减轻不确定地磁扰动对电网的影响：一种分布鲁棒优化方法
最优化与控制
2022-02-09 v2
摘要
严重的地磁扰动（GMDs）增加了地球表面电场（E-field）的幅值，并沿电网中的输电线路驱动地磁感应电流（GICs）。这些额外电流可带来严重风险，如电流畸变、变压器饱和以及无功损耗增加，每一项均可能导致系统不可靠。存在若干缓解措施（例如改变电网拓扑）可减少有害 GIC 对电网的影响。然而，由于 E-field 的幅值和方向不确定且非平稳，制定此类决策可能具有挑战性。在本文中，我们使用分布鲁棒优化（DRO）方法对不确定 E-field 建模，该方法确定最优输电电网运行，使得系统成本的最坏情况期望最小化。我们还捕获了 GICs 对非线性交流潮流方程的影响。对于求解方法，我们通过利用表示 E-field 的不确定参数支撑集的特殊结构，开发了加速的列与约束生成（CCG）算法。基于为 GMD 研究设计的“epri-21”和“uiuc-150”系统的大量数值实验表明：（i）加速 CCG 算法的计算性能；（ii）在满足非线性、非凸交流潮流方程和 GIC 约束方面，分布鲁棒电网运行相较于标准随机规划方法在样本外测试中的优越性能。
引用
@article{arxiv.2104.00204,
title = {Mitigating the Impacts of Uncertain Geomagnetic Disturbances on Electric Grids: A Distributionally Robust Optimization Approach},
author = {Minseok Ryu and Harsha Nagarajan and Russell Bent},
journal= {arXiv preprint arXiv:2104.00204},
year = {2022}
}
备注
11 pages, 7 figures, 9 tables