计及故障信息和需求不确定的应急物资灾前预布局与灾后调度

郄聃; 万海洋; 张桐菲; 孙晓光; 王志强; 刘文霞

doi:10.7500/AEPS20230908002

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

计及故障信息和需求不确定的应急物资灾前预布局与灾后调度

学术研究 | 更新时间：2025-06-16

- 计及故障信息和需求不确定的应急物资灾前预布局与灾后调度
- Pre-disaster Pre-layout and Post-disaster Scheduling of Emergency Materials Considering Uncertainties of Fault Information and Demand
- 电力系统自动化 2024年48卷第13期页码：120-129
- 作者机构：
  
  1.华北电力大学电气与电子工程学院,北京市 102206
  2.国网吉林省电力有限公司长春供电公司,吉林省长春市 130021
- 作者简介：
  
  郄聃(1999—)，女，通信作者，硕士研究生，主要研究方向：配电网应急等。E-mail：qiedan0817@163.com
  万海洋(2000—)，男，博士研究生，主要研究方向：城市电力系统韧性分析等。E-mail：1398024216@163.com
  张桐菲(2000—)，女，硕士研究生，主要研究方向：配电网应急等。E-mail：738964766@qq.com
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金资助项目(52307094)
- DOI：10.7500/AEPS20230908002
  中图分类号：
- 收稿：2023-09-08，
  
  修回：2023-11-29，
  
  网络出版：2024-05-14，
  
  纸质出版：2024-07-10
- 稿件说明：
移动端阅览
郄聃,万海洋,张桐菲等.计及故障信息和需求不确定的应急物资灾前预布局与灾后调度[J].电力系统自动化,2024,48(13):120-129.

QIE Dan,WAN Haiyang,ZHANG Tongfei,et al.Pre-disaster Pre-layout and Post-disaster Scheduling of Emergency Materials Considering Uncertainties of Fault Information and Demand[J].Automation of Electric Power Systems,2024,48(13):120-129.
郄聃,万海洋,张桐菲等.计及故障信息和需求不确定的应急物资灾前预布局与灾后调度[J].电力系统自动化,2024,48(13):120-129. DOI： 10.7500/AEPS20230908002.

QIE Dan,WAN Haiyang,ZHANG Tongfei,et al.Pre-disaster Pre-layout and Post-disaster Scheduling of Emergency Materials Considering Uncertainties of Fault Information and Demand[J].Automation of Electric Power Systems,2024,48(13):120-129. DOI： 10.7500/AEPS20230908002.

摘要

为提高灾前、灾后电力抢修物资与抢修人员调度的协调性和鲁棒性，提出一种计及故障信息和物资需求双重不确定性的灾前电力抢修物资预布局与灾后协同调度策略。首先，灾前针对灾情预测信息和电力抢修物资的双重不确定性，考虑决策者对风险的偏好程度，建立基于均值-条件风险价值（CVaR）的双层物资调配分布鲁棒优化模型，上层以电力抢修物资配置成本最小为目标对物资中转点的选择及预置电力抢修物资的数量进行优化，下层基于均值-CVaR工具搜索最恶劣故障场景分布，并鲁棒优化故障场景下中转点到故障点的电力抢修物资分配策略，以求得故障损失成本；其次，灾后考虑物资和抢修人员调度的时序耦合约束，建立以停电损失最小为目标，以中转点分配至各故障点物资的种类及数量和抢修人员的调度计划为决策变量的混合整数线性规划模型；最后，通过118节点实际配电网系统进行仿真分析，验证了所提策略的有效性。

Abstract

In order to improve the coordination and robustness of pre-disaster and post-disaster power repair materials and repair crew scheduling

a pre-disaster pre-layout and post-disaster collaborative scheduling strategy for power repair materials considering the dual uncertainties of fault information and material demand is proposed. Firstly

in view of the dual uncertainties of pre-disaster forecasting information and power repair material

considering the degree of risk preference of decision makers

a distributed robust optimization (DRO) model of two-layer material allocation distribution based on the mean-conditional value-at-risk (CVaR) is established. The upper layer optimizes the selection of material transfer points and the number of preset power repair materials with the goal of minimizing the cost of power repair material allocation. The lower layer searches for the worst fault scenario distribution based on the mean-CVaR tool

and robust optimizes the power repair material allocation strategy from the transfer point to the fault point in the fault scenario to obtain the fault loss cost. Secondly

considering the post-disaster time series coupling constraints of material and repair crew scheduling

a mixed-integer linear programming model is established with the goal of minimizing the outage loss

the type and number of materials allocate to each fault point from the transfer point and the repair crew scheduling as decision variables. Finally

through the simulation analysis of the actual 118-bus distribution network

the effectiveness of the proposed strategy is verified.

