[发明专利]极端天气下基于多能协调的配电网弹性提升方法及系统

说明书

本公开提供了一种极端天气下基于多能协调的配电网弹性提升方法及系统，结合极端天气对配电网的致灾机理，模拟其扰动过程；分析配电网元件在极端天气扰动下的脆弱性，建立元件故障率模型；基于时变故障率曲线，生成配电网的概率性故障场景，获得扰动过程中配电网的相继故障位置及故障时刻；模拟综合能源系统在配电网故障后的响应过程，模拟过程中采用配电网最优负荷削减策略，以配电网优先保证重要负荷供电的原则为目标，通过多能协调对配电网供电进行支撑，确定最优协调方案，以提升配电网弹性。

技术领域

本公开属于配电网弹性协调技术领域，涉及一种极端天气下基于多能协调的配电网弹性提升方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

全球气候剧烈变化导致极端天气灾害频发，给配电网的安全稳定运行带来极大威胁，往往导致大规模停电事故并造成严重的社会和经济损失。因此，要求配电网不仅要在正常运行条件下向用户持续提供安全、可靠、优质、经济的电能，更要在极端天气扰动下具备一定的抗灾能力以保障电能的持续稳定供应，称之为弹性。配电网弹性用于反映在小概率-高损失的极端事件中，配电网最小化灾害影响范围、保证关键负荷持续供电并迅速恢复断电负荷的能力。考虑到气候异常的强烈影响，预计未来此类极端天气事件的频率和严重性将会持续增加，采取相应措施提升配电网弹性显得尤为重要。

在能源危机和环境污染双重背景下，综合能源系统(integrated energy system，IES)凭借其优越的能量利用效率和可再生能源消纳能力取得了飞速发展。在IES中，配电网与供热系统、天然气系统通过燃气轮机(gas turbine，GT)、热电联产机组(combined heatand power unit，CHP)、燃气锅炉(gas boiler，GB)等一系列能量转换设备紧密耦合，实现了电、热、气等多种能源形式的灵活转换和协调互补，赋予了配电网更多灵活有效的故障应对策略。在综合能源背景下，极端天气扰动使配电网大面积停电时，可基于多能协调利用紧密耦合的其他能源形式支撑配电网故障后电能供应，减小负荷损失并加速恢复过程，为配电网弹性提升提供了新的思路。因此，深入研究极端天气下基于多能协调的配电网弹性提升方法具有重要意义。

但据发明人了解，目前，配电网弹性提升方法存在以下问题：

(1)最常见的是改造高强度线路或架空线入地电缆化等元件强化策略，但配电网改造经费有限使得此类措施不能大面积实施，限制了弹性提升效果。其他通过灾后紧急控制和恢复控制提升弹性的研究多停留在理论分析层面，缺乏应用背景；

(2)没有考虑综合能源背景下其他紧密耦合的能源系统对配电网故障及恢复过程的供电支撑作用，忽略了多能协调在配电网弹性提升上的巨大潜力；

(3)没有考虑多种能源系统不同的动态特性，不能准确模拟故障后多能协调支撑供电的过程。

发明内容

本公开为了解决上述问题，提出了一种极端天气下基于多能协调的配电网弹性提升方法及系统，本公开考虑多种能源不同的动态特性，通过模拟了配电网故障后综合能源系统中其他紧密耦合的能源相互协调支撑供电的过程，并对其进行优化，实现了配电网弹性的有效提升。

根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：

一种极端天气下基于多能协调的配电网弹性提升方法，包括以下步骤：

(1)结合极端天气对配电网的致灾机理，模拟其扰动过程；

(2)分析配电网元件在极端天气扰动下的脆弱性，建立元件故障率模型；

(3)基于时变故障率曲线，生成配电网的概率性故障场景，获得扰动过程中配电网的相继故障位置及故障时刻；