風險約束下智慧型電網主動自愈策略構建的基礎性研究

《風險約束下智慧型電網主動自愈策略構建的基礎性研究》是依託香港大學深圳研究院，由侯雲鶴擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：風險約束下智慧型電網主動自愈策略構建的基礎性研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：侯雲鶴
• 依託單位：香港大學深圳研究院

項目摘要

自愈是未來智慧型電網的核心特徵。本項目將系統化地研究電網自愈的基礎理論，提出基於風險約束的電網主動自愈方法論，主要目標包括：提出一致性的系統風險測度和信息獲取機制，實現系統的風險識別和脆弱性評估，為啟動主動自愈並監控自愈過程提供依據；提出基於風險約束的主動自愈策略構建的一般性理論，以自愈過程總體風險為目標，實現顯性故障的自愈和潛在脆弱性的消除；提出和改進一系列高效的隨機分析方法，實現包含可再生能源和負荷回響等未來智慧型電網本質特徵的系統自愈策略構建，核心技術包括隨機場景消減，馬爾科夫模擬，隨機點估計等；構造CPU和GPU結合的高效計算平台，將自愈策略構建的計算需求合理的分配到CPU和GPU中，實現軟硬體結合的高性能計算；在標準和實際系統中完成提出理論和技術的測試。.本課題基於申請人以往大量的國際、國內相關研究經驗，其成果將為自愈電網的構建提供理論基礎、分析方法和實現手段。

結題摘要

自愈是未來智慧型電網的核心特徵。本項目系統化地研究了電網自愈的基礎理論，提出基於風險約束的電網主動自愈方法論。研究成果覆蓋主動自愈的全過程，包括：適於自愈的信息獲取和風險評估方法，脆弱性的主動消除策略、故障的被動的故障恢復策略以及實現主動自愈策略的核心算法。取得了以下的研究成果： 提出了適用於自愈電網的系統的信息獲取和風險評估的方法。首先，建立了互聯輸電系統在擾動後動態狀態識別和估計的方法；第二，提出了輸電系統在持續序貫擾動下的靈活域刻畫和運行風險的定量評估策略；第三，提出基於自組織臨界理論的輸電系統風險測度和脆弱環節識別策略；第四，建立了基於系統最大安全運行時間的運行風險評估測度方法。 提出了系統脆弱性的消除策略，實現主動自愈。首先，提出了考慮極端運行環境條件的輸電網檢修策略，消除潛在的脆弱性；第二，提出考慮極端天氣條件下的輸電網主動序貫調整策略，減小潛在損失；第三，提出了考慮信息系統脆弱性的主動防禦策略；第四，提出微電網脆弱性主動消除策略，減小潛在損失。 提出了系統化的恢復策略，實現系統的被動自愈。首先，提出了考慮冷負荷、負荷分塊特性、系統頻率回響特性和發電機爬坡特性的輸電系統恢復策略；第二，提出了基於開關模型和原件的可用性的輸電網恢復策略構建；第三，提出了配電系統中聯合移動發電設備的故障後恢復策略。 構建自愈策略的高效計算技術。首先提出了基於矢量化技術的含序貫約束的自愈策略高效求解方法；第二，提出了基於潮流方程幾何特徵的高效自愈策略求解方法；第三，建立了基於CPU-GPU混合的自愈策略驗證平台。 基於理論研究成果，開發了電力系統自愈決策支持系統-System Restoration Navigator，由美國電力科學研究院在北美大規模推廣套用。依託本項目培養博士生4名，博士後兩名，發表論文27篇，其中SCI檢索12篇。出版英文專著一本。 本項目的成果為自愈電網的構建提供理論基礎、分析方法和實現手段，並最終可望使自愈電網的夢想逐步變為現實。