考虑高损失稀有事件的电力系统可靠性评估及优化决策

The emerging of rare events with heavy loss brings new challenges to power system operation. It is advantageous to capture the rare events with heavy loss and analyze their impacts on the reliability of power system optimal operation. This project customizes optimization theories and reliability evaluation algorithms to improve the efficiency of power system reliability evaluation with the consideration of rare events, and applies the evaluation results in power system optimal decision makings. The key points include:.(1) Apply variance minimization techniques to power system reliability evaluation with rare events, which first solve the optimal evaluation parameters via geometry optimization models;.(2) In terms of the reliability evaluation and identification of rare events with heavy loss in power systems, a two-stage coupling robust optimization model and efficient algorithms are proposed for system strengthening measures;.(3) Deploy the evaluation indices of rare events with heavy loss in power system optimal operation, realizing the trade-off between power system economic and reliability.. To sum up, the project will provide an efficient way for power system reliability evaluation with rare events, which offers a novel and efficient solution for power system optimal operation and decision-making.

高损失稀有事件给电力系统的可靠性和优化决策带来了新的挑战，如何有效捕捉和抑制高损失稀有事件，提高电力系统的优化运行可靠性，具有重要的研究意义。本项目将优化理论与可靠性评估算法相结合，旨在提高含稀有事件电力系统可靠性评估的效率，并将可靠性评估结果用于指导系统的优化决策，切实提高电力系统优化决策的应用水平。主要的研究内容包括：.(1) 采用方差最小化技术，首次提出建立几何优化模型寻找评估最优参数，实现含稀有事件电力系统可靠性的高效评估；.(2) 基于含稀有事件的电力系统可靠性指标及高损失稀有事件的辨识，提出两阶段耦合型鲁棒优化的系统强化措施模型及高效求解算法；.(3) 将高损失稀有事件可靠性评估指标应用于电力系统优化运行，实现经济性与可靠性的统一决策。..本项目的研究将为含稀有事件电力系统的可靠性评估提供有效手段，为系统运行人员识别和抑制高损失稀有事件提供良好的决策依据。

稀有事件具有小概率高损失的特点（如台风、地震等），给电力系统的可靠性和优化决策带来了新的挑战。如何有效捕捉和抑制稀有事件，提高电力系统的可靠性，加强运行人员对风险的控制，具有重要的研究意义。 . 本项目将优化理论和可靠性评估方法相结合，研究建立了双层优化模型精确捕捉稀有事件，并提出了系统强化模型和优化决策模型以及相应的高效求解算法。主要研究内容包括：(1) 建立双层优化模型捕捉具有一定特征的稀有事件，精确刻画小概率高损失的特征；(2)基于稀有事件的辨识理论，提出两阶段耦合型鲁棒优化的系统强化措施模型及高效求解算法；(3)将稀有事件可靠性评估应用于电力系统优化运行。. 以上三个研究内容为含稀有事件电力系统的可靠性评估提供了有效手段，提高了电网的恢复力，加强了系统运行人员对潜在风险的控制以及为运行调度人员提供了有效的优化决策方案，实现电力系统经济性与可靠性的统一。研究结果表明：(1)所提的基于双层优化的可靠性评估方法，与传统蒙特卡洛模拟法的结果具有一致性，且本项目方法计算效率远远高于蒙特卡洛法；(2)系统强化方案能够从全局角度统筹分析和识别系统薄弱环节，突出高风险设备识别无法区别小概率高损失和大概率低损失的局限，且提出算法具有很高的计算效率，为两阶段耦合型鲁棒优化求解提供了新方案；(3) 本项目提出运行优化决策能够提供有效的优化系统调度策略和优化修复资源管理方案抵御极端事件侵害，带来极大的经济效益。. 依托本项目，共培养研究生4名（包括3名国外留学生），实现育人的国际化，其中指导的学生获得校级优秀论文2篇（电气学院共5名/380人），获优秀研究生三好标兵1人（全校仅10人）。同时，项目相关模型和算法应用于国家电网公司、南方电网公司、国家重点研发计划等项目中，实现了良好的转化和应用。共发表论文42篇（其中SCI论文36篇），授权国际专利2项。项目执行期间，负责人丁涛晋升教授职称，并获“中国博士后基金特别资助”、陕西省“青年千人”、西安交通大学“青年拔尖人才计划A类”、“陕西省科学技术进步一等奖”（排名第三）等省部级荣誉。