基于信息间隙决策理论的配电网韧性提升规划方法

陶然; 赵冬梅; 王浩翔

doi:10.7500/AEPS20210704003

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基于信息间隙决策理论的配电网韧性提升规划方法

学术研究 | 更新时间：2025-06-16

- 基于信息间隙决策理论的配电网韧性提升规划方法
- Planning Method for Resilience Enhancement of Distribution Network Based on Information Gap Decision Theory
- 电力系统自动化 2022年46卷第9期页码：32-41
- 作者机构：
  
  华北电力大学电气与电子工程学院，北京市 102206
- 作者简介：
  
  陶然（1995—），男，博士研究生，主要研究方向：电力系统韧性、新能源发电与智能电网。E-mail：ta0ran@163.com
  赵冬梅（1965—），女，通信作者，教授，博士生导师，主要研究方向：电力系统分析与控制、新能源发电与智能电网。E-mail：zhao-dm@ncepu.edu.cn
  王浩翔（1994—），男，博士研究生，主要研究方向：电力系统分析与控制、新能源发电与智能电网。E-mail：18645750858@163.com
- 基金信息：
- DOI：10.7500/AEPS20210704003
  中图分类号：
- 收稿：2021-07-04，
  
  修回：2021-09-28，
  
  网络出版：2021-12-16，
  
  纸质出版：2022-05-10
- 稿件说明：
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陶然,赵冬梅,王浩翔.基于信息间隙决策理论的配电网韧性提升规划方法[J].电力系统自动化,2022,46(9):32-41.

TAO Ran,ZHAO Dongmei,WANG Haoxiang.Planning Method for Resilience Enhancement of Distribution Network Based on Information Gap Decision Theory[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(9):32-41.
陶然,赵冬梅,王浩翔.基于信息间隙决策理论的配电网韧性提升规划方法[J].电力系统自动化,2022,46(9):32-41. DOI： 10.7500/AEPS20210704003.

TAO Ran,ZHAO Dongmei,WANG Haoxiang.Planning Method for Resilience Enhancement of Distribution Network Based on Information Gap Decision Theory[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(9):32-41. DOI： 10.7500/AEPS20210704003.

摘要

在高影响低概率极端事件发生前实施合理的规划策略可以有效提升配电网的韧性。首先，根据对极端事件掌握信息的多少将决策者分为有信息支撑的较为保守的决策者和无信息支撑的极度保守的决策者。然后，针对有信息支撑的较为保守的决策者，以因台风而导致的极端事件为例，建立其对配电网影响的模型。提出将随机优化与信息间隙决策理论相结合的配电网韧性提升规划方法，分析其优势及适用范围。针对无信息支撑的极度保守的决策者，研究基于信息间隙决策理论风险规避策略的配电网韧性提升规划方法，并对配电网固有韧性进行分析。最后，在中国某地区实际94节点配电网中进行仿真验证。结果表明

在有限的资金预算下，所提方法可以适应两类决策者规避极端事件风险的不同偏好，生成最佳配电网韧性提升规划策略，将重要性加权甩负荷水平控制在阈值之下。

Abstract

Reasonable planning strategies before the occurrence of extreme events with high impact and low probability can effectively enhance the resilience of distribution networks. First

according to the amount of the information of extreme events

decision-makers can be divided into relatively conservative decision-makers with information support and extremely conservative decision-makers without information support. Then

for the relatively conservative decision-makers with information support

the extreme events caused by the typhoon are taken as an example to build the model of its impact on the distribution network. A planning method for resilience enhancement of distribution networks that combines the information gap decision theory with stochastic optimization is proposed

and its benefits and application scope are analyzed. Furthermore

for the extremely conservative decision-makers without information support

the planning method for resilience enhancement of distribution networks based on the risk averse strategy of the information gap decision theory is studied

and the inherent resilience of distribution networks is analyzed. Finally

the simulation is carried out in a real 94-bus distribution network in a region of China. The results show that under the limited capital budget

the proposed method can adapt to the different preferences of the two types of decision-makers for avoiding the risk of extreme events

generate the optimal planning strategy for enhancing the resilience of distribution networks

and control the weighted load shedding level below the threshold.

