基于无人机应急通信的配电网灾后信息物理协同恢复策略

极端自然灾害的发生使得配电网面临电力故障和通信中断带来的复杂场景,给配电网灾后恢复带来挑战。电力通信系统的恢复对于以配电自动化为基础的配电网恢复具有重要的支撑作用,然而,现有研究并未考虑通信层恢复及其与电力恢复之间的耦合关系,进而无法有效解决在通信设施受损情况下配电网恢复过程中不同任务的协同配合问题。该文通过挖掘信息层应急通信资源的灵活性,综合考虑配电网信息层与物理层的恢复决策,提出了一种基于无人机应急通信的两阶段配电网信息物理协同恢复策略。第一阶段解决无人机基站部署选址问题,第二个阶段求解无人机通信路径规划以及配电网负荷协同恢复优化模型。提出的协同恢复模型被建模为混合整数线性规划模型,求解生成无人机的最优路径、配电网负荷恢复最优顺序,在IEEE测试系统上验证所提方法的有效性。

计及通信失效的输电系统信息物理协同恢复策略

为应对输电系统信息物理复合故障,提出了一种计及通信系统失效的信息物理协同恢复策略。首先,基于发电机、电力线路与负荷的故障特性,综合考虑了系统频率、节点电压、线路容量等安全约束,构建了物理系统的恢复模型。然后,提出了一种基于通信网络拓扑的信息系统恢复策略。接着,考虑信息系统故障给发电机出力调节、电力线路投运以及负荷恢复可能造成的延时,建立了物理系统恢复与信息系统恢复的交互模型。经过对潮流线性化处理,上述3个模型被整合为一个混合整数二阶锥规划模型。最后,以IEEE 30节点标准电力系统为基础构建了输电信息物理系统算例,来说明所提方法的可行性与有效性。算例结果表明,所提出的协同恢复策略能有效避免信息物理恢复操作不协调引起的二次停电,从而加快负荷恢复、降低停电损失。

考虑分布式电源支撑作用的输配电系统协同恢复方法

随着高密度分布式电源不断接入配电系统,配电系统向上支撑大电网恢复成为可能。首先,结合高密度分布式电源对电力系统分区并行恢复的促进作用,分析含分布式电源的大电网恢复分区需要满足的基本条件。然后,针对含高密度分布式电源的大电网待恢复子区,考虑相关运行约束等,构建输配电系统协同恢复的双层混合整数线性规划(MILP)模型。其中,上层输电系统恢复模型以最大化机组输出能量和负荷恢复为目标;下层配电系统恢复模型以最大化加权关键负荷恢复数目为目标。其次,提出考虑输、配电网调度中心协同的双层MILP模型解耦求解策略,解耦后模型可以分别在输、配电网调度中心利用成熟商业优化软件求解,从而实现含高密度分布式电源的输配电系统的协同恢复,提升恢复效果。最后,利用改进的IEEE 14节点输电测试系统和IEEE 13节点配电测试系统构建输配电系统算例,仿真验证所提方法的有效性。

考虑孤岛融合的配电系统多源协同恢复策略

随着分布式资源大量接入配电系统,可协同多源快速恢复负荷供电,提高负荷的供电时长和恢复率,以及分布式电源的空间渗透率和利用率。为此,提出了一种考虑孤岛融合的多源协同恢复方法,以提升配电系统恢复效果。建立以最小化失电负荷量、网络损耗、电源出力变化为多目标的恢复模型,约束条件除常规配电系统恢复约束以外,针对恢复过程中的孤岛融合提出了孤岛融合条件约束和孤岛融合前的负荷调整约束,以扩大孤岛融合的范围,并提出源–荷孤岛融合指标辅助决策孤岛融合策略。通过松弛潮流中的非线性约束将该模型转换成为混合整数二阶锥规划模型求解。分别采用改进的IEEE33节点和PG&E69节点配电测试系统仿真验证所提方法的有效性。结果表明,与现有的配电系统恢复策略相比,考虑孤岛融合的配电系统恢复策略在电源协同出力、分布式电源空间渗透率、负荷恢复率、负荷供电时长等方面具有更好的效果,并且在电源容量不足宕机后能继续维持融合区域内负荷稳定恢复。

