针对飓风的电力系统预防性控制的空间相关组件失效抽样
系统与控制
2025-11-21 v1 系统与控制
摘要
预防性控制是应对自然灾害的电力系统运行关键策略，其有效性根本依赖于情景生成的真实性。虽然大多数现有研究采用顺序蒙特卡洛仿真并假设组件失效是独立抽样的，但这种做法忽略了由气象因素如飓风引起的空间相关性。在本文中，我们识别并解决了在极端天气下组件失效之间建模空间依赖性的空白。我们分析了天气强度随机变量的均值、方差及相关结构如何影响组件失效的相关性。为填补这一空白，我们提出了一种空间相关抽样方法，使多个组件失效能够联合抽样，通过生成相关的气象强度随机变量来实现。比较研究表明，我们的方法捕捉到了长尾情景，揭示了比常规方法更严重的事件。进一步评估了情景选择对预防性控制性能的影响。我们的关键发现包括：（1）不确定天气强度的强空间相关性始终导致组件失效之间相互依赖，无论均值水平如何；（2）所提方法发现了独立抽样遗漏的更多高严重性情景；（3）预防性控制需要在不同情景严重性下平衡负荷削减成本和过量生产成本；（4）忽略失效相关性会导致对高严重性事件风险低估，削弱了预防性控制策略的鲁棒性。
引用
@article{arxiv.2511.16279,
title = {Spatially Dependent Sampling of Component Failures for Power System Preventive Control Against Hurricane},
author = {Ziyue Li and Guanglun Zhang and Grant Ruan and Haiwang Zhong and Chongqing Kang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.16279},
year = {2025}
}