考虑用户停电损失评估的配电网故障恢复模型开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

1.课题背景与意义近年来，全球气候变化加剧，极端天气事件的发生越来越频繁。当发生极端事件时，配电系统处于脆弱状态，可能会受到极端天气事件的严重破坏，导致长时间停电，给用户的正常生活生产带来了严重的影响，造成重大经济损失^[1-4]。例如2008年我国南方发生的冰灾，使华南、西南、华中、华东13省的电网元件被损坏，线路故障总数达36740条、变电站受灾2018座，直接经济损失超过104.5亿元^[5]。2012年美国东北部遭受飓风桑迪袭击，10万条输电线受损，大约700万用户断电^[6]。当极端事件引发大停电事故时，有源配电网可利用分布式电源、储能、互联微电网系统等本地电源形成孤岛快速恢复关键负荷，实现配电网自愈，提升配电网韧性^[7]。保障关键负荷的供电恢复，对有效降低停电造成的经济损失具有重要意义。2.研究课题的国内外研究现状的介绍以及应用2.1各方法的原理

在计及分布式电源配电网灾后供电恢复的决策中，根据对分布式电源不同利用方式划分，可以分为：单源-单孤岛的恢复思路、基于孤岛划分的恢复思路两种恢复方式。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

1.本课题要解决的问题 1.在自然灾害发生后的配电网恢复过程中引入用户停电损失评估，对不同负荷的单位时间停电损失进行评估。

2.考虑孤岛融合的改进配电网辐射状拓扑约束，建立基于CIC评估的DSR模型，考虑孤岛融合进行模型约束的建立，使得配电网内的发电资源得到最优配置，使停电期间各类型负荷的停电损失达到最小。 3.进行电网韧性的量化计算，用数学软件对不同方案进行基于目标函数及约束条件的最优求解。2.本课题拟采用的研究手段 通过利用政府或权威统计机构公开的统计数据来对不同类型用户单位时间停电损失进行评估，以此建立使CIC最小的目标函数。 选取十三节点的配电网的拓扑结构及其参数，并且假设断线故障位置，并根据拓扑参数推导约束条件。 用GAMS软件进行配电网搭线建模，输入约束条件，求出考虑孤岛融合故障恢复的最优解，并利用电网韧性，停电损失进行评估。3.验证方法及实验手段、过程和预期结论 验证方法：设置两种故障场景：多线断路故障场景和次序断线故障场景。三种供电恢复模型：以最大化负荷的加权供电时间为目标形成目标函数、以总CIC 最小为目标 的供电恢复模型但不考虑孤岛融和以及以总CIC最小为目标以及考虑孤岛融合和孤岛数量优化的三种恢复模型，分别对两种场景三种模型进行停电损失和配电网韧性计算综合比较验证得出结论。 过程：选取中国某城市的地区工资和产值数据，计算得到4种用户的CIC值，另外，设置工作时间为09：0017：00，工作时间以外时间的CIC值取为通常值的0.8。选取十三节点配电网的拓扑结构以及线路参数，对十三节点配电网进行建模和约束条件推导，通过GAMS软件进行拓扑结构搭建、模型建立和数学最优求解，最后进行结论评估和论文编写。 预期结论：基于CIC的供电恢复模型能对普通负荷进一步细化区分，减少了总的停电损失，并增加了负荷恢复量，提升分布式配电网供电恢复能力，进而提高系统韧性。应用考虑孤岛数目优化的改进配电网辐射状拓扑约束条件能根据故障情况得到最优孤岛数目，动态调整孤岛划分结果，能提高负荷供电恢复水平。