2024台风灾害下的弹性配电网故障抢修决策方法研究报告

台风灾害下的弹性配电网故障抢修决策方法研究聚焦于提高我国东南沿海地区在台风灾害中的电力系统弹性，特别是针对配电网故障抢修的策略。该研究由天津大学的吴昊教授进行，他以第一作者身份在多个知名期刊上发表了SCI论文，并主持了国家重点研发计划的子课题。

研究背景与支撑条件：

• 可再生能源开发：为实现“碳达峰、碳中和”的目标，海上风电等可再生能源得到了快速发展，特别强调了其在台风灾害期间为配电网故障抢修提供功率支撑的能力。
• 技术融合：数字技术与电网的深度融合，推动了“数字新基建”，提升了配电网的信息采集、传输和处理能力，为构建灾后应急指挥系统提供了基础，这有助于在抢修过程中提供全局信息与平台支持。

面临的问题与研究方法：

• 台风灾害特性：研究考虑了台风风速的随机波动对风电出力的不确定性影响，以及极端风速对风机切机行为的影响。
• 抢修决策方法：提出了包括鲁棒优化模型、协同优化模型、多阶段协同调度方法和主配网协同恢复调度策略在内的四种方法，以应对台风灾害下的配电网故障抢修挑战。

方法概述：

• 鲁棒优化模型：针对风电出力的不确定性，构建了鲁棒优化模型，通过c&cG算法和强对偶理论解决，确保了抢修方案的鲁棒性。
• 协同优化模型：考虑了不同恢复资源（如施工队、移动电源）的协同作用，通过构建施工队和移动电源调度模型，并加入耦合约束，以优化抢修策略。
• 多阶段协同调度：提出了灾前、灾中和灾后三阶段的协同调度方法，考虑了施工队、移动电源、故障隔离和风机切机，以增强电网弹性。
• 主配网协同恢复：提出了一种主配网协同恢复调度模型，通过动态分区、机组启动、路径恢复和负荷恢复，加速电网恢复过程。

结果与分析：

• 算例分析：通过实际案例展示了所提方法的有效性，特别是在考虑风电出力不确定性、风机切机、多阶段协同调度和主配网协同恢复等方面的性能，验证了方法在实际应用中的可行性和效率。

综上所述，该研究旨在通过科学的方法论和技术创新，提升台风灾害下配电网的故障抢修效率和系统恢复能力，从而减少经济损失和保障电力供应的稳定性。