考虑输配协同的变电站220 kV侧检修决策优化方法

李信燃; 唐爱红; 张侃君; 滕捷; 王文浩; 杨惠源

doi:10.7500/AEPS20240605002

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考虑输配协同的变电站220 kV侧检修决策优化方法

研制与开发 | 更新时间：2025-06-16

- 考虑输配协同的变电站220 kV侧检修决策优化方法
- Optimization Method for Maintenance Decisions on 220 kV Side of Substation Considering Collaboration of Transmission and Distribution
- 电力系统自动化 2025年49卷第11期页码：189-198
- 作者机构：
  
  1.武汉理工大学自动化学院，湖北省武汉市 430070
  2.国网湖北省电力有限公司电力科学研究院，湖北省武汉市 430077
- 作者简介：
  
  李信燃(2000—)，男，硕士研究生，主要研究方向：电力系统运行优化与风险评估。E-mail：1009106487@qq.com
  唐爱红(1969—)，女，通信作者，博士，教授，博士生导师，主要研究方向：智能电网运行与稳定控制、柔性交直流输电。E-mail：tah@whut.edu.cn
  张侃君(1977—)，男，博士，高级工程师，主要研究方向：电力系统继电保护和自动控制。E-mail：157789779@qq.com
- 基金信息：
  
  湖北省重点研发计划资助项目(2023BAB002);国网湖北省电力有限公司科技项目(52153223000A)
- DOI：10.7500/AEPS20240605002
  中图分类号：
- 收稿：2024-06-05，
  
  修回：2024-12-30，
  
  网络出版：2025-03-20，
  
  纸质出版：2025-06-10
- 稿件说明：
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李信燃,唐爱红,张侃君等.考虑输配协同的变电站220 kV侧检修决策优化方法[J].电力系统自动化,2025,49(11):189-198.

LI Xinran,TANG Aihong,ZHANG Kanjun,et al.Optimization Method for Maintenance Decisions on 220 kV Side of Substation Considering Collaboration of Transmission and Distribution[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(11):189-198.
李信燃,唐爱红,张侃君等.考虑输配协同的变电站220 kV侧检修决策优化方法[J].电力系统自动化,2025,49(11):189-198. DOI： 10.7500/AEPS20240605002.

LI Xinran,TANG Aihong,ZHANG Kanjun,et al.Optimization Method for Maintenance Decisions on 220 kV Side of Substation Considering Collaboration of Transmission and Distribution[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(11):189-198. DOI： 10.7500/AEPS20240605002.

摘要

传统变电站220 kV侧设备检修过渡方法只考虑输电网网架重构方式，忽略了110 kV高压配电网重构对检修过渡期间输电阻塞的疏导作用。因此，文中提出一种考虑输配协同的变电站220 kV侧检修决策优化方法。首先，分析检修方式下输配电网过渡措施，并根据高压配电网网架拓扑结构提取出以联络矩阵为基本形式的区域高压配电网供电路径计算模型。进一步地，构建基于交流最优潮流的负荷转供模型计算输配电网接口支路运行边界，通过定义满足网络结构条件和运行边界约束的复合最小路以形成高压配电网可行拓扑状态。最后，根据拓扑结构性能指标寻求高压配电网最优运行状态，构建综合风险指标对输配电网检修过渡方案决策优化。通过对某电网局部系统进行变电站220 kV侧检修过渡方案分析，验证了所提方法的有效性。

Abstract

Transition methods for equipment maintenance on the 220 kV side of traditional substations only consider the transmission grid reconfiguration

overlooking the mitigation effect of the 110 kV high-voltage distribution network reconfiguration on transmission congestion during the period of maintenance transitions. Therefore

an optimization method for maintenance decisions on 220 kV side of substations considering collaboration of transmission and distribution is proposed. Firstly

transitional measures for the transmission and distribution network under the maintenance mode are analyzed

and based on the topology of the high-voltage distribution network

a calculation model of power supply paths for regional high-voltage distribution network is extracted in the basic form of a connection matrix. Furthermore

a load transfer model based on optimal AC power flow is constructed to calculate the operational boundaries of the interface branches between the transmission and distribution networks. By defining composite minimum paths that satisfy both network structure conditions and operational boundary constraints

feasible topological states for the high-voltage distribution network are formed. Finally

optimal operation states for the high-voltage distribution network are sought based on topological performance indicators

and a comprehensive risk indicator is constructed to optimize the decision-making of transmission and distribution maintenance transition schemes. The effectiveness of the proposed method is verified through the analysis of the maintenance transition scheme on the 220 kV side of a substation in a local power grid system of China.

关键词

Keywords

references

李智威，王依燃，张赵阳，等 . 基于改进GM（1，1）模型的变电站检修运维费用预测［J］. 电力科学与技术学报， 2024 ， 39 （ 1 ）： 218 - 224 .

