智能配电网恢复力的评估理论与方法研究

Smart distribution system resilience describes the ability of a system to respond to and recover from disruptive events. The requirement for resilience has become an essential part of the smart distribution system paradigm. This project is the first one to thoroughly and theoretically analyze smart distribution system resilience from model, evaluation methods, metrics and enhancing strategies. First, considering the limitation of traditional reliability analysis in evaluating correlated failures, a component complex failure model is established by taking into consideration both independent failures and correlated failures. Second, Subset Simulation is used to improve sampling efficiency, and by incorporating the recovery process into evaluation procedure, the resilience of smart distribution system can be captured and analyzed comprehensively. Finally, a metric system based on the Partitioned Multi-Objective risk method is constructed, then practical resilience enhancing strategies are investigated. Method proposed in this project combines the resistance and recovery of smart distribution system to disruptive events. Research in this project aims at breakthrough in the theory and evaluation technologies in smart distribution system. It will provide practical strategies to enhance resilience and assist decision-making for resilience-based planning and operation of smart distribution system.

电力系统恢复力指的是系统遭受各种冲击事件后的抵御和恢复能力，是智能电网发展的必然要求。项目首次在我国提出智能配电网恢复力的研究，旨在从恢复力模型、评估方法以及提升策略方面有所突破，建立全面系统的智能配电网恢复力评估的理论与方法。首先，建立考虑元件复杂故障模式的智能配电网恢复力模型，克服现有可靠性评估通常忽略故障相关性的不足。其次，采用子集模拟并考虑故障后系统的恢复过程，提出完善的智能配电网恢复力评估方法，解决小概率-高损失稀有事件捕捉的理论难题。最后，构建基于分割多目标风险分析的多层次恢复力评价指标体系，有针对地提出智能配电网恢复力提升策略。项目所提方法同时考虑系统在冲击事件下的抵御能力和冲击事件后的恢复能力，可以实现对智能配电网恢复力的准确评估。本项目力争在智能配电网恢复力评估基础理论和关键技术上有所突破，切实提升智能配电网恢复力，为配电网规划、运行提供决策依据和理论支持。

电力系统是关系到国家安全和国民经济命脉的重要基础设施，保障电力安全可靠供应、提升电网恢复力成为国内外广泛关注的课题。本项目在各种极端事件日益威胁电力系统安全运行的背景下，在国内首次提出并开展智能配电网恢复力的研究，从恢复力模型、评估方法、提升策略三个方面，建立全面系统的智能配电网恢复力理论，有效解决了配电网在极端事件下的脆弱性问题，引领了配电网恢复力的研究方向。.在恢复力模型研究方面，为解决复杂极端事件的建模难题，建立起可以统一考虑影响范围、危害程度等因素的冲击事件分级模型，从内因和外因两方面研究了智能配电网各类元件的故障机理，建立起考虑智能电网各类元件复杂故障模式的智能配电网恢复力模型。在智能配电网恢复力评估方面，完成极端事件下智能配电网恢复力水平的评估理论框架，从灾前坚强程度、灾中抵抗能力以及灾后恢复能力等不同侧面综合反映配电网恢复力水平，并建立一整套配电网恢复力的评估方法以及评价指标体系，从而实现对智能配电网恢复力的定量评估。在智能配电网恢复力提升策略方面，从硬件强化规划和优化运行策略两个层面提出较为全面的配电网恢复力提升策略。提出配电网关键线路识别与强化方法，在规划阶段提升配网对灾害的抵御能力;提出主动配电网分区重构方法、互联微网资源优化调度方法和电-气系统修复队伍优化调遣方法，通过优化运行保障配网在灾后维持必要的功能，减小停电损失。.本项目的研究为智能配电网在极端事件下的恢复力提供了有效的建模方法和量化评估手段，为提升电网恢复力的规划和运行提供了良好的决策依据和切实可行的技术支持，能有效提高我国智能配电网恢复力水平，对确保我国电力安全、保证重要设施在各种威胁下持续可靠供电具有重要战略意义。.本项目在国内外核心学术刊物发表论文9篇，国际、国内学术会议论文4篇。所发表论文被SCI检索6篇，EI检索9篇；申请国家发明专利5项，授权软件著作权4项；培养博士研究生4名，硕士研究生7名。以本项目研究成果为基础，项目组获批了1项中国工程院咨询研究项目、2项国家电网公司总部科技项目以及1项南方电网公司科技项目，在国内恢复力研究领域起到了引领作用。