Optimal Configuration Strategy of Mobile Energy Storage in Distribution Network Considering Balance Between Resilience and Economy

Lu ZHANG; Rui HUANG; Zhaoqi WANG; Wei TANG; Ying CHEN

doi:10.7500/AEPS20200222006

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

Optimal Configuration Strategy of Mobile Energy Storage in Distribution Network Considering Balance Between Resilience and Economy

Basic Research | 更新时间：2025-06-16

- Optimal Configuration Strategy of Mobile Energy Storage in Distribution Network Considering Balance Between Resilience and Economy
- Automation of Electric Power Systems Vol. 44, Issue 21, Pages: 23-31(2020)
- 作者机构：
  
  1.中国农业大学信息与电气工程学院，北京市 100083
  2.清华大学电机工程与应用电子技术系，北京市 100084
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  Funds for International Cooperation and Exchange of the National Natural Science Foundation of China
- DOI：10.7500/AEPS20200222006
  CLC：
- Received：22 February 2020，
  
  Revised：2020-07-09，
  
  Published Online：11 August 2020，
  
  Published：10 November 2020
- 稿件说明：
移动端阅览
张璐,黄睿,王照琪等.考虑恢复力与经济性均衡的配电网移动储能优化配置策略[J].电力系统自动化,2020,44(21):23-31.

ZHANG Lu,HUANG Rui,WANG Zhaoqi,et al.Optimal Configuration Strategy of Mobile Energy Storage in Distribution Network Considering Balance Between Resilience and Economy[J].Automation of Electric Power Systems,2020,44(21):23-31.
张璐,黄睿,王照琪等.考虑恢复力与经济性均衡的配电网移动储能优化配置策略[J].电力系统自动化,2020,44(21):23-31. DOI： 10.7500/AEPS20200222006.

ZHANG Lu,HUANG Rui,WANG Zhaoqi,et al.Optimal Configuration Strategy of Mobile Energy Storage in Distribution Network Considering Balance Between Resilience and Economy[J].Automation of Electric Power Systems,2020,44(21):23-31. DOI： 10.7500/AEPS20200222006.

摘要

近年来风涝等极端自然灾害频发，灾后配电网生命线负荷的持续供电面临严峻挑战。针对台风灾害下配电网灾损难以准确评估、配电网恢复力与经济性难以兼顾的现状，结合台风历史数据与致灾机理，建立了同时考虑台风与暴雨的数据-机理联合驱动的台风下配电网故障率模型；针对极端灾害数据少、预测精度低的问题，利用

http://html.publish.founderss.cn/rc-pub/api/common/picture?pictureId=4889522&type=

http://html.publish.founderss.cn/rc-pub/api/common/picture?pictureId=4889511&type=

2.37066674

3.64066648

散度获得灾害持续时间的条件风险价值(

http://html.publish.founderss.cn/rc-pub/api/common/picture?pictureId=4889536&type=

http://html.publish.founderss.cn/rc-pub/api/common/picture?pictureId=4889531&type=

9.65199947

2.87866688

)；将移动储能容量作为决策变量，利用纳什谈判方法构建配电网经济性和恢复力均衡模型，实现了对于恢复力和经济性的综合考虑。通过算例测试验证了所提策略的有效性。

Abstract

In recent years

extreme natural disasters such as storms and floods occur frequently

so it is a severe challenge to maintain the continuous power supply for primary loads in distribution networks after disasters. Currently

there are difficulties in accurately evaluating the damage to distribution networks under typhoon disaster and balancing the resilience and economy of distribution networks. To solve the problems above

a joint data-driven and mechanism-driven model of failure rates under typhoon and rainstorms is proposed based on historical data and disaster mechanisms of typhoon. To deal with the lack of data under extreme natural disasters and low forecasting accuracy

conditional value at risk (

http://html.publish.founderss.cn/rc-pub/api/common/picture?pictureId=4889552&type=

http://html.publish.founderss.cn/rc-pub/api/common/picture?pictureId=4889542&type=

8.29733276

2.45533323

) of disaster duration is obtained by using

http://html.publish.founderss.cn/rc-pub/api/common/picture?pictureId=4889571&type=

http://html.publish.founderss.cn/rc-pub/api/common/picture?pictureId=4889561&type=

2.03200006

3.13266659

divergence. Taking the capacities of mobile energy storages as decision variables

and the Nash bargaining theory is used to establish the balance model between the economy and resilience of distribution networks

which realizes the comprehensive consideration of resilience and economy. The effectiveness of the proposed strategy is verified by an example test.

关键词

Keywords

references

别朝红，林雁翎，邱爱慈 . 弹性电网及其恢复力的基本概念与研究展望［J］. 电力系统自动化， 2015 ， 39 （ 22 ）： 1 - 9 .

BIE Zhaohong ， LIN Yanling ， QIU Aici . Concept and research prospects of power system resilience ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2015 ， 39 （ 22 ）： 1 - 9 .

