配电网多时段在线恢复决策问题的两阶段求解算法

王颖; 和敬涵; 王小君; 许寅; 刘家妤; 张琪祁

doi:10.7500/AEPS20200409007

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配电网多时段在线恢复决策问题的两阶段求解算法

学术研究 | 更新时间：2025-06-16

- 配电网多时段在线恢复决策问题的两阶段求解算法
- Two-stage Solving Algorithm for Online Decision-making on Multi-period Distribution Network Restoration
- 电力系统自动化-方正平台 2021年45卷第3期页码：121-129
- 作者机构：
  
  1.北京交通大学电气工程学院，北京市 100044
  2.国网上海市电力公司电力科学研究院，上海市 200437
- 作者简介：
  
  王颖(1992—)，女，博士，讲师，主要研究方向：韧性电网、配电网恢复、电力交通融合。E-mail：yingwang1992@bjtu.edu.cn
  和敬涵(1964—)，女，博士，教授，博士生导师，主要研究方向：电力系统保护与控制、电力系统自愈恢复、主动配电网。E-mail：jhhe@bjtu.edu.cn
  王小君(1978—)，男，通信作者，博士，副教授，博士生导师，主要研究方向：主动配电网运行优化与故障诊断、电能质量、综合能源系统优化运行、配电网/综合能源系统应急恢复。E-mail：xjwang1@bjtu.edu.cn
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金资助项目(51807004);中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2018JBZ004)
- DOI：10.7500/AEPS20200409007
  中图分类号：
- 收稿日期：2020-04-09，
  
  修回日期：2020-08-28，
  
  网络出版日期：2020-12-28，
  
  纸质出版日期：2021-02-10
- 稿件说明：
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王颖,和敬涵,王小君等.配电网多时段在线恢复决策问题的两阶段求解算法[J].电力系统自动化,2021,45(3):121-129.

WANG Ying,HE Jinghan,WANG Xiaojun,et al.Two-stage Solving Algorithm for Online Decision-making on Multi-period Distribution Network Restoration[J].Automation of Electric Power Systems,2021,45(3):121-129.
王颖,和敬涵,王小君等.配电网多时段在线恢复决策问题的两阶段求解算法[J].电力系统自动化,2021,45(3):121-129. DOI： 10.7500/AEPS20200409007.

WANG Ying,HE Jinghan,WANG Xiaojun,et al.Two-stage Solving Algorithm for Online Decision-making on Multi-period Distribution Network Restoration[J].Automation of Electric Power Systems,2021,45(3):121-129. DOI： 10.7500/AEPS20200409007.

摘要

大停电事故后，在配电网失去上级电网支撑的情况下，可协同多种本地电源恢复网内重要负荷供电，减小损失，提升韧性。为了实现有限发电资源的优化配置，此场景下的恢复问题通常可以建模为多时段恢复问题。然而由于恢复问题中的整数变量和非凸潮流约束，目前尚无方法能够对其有效求解，无法满足在线决策要求。文中提出多时段在线恢复决策问题的两阶段高效求解算法：第1阶段为基于最大生成树算法的辐射状拓扑确定算法，第2阶段为确定负荷状态的整数变量松弛迭代算法。最后，在改进的62节点配电网算例进行测试，验证了两阶段求解算法的可行性和优势，表明所提算法能够实现在线应用，辅助运行人员进行恢复决策。

Abstract

If the distribution network loses the support of upper-level grids after an power outage

multiple local sources can be coordinated to restore critical loads

decreasing the losses and enhancing the resilience. To realize optimized allocation of limited generation resources

the restoration problem in this case can be formulated as a multi-period restoration problem. However

due to the integer variables and nonconvex power flow constraints

it is difficult to solve the multi-period restoration problem efficiently so as to satisfy the online decision-making requirement. This paper proposes a two-stage solving method to efficiently solve the multi-period restoration problem. In the first stage

a maximum spanning tree heuristic (MST) based algorithm is proposed to determine the radial topology. In the second stage

an iterative algorithm based on integer variable relaxation is proposed to determine the load status. Finally

the modified 62-bus distribution system is used to demonstrate the proposed algorithms of the two-stage solving method. The results show that the proposed method is effective and superior

and the proposed algorithm is promising in online application to assist the restoration decision of operators.

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 .

许寅，和敬涵，王颖，等 . 韧性背景下的配网故障恢复研究综述及展望［J］. 电工技术学报， 2019 ， 34 （ 16 ）： 3416 - 3429 .

XU Yin ， HE Jinghan ， WANG Ying ， et al . A review on distribution system restoration for resilience enhancement ［J］. Transactions of China Electrotechnical Society ， 2019 ， 34 （ 16 ）： 3416 - 3429 .

