优化输电基础设施投资以支持线路断电来缓解野火引燃风险

野火对美国西部等地区的公共安全构成日益增长的风险，而历史上，电力系统曾引燃过一些最具破坏性的野火。为降低野火引燃风险，电力系统运营商在极端野火条件下，作为“公共安全断电”（PSPS）事件的一部分，会抢先对高风险电力线路进行断电。虽然 PSPS 事件能显著降低急性野火风险，但也可能导致大量负荷削减，因为部分断电的系统可能无法满足所有用户需求。在这项工作中，我们研究了基础设施投资能在多大程度上通过减少负荷削减和野火引燃风险来支持 PSPS 事件期间的系统运行。我们考虑了安装电网级电池、太阳能光伏以及线路加固或维护措施（例如，地下敷设或加强植被管理）。优化选择这些基础设施投资的位置、类型和规模需要考虑与 PSPS 事件相关的线路断电。因此，本文提出了一种多时段优化公式，该公式在确定基础设施投资的位置和规模的同时，选择线路断电方案，以最小化野火引燃风险和负荷削减。我们使用两个带有地理信息的测试案例，结合现实的基础设施投资参数和美国地质调查局的实际野火风险数据，对该公式进行了评估。我们通过使用优化后的基础设施布局模拟整个 2021 年野火季节的断电决策，来评估投资选择的性能。由于投资决策在不同测试案例、预算和运营商优先级之间存在显著差异，数值结果证明了所提公式在根据不同场景定制投资选择方面的价值。