Active Restoration Strategy for Distribution Network Based on Spatial-Temporal Reconfiguration of Grid-forming Power Sources

XIANG Hong; FENG Zhongnan; CAO Shankang; YAO Wei; WEI Fanrong; LIN Xiangning

doi:10.7500/AEPS20240427001

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Active Restoration Strategy for Distribution Network Based on Spatial-Temporal Reconfiguration of Grid-forming Power Sources

Basic Research | 更新时间：2025-06-16

- Active Restoration Strategy for Distribution Network Based on Spatial-Temporal Reconfiguration of Grid-forming Power Sources
- Automation of Electric Power Systems Vol. 49, Issue 6, Pages: 119-133(2025)
- 作者机构：
  
  华中科技大学电气与电子工程学院，湖北省武汉市 430074
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  National Natural Science Foundation of China(U22B20106)
- DOI：10.7500/AEPS20240427001
  CLC：
- Received：27 April 2024，
  
  Revised：2024-08-12，
  
  Published Online：17 February 2025，
  
  Published：25 March 2025
- 稿件说明：
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向红,冯忠楠,曹善康等.基于构网型电源时空重配置的配电网主动恢复策略[J].电力系统自动化,2025,49(6):119-133.

XIANG Hong,FENG Zhongnan,CAO Shankang,et al.Active Restoration Strategy for Distribution Network Based on Spatial-Temporal Reconfiguration of Grid-forming Power Sources[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(6):119-133.
向红,冯忠楠,曹善康等.基于构网型电源时空重配置的配电网主动恢复策略[J].电力系统自动化,2025,49(6):119-133. DOI： 10.7500/AEPS20240427001.

XIANG Hong,FENG Zhongnan,CAO Shankang,et al.Active Restoration Strategy for Distribution Network Based on Spatial-Temporal Reconfiguration of Grid-forming Power Sources[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(6):119-133. DOI： 10.7500/AEPS20240427001.

摘要

现有配电网主动恢复策略中，有限容量的构网型电源同时发挥能量、惯量支撑作用时存在的固有冲突导致网内资源无法充分利用，恢复效果欠佳。为此，文中精细化考虑构网型电源的多重支撑能力，提出基于构网型电源时空重配置的配电网主动恢复策略。首先，提出构网型电源重配置参与配电网恢复的调度理念，以构网型电源作为分区起点，协同新能源机组，形成多分区可持续供电态势；其次，考虑源荷投切及源荷不确定性，分析分区扩展过程中动态扰动下系统的频率指标，并计及构网型电源在惯量、一次调频、负荷功率三方面的支撑作用，推导兼顾频率安全与功率需求的分区扩展约束；然后，针对多电源重配置导致分区不定的问题，基于虚拟供电代理思想，建立多构网型电源参与的分区网架延拓模型，并结合扩展约束形成总恢复模型；最后，算例结果证明了所提策略的可行性及优越性。

Abstract

In the existing active restoration strategy for distribution networks

the inherent conflict exists when limited-capacity grid-forming power sources play the role of energy and inertia support at the same time

which leads to insufficient utilization of network resources and poor restoration effect. Therefore

this paper carefully considers the multiple support capabilities of grid-forming power sources

and proposes the active restoration strategy for distribution networks based on spatial-temporal reconfiguration of grid-forming power sources. Firstly

the dispatching concept of reconfiguration of grid-forming power source participating in distribution network restoration is proposed

which takes grid-forming power source as the starting point of partition and collaborates with new energy units to form a multi-zone sustainable power supply situation. Secondly

considering the switching and the uncertainty of the source and load

the frequency indices of the system under dynamic disturbance in the process of partition expansion are analyzed

and the supporting role of grid-forming power sources in inertia

primary frequency regulation and load power is taken into account. Then

to solve the problem of uncertain partition caused by multiple power source reconfiguration

based on the idea of virtual power supply agent

the partitioned network extension model involving multiple grid-forming power sources is established

and the total recovery model is formed by combining the extension constraints. Finally

the results of a numerical case prove the feasibility and superiority of the proposed strategy.

关键词

Keywords

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