关键词

Keywords

references

BIE Zhaohong ， LIN Yanling ， LI Gengfeng ， et al . Battling the extreme： a study on the power system resilience ［J］. Proceedings of the IEEE ， 2017 ， 105 （ 7 ）： 1253 - 1266 .

王守相，刘琪，赵倩宇，等 . 配电网弹性内涵分析与研究展望［J］. 电力系统自动化， 2021 ， 45 （ 9 ）： 1 - 9 .

WANG Shouxiang ， LIU Qi ， ZHAO Qianyu ， et al . Connotation analysis and prospect of distribution network elasticity ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2021 ， 45 （ 9 ）： 1 - 9 .

阮前途，谢伟，许寅，等 . 韧性电网的概念与关键特征［J］. 中国电机工程学报， 2020 ， 40 （ 21 ）： 6773 - 6784 .

RUAN Qiantu ， XIE Wei ， XU Yin ， et al . Toughness grid concepts and key characteristics ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2020 ， 40 （ 21 ）： 6773 - 6784 .

高海翔，陈颖，黄少伟，等 . 配电网韧性及其相关研究进展［J］. 电力系统自动化， 2015 ， 39 （ 23 ）： 1 - 8 .

GAO Haixiang ， CHEN Ying ， HUANG Shaowei ， et al . Distribution network resilience and its related research progress ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2015 ， 39 （ 23 ）： 1 - 8 .

周晓敏，葛少云，李腾，等 . 极端天气条件下的配电网韧性分析方法及提升措施研究［J］. 中国电机工程学报， 2018 ， 38 （ 2 ）： 505 - 513 .

ZHOU Xiaomin ， GE Shaoyun ， LI Teng ， et al . Study on analysis method and improvement measures of distribution network resilience under extreme weather conditions ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2018 ， 38 （ 2 ）： 505 - 513 .

别朝红，林超凡，李更丰，等 . 能源转型下弹性电力系统的发展与展望［J］. 中国电机工程学报， 2020 ， 40 （ 9 ）： 2735 - 2744 .

BIE Zhaohong ， LIN Chaofan ， LI Gengfeng ， et al . Development and prospect of flexible power system under energy transformation ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2020 ， 40 （ 9 ）： 2735 - 2744 .

MA Shanshan ， SU Liu ， WANG Zhaoyu ， et al . Resilience enhancement of distribution grids against extreme weather events ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2018 ， 33 （ 5 ）： 4842 - 4853 .

YUAN Wei ， WANG Jianhui ， QIU Feng ， et al . Robust optimization-based resilient distribution network planning against natural disasters ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2016 ， 7 （ 6 ）： 2817 - 2826 .

陈志杰，陈民铀，赵波，等 . 体系架构下的多微电网极端场景韧性增强策略［J/OL］. 电力系统自动化： 1 - 15 ［ 2021-08-03 ］. http：//kns.cnki.net/kcms/detail/32.1180.TP.20210709.1720.006.html http://kns.cnki.net/kcms/detail/32.1180.TP.20210709.1720.006.html .

CHEN Zhijie ， CHEN Minyou ， ZHAO Bo ， et al . Resilience enhancement strategies for extreme scenarios of multi-microgrid based on system of systems architecture ［J/OL］. Automation of Electric Power Systems ： 1 - 15 ［ 2021-08-03 ］. http：//kns.cnki.net/kcms/detail/32.1180.TP.20210709.1720.006.html http://kns.cnki.net/kcms/detail/32.1180.TP.20210709.1720.006.html .

GHOLAMI A ， SHEKARI T ， AMINIFAR F ， et al . Microgrid scheduling with uncertainty： the quest for resilience ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2016 ， 7 （ 6 ）： 2849 - 2858 .

BEN-HAIM Y . Info-gap decision theory： decisions under severe uncertainty ［M］. Amsterdam， Netherlands ： Elsevier ， 2006 .

