极端情况下孤岛式微电网的韧性驱动无功功率规划:一种概率多目标优化框架

《Sustainability》:Resilience-Driven Reactive Power Planning for Islanded Microgrids Under Extreme Contingencies: A Probabilistic Multiobjective Optimization Framework

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年08月15日 来源:Sustainability 4.1

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本文提出了一种基于韧性驱动的概率多目标框架,用于在极端情况下的孤岛式微电网无功功率规划,该框架明确融入了可持续性目标以及与联合国可持续发展目标(SDGs)的契合度。以IEEE 33节点配电系统作为典型测试网络,该规划框架同时优化技术可靠性、经济可行性、环境可持续性和社会韧性。针对太阳辐射强度、风速和负荷需求等不确定性,采用两点估计法(2PEM)进行建模,而非支配排序遗传算法II(NSGA-II)则为五种无功功率支撑策略确定帕累托最优规划方案。研究结果表明,为并网运行优化的规划方案在孤岛条件下未必是最有效的。在所采用的多准则评估框架中,专门的D-STATCOM策略实现了最高的整体标准化性能,能够保持87.2%的负荷、保护93.7%的关键负荷,其典型生存时间为8.7小时,同时将总负荷削减比例降至12.8%,且消除了高风险停电事件(超过30%的负荷削减)。此外,该策略还将与事件相关的经济损失降低了75%以上,其环境影响也最低,相比传统电网基准,生命周期二氧化碳排放强度降低了62.5%。标准化敏感性分析表明,即便采用不同的标准化方法,各策略的比较排名依然不变,这体现了所提评估框架的稳健性。从可持续性角度而言,该框架通过可靠的低碳微电网运行助力实现SDG 7(可负担的清洁能源)目标,通过具有韧性的电力系统规划推动SDG 9(工业、创新和基础设施)目标的实现,通过提升关键城市服务的连续性支持SDG 11(可持续的城市和社区)目标,通过降低生命周期排放助力实现SDG 13(气候行动)目标,同时还通过支持分布式能源部署带来的本地就业机会促进SDG 8(体面工作与经济增长)目标的实现。
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