Coordinated Planning of Source-Grid-Storage Considering Dual Uncertainties of Typhoon Characteristics and Line Faults

YUAN Zijun; ZHANG Heng; SHI Shanshan; WEI Xinchi; CHENG Haozhong

doi:10.7500/AEPS20240326003

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Coordinated Planning of Source-Grid-Storage Considering Dual Uncertainties of Typhoon Characteristics and Line Faults

Basic Research | 更新时间：2026-02-28

- Coordinated Planning of Source-Grid-Storage Considering Dual Uncertainties of Typhoon Characteristics and Line Faults
- Automation of Electric Power Systems Vol. 49, Issue 24, Pages: 75-86(2025)
- 作者机构：
  
  1.电力传输与功率变换控制教育部重点实验室（上海交通大学），上海市 200240
  2.国网上海市电力公司，上海市 200122
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  Science and Technology Project of State Grid Corporation of China(5100-202317011A-1-1-ZN)
- DOI：10.7500/AEPS20240326003
  CLC：
- Received：26 March 2024，
  
  Revised：2024-07-09，
  
  Online First：25 September 2025，
  
  Published：25 December 2025
- 稿件说明：
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苑子俊,张衡,时珊珊等.考虑台风特征与线路故障双重不确定性的源⁃网⁃储协同规划[J].电力系统自动化,2025,49(24):75-86.

YUAN Zijun,ZHANG Heng,SHI Shanshan,et al.Coordinated Planning of Source-Grid-Storage Considering Dual Uncertainties of Typhoon Characteristics and Line Faults[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(24):75-86.
苑子俊,张衡,时珊珊等.考虑台风特征与线路故障双重不确定性的源⁃网⁃储协同规划[J].电力系统自动化,2025,49(24):75-86. DOI： 10.7500/AEPS20240326003.

YUAN Zijun,ZHANG Heng,SHI Shanshan,et al.Coordinated Planning of Source-Grid-Storage Considering Dual Uncertainties of Typhoon Characteristics and Line Faults[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(24):75-86. DOI： 10.7500/AEPS20240326003.

摘要

近年来登陆的超强台风给电力系统造成了重大损失，现有韧性导向的电力系统规划未充分考虑台风致灾因素及其造成的元件故障不确定性，导致规划方案应对台风灾害的鲁棒性不足。文中结合数据驱动分布鲁棒优化提出了面向台风灾前预防的源-网-储协同规划模型。首先，基于Wasserstein距离构造蕴含台风强度等特征信息的模糊集，利用信息熵理论构造包含线路故障概率和状态信息的不确定集，用以描述台风特征和线路故障双重不确定性；然后，考虑电网负荷保供需求及投资预算等，构建包含备用电源配置、线路加固规划、储能配置在内的源-网-储协同min-max-max-min四层规划模型，结合模型特点提出了基于并行模式的嵌套列-约束生成求解算法。最后，将所提方法应用于IEEE RTS-24节点系统中，并通过构建max-min运行模拟校验模型进行样本外台风场景的对比分析，验证所提方法的有效性。

Abstract

In recent years

the super-typhoons caused significant losses to the power system. However

the existing resilience-oriented power system planning fails to adequately account for the typhoon-induced disaster factors and uncertainties of the corresponding component failure

which leads to the insufficient robustness of the planning scheme to cope with typhoon disasters. This paper employs a data-driven distributionally robust optimization and proposes a coordinated source-grid-storage planning model for pre-disaster prevention of typhoon. Firstly

in order to describe the dual uncertainties associated with both the typhoon characteristics and line fault

an ambiguity set is constructed based on the Wasserstein distance to encompass the characteristic information such as typhoon intensity. Additionally

an uncertainty set is formulated using the information entropy theory to capture the line fault probability and state information. Then

in terms of the demand of load supply and investment budget

a min-max-max-min source-grid-storage four-layer coordinated planning model including backup generation deployment

line hardening planning and energy storage deployment is established. Furthermore

a nested column-and-constraint generation (NC&CG) algorithm based on parallel mode is proposed in accordance with the characteristics of the model. Finally

the proposed method is applied to the IEEE RTS-24-node system

and the validity of the proposed method is verified by constructing a max-min operation simulation verification model for comparative analysis of out-of-sample typhoon scenarios.

关键词

Keywords

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