关键词

Keywords

references

孙为民，孙华东，何剑，等 . 面向严重自然灾害的电力系统韧性评估技术综述［J］. 电网技术， 2024 ， 48 （ 1 ）： 129 - 139 .

SUN Weimin ， SUN Huadong ， HE Jian ， et al . Review of power system resilience assessment techniques for severe natural disasters ［J］. Power System Technology ， 2024 ， 48 （ 1 ）： 129 - 139 .

SHI Q X ， LIU W X ， ZENG B ， et al . Enhancing distribution system resilience against extreme weather events： concept review， algorithm summary， and future vision ［J］. International Journal of Electrical Power & Energy Systems ， 2022 ， 138 ： 107860 .

张怡 . 超强台风对浙江电网的影响及防范建议［J］. 浙江水利水电学院学报， 2020 ， 32 （ 4 ）： 39 - 44 .

ZHANG Yi . Influence of super typhoon on Zhejiang power grid and preventive measures ［J］. Journal of Zhejiang University of Water Resources and Electric Power ， 2020 ， 32 （ 4 ）： 39 - 44 .

侯验秋，丁一，包铭磊，等 . 电-气耦合视角下德州大停电事故分析及对我国新型电力系统发展启示［J］. 中国电机工程学报， 2022 ， 42 （ 21 ）： 7764 - 7775 .

HOU Yanqiu ， DING Yi ， BAO Minglei ， et al . Analysis of texas blackout from the perspective of electricity-gas coupling and its enlightenment to the development of China’s new power system ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2022 ， 42 （ 21 ）： 7764 - 7775 .

李雨佳，殷文倩，龙覃飞，等 . 多元不确定性环境下含海量资源电力系统的弹性提升技术［J］. 高电压技术， 2022 ， 48 （ 9 ）： 3484 - 3496 .

LI Yujia ， YIN Wenqian ， LONG Qinfei ， et al . Review on resilience enhancement strategies for power systems with massive resources under multi-source uncertainties ［J］. High Voltage Engineering ， 2022 ， 48 （ 9 ）： 3484 - 3496 .

王月汉，刘文霞，姚齐，等 . 面向配电网韧性提升的移动储能预布局与动态调度策略［J］. 电力系统自动化， 2022 ， 46 （ 15 ）： 37 - 45 .

WANG Yuehan ， LIU Wenxia ， YAO Qi ， et al . Pre-layout and dynamic scheduling strategy of mobile energy storage for resilience enhancement of distribution network ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2022 ， 46 （ 15 ）： 37 - 45 .

韩建沛，席嫣娜，刘念，等 . 面向重大社会事件的电力应急资源两阶段规划方法［J］. 电力自动化设备， 2023 ， 43 （ 3 ）： 188 - 195 .

HAN Jianpei ， XI Yanna ， LIU Nian ， et al . Two-stage planning method of power emergency resources for major social events ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2023 ， 43 （ 3 ）： 188 - 195 .

陈韵含，许寅，王颖，等 . 考虑潜在恢复需求的城市配电网移动应急资源灾前布点［J］. 电力系统自动化， 2023 ， 47 （ 14 ）： 105 - 113 .

CHEN Yunhan ， XU Yin ， WANG Ying ， et al . Pre-disaster positioning of mobile emergency resources for urban distribution network considering potential restoration demand ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2023 ， 47 （ 14 ）： 105 - 113 .

SHI Q X ， WAN H Y ， LIU W X ， et al . Preventive allocation and post-disaster cooperative dispatch of emergency mobile resources for improved distribution system resilience ［J］. International Journal of Electrical Power & Energy Systems ， 2023 ， 152 ： 109238 .

BEN-TAL A ， EL GHAOUI L ， NEMIROVSKIĬ A S . Robust optimization ［M］. Princeton ： Princeton University Press ， 2009 .

张艺伟，刘文霞，张帅，等 . 考虑极端场景的输电-通信网络协同鲁棒扩展规划方法［J］. 电力建设， 2022 ， 43 （ 10 ）： 121 - 135 .

