海上多平台互联电力系统故障后的供电恢复策略

方晓伦; 杨强; 刘国锋; 项基

doi:10.7500/AEPS20200505016

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海上多平台互联电力系统故障后的供电恢复策略

学术研究 | 更新时间：2025-06-16

- 海上多平台互联电力系统故障后的供电恢复策略
- Power Supply Restoration Strategy for Offshore Multi-platform Interconnected Power System with Faults
- 电力系统自动化-方正平台 2021年45卷第7期页码：53-61
- 作者机构：
  
  1.浙江大学电气工程学院，浙江省杭州市 310027
  2.中海油研究总院有限责任公司，北京市 100028
- 作者简介：
  
  方晓伦(1996—)，女，硕士研究生，主要研究方向：新能源系统运行控制与优化。E-mail：xlf@zju.edu.cn
  杨强(1979—)，男，通信作者，教授，博士生导师，主要研究方向：复杂能源系统运行控制与智能决策。E-mail：qyang@zju.edu.cn
  刘国锋(1981—)，男，高级工程师，主要研究方向：海上油气田开发电力系统设计。E-mail：liugf2@cnooc.com.cn
- 基金信息：
  
  国家重点研发计划资助项目(2018YFB0904800);国家自然科学基金资助项目(51777183)
- DOI：10.7500/AEPS20200505016
  中图分类号：
- 收稿日期：2020-05-05，
  
  修回日期：2020-11-24，
  
  网络出版日期：2020-02-18，
  
  纸质出版日期：2021-04-10
- 稿件说明：
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方晓伦,杨强,刘国锋等.海上多平台互联电力系统故障后的供电恢复策略[J].电力系统自动化,2021,45(7):53-61.

FANG Xiaolun,YANG Qiang,LIU Guofeng,et al.Power Supply Restoration Strategy for Offshore Multi-platform Interconnected Power System with Faults[J].Automation of Electric Power Systems,2021,45(7):53-61.
方晓伦,杨强,刘国锋等.海上多平台互联电力系统故障后的供电恢复策略[J].电力系统自动化,2021,45(7):53-61. DOI： 10.7500/AEPS20200505016.

FANG Xiaolun,YANG Qiang,LIU Guofeng,et al.Power Supply Restoration Strategy for Offshore Multi-platform Interconnected Power System with Faults[J].Automation of Electric Power Systems,2021,45(7):53-61. DOI： 10.7500/AEPS20200505016.

摘要

在电力系统出现故障后，恢复非故障区域的供电可有效提高系统自愈能力。针对应急发电机、储能装置辅助的海上多平台互联电力系统，提出了一种适用于孤岛电网故障后的供电恢复策略。首先，提出了电源恢复优化模型所考虑的4种指标：故障恢复效果、故障恢复时间成本、对非故障区域内潮流影响和启动应急发电机数量。此外，给出了具有潮流约束、网络安全约束和网络拓扑约束的故障后供电恢复优化模型。然后，将遗传算法应用于该供电恢复策略中，通过改变电力系统中开关的分合状态来调整电网的运行方式，进而恢复非故障区域的供电。最后，结合IEEE 53节点配电系统和海上多平台互联电力系统的大量仿真实验，验证了所提电源恢复策略的有效性，此外，还评估了含储能的海上多平台互联电力系统的自愈控制能力。

Abstract

The power supply restoration in fault-free areas can effectively improve the system self-healing ability after power system fault. For offshore multi-platform interconnected power systems with emergency generators and energy storage device

this paper proposes a power supply restoration strategy for island power grids after fault. First

four kinds of indicators is proposed in the optimization model for power supply restoration

i.e.

the fault recover effect

the time cost of fault recovery

the influence on power flow in fault-free area

and the number of the emergency generators. Moreover

the optimization model is given with the constraints of power flow

network safety and topology. Then

the genetic algorithm is used in the power supply restoration strategy to adjust the switching state of the power system

to recover the power supply in the fault-free area. Finally

the effectiveness of the proposed power supply restoration strategy is validated through the extensive simulation experiments on IEEE 53-bus distribution system and the offshore multi-platform interconnected power system. In addition

the self-healing control ability of the offshore multi-platform interconnected power system with the energy storage device is evaluated.

关键词

Keywords

references

陈星莺，顾欣欣，余昆，等 . 城市电网自愈控制体系结构［J］. 电力系统自动化， 2009 ， 33 （ 24 ）： 38 - 42 .

CHEN Xingying ， GU Xinxin ， YU Kun ， et al . Architecture for self-healing control of urban power grid ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2009 ， 33 （ 24 ）： 38 - 42 .

李鑫，杨炳发，魏澈，等 . 电力组网技术在海洋油气田平台开发中的应用［J］. 中国海洋平台， 2011 ， 26 （ 2 ）： 53 - 56 .

LI Xin ， YANG Bingfa ， WEI Che ， et al . Application of power grid technology in the oil/gas field development ［J］. China Offshore Platform ， 2011 ， 26 （ 2 ）： 53 - 56 .

