在野火风险下，基于决策的不确定性感知的分布式系统规划

《IEEE Transactions on Power Systems》：Decision-Dependent Uncertainty-Aware Distribution System Planning Under Wildfire Risk

电力系统与野火交互作用的研究提出决策依赖型不确定性建模方法，通过两阶段鲁棒规划优化电网投资组合，考虑高负荷区域野火风险及线路加固决策对故障概率的影响，结合迭代算法验证方案有效性。

　　

摘要：

电力系统与野火之间的相互作用可能非常危险且代价高昂。在极端天气条件下，配电网可能会引发野火。在易发生野火的地区，投资规划应考虑运营行为对野火相关不确定性的影响，这些不确定性会影响线路故障的可能性。在这种情况下，基于内生因素的不确定性建模应成为投资规划模型的核心，因为标准的外生因素不确定性建模无法充分反映这些问题。因此，我们提出了一种基于决策的不确定性（DDU）方法，用于优化配电网的投资组合，考虑到高威胁区域的高电力流水平可能会引发野火并增加线路故障的概率。该方法确定了升级措施（新建线路、加固现有线路以及安装开关设备）的最佳组合。在方法论上，我们提出了一个两阶段的分布式鲁棒规划优化问题，该问题考虑了配电网的多期运营。第一阶段确定最佳的开关操作和线路投资方案；第二阶段在DDU框架下评估最坏情况下的预期运营成本，该框架旨在考虑电力流水平和加固投资决策对线路故障概率的内生影响。我们采用了一种迭代方法来解决这个问题，数值实验表明，这样的电网能够更好地应对野火风险。

引言

全球范围内野火的潜在风险有所增加，人类活动对野生土地的影响以及极端天气条件共同构成了这一问题的主要原因[1]。在电力系统的背景下，由于电力网络的广泛分布以及现代社会对电力的高度依赖，电力系统与野火之间的相互作用尤其具有破坏性。除了损坏各种结构外，野火还会直接影响电力系统的运行。例如，线路附近的温度突然升高会暂时降低电线的承载能力，而热量和烟雾的结合会改变空气间隙的特性，从而增加短路的风险[2]。另一方面，虽然野火有可能影响电力系统，但这些系统的运行在某些环境条件下也可能引发野火。因此，制定战略投资计划以提高电网的灵活性、避免野火的发生，并同时充分考虑电力网络在引发野火中的作用至关重要。