ZHANG Yiwei ， LIU Wenxia ， ZHANG Shuai ， et al . Joint robust expansion planning of transmission network and communication network considering extreme scenarios ［J］. Electric Power Construction ， 2022 ， 43 （ 10 ）： 121 - 135 .

WANG Y ， ROUSIS A O ， STRBAC G . Resilience-driven optimal sizing and pre-positioning of mobile energy storage systems in decentralized networked microgrids ［J］. Applied Energy ， 2022 ， 305 ： 117921 .

SADEGHI KHOMAMI M ， SEPASIAN M S . Pre-hurricane optimal placement model of repair teams to improve distribution network resilience ［J］. Electric Power Systems Research ， 2018 ， 165 ： 1 - 8 .

LEI S B ， CHEN C ， ZHOU H ， et al . Routing and scheduling of mobile power sources for distribution system resilience enhancement ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2019 ， 10 （ 5 ）： 5650 - 5662 .

LI Y C ， LIU Y . Distributionally robust optimization for collaborative emergency response network design ［J］. Transportation Research Part E： Logistics and Transportation Review ， 2023 ， 176 ： 103221 .

ELÇI Ö ， NOYAN N . A chance-constrained two-stage stochastic programming model for humanitarian relief network design ［J］. Transportation Research Part B： Methodological ， 2018 ， 108 ： 55 - 83 .

HATEFI S M ， JOLAI F . Robust and reliable forward-reverse logistics network design under demand uncertainty and facility disruptions ［J］. Applied Mathematical Modelling ， 2014 ， 38 （ 9/10 ）： 2630 - 2647 .

WANG W Q ， YANG K ， YANG L X ， et al . Two-stage distributionally robust programming based on worst-case mean-CVaR criterion and application to disaster relief management ［J］. Transportation Research Part E： Logistics and Transportation Review ， 2021 ， 149 ： 102332 .

万海洋，刘文霞，石庆鑫，等 . 计及交通流量动态变化的配电网灾后修复多时间断面优化策略［J］. 电力系统自动化， 2022 ， 46 （ 12 ）： 119 - 129 .

WAN Haiyang ， LIU Wenxia ， SHI Qingxin ， et al . Multiple-time-section optimization strategy for post-disaster recovery of distribution network considering dynamic changes of traffic flow ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2022 ， 46 （ 12 ）： 119 - 129 .

SHI Q X ， LI F X ， DONG J ， et al . Co-optimization of repairs and dynamic network reconfiguration for improved distribution system resilience ［J］. Applied Energy ， 2022 ， 318 ： 119245 .

国家电网公司 . 国家电网公司物资集约化管理［M］. 北京：中国电力出版社， 2012 .

State Grid Corporation of China . Intensive management of materials in State Grid Corporation of China ［M］. Beijing ： China Electric Power Press ， 2012 .

李娜 . 基于鲁棒规划模型的电力应急物资库网络设计研究［D］. 北京：华北电力大学， 2019 .

LI Na . Research on network design of electric power emergency material warehouse based on robust programming model ［D］. Beijing ： North China Electric Power University ， 2019 .

HUANG R P ， QU S J ， GONG Z W ， et al . Data-driven two-stage distributionally robust optimization with risk aversion ［J］. Applied Soft Computing ， 2020 ， 87 ： 105978 .

ZHANG D ， FU Z C ， ZHANG L C . An improved TS algorithm for loss-minimum reconfiguration in large-scale distribution systems ［J］. Electric Power Systems Research ， 2007 ， 77 （ 5/6 ）： 685 - 694 .

DUNN S ， WILKINSON S ， ALDERSON D ， et al . Fragility curves for assessing the resilience of electricity networks constructed from an extensive fault database ［J］. Natural Hazards Review ， 2018 ， 19 （ 1 ）： 1 - 10 .

SHI Q ， LI F ， KURUGANTI T ， et al . Resilience-oriented dg siting and sizing considering stochastic scenario reduction ［J］. IEEE TRANSACTIONS ON POWER SYSTEMS ， 2021 ， 36 （ 4 ）.

浏览量

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

计及时空灵活性资源协同的配电信息物理系统规划方法

计及抢修人员调度的配电网信息-物理协同恢复策略

基于弹性系数的配电网重构与故障抢修协同优化方法