SALIMI M ， NASR M A ， HOSSEINIAN S H ， et al . Information gap decision theory-based active distribution system planning for resilience enhancement ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2020 ， 11 （ 5 ）： 4390 - 4402 .

卢佳，李刚，吴滇宁，等 . 基于IGDT的梯级水电多元市场下中期运行风险度量方法［J］. 中国电机工程学报， 2021 ， 41 （ 19 ）： 6581 - 6591 .

LU Jia ， LI Gang ， WU Dianning ， et al . Medium term operation risk measurement method of cascade hydropower in multi market based on IGDT ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2021 ， 41 （ 19 ）： 6581 - 6591 .

AHMADIGORJI M ， AMJADY N ， DEHGHAN S . A robust model for multiyear distribution network reinforcement planning based on information-gap decision theory ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2018 ， 33 （ 2 ）： 1339 - 1351 .

孙波，吴旭东，谢敬东，等 . 基于IGDT的综合负荷聚合商储能优化配置模型［J］. 现代电力， 2021 ， 38 （ 2 ）： 193 - 207 .

SUN Bo ， WU Xudong ， XIE Jingdong ， et al . Energy storage optimal allocation model of integrated load aggregator based on information gap decision theory ［J］. Modern Electric Power ， 2021 ， 38 （ 2 ）： 193 - 207 .

李雪，孙霆锴，侯恺，等 . 地震灾害下海岛综合能源系统韧性评估方法研究［J］. 中国电机工程学报， 2020 ， 40 （ 17 ）： 5476 - 5492

LI Xue ， SUN Tingkai ， HOU Kai ， et al . Study on evaluation method of island integrated energy system resilience under earthquake disaster ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2020 ， 40 （ 17 ）： 5476 - 5492 .

王晗，侯恺，余晓丹，等 . 计及地震灾害不确定性的电气互联系统韧性评估与提升方法［J/OL］. 中国电机工程学报［ 2021-04-20 ］. https：//doi.org/10.13334/j.0258-8013.pcsee.202243 https://doi.org/10.13334/j.0258-8013.pcsee.202243 .

WANG Han ， HOU Kai ， YU Xiaodan ， et al . Evaluation and improvement method of electrical interconnection system toughness considering earthquake disaster uncertainty ［J/OL］. Proceedings of the CSEE ［ 2021-04-20 ］. https：//doi.org/10.13334/j.0258-8013.pcsee.202243 https://doi.org/10.13334/j.0258-8013.pcsee.202243 .

李博达，熊宇峰，任正伟，等 . 台风期间考虑配电终端功能可用性的配电网重构方法［J］. 电力系统自动化， 2021 ， 45 （ 4 ）： 38 - 44 .

LI Boda ， XIONG Yufeng ， REN Zhengwei ， et al . Distribution network reconfiguration method considering availability of distribution terminal functions during typhoon disaster ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2021 ， 45 （ 4 ）： 38 - 44 .

彭春华，陈露，张金克，等 . 基于分类概率机会约束IGDT的配网储能多目标优化配置［J］. 中国电机工程学报， 2020 ， 40 （ 9 ）： 2809 - 2818 .

PENG Chunhua ， CHEN Lu ， ZHANG Jinke ， et al . Multi objective optimal allocation of distribution network energy storage based on classified probability chance constrained IGDT ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2020 ， 40 （ 9 ）： 2809 - 2818 .

彭春华，郑聪，陈婧，等 . 基于置信间隙决策的综合能源系统鲁棒优化调度［J］. 中国电机工程学报， 2021 ， 41 （ 16 ）： 5593 - 5603 .

PENG Chunhua ， ZHENG Cong ， CHEN Jing ， et al . Integrated energy system based on confidence interval decision robust optimization scheduling ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2021 ， 41 （ 16 ）： 5593 - 5603 .