高误码条件下的TCP序号字段协同恢复方法

在网络数据差错处理中,部分情形下容错接收能够获得比反馈重传更好的系统性能。重组是容错接收中重要的一环,针对高误码条件下TCP业务数据重组中分组位置难以确定的问题,文章对TCP序号字段的恢复方法展开研究,分析了序号字段的自相关性和跨层相关性,充分挖掘其冗余关系,提出了基于协同重组的TCP序号联合估计方法。实验表明,该方法能够有效恢复出错的TCP序号字段,提升高误码条件下TCP数据的重组正确率。

考虑输配协同的电网并行恢复分区及机组启动次序统一优化决策方法

在电网恢复初期,黑启动资源紧缺,恢复所需时间长。随着配电网接入多种类型的资源,利用含源配电网自下而上支撑输电网恢复、加速黑启动进程逐步具备可行性。该文首先提出输配协同恢复理念,分析向上支撑输电网恢复的配电网需具备的条件,进而明确输配协同恢复方式;然后,结合输电网机组启动过程的功率需求和配电网发电资源特征,定义配电网向上送电外特性,并提出配电网向上支撑外特性建模方法;进一步,以机组启动总耗时最小为目标,构建考虑输配协同的电网并行恢复分区及机组启动次序统一优化决策的混合整数线性规划模型;最后,基于国内实际输配电网算例,验证该文所提方法的有效性。

地震灾害下考虑交通路况的主动配电网动态协同恢复策略

地震等极端灾害可使主动配电网(active distribution network,ADN)和交通网同时遭受严重损害,进而引发交通道路受损拥堵和大面积停电事故,给电网恢复供电造成困难。对此,从震后交通网和ADN特征着手,提出一种融合有限源荷资源、网络重构和抢修调度的ADN动态协同恢复策略。首先,基于震后交通网与ADN难以割裂和互为映射的联接关系,构建交通网道路与配电网线路的联合灾损模型,并建立计及通行能力和交通流量综合影响的交通网抢修通行时间模型以及结合负荷时需和重要性的ADN恢复韧性指标;其次,构建考虑震后交通网路况的ADN分层动态协同恢复优化模型,外层以恢复韧性指标最大和总抢修时间最小为目标,内层以最小化停电损失和加权开关动作次数为目标;然后,采用改进灰狼优化算法求解所提模型,协调优化多类型发电、应急需求响应负荷、网络重构和抢修队等资源,提升震后ADN韧性;最后,通过地震灾损场景下的算例分析,验证所述策略的可行性和有效性。

直流同时换相失败对受端暂态稳定影响因素及其协同恢复控制策略

多馈入直流受端系统中多直流同时发生换相失败无法避免,严重威胁系统的安全稳定运行。文章针对多馈入直流受端系统,从理论上研究了直流换相失败后恢复过程对受端系统暂态稳定性影响因素,并进一步提出了多直流协同恢复控制策略,以改善受端系统暂态稳定性。首先,建立了多馈入直流受端系统模型和直流潮流分析模型;其次,理论推导出了直流恢复过程中受端相对功角差关于直流功率的解析表达式,得到了直流恢复过程对受端系统暂态功角影响因素;然后,基于逆变侧直流控制器调节特性,得到了直流恢复过程对受端系统电压稳定影响因素,并基于上述影响因素提出了协同多直流恢复的控制策略。最后,在改进的Kundur's两区系统和IEEE-68节点机电-电磁混合仿真系统中进行测试,通过仿真验证了所提影响因素和协同恢复策略的正确性和有效性。

双断口真空断路器的动态介质恢复协同特性

多断口真空断路器的串联断口间动态介质恢复协同作用对其弧后特性、开断能力有影响。为此搭建了双断口真空断路器试验样机,进行了合成回路试验,旨在得到双断口真空断路器的动态介质恢复协同特性。研究了不同间隙、不同触头结构、不同均压电容对动双断口真空断路器开断能力的影响,得到了不同组合方式下的开断增益特性,试验结果表明：双断口真空断路器最佳的组合方式是横纵组合方式且横磁触头在高压侧,这是由于这种组合电压分布更加均匀,由于真空间隙的变化影响电压分布特性,进而得到横纵组合方式最佳的间隙配合特性。通过试验得到了不同触头结构灭弧室的组合均压电容大小对开断能力的影响,均压电容选取在500~2 000 p F为宜,且两个纵向磁场触头结构组合在同期动作下开断能力最强。