LI Zhiwei ， WANG Yiran ， ZHANG Zhaoyang ， et al . Prediction of substation maintenance and repair costs with improved GM（1，1） model ［J］. Journal of Electric Power Science and Technology ， 2024 ， 39 （ 1 ）： 218 - 224 .

叶远波，刘宏君，黄太贵，等 . 变电站继电保护设备状态检修可靠性分析方法研究［J］. 电力系统保护与控制， 2021 ， 49 （ 10 ）： 170 - 177 .

YE Yuanbo ， LIU Hongjun ， HUANG Taigui ， et al . Research on the reliability analysis method of condition-based maintenance of relay protection equipment in substation ［J］. Power System Protection and Control ， 2021 ， 49 （ 10 ）： 170 - 177 .

廖瑞金，王有元，刘航，等 . 输变电设备状态评估方法的研究现状［J］. 高电压技术， 2018 ， 44 （ 11 ）： 3454 - 3464 .

LIAO Ruijin ， WANG Youyuan ， LIU Hang ， et al . Research status of condition assessment method for power equipment ［J］. High Voltage Engineering ， 2018 ， 44 （ 11 ）： 3454 - 3464 .

王强钢，郭莹霏，莫复雪，等 . 计及变压器短期急救负载的城市高压配电网负荷优化分配［J］. 电力系统自动化， 2023 ， 47 （ 19 ）： 106 - 115 .

WANG Qianggang ， GUO Yingfei ， MO Fuxue ， et al . Optimal load distribution of urban high-voltage distribution network considering short-term emergency loading of transformer ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2023 ， 47 （ 19 ）： 106 - 115 .

金勇，刘友波，刘俊勇，等 . 基于转供逻辑约束的城市电网运行阻塞控制模型［J］. 电力系统自动化， 2016 ， 40 （ 23 ）： 77 - 85 .

JIN Yong ， LIU Youbo ， LIU Junyong ， et al . Operation congestion management model for urban power grids based on load transfer logical constraints ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2016 ， 40 （ 23 ）： 77 - 85 .

ZHANG X ， LIU Y B ， GAO H J ， et al . A bi-level corrective line switching model for urban power grid congestion mitigation ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2020 ， 35 （ 4 ）： 2959 - 2970 .

杨祺铭，李更丰，别朝红，等 . 计及间歇性新能源的弹性城市电网输配电协同供电恢复方法［J］. 高电压技术， 2023 ， 49 （ 7 ）： 2764 - 2774 .

YANG Qiming ， LI Gengfeng ， BIE Zhaohong ， et al . Coordinated power supply restoration method of resilient urban transmission and distribution networks considering intermittent new energy ［J］. High Voltage Engineering ， 2023 ， 49 （ 7 ）： 2764 - 2774 .

张强，赵晋泉，戴则梅，等 . 基于目标级联分析的输配电网黑启动分布式协同优化方法［J］. 电力系统自动化， 2021 ， 45 （ 3 ）： 111 - 120 .

ZHANG Qiang ， ZHAO Jinquan ， DAI Zemei ， et al . Distributed coordinated optimization method for black-start of transmission and distribution networks based on analytical target cascading ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2021 ， 45 （ 3 ）： 111 - 120 .

吴鸣，徐斌，季宇，等 . 输配协同分布式电源最大接入容量计算方法［J］. 电网技术， 2019 ， 43 （ 11 ）： 3883 - 3890 .

WU Ming ， XU Bin ， JI Yu ， et al . Transmission-distribution-network-coordinated calculation method of maximum integration capacity of distributed generations ［J］. Power System Technology ， 2019 ， 43 （ 11 ）： 3883 - 3890 .

KARGARIAN A ， FU Y . System of systems based security-constrained unit commitment incorporating active distribution grids ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 29 （ 5 ）： 2489 - 2498 .

张曦，刘友波，吕林，等 . 计及高压配电网负荷转供的城市220 kV片区电网供电能力分析［J］. 电网技术， 2017 ， 41 （ 5 ）： 1612 - 1620 .

ZHANG Xi ， LIU Youbo ， LÜ Lin ， et al . Total supply capability analysis of urban 220 kV area power system considering load transfer capability of HV distribution network ［J］. Power System Technology ， 2017 ， 41 （ 5 ）： 1612 - 1620 .

葛少云，郭寅昌，刘洪，等 . 基于供电能力计算的高压配电网接线模式分析［J］. 电网技术， 2014 ， 38 （ 2 ）： 405 - 411 .

GE Shaoyun ， GUO Yinchang ， LIU Hong ， et al . Load supply capability based analysis of HV distribution network connection mode ［J］. Power System Technology ， 2014 ， 38 （ 2 ）： 405 - 411 .