JAVANBAKHT P ， MOHAGHEGHI S . A risk-averse security-constrained optimal power flow for a power grid subject to hurricanes ［J］. Electric Power Systems Research ， 2014 ， 116 ： 408 - 418 .

WANG Y ， ROSOWSKY D V . Joint distribution model for prediction of hurricane wind speed and size ［J］. Structural Safety ， 2012 ， 35 ： 40 - 51 .

BJARNADOTTIR S ， LI Y ， STEWART M G . Hurricane risk assessment of power distribution poles considering impacts of a changing climate ［J］. Journal of Infrastructure Systems ， 2013 ， 19 （ 1 ）： 12 - 24 .

SALMAN A M ， LI Y ， STEWART M G . Evaluating system reliability and targeted hardening strategies of power distribution systems subjected to hurricanes ［J］. Reliability Engineering & System Safety ， 2015 ， 144 ： 319 - 333 .

OUYANG M ， DUEÑAS-OSORIO L . Multi-dimensional hurricane resilience assessment of electric power systems ［J］. Structural Safety ， 2014 ， 48 ： 15 - 24 .

CANHAM C D ， PAPAIK M J ， LATTY E F . Interspecific variation in susceptibility to windthrow as a function of tree size and storm severity for northern temperate tree species ［J］. Canadian Journal of Forest Research ， 2001 ， 31 （ 1 ）： 1 - 10 .

ARAB A ， KHODAEI A ， KHATOR S K ， et al . Stochastic pre-hurricane restoration planning for electric power systems infrastructure ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2015 ， 6 （ 2 ）： 1046 - 1054 .

LEI Shunbo ， CHEN Chen ， LI Yupeng ， et al . Resilient disaster recovery logistics of distribution systems： co-optimize service restoration with repair crew and mobile power source dispatch ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2019 ， 10 （ 6 ）： 6187 - 6202 .

麻秀范，丁宁，李龙 . 配电网重构中网络辐射形与连通性的判断［J］. 电工技术学报， 2014 ， 29 （ 8 ）： 289 - 293 .

MA Xiufan ， DING Ning ， LI Long . Judgment of network radiation and connectivity in distribution network reconfiguration ［J］. Transactions of China Electrotechnical Society ， 2014 ， 29 （ 8 ）： 289 - 293 .

王颖，许寅，和敬涵，等 . 基于断线解环思想的配电网辐射状拓扑约束建模方法［J］. 中国电机工程学报， 2021 ， 41 （ 7 ）： 2395 - 2404 .

WANG Ying ， XU Yin ， HE Jinghan ， et al . Radial topology constraint modeling method for distribution network based on broken line and broken loop ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2021 ， 41 （ 7 ）： 2395 - 2404 .

LEI Shunbo ， CHEN Chen ， SONG Yue ， et al . Radiality constraints for resilient reconfiguration of distribution systems： formulation and application to microgrid formation ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2020 ， 11 （ 5 ）： 3944 - 3956 .

谢海鹏，何剑，别朝红，等 . 基于二阶锥切负荷模型的大规模交直流混联电网可靠性评估［J］. 电网技术， 2016 ， 40 （ 12 ）： 3761 - 3767 .

XIE Haipeng ， HE Jian ， BIE Zhaohong ， et al . Reliability evaluation of large scale AC/DC hybrid power grid based on second order conic load shedding model ［J］. Power Grid Technology ， 2016 ， 40 （ 12 ）： 3761 - 3767 .

SU C T ， LEE C S . Network reconfiguration of distribution systems using improved mixed-integer hybrid differential evolution ［J］. IEEE Transactions on Power Delivery ， 2003 ， 18 （ 3 ）： 1022 - 1027 .

YAMANGIL E ， BENT R ， BACKHAUS S . Resilient upgrade of electrical distribution grids ［J］. Proceedings of the National Conference on Artificial Intelligence ， 2015 ， 2 ： 1233 - 1240 .

BAYRAKSAN G ， MORTON D P . Assessing solution quality in stochastic programs via sampling ［J］. Decision Technologies and Applications ， 2009 ： 102 - 122 .

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