YANG F ， XIN Z ， LIU J ， et al . An integrated power restoration method based on improved genetic algorithm for active distribution network ［C］// 2017 2nd International Conference on Power and Renewable Energy ， September 20 - 23 ， 2017 ， Chengdu ， China .

李志铿，王钢，陈志刚，等 . 基于区间潮流的含分布式电源配电网故障恢复算法［J］. 电力系统自动化， 2011 ， 35 （ 24 ）： 53 - 58 .

LI Zhikeng ， WANG Gang ， CHEN Zhigang ， et al . An interval load flow based algorithm for service restoration in distribution network with distributed generations ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2011 ， 35 （ 24 ）： 53 - 58 .

武鹏，程浩忠，刘育权，等 . 考虑合环约束的配电网重构方法［J］. 电力系统自动化， 2017 ， 41 （ 11 ）： 163 - 168 .

WU Peng ， CHENG Haozhong ， LIU Yuquan ， et al . Distribution network reconfiguration method considering loop closing constraints ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2017 ， 41 （ 11 ）： 163 - 168 .

孙孔明，陈青，赵普 . 考虑环网检测的配电网拓扑重构遗传算法［J］. 电力系统自动化， 2018 ， 42 （ 11 ）： 64 - 71 .

SUN Kongming ， CHEN Qing ， ZHAO Pu . Genetic algorithm with mesh check for distribution network topology reconfiguration ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2018 ， 42 （ 11 ）： 64 - 71 .

马丽叶，王玉翠，王楚通 . 主动配电网中计及网络重构的分布式电源鲁棒规划［J］. 电力系统自动化， 2018 ， 42 （ 11 ）： 94 - 101 .

MA Liye ， WANG Yucui ， WANG Chutong . Robust planning of distributed generators in active distribution network considering network reconfiguration ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2018 ， 42 （ 11 ）： 94 - 101 .

杨丽君，吕雪姣，李丹，等 . 含分布式电源的配电网多故障抢修与恢复协调优化策略［J］. 电力系统自动化， 2016 ， 40 （ 20 ）： 13 - 19 .

YANG Lijun ， LYU Xuejiao ， LI Dan ， et al . Coordinated optimization strategy of multi-fault repair and recovery for distribution network with distributed generators ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2016 ， 40 （ 20 ）： 13 - 19 .

YAO S J ， YAN Z ， WANG Y ， et al . Distribution network reconfiguration with distributed power based on genetic algorithm ［C］// 2011 4th International Conference on Electric Utility Deregulation and Restructuring and Power Technologies ， July 6 - 9 ， 2011 ， Weihai ， China .

曹昉，张姚，李赛 . 基于网架结构相似性和适应性的主动配电网动态重构［J］. 电力系统自动化， 2019 ， 43 （ 16 ）： 78 - 85 .

CAO Fang ， ZHANG Yao ， LI Sai . Dynamic reconfiguration of active distribution network based on similarity and adaptability of network structure ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2019 ， 43 （ 16 ）： 78 - 85 .

黄红程，顾洁，方陈 . 基于无向生成树的并行遗传算法在配电网重构中的应用［J］. 电力系统自动化， 2015 ， 39 （ 14 ）： 89 - 96 .

HUANG Hongcheng ， GU Jie ， FANG Chen . Application of undirected spanning tree-based parallel genetic algorithm in distributed network reconfiguration ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2015 ， 39 （ 14 ）： 89 - 96 .

YUAN C ， ILLINDALA M S ， KHALSA A S . Modified Viterbi algorithm based distribution system restoration strategy for grid resiliency ［J］. IEEE Transactions on Power Delivery ， 2017 ， 32 （ 1 ）： 310 - 319 .

ZHAO B Y ， DONG X D ， BORNEMANN J . Service restoration for a renewable-powered microgrid in unscheduled island mode ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2015 ， 6 （ 3 ）： 1128 - 1136 .

刘伟佳，林振智，文福拴，等 . 计及重要负荷优先恢复的局部电力系统恢复策略［J］. 电力系统自动化， 2013 ， 37 （ 12 ）： 31 - 37 .

LIU Weijia ， LIN Zhenzhi ， WEN Fushuan ， et al . A restoration strategy for a local power system considering critical load pickup ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2013 ， 37 （ 12 ）： 31 - 37 .

李扬，韦钢，马钰，等 . 含电动汽车和分布式电源的主动配电网动态重构［J］. 电力系统自动化， 2018 ， 42 （ 5 ）： 102 - 110 .

LI Yang ， WEI Gang ， MA Yu ， et al . Dynamic reconfiguration of active distribution network considering electric vehicles and distributed generations ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2018 ， 42 （ 5 ）： 102 - 110 .

LI J ， MA X Y ， LIU C C ， et al . Distribution system restoration with microgrids using spanning tree search ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2014 ， 29 （ 6 ）： 3021 - 3029 .