孙晓艳，刘俊勇，魏震波，等 . 基于输配全局的城市电网供电能力研究［J］. 电力自动化设备， 2018 ， 38 （ 11 ）： 100 - 106 .

SUN Xiaoyan ， LIU Junyong ， WEI Zhenbo ， et al . Power supply capability of urban transmission and distribution power system ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2018 ， 38 （ 11 ）： 100 - 106 .

蔡杰，王廷涛，徐小琴，等 . 考虑输配协同的电网机组组合与技改计划联合优化模型［J］. 电力自动化设备， 2023 ， 43 （ 1 ）： 174 - 183 .

CAI Jie ， WANG Tingtao ， XU Xiaoqin ， et al . Joint optimization model of power grid unit commitment and technical transformation plan considering transmission and distribution coordination ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2023 ， 43 （ 1 ）： 174 - 183 .

王淏，谢开贵，邵常政，等 . 柔性互联输配一体化电网有损潮流的精细化建模及应用［J］. 电工技术学报， 2024 ， 39 （ 9 ）： 2593 - 2607 .

WANG Hao ， XIE Kaigui ， SHAO Changzheng ， et al . Precise lossy power flow modeling and application of integrated transmission and distribution grids with multi-terminal flexible interconnected ［J］. Transactions of China Electrotechnical Society ， 2024 ， 39 （ 9 ）： 2593 - 2607 .

许易经，韩学山，杨明，等 . 基于设备在线监测的电网状态检修决策模型［J］. 电力系统自动化， 2020 ， 44 （ 23 ）： 72 - 81 .

XU Yijing ， HAN Xueshan ， YANG Ming ， et al . Decision-making model of condition-based maintenance for power grid with equipment on-line monitoring ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2020 ， 44 （ 23 ）： 72 - 81 .

BASCIFTCI B ， AHMED S ， GEBRAEEL N Z ， et al . Stochastic optimization of maintenance and operations schedules under unexpected failures ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 33 （ 6 ）： 6755 - 6765 .

许奕斌，章禹，何宇斌，等 . 计及灵活性的检修-运行协同优化模型及算法［J］. 电力系统自动化， 2018 ， 42 （ 11 ）： 32 - 40 .

XU Yibin ， ZHANG Yu ， HE Yubin ， et al . Collaborative optimization model and algorithm of maintenance and operation considering flexibility ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2018 ， 42 （ 11 ）： 32 - 40 .

WANG Y F ， LI Z Y ， SHAHIDEHPOUR M ， et al . Stochastic co-optimization of midterm and short-term maintenance outage scheduling considering covariates in power systems ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2016 ， 31 （ 6 ）： 4795 - 4805 .

彭熹，王佳文，李振文，等 . 基于犹豫模糊矩阵的变电站自动化设备检修优先级决策［J］. 电力系统保护与控制， 2020 ， 48 （ 4 ）： 104 - 109 .

PENG Xi ， WANG Jiawen ， LI Zhenwen ， et al . Substation automation equipment maintenance priority decision based on hesitation fuzzy matrix ［J］. Power System Protection and Control ， 2020 ， 48 （ 4 ）： 104 - 109 .

SHANG Y W ， WU W C ， LIAO J W ， et al . Stochastic maintenance schedules of active distribution networks based on Monte-Carlo tree search ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2020 ， 35 （ 5 ）： 3940 - 3952 .

WANG H . On the computation and application of multi-period security-constrained optimal power flow for real-time electricity market operations ［D］. New York， USA ： Cornell University ， 2007 .

程林，何剑 . 电力系统可靠性原理和应用［M］. 2版 . 北京：清华大学出版社， 2015 .

CHENG Lin ， HE Jian . Principles and applications of power system reliability ［M］. 2nd ed . Beijing ： Tsinghua University Press ， 2015 .

徐浩，姜新雄，刘志成，等 . 基于概率预测的电网静态安全运行风险评估及主动调控策略［J］. 电力系统自动化， 2022 ， 46 （ 1 ）： 182 - 191 .

XU Hao ， JIANG Xinxiong ， LIU Zhicheng ， et al . Probability prediction based risk assessment and proactive regulation and control strategy for static operation safety of power grid ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2022 ， 46 （ 1 ）： 182 - 191 .

商皓钰，刘天琪，卜涛，等 . 计及风电与光伏并网的电力系统运行风险评估［J］. 现代电力， 2020 ， 37 （ 4 ）： 358 - 367 .

SHANG Haoyu ， LIU Tianqi ， BU Tao ， et al . Operational risk assessment of power system considering wind power and photovoltaic grid connection ［J］. Modern Electric Power ， 2020 ， 37 （ 4 ）： 358 - 367 .

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