考虑电力-信息-交通网络耦合的配电网韧性提升策略分析

韧性是评估系统在极端灾害下吸收抵御扰动并恢复至正常状态的能力指标。基于电力-信息-交通网络之间紧密耦合的特性,提出考虑多网络耦合特性的多阶段配电网韧性提升策略。首先,在灾前预防阶段提出考虑网络抗毁性与电力信息风险价值的最优线路加固策略,并对应急中心进行优化布点。其次,基于网络损毁导致的拓扑变化对分布式电源与联络开关进行动态联合调控,最小化灾害抵御阶段的负荷损失价值。然后,结合耦合网络间的关联制约属性,提出灾后阶段多网协同恢复策略。最后,建立组合式评估框架对系统韧性进行多时段精细化分析。基于IEEE33节点系统搭建三网耦合系统算例进行仿真,所得结果表明所提策略可有效提高灾害下系统的抵御力并提升恢复效率。

电-气综合能源系统多故障两阶段恢复策略

考虑电-气综合能源系统中电力系统和天然气系统的耦合运行情况,并运用储电、储气、P2G等设备,提出了两阶段的恢复策略和恢复模型。在应急恢复阶段以恢复过程中电-气综合能源系统的经济损失最小为目标,优先恢复负荷能源供应及一部分故障设备,在综合恢复阶段恢复剩余的故障设备。构建了一个考虑多种设备的两阶段故障恢复混合整数模型,并运用分段线性化的方法进行处理。得出故障恢复过程中的最优拓扑恢复序列,并给出最优恢复方案,最终使系统在恢复进程中综合经济损失最小并使恢复效率达到最大。最后通过仿真验证了所提策略的有效性。

面向产业协同应急恢复的智慧情报服务模式研究——以“韧性治理”为研究视角

[目的/意义]在复杂国际形势背景下,产业危机情境和次生危机事件频发,我国产业正逐渐陷入外部不正当国际竞争导致的发展囹圄之中。产业危机事件发生后的协同应急恢复成为避免产业次生危机、保障产业永续健康发展的重要环节。因此,面向产业危机事件协同应急恢复的智慧情报服务成为研究重点。[方法/过程]文章以“韧性治理”理论为研究视角,首先明确了产业协同应急恢复阶段的智慧情报服务需求,分析韧性治理理论与产业协同应急恢复智慧情报服务的适切性;其次,基于韧性治理理论,从韧性技术、韧性组织和韧性环境三个维度入手,构建产业协同应急恢复阶段的智慧情报服务模式;最后,以我国半导体产业为例,阐释该模式的运行流程,分析该模式的价值。[结果/结论]文章系统性地提出产业协同应急恢复阶段的智慧情报服务需求,构建产业协同应急恢复阶段的智慧情报服务模式,明确其运行流程,利用Vensim进行系统动力学仿真,验证该模式的有效性并进行敏感性分析,剖析该模式的实际价值,为我国产业面对危机事件的处置、恢复及治理提供了智慧情报服务模式的支持,为产业链与创新链融合创造基础。

真空灭弧室与SF_6灭弧室串联的混合断路器开断容量增益特性分析

基于真空和SF6气体两种不同灭弧介质的灭弧特点,分析真空灭弧室与SF6灭弧室串联组成的混合断路器可获得更大开断能力的机理。根据混合断路器开断能力提高机理提出对其操动控制机构的要求,并将额定电压12 kV,开断电流20kA的真空断路器与额定电压12 kV,开断电流6.3 kA的SF6断路器串联搭建光控模块式混合断路器实验模型。对实验模型进行短路电流开断测试,并对比单个SF6断路器与基于相同SF6断路器串联真空断路器的混合断路器的短路电流开断能力。得出SF6断路器与混合断路器的开断容量曲线,混合断路器相比SF6断路器开断容量增益倍数在1.4以上。证明混合断路器可在不增加SF6气体使用量的前提下提高短路电流开断容量。

极端事件下基于城市分区电网孤岛运行的韧性提升技术研究及展望

近年来,严重自然灾害、恶意攻击等极端事件日益频繁发生,严重威胁我国城市分区电网的安全运行。在失去外部电力供应的极端场景下,城市分区电网通过离网控制或故障恢复可进入孤岛状态运行,对于保障关键负荷的不间断供电和电网快速恢复具有重要意义。首先,概述了我国城市电网分区运行的基本结构及孤岛运行场景;然后,深入探讨了支撑城市分区电网孤岛运行的韧性提升技术所面临的挑战,并综述了已有文献在离网控制和故障恢复方面的研究进展;最后,对城市分区电网韧性提升的基础理论、关键技术和示范应用前景进行了展望。