刘伟佳，孙磊，林振智，等 . 含间歇电源、储能和电动汽车的配电孤岛短时恢复供电策略［J］. 电力系统自动化， 2015 ， 39 （ 16 ）： 49 - 58 .

LIU Weijia ， SUN Lei ， LIN Zhenzhi ， et al . Short-period restoration strategy in isolated electrical islands with intermittent energy sources，energy storage systems and electric vehicles ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2015 ， 39 （ 16 ）： 49 - 58 .

XU Y ， LIU C ， WANG Z ， et al . DGs for service restoration to critical loads in a secondary network ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2019 ， 10 （ 1 ）： 435 - 447 .

WANG Ying ， XU Yin ， HE Jinghan ， et al . Coordinating multiple sources for service restoration to enhance resilience of distribution systems ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2019 ， 10 （ 5 ）： 5781 - 5793 .

XU Y ， LIU C ， Kevin P S ， et al . Microgrids for service restoration to critical load in a resilient distribution system ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2018 ， 9 （ 1 ）： 426 - 437 .

GAO Haixiang ， CHEN Ying ， XU Yin ， et al . Resilience-oriented critical load restoration using microgrids in distribution systems ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2016 ， 7 （ 6 ）： 2837 - 2848 .

CHEN Bo ， CHEN Chen ， WANG Jianhui ， et al . Sequential service restoration for unbalanced distribution systems and microgrids ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2018 ， 33 （ 2 ）： 1507 - 1520 .

WANG Zeyu ， WANG Jianhui ， CHEN Chen . A three-phase microgrid restoration model considering unbalanced operation of distributed generation ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2018 ， 9 （ 4 ）： 3594 - 3604 .

CHEN Bo ， CHEN Chen ， WANG Jianhui ， et al . Multi-time step service restoration for advanced distribution systems and microgrids ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2018 ， 9 （ 6 ）： 6793 - 6805 .

WANG Zhaoyu ， CHEN Bo ， WANG Jianhui ， et al . Networked microgrids for self-healing power systems ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2016 ， 7 （ 1 ）： 310 - 319 .

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 .

刘家妤，马佳骏，王颖，等 . 多源协同的智能配电网故障恢复次序优化决策方法［J］. 电力建设， 2020 ， 41 （ 6 ）： 100 - 106 .

LIU Jiayu ， MA Jiajun ， WANG Ying ， et al . Restoration sequence decision-making for smart distribution system considering multiple sources coordination ［J］. Electric Power Construction ， 2020 ， 41 （ 6 ）： 100 - 106 .

MATOUŠEK J ， SHARIR M ， WELZL E . A subexponential bound for linear programming ［J］. Algorithmica ， 1996 ， 16 （ 4/5 ）： 498 - 516 .

CORMEN T T ， LEISERSON C E ， RIVEST R L ， Introduction to algorithms ［M］. Cambridge， USA ： MIT Press ， 1990 .

MOSEK Optimization Toolbox for Matlab 9 . 1.13 ［Z/OL］ . ［2020-06-10］ . https：//docs.mosek.com/9.1/toolbox/index.html https://docs.mosek.com/9.1/toolbox/index.html .

钟永洁，孙永辉，谢东亮，等 . 含电-热-气-冷子系统的区域综合能源系统多场景优化调度［J］. 电力系统自动化， 2019 ， 43 （ 12 ）： 76 - 96 .

ZHONG Yongjie ， SUN Yonghui ， XIE Dongliang ， et al . Multi-scenario optimal dispatch of regional integrated energy system with power-heating-gas-cooling subsystems ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2019 ， 43 （ 12 ）： 76 - 96 .

文云峰，瞿小斌，肖友强，等 . 耦合能量枢纽多区域电—气互联能源系统分布式协同优化调度［J］. 电力系统自动化， 2019 ， 43 （ 9 ）： 22 - 34 .

WEN Yunfeng ， QU Xiaobin ， XIAO Youqiang ， et al . Distributed coordinated optimal dispatch of multi-regional electricity-gas integrated energy systems with energy hubs ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2019 ， 43 （ 9 ）： 22 - 34 .

王静，徐箭，廖思阳，等 . 计及新能源出力不确定性的电气综合能源系统协同优化［J］. 电力系统自动化， 2019 ， 43 （ 15 ）： 2 - 15 .

WANG Jing ， XU Jian ， LIAO Siyang ， et al . Coordinated optimization of integrated electricity-gas energy system considering uncertainty of renewable energy output ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2019 ， 43 （ 15 ）： 2 - 15 .

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