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第44卷第7期电力自动化设备Vol.44No.7

2024年7月ElectricPowerAutomationEquipmentJul.2024

应对极端冰灾的电力系统多阶段韧性提升策略

李雪，张涵帅，姜涛，张儒峰，陈厚合

（东北电力大学现代电力系统仿真控制与绿色电能新技术教育部重点实验室，吉林吉林132012）

摘要：为提升冰灾下电力系统的韧性，降低系统负荷削减量，提高系统恢复速率，提出一种应对极端冰灾的电

力系统多阶段韧性提升策略。对冰灾场景以及受冰灾影响的线路故障率进行建模；从线路抗冰能力、系统负

荷损失、系统恢复情况、线路受损情况、维修资源充裕度多个角度构建电力系统综合韧性评估指标，以定位冰

灾下系统的薄弱环节；在此基础上，通过灾前线路故障风险预测、灾中机组出力调整以及除冰线路筛选和主

动停运除冰、灾后维修顺序规划等策略提升冰灾下的系统韧性。基于IEEE39和IEEE118节点系统进行仿

真分析，结果验证了所提韧性评估方法和提升策略的有效性。

关键词：极端冰灾；电力系统；韧性评估；韧性提升；负荷削减；线路停运除冰

中图分类号：TM73文献标志码：ADOI：10.16081/j.epae.202404007

0引言梯形量化系统及关键设施韧性，评估电力系统应对

极端天气事件的能力，文献［8］在系统层面通过灾害

近年来，随着全球气候不断恶化，世界范围内的

带来的负荷削减量量化评估灾害对电力系统的影

极端冰灾事件频发，严重威胁到电力系统安全、可靠

响，在设备层面构建考虑设备故障前、后的韧性指标

供电。当极端冰灾发生时，常年暴露在自然环境中

来识别电力系统灾前的薄弱环节和灾后的故障元件

的输电线路有可能覆冰，而覆冰过厚可能会导致断

最佳修复策略。

［1］

线、倒塔、线路舞动等严重事故。此外，绝缘子覆

为提升电力系统在极端灾害下的韧性，国内外

冰后的绝缘强度下降，可能会引起绝缘子闪络，从而

学者针对不同灾害场景提出相应的韧性提升策略，

可能会给电力系统带来不同程度的影响。2020年

以降低极端灾害对电力系统的影响。文献［9-11］将

11月，吉林省遭受历史罕见的强雨雪大风冰冻天韧性提升表述为优化问题，其中：文献［9］提出一种

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气，造成102.44万用户供电中断，约1.2×10m的电力系统预调度和除冰装置预定位的最优协调策

［2］

供热受到影响。2021年，美国冬季冰灾致德克略，以提升输电网在极端冰灾下的韧性；文献［10］提

萨斯州超过380万用户失去电力供应，损失负荷近出一种考虑线路故障概率的电力系统预防-紧急协

20000MW［3］。上述由极端冰灾导致的大面积停电调调度方法，以降低极端自然灾害对系统的影响；文

事故说明，冰灾易导致电力系统遭受大范围断线故献［11］综合考虑风电出力的不确定性和极端事件的

障，严重威胁电力系统安全、可靠运行，因此，有必要预期影响，进而构建韧性提升策略的优化模型。文

对冰灾下电力系统的