近些年,极端灾害导致的停电事件频发,电力系统遭受了严重破坏和损失。小概率、高影响的极端灾害引发了社会各界的关注,对该类事件的预防和电网韧性提升措施也得到了深入研究。2017年,台风“艾尔玛”肆虐美国佛州。2019年,9号台风“利奇马”更是造成浙江、上海等多地电网变电站、线路、台区停电。2021年2月,美国得克萨斯州遭遇罕见冰雪天气,受寒潮影响超过40000 MW发电机组停运,供电负荷仅维持在正常运行负荷的20%。极端灾害事件往往具有影响范围广、强度大等特点,由此引发的大规模停电事件非但易导致设备故障、负荷中断等直接损失,还可能对社会稳定以及国家能源安全构成威胁。
全球范围频繁出现的极端灾害事件,电力系统受损严重,仍存在对极端事件防御不足、恢复较慢的缺点。构建韧性电力系统、提高电网应对极端事件的能力势在必行。韧性最初指抵御环境变化和扰动、快速恢复的能力,主要关注的是系统受到扰动开始到性能恢复的整个动态过程。与输电系统相比,配电网位于电力系统的末端,网络结构复杂、设备类型多样、环境安全性差,其应对极端灾害事件的能力较差;其次,配电网为各种负荷提供电力支撑,应保证用户用电安全可靠。
现阶段配电网韧性研究已取得较大进展,部分学者对综合能源系统下的配电网、交直流混合配电网和城市配电网的韧性评估及提升方法进行了阐述,但缺乏对不同类型极端天气致灾机理和交互影响的论述;也有学者总结了严重自然灾害下的电力系统评估方法和恢复模型,但在韧性提升方面论述较少。为此,考虑不同极端灾害的影响机理,对配电网韧性指标体系及评估方法、不同阶段的韧性提升措施进行论述是十分必要的。
由郑州大学电气与信息工程学院、河南省电力电子与电力系统工程技术研究中心、呼伦贝尔蒙东电力建设有限责任公司、卡迪夫大学工程学院的王要强,李午祥,韩婧,吕忠涛,梁军撰写的《极端天气下配电网韧性评估及提升研究综述》,立足于极端天气条件下配电网的韧性研究,叙述配电网韧性的定义和内涵,区分其与可靠性、安全性、鲁棒性之间的差异;概述配电网韧性评估指标并进一步梳理韧性评估指标体系。基于极端天气问题的描述,分析不同的配电网故障建模方法,论述配电网灾前、灾中及灾后三阶段状态特征及提升措施。最后,通过对研究现状的分析,展望论述在未来研究中配电网韧性评估及提升的发展方向。
文章指出,构建高韧性配电网时需考虑多种韧性提升措施的协同作用,在采取加固方式提高元件强度的同时,结合DG、MESS和电动汽车等可调度资源,可以获得更优越、更经济的韧性提升效果。在配电网规划与恢复研究中,需考虑多重不确定性因素的影响,通过恢复模型的动态优化,兼顾模型保守性与经济性。(摘自《电力建设》2024年第3期)
⬆ 图1配电网韧性提升措施
⬆ 图2 配电网韧性评估与提升内容框图
【责任编辑:李扬子 】