龙高翔，于庆广，李雪，等 . 考虑可靠性的海上油田互联电力系统结构优化研究［J/OL］. 电网技术［ 2020-07-20 ］. https：//doi.org/10.13335/j.1000-3673.pst.2020.0822 https://doi.org/10.13335/j.1000-3673.pst.2020.0822 .

LONG Gaoxiang ， YU Qingguang ， LI Xue ， et al . Structural optimization of offshore oilfield interconnected power system considering reliability ［J/OL］. Power System Technology ［ 2020-07-20 ］. https：//doi.org/10.13335/j.1000-3673.pst.2020.0822 https://doi.org/10.13335/j.1000-3673.pst.2020.0822 .

JIANG L ， YANG Q . Intelligent power supply restoration in power distribution networks with distributed generation ［C］// 2016 China International Conference on Electricity Distribution （CICED）， August 10 - 13 ， 2016 ， Xi’an ， China .

梁国良 . 基于熵权模糊综合评价模型在井组分类划分中的应用［J］. 大庆石油地质与开发， 2018 ， 37 （ 4 ）： 50 - 54 .

LIANG Guoliang . Application of the fuzzy comprehensive evaluating model based on entropy weight in the classification and division of the well group ［J］. Petroleum Geology and Oilfield Development in Daqing ， 2018 ， 37 （ 4 ）： 50 - 54 .

黄弦超，张粒子， TAYLOR G . 考虑负荷控制的配电网故障恢复［J］. 电力系统自动化， 2010 ， 34 （ 17 ）： 22 - 26 .

HUANG Xianchao ， ZHANG Lizi ， TAYLOR G . Service restoration of power distribution systems with load control ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2010 ， 34 （ 17 ）： 22 - 26 .

刘佳，程浩忠，肖峻，等 . 计及 N <math id="M98"><mo>-</mo></math> http://html.publish.founderss.cn/rc-pub/api/common/picture?pictureId=10954029&type= http://html.publish.founderss.cn/rc-pub/api/common/picture?pictureId=10954025&type= 2.87866688 2.11666679 1安全准则的智能配电网多目标重构策略［J］. 电力系统自动化， 2016 ， 40 （ 7 ）： 9 - 15 .

LIU Jia ， CHENG Haozhong ， XIAO Jun ， et al . A multi-objective reconfiguration strategy for smart distribution network considering <math id="M99"><mi>N</mi></math> http://html.publish.founderss.cn/rc-pub/api/common/picture?pictureId=10954037&type= http://html.publish.founderss.cn/rc-pub/api/common/picture?pictureId=10954033&type= 2.20133328 2.20133328 <math id="M100"><mo>-</mo></math> http://html.publish.founderss.cn/rc-pub/api/common/picture?pictureId=10954045&type= http://html.publish.founderss.cn/rc-pub/api/common/picture?pictureId=10954041&type= 2.87866688 2.11666679 1 security criterion ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2016 ， 40 （ 7 ）： 9 - 15 .

孟祥，沈澍东 . 基于Matlab和Matpower的孤岛判别与处理［J］. 电子科技， 2015 ， 28 （ 10 ）： 123 - 125 .

MENG Xiang ， SHEN Shudong . Island judging and processing based on Matlab and Matpower ［J］. Electronic Science and Technology ， 2015 ， 28 （ 10 ）： 123 - 125 .

WONGWANTAEE N ， SINGH J G ， RAJPUROHIT B S . Generation cost and loss power minimization in intentional islanded networks based on BPSO ［C］// 2014 6th IEEE Power India International Conference （PIICON）， December 5 - 7 ， 2014 ， Delhi ， India .

张巍峰，车延博，刘阳升 . 电力系统可靠性评估中的改进拉丁超立方抽样方法［J］. 电力系统自动化， 2015 ， 39 （ 4 ）： 52 - 57 .

ZHANG Weifeng ， CHE Yanbo ， LIU Yangsheng . Improved Latin hypercube sampling method for reliability evaluation of power systems ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2015 ， 39 （ 4 ）： 52 - 57 .

ROMERO R ， FRANCO J F ， LEAO F B ， et al . A new mathematical model for the restoration problem in balanced radial distribution systems ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2015 ， 31 （ 2 ）： 1259 - 1268 .

于晗，钟志勇，黄杰波，等 . 采用拉丁超立方采样的电力系统概率潮流计算方法［J］. 电力系统自动化， 2009 ， 33 （ 21 ）： 32 - 35 .

YU Han ， CHUNG Chiyong ， WONG Kitpo ， et al . A probabilistic load flow calculation method with Latin hypercube sampling ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2009 ， 33 （ 21 ）： 32 - 35 .

WU T ， YANG Q ， BAO Z J ， et al . Coordinated energy dispatching in microgrid with wind power generation and plug-in electric vehicles ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2013 ， 4 （ 3 ）： 1453 - 1463 .

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