暴雨时空分异下城市配电网与排涝水网风险应急联动决策方法

孙月新; 周斌; 曹应平; 王宇轩; 钟志勇; 帅智康

doi:10.7500/AEPS20250401007

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暴雨时空分异下城市配电网与排涝水网风险应急联动决策方法

学术研究 | 更新时间：2026-02-28

- 暴雨时空分异下城市配电网与排涝水网风险应急联动决策方法
- Decision-making Method of Risk Emergency Coordination for Urban Distribution and Drainage Networks Considering Spatio-Temporal Nonuniformity of Rainstorms
- 电力系统自动化 2026年50卷第4期页码：120-132
- 作者机构：
  
  1.湖南大学电气与信息工程学院，湖南省长沙市 410082
  2.电力应急技术湖南省工程研究中心，湖南省长沙市 410082
  3.香港理工大学电机及电子工程学系，香港 999077
- 作者简介：
  
  孙月新(1999—)，女，博士研究生，主要研究方向：综合能源系统风险感知与应急联动。E-mail：sunyuexin@hnu.edu.cn
  周斌(1984—)，男，通信作者，博士，教授，博士生导师，主要研究方向：多能源系统风险防控、智能配电网风险感知与控制。E-mail：binzhou@hnu.edu.cn
  曹应平(1995—)，男，博士，主要研究方向：多能源系统运行控制。E-mail：yingping.cao@polyu.edu.hk
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金资助项目(52277091);湖南省科技创新计划资助项目(2024RC1037)
- DOI：10.7500/AEPS20250401007
  中图分类号：
- 收稿：2025-04-01，
  
  修回：2025-07-16，
  
  网络首发：2025-12-16，
  
  纸质出版：2026-02-25
- 稿件说明：
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孙月新,周斌,曹应平等.暴雨时空分异下城市配电网与排涝水网风险应急联动决策方法[J].电力系统自动化,2026,50(4):120-132.

SUN Yuexin,ZHOU Bin,CAO Yingping,et al.Decision-making Method of Risk Emergency Coordination for Urban Distribution and Drainage Networks Considering Spatio-Temporal Nonuniformity of Rainstorms[J].Automation of Electric Power Systems,2026,50(4):120-132.
孙月新,周斌,曹应平等.暴雨时空分异下城市配电网与排涝水网风险应急联动决策方法[J].电力系统自动化,2026,50(4):120-132. DOI： 10.7500/AEPS20250401007.

SUN Yuexin,ZHOU Bin,CAO Yingping,et al.Decision-making Method of Risk Emergency Coordination for Urban Distribution and Drainage Networks Considering Spatio-Temporal Nonuniformity of Rainstorms[J].Automation of Electric Power Systems,2026,50(4):120-132. DOI： 10.7500/AEPS20250401007.

摘要

暴雨灾害强度和时空分布具有极强的不确定性和不均衡性，给城市配电网安全可靠运行带来了严峻挑战。首先，构建了暴雨时空分异下城市配电网与排涝水网协同互济的应急联动指挥调度架构，提出了配电网抢修重构与排涝水网库-闸-泵集群协同的应急联动防控机制；其次，揭示了考虑城市内涝事故与电力设备故障跨网络交互传播的灾变正反馈叠加扩大机理，量化了触发城市受灾大停电事故的暴雨强度和排涝失效临界条件；然后，构建了异质非线性偏微分约束下城市配电网、河湖水网和排水管网风险应急联动决策模型，并提出了基于隐式差分离散和分段线性化的城市配电网与排涝水网应急联动决策求解方法。最后，以典型暴雨场景下中国湖南省宁乡受灾配电网为算例进行仿真分析，结果表明所提应急联动方法可有效降低暴雨灾害下配电网负荷损失和受涝水深。

Abstract

The intensity and spatio-temporal distribution of rainstorm disasters exhibit strong uncertainty and heterogeneity

posing serious challenges to the secure and reliable operation of urban distribution networks. First

this paper establishes a coordinated emergency command and dispatch framework for urban distribution and drainage networks considering the spatio-temporal nonuniformity of rainstorms. A mutual emergency prevention and control mechanism is proposed to coordinate the repair and reconfiguration of the distribution network and reservoir-sluice-pump synergetic clusters of the drainage network. Next

this paper reveals the superposition and expansion mechanisms of catastrophic positive feedback considering the interactive propagation between urban flooding accidents and power equipment failures. It further quantifies critical conditions of rainfall intensity and drainage failures that trigger large-scale power outages in cities due to disasters. Furthermore

a risk emergency coordination decision-making model for urban distribution

watershed

and drainage networks with heterogeneous nonlinear partial differential constraints is formulated. Moreover

based on implicit differential discretization and piecewise linearization

a solution method for emergency coordination decision-making for urban distribution and drainage networks is proposed. Finally

the simulation analysis is carried out on the disaster-affected distribution network in Ningxiang

Hunan Province

China

in a typical rainstorm scenario. The results show that the proposed emergency coordination method can effectively reduce distribution network load loss and floodwater depth during rainstorm disasters.

关键词

Keywords

references

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