高海翔，陈颖，黄少伟，等 . 配电网韧性及其相关研究进展［J］. 电力系统自动化， 2015 ， 39 （ 23 ）： 1 - 8 .

GAO Haixiang ， CHEN Ying ， HUANG Shaowei ， et al . Distribution systems resilience： an overview of research progress ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2015 ， 39 （ 23 ）： 1 - 8 .

薛禹胜，吴勇军，谢云云，等 . 复合自然灾害下的电力系统稳定性分析［J］. 电力系统自动化， 2016 ， 40 （ 4 ）： 10 - 18 .

XUE Yusheng ， WU Yongjun ， XIE Yunyun ， et al . Power system stability analysis for intercurrent natural disasters ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2016 ， 40 （ 4 ）： 10 - 18 .

张亮，佟烁，张令涛，等 . 基于地理信息与电网外部环境的电网地图设计［J］. 电力系统自动化， 2019 ， 43 （ 22 ）： 137 - 142 .

ZHANG Liang ， TONG Shuo ， ZHANG Lingtao ， et al . Design of power grid map based on geographic information and external environment ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2019 ， 43 （ 22 ）： 137 - 142 .

MIGLIANTI F ， CIPOLLINI F ， LUCA O ， et al . Model scale cavitation noise spectra prediction： combining physical knowledge with data science ［J］. Ocean Engineering ， 2019 ， 178 （ 15 ）： 185 - 203 .

王琦，李峰，汤奕，等 . 基于物理-数据融合模型的电网暂态频率特征在线预测方法［J］. 电力系统自动化， 2018 ， 42 （ 19 ）： 1 - 9 .

WANG Qi ， LI Feng ， SHANG Yi ， et al . On-line prediction method of transient frequency characteristics for power grid based on physical-statistical model ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2018 ， 42 （ 19 ）： 1 - 9 .

LEI Shunbo ， WANG Jianhui ， CHEN Chen ， et al . Mobile emergency generator pre-positioning and real-time allocation for resilient response to natural disasters ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2016 ， 9 （ 3 ）： 2030 - 2041 .

LEI Shunbo ， CHEN Chen ， HUI Zhou ， et al . Routing and scheduling of mobile power sources for distribution system resilience enhancement ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2019 ， 10 （ 5 ）： 5650 - 5662 .

邱若臻，苑红涛，李翔，等 . CVaR下基于 Ф -散度的单周期库存鲁棒优化模型［J］. 系统工程理论与实践， 2015 ， 35 （ 12 ）： 3056 - 3064 .

QIU Ruozhen ， YUAN Hongtao ， LI Xiang ， et al . The Ф -divergence-based robust optimization model of a single-period inventory under CVaR ［J］. Systems Engineering： Theory & Practice ， 2015 ， 35 （ 12 ）： 3056 - 3064 .

MOAZENI S ， WARREN B P ， HAJIMIRAGHA A H . Mean-conditional value-at-risk optimal energy storage operation in the presence of transaction costs ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2015 ， 30 （ 3 ）： 1222 - 1232 .

WEI Wei ， LIU Feng ， WANG Jianhui ， et al . Robust environmental-economic dispatch incorporating wind power generation and carbon capture plants ［J］. Applied Energy ， 2016 ， 183 ： 674 - 684 .

HUA Xie ， TENG Xiaofei ， YIN Xu ， et al . Optimal energy storage sizing for networked microgrids considering reliability and resilience ［J］. IEEE Access ， 2019 ， 7 ： 86336 - 86348 .

PARDO L . Statistical inference based on divergence measures ［M］. Boca Raton ， USA： Chapman & Hall/CRC Press ， 2006 .

宋晓喆，汪震，甘德强，等 . 台风天气条件下的电网暂态稳定风险评估［J］. 电力系统保护与控制， 2012 ， 40 （ 24 ）： 1 - 8 .

SONG Xiaozhe ， WANG Zhen ， GAN Deqiang ， et al . Transient stability risk assessment of power grid under typhoon weather ［J］. Power System Protection and Control ， 2012 ， 40 （ 24 ）： 1 - 8 .

尹超雄，唐武勤，温灵锋，等 . 台风天气下配电网可靠性的新型评估算法［J］. 电力系统保护与控制， 2018 ， 46 （ 4 ）： 138 - 143 .

YIN Chaoxiong ， TANG Wuqin ， WEN Lingfeng ， et al . A new method for reliability evaluation of distribution network considering the influence of typhoon ［J］. Power System Protection and Control ， 2018 ， 46 （ 4 ）： 138 - 143 .

王佰淮 . 计及气象信息的电网可靠性分析［D］. 天津：天津大学， 2015 .

WANG Baihuai . Reliability analysis of power grid considering the meteorological information ［D］. Tianjin ： Tianjin University ， 2015 .

刘俊，周宏，鲁春辉，等 . 城市暴雨强度公式研究进展与述评［J］. 水科学进展， 2018 ， 29 （ 6 ）： 898 - 910 .

