[发明专利]一种应对极端天气的配电网弹性控制方法

说明书

本发明涉及一种应对极端天气的配电网弹性控制方法，属于配电网领域，首先对极端天气状况进行预测，根据天气状况分析配电网中各部件的故障率，得到配电网部件随时间故障的情况；然后对移动储能系统的时空转移能量特性进行分析，以负荷削减权重、移动储能移动和充放电权重以及分布式电源发电综合权重最小为目标，建立了移动储能灵活移动和配电网络重构协同的配电网运行控制模型，并在事前、事中、事后三个层面进行调度，充分调控配电网资源来减少极端天气对配电网的影响，以及充分发挥移动储能系统的能量转移时空灵活性，改善有功出力的时空分布，减少网损，减少负荷削减，有效提升负荷恢复率，减少运行电压安全风险，削减系统运行成本。

技术领域

本发明涉及配电网领域，特别是涉及一种应对极端天气的配电网弹性控制方法。

背景技术

近年来，气候变化不断加剧，自然灾害和极端天气频发，给电力系统的安全可靠运行带来极大的挑战。同时，大规模新能源渗透下的电力系统有功功率具有极高的不可控性和时变性，台风、强降水等极端天气会导致输电线路和杆塔损坏甚至倒塌，对电网安全运行有很大的冲击，配电网故障后负荷也更难恢复。因此，提升配电网弹性，灵活调控储能系统、分布式电源等资源来减少极端事件造成的危害也成为目前研究的热点之一。现有研究表明，对极端天气进行预测，多时间尺度协调控制系统内资源，尤其是移动储能系统和分布式电源，不仅可以更好地解决配电网负荷恢复问题中有功功率不稳定的问题，更能减少极端天气对配电网的影响。另外，多时间尺度的协调控制还可以降低系统的网损、优化配电网的功率分布、提高电网运行的安全性。

国内外相关研究中，在应对极端天气方面，有人提出了识别配电系统的高风险区域并强化线路杆塔以提高配电系统的可靠性；也有将大电网划分成多个孤岛，由分布式电源供电；还有在事前调控机组出力、改变网络结构等资源。

在移动式储能的应用方面，现有研究阐述了移动式储能的基本模型、协调策略和控制方法；分别采用不同的方式构建配电网经济性和恢复力均衡模型，对移动式储能的容量配置进行决策；利用移动式储能结合交通网灾后拓扑变化，对灾后确定的断线场景进行负荷恢复。

然而，以上研究没有充分考虑极端天气对配电网部件影响的不确定性和时变性，仅从固定资源和事前调控入手，虽然能提高配电网可靠性，但面对复杂多变的极端天气，以及大规模新能源接入配电网带来的有功出力不稳定性，并不能提高极端天气下的供电水平、无法有效提升配电网安全性。

发明内容

本发明的目的是提供一种应对极端天气的配电网弹性控制方法，以充分调控配电网资源来减少极端天气对配电网的影响，有效提升负荷恢复率，减少运行电压安全风险。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种应对极端天气的配电网弹性控制方法，包括：

构建用于预测极端天气行进路线和强度的极端天气预测模型；

建立配电网部件在极端天气影响下发生故障的配电网部件故障模型；

构建移动储能系统的移动时空特性模型和能量模型；

基于极端天气预测模型、移动时空特性模型和能量模型，以负荷削减权重、移动储能移动和充放电权重以及分布式电源发电综合权重最小为目标，建立配电网运行控制模型；

通过线性化和二阶锥松弛将配电网运行控制模型转化为混合整数二阶锥模型；

在极端天气到达配电网之前，根据气象数据，利用极端天气预测模型预测极端天气的行进路线和强度；

根据预测的极端天气的行进路线和强度，利用配电网部件故障模型，预测在极端天气影响下发生故障的输电线路；

将配电网中在极端天气影响下未发生故障的输电线路进行配电网网络重构；