Planning Method for Cyber-Physical Distribution System Considering Spatial-Temporal Flexibility Resource Collaboration

WU Shutan; WANG Qi; YU Changping; HU Qinran; SONG Meng; TANG Yi

doi:10.7500/AEPS20241125001

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Planning Method for Cyber-Physical Distribution System Considering Spatial-Temporal Flexibility Resource Collaboration

Basic Research | 更新时间：2025-08-05

- Planning Method for Cyber-Physical Distribution System Considering Spatial-Temporal Flexibility Resource Collaboration
- Automation of Electric Power Systems Vol. 49, Issue 15, Pages: 74-88(2025)
- 作者机构：
  
  东南大学电气工程学院，江苏省南京市210096
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  National Natural Science Foundation of China(52477077)
- DOI：10.7500/AEPS20241125001
  CLC：
- Received：25 November 2024，
  
  Revised：2025-03-03，
  
  Published Online：12 May 2025，
  
  Published：10 August 2025
- 稿件说明：
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吴舒坦,王琦,于昌平等.计及时空灵活性资源协同的配电信息物理系统规划方法[J].电力系统自动化,2025,49(15):74-88.

WU Shutan,WANG Qi,YU Changping,et al.Planning Method for Cyber-Physical Distribution System Considering Spatial-Temporal Flexibility Resource Collaboration[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(15):74-88.
吴舒坦,王琦,于昌平等.计及时空灵活性资源协同的配电信息物理系统规划方法[J].电力系统自动化,2025,49(15):74-88. DOI： 10.7500/AEPS20241125001.

WU Shutan,WANG Qi,YU Changping,et al.Planning Method for Cyber-Physical Distribution System Considering Spatial-Temporal Flexibility Resource Collaboration[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(15):74-88. DOI： 10.7500/AEPS20241125001.

摘要

随着信息物理系统深度耦合发展，传统配电网规划面临诸多挑战。一方面，配电网日益复杂的交互方式和控制机理使得传统的信息物理独立规划方案难以保证电网整体最优；另一方面，具有调节潜力和故障响应能力的时空灵活性资源的广泛接入，对规划主体提出了新的要求。在信息物理网络耦合背景下，文中提出了计及时空灵活性资源协同的配电信息物理系统规划方法。首先，基于配电信息物理系统整体架构，阐述了灵活性资源参与的配电网时空调度策略，以及时空灵活性资源交互方式和调度特性；然后，提出了考虑信息系统影响和灵活性资源时空转移潜力的配电信息物理系统协同框架、规划模型和求解算法，并通过关键故障集生成和筛选，验证了所提规划方法下的配电网恢复能力；最后，在改进的标准配电系统及外部耦合网络中初步探讨了所提方案的经济性、可靠性和故障支撑能力。

Abstract

With the deep coupling development of cyber-physical systems

traditional distribution network planning is facing numerous challenges. On one hand

the increasingly complex interaction modes and control mechanisms of distribution networks make traditional independent cyber-physical planning schemes unable to ensure the overall optimality of the power grid. On the other hand

the extensive integration of spatial-temporal flexibility resources with regulation potential and fault response capabilities poses new requirements on the planning entities. In the context of cyber-physical network coupling

this paper proposes a planning method for cyber-physical distribution systems considering spatial-temporal flexibility resource collaboration. Firstly

based on the overall architecture of the cyber-physical distribution system

the spatial-temporal scheduling strategies for distribution networks involving flexibility resources

as well as the interaction modes and scheduling characteristics of spatial-temporal flexibility resources are described. Then

the collaborative framework

planning model

and solution algorithm for the cyber-physical distribution system are proposed considering the influence of cyber systems and the potential for spatial-temporal transfer of flexibility resources

and the distribution network recovery capability of the proposed planning method is verified through the generation and screening of key fault sets. Finally

in a modified standard distribution system with external coupling network

the economy

reliability

and fault support capabilities of the proposed scheme are preliminarily discussed.

关键词

Keywords

references

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