LIU Jun ， ZHOU Hong ， LU Chunhui ， et al . A review on recent advances of urban rainfall intensity-duration-frequency relationships ［J］. Advances in Water Science ， 2018 ， 29 （ 6 ）： 898 - 910 .

王兆坤 . 洪涝灾害下电力损失及停电经济影响的综合评估研究［D］. 长沙：湖南大学， 2012 .

WANG Zhaokun . Study on the comprehensive evaluation of power loss and economic impact of power failure under flood and waterlogging disaster ［D］. Changsha ： Hunan University ， 2012 .

许志恒，张勇军，陈泽兴，等 . 考虑运行策略和投资主体利益的电转气容量双层优化配置［J］. 电力系统自动化， 2018 ， 42 （ 13 ）： 76 - 84 .

XU Zhiheng ， ZHANG Yongjun ， CHEN Zexing ， et al . Bi-level optimal capacity configuration for power to gas facilities considering operation strategy and investment subject benefit ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2018 ， 42 （ 13 ）： 76 - 84 .

何小良，章雷其，张俊峰，等 . 灾害条件下移动应急电源组网和分散控制策略［J］. 电力系统自动化， 2017 ， 41 （ 15 ）： 107 - 112 .

HE Xiaoliang ， ZHANG Leiqi ， ZHANG Junfeng ， et al . Formation scheme and decentralized control of microgrids consisting of mobile emergency power sources during natural disasters ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2017 ， 41 （ 15 ）： 107 - 112 .

熊雄，杨仁刚，叶林，等 . 电力需求侧大规模储能系统经济性评估［J］. 电工技术学报， 2013 ， 28 （ 9 ）： 224 - 230 .

XIONG Xiong ， YANG Rengang ， YE Lin ， et al . Economic evaluation of large-scale energy storage allocation in power demand side ［J］. Transactions of China Electrotechnical Society ， 2013 ， 28 （ 9 ）： 224 - 230 .

薛金花，叶季蕾，陶琼，等 . 采用全寿命周期成本模型的用户侧电池储能经济可行性研究［J］. 电网技术， 2016 ， 40 （ 8 ）： 2471 - 2476 .

XUE Jinhua ， YE Jilei ， TAO Qiong ， et al . Economic feasibility of user-side battery energy storage based on whole-life-cycle cost model ［J］. Power System Technology ， 2016 ， 40 （ 8 ）： 2471 - 2476 .

刘洪，李吉峰，葛少云，等 . 基于多主体博弈与强化学习的并网型综合能源微网协调调度［J］. 电力系统自动化， 2019 ， 43 （ 1 ）： 40 - 48 .

LIU Hong ， LI Jifeng ， GE Shaoyun ， et al . Coordinated scheduling of grid-connected integrated energy microgrid based on multi-agent game and reinforcement learning ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2019 ， 43 （ 1 ）： 40 - 48 .

HASSIJA V ， CHAMOLA V ， HAN Guangjie ， et al . DAGIoV： a framework for vehicle to vehicle communication using directed acyclic graph and game theory ［J］. IEEE Transactions on Vehicular Technology ， 2020 ， 69 （ 4 ）： 4182 - 4191 .

许寅，王颖，和敬涵，等 . 多源协同的配电网多时段负荷恢复优化决策方法［J］. 电力系统自动化， 2020 ， 44 （ 2 ）： 123 - 131 .

XU Yin ， WANG Ying ， HE Jinghan ， et al . Optimal decision-making method for multi-period load restoration in distribution network with coordination of multiple sources ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2020 ， 44 （ 2 ）： 123 - 131 .

王建，熊小伏，李哲，等 . 气象环境相关的输电线路故障时间分布特征及模拟［J］. 电力自动化设备， 2016 ， 36 （ 3 ）： 109 - 114 .

WANG Jian ， XIONG Xiaofu ， LI Zhe ， et al . Time distribution of weather-related transmission line failure and its fitting ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2016 ， 36 （ 3 ）： 109 - 114 .

Views

下载量

CSCD

Alert me when the article has been cited

提交

Tools

Publicity Resources

Day-ahead Spatio-Temporal Interaction Method of Electric Vehicles, Aggregators and Distribution Network for Photovoltaic Accommodation

Related Author

LI Baichen

WANG Xin

GUO Qi

TU Chunming

ZHANG Song

LI Tianlin

LIU Ziyu

LIU Dafu

Related Institution

National Engineering Research Center for Electrical Energy Conversion and Control (Hunan University)

Electric Power Science Research Institute of Guizhou Power Grid Co., Ltd.

State Key Laboratory of Electrical Insulation and Power Equipment (Xi’an Jiaotong University)

Pudong Power Supply Company of State Grid Shanghai Electric Power Co., Ltd.

Electric Power Science Research Institude of Guizhou Power Grid Co., Ltd.

⁰