3时步41minlmin1min恢复路径节点开关一线路时步数：南京理工大学NANJINGUNIVERSITYOFSCIENCE&TECHNOLOGY建模十求解研究背景1min1min1min2min④1min③1min③EnergizationPath●NodeCellAgent1,Path10Agent1,Path1①o②1minAgent1,Path1①→②③IminAgent1,Path10+2→0TravelTimege②ntI,Pt④h21min1min3min3minStepNo.Stup1Stp2-Step3-Stcp4NodeCell①Switch向ma②tingLinemin3mTimeOpera分布式电源的接入，增加了配电网自启动电源数量和顺序恢复过程的复杂性。为了进一步提高顺序恢复策略有的有效性，亟需对区域划分、恢复路径及供电顺序策略进行协同优化。分区恢复：时间断面的图画分问题顺序恢复：考虑时序的多尺度调度问题研究内容一：考虑分区并行的配电网顺序恢复决策南京理工大学NANJINGUNVERSITYOFSCIENCE&TECHNOLOGY缺少具有物理意义的耦问题分析⑤恢复路径建模≤L,V(i,J∈B,Vm第m个x"=0,i≠j,itNg,j∈Ng,Vm22s.w,m的恢复x"+x,"≤1,i≠j,Vm≤n”y,m路径研究内容一：考虑分区并行的配电网顺序恢复决策研究问题1解决方法1■现有顺序恢复决策模型中，通常在已...