网络重构

针对配电网中信息通信系统与物理系统并发故障场景下的供电恢复问题，文章分析了对配电自动化主站处理故障定位、隔离与供电恢复过程的影响，提出了配电网信息物理并发故障关联耦合建模方法，构建了基于两阶段双层优化的配电网信息物理并发故障供电恢复模型，第一阶段通过通信网络动态路由，实现通信链路的损失最小，第二阶段以失电负荷最小、开关操作次数最少等为目标，进行配电网网络重构。两阶段双层优化模型采用KKT条件转换为单层优化模型后，采用Cplex进行求解，得出满足信息物理耦合约束的可行解，从而实现了配电网信息物理系统并发故障的有序恢复。通过DCPS-160节点算例进行了验证，结果验证了所提出模型的准确性和有效性。

提出了考虑需求侧管理和网络重构的配电网新能源承载能力评估方法。首先，构建适用于配电网新能源承载能力评估的需求侧管理和网络重构模型；然后，以分布式新能源准入容量最大为目标，建立考虑需求侧管理和网络重构的配电网新能源承载能力评估模型；其次，利用二阶锥松弛技术对模型进行转凸求解；最后，采用改进IEEE 33节点配电网为仿真算例，对不同情景下系统分布新能源承载能力进行评估。结果表明，考虑需求侧管理和网络重构可以有效提升配电网分布式新能源承载能力。

现代配电网呈网状建设、辐射状运行，以提升故障情况下的转供能力。传统配电网规划方法一般采用规划设计-可靠性评估两阶段迭代计算方式，只能得到粗放规划方案。为此，提出了考虑可靠性约束的配电网多阶段扩展规划方法。通过将可靠性指标计算过程解析化，并嵌入规划模型中，可以精确考虑故障隔离、负荷转供和恢复策略。基于线性化潮流，该规划模型是一个典型的混合整数线性优化问题，可以有效求解。在54节点系统来验证所提方法的性能。仿真结果表明了该方法的有效性和灵活性。

随着分布式电源和电动汽车等灵活性电力资源大量接入配电网，对系统安全可靠性提出了更高要求。提出一种考虑分布式电源和电动汽车集群调度的配电网络重构方法，以提高系统可靠性和经济性。在考虑电压偏差的基础上，以故障停电损失成本作为衡量电网可靠性的经济性指标，对网络拓扑结构进行重新构建。首先以线路的开关状态、电动汽车充、放电状态及功率为决策变量，建立以综合成本最小为目标的配电网络重构模型；然后针对配电网络重构模型，采用共生生物搜索算法进行模型求解；最后，通过仿真算例验证了所提方法的有效性。

网络重构阶段的目标网架优化对电力系统恢复至关重要。针对现有的节点重要度评价和目标网架优化中无法考虑自然灾害影响、ERBN（节点预期恢复收益）及扩展并发恢复分区需求等问题，提出一种电力系统网络重构方法。首先，考虑节点的重要负荷恢复、扩展可用功率和增量恢复范围能力，综合评估灾害条件下节点的预期恢复收益，并结合可用恢复功率裕度，将发电和非发电节点的重要度统一到预期恢复收益上。然后，提出灾害条件下基于时序蒙特卡洛仿真的多时点可恢复状态模拟方法，并评估模拟电网状态下节点和线路的重要度。基于该重要度优化目标网架，将网架连通和无环网约束转化为罚函数并加入适应度函数，避免了对不合理网架的优化调整计算，提高了算法求解效率。最后，通过算例分析验证了所提方法的有效性。

随着极端自然灾害在园区智能配电网中频繁发生，大面积停电给园区智能配电网安全运行带来巨大挑战。针对上述问题，建立灾时故障抵御吸收双层优化模型，提出一种计及多种灵活性资源的园区智能配电网灾时弹性提升策略。首先，上层故障重构模型以最大化负荷恢复价值期望为目标，优化配电网故障重构方案，并将重构结果传递给下层。其次，下层弹性提升模型以最大化配电网弹性水平为目标，量化需求响应配置方案。最后，以营口市自贸区配电网和PG&E69节点配电网为例进行仿真分析。结果表明，所提策略系统负荷价值恢复期望提升81%，系统负荷损失降低61%，同时提高园区智能配电网整体弹性水平。

含联络开关的有源配电网网架结构复杂、运行方式变换频繁，给依赖于静态网络拓扑和固定运行方式的传统电流保护正确动作带来很大影响。对此，提出了一种电流速断保护定值优化方案，由配电终端实时监测开关量信息，上传主站获取拓扑关联矩阵，并结合光伏电源输出特性，自适应调整保护定值。该方案可以在考虑逆变型电源出力波动性的前提下，有效增强保护应对不同网络拓扑变化的能力，通信压力小。仿真结果表明：所提方案能有效增加I段保护范围，受分布式发电（distributed generator，DG）出力影响小，可以适应配网拓扑结构变化。

本篇基于稳定运行达 15 年之久的配网地理单线图运维案例，严谨推论通用 GIS、关系型数据库广为采用的“图数分离”、“点线拓扑”及闭合、连续的图数建模技术，并不适合配网基础图数管理的实际需求，进而提出“目录图层”“属性块”“电网折扇”等静态图数建模新方法。这一简单易行的地理单馈线图数模型，完全吻合实际生产场景，能被基层外线工熟练掌握，还能完整诠释电网“分层分区”、“网络重构”等系统图数管理基本原理

针对极端灾害天气下配电网的故障恢复问题，计及极端灾害的时空演变特性，提出了一种利用移动储能(mobile energy storage system, MESS)的灵活性主动参与抑制合环冲击电流，辅助配电网故障恢复的策略。首先，建立了暴风雨等不同气象灾害条件下配电线路的故障率统计模型。其次，将复杂交通网与配电网进行耦合，建立了以最小化MESS调度时空成本的上层预布局模型。然后，分析了MESS出力对冲击电流的影响，以抑制合环冲击电流、最大化负荷恢复率和最小化MESS调度成本为目标，构建了MESS参与网络重构的下层调度模型。最后，在改进的IEEE 123节点系统中进行测试，验证了MESS对配网故障恢复安全性的提升效果。结果表明，采用MESS主动参与调控能够有效应对移动的极端气象灾害引发的配电网动态故障恢复问题，并抑制合解环过程中电流的波动，提升网络重构方案的可行性和增强配电网的韧性。

高渗透率可再生能源接入配电网不仅促进了分布式电源以端对端(peer to peer, P2P)的形式参与市场交易，也对电网的安全稳定运行提出了挑战。针对连续双向拍卖(continuous double auction, CDA)机制下P2P交易所导致的阻塞问题，提出了一种考虑产消者经济性的P2P能量市场和阻塞服务市场相互协调的机制和阻塞管理方法。首先，为实现产消者的合理定责，提出了一种考虑交易时序的阻塞定责方式。然后，考虑到产消者参与P2P能量市场和阻塞服务市场的经济性，建立了考虑两级市场产消者经济性的灵活性资源阻塞服务价格模型。在上述基础上，建立了基于网络重构和灵活性资源调节的P2P交易阻塞管理模型。最后，通过具体算例分析了安全校核结果和阻塞管理结果，并验证了所提阻塞方法的可行性和优越性。