Distributed Service Restoration Strategy for Interconnected Distribution Networks Based on Network Simplification and Topology Precomputation

CHAI Yuanyuan; MA Zechao; CHEN Haiwen; ZHANG Yuze; LI Qingsong

doi:10.12204/j.issn.1000-7229.2026.10.002

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Distributed Service Restoration Strategy for Interconnected Distribution Networks Based on Network Simplification and Topology Precomputation

Key Technologies of Global Security Defense and Disaster Resistance for High\-Proportion New Energy Power Grid\·Hosted by WANG Yuanyuan\，WANG Jinyu\，HUANG Can\，XIAO Hao\，BIAN Jing\· | 更新时间：2026-09-30

- Distributed Service Restoration Strategy for Interconnected Distribution Networks Based on Network Simplification and Topology Precomputation
- Electric Power Construction Vol. 47, Issue 10, Pages: 15-29(2026)
- 作者机构：
  
  智能配用电装备与系统全国重点实验室（河北工业大学），天津市300401
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  National Natural Science Foundation of China(52207089);Natural Science Foundation of Hebei Province(E2024202195)
- DOI：10.12204/j.issn.1000-7229.2026.10.002
  CLC： TM732
- Received：03 April 2026，
  
  Revised：2026-05-25，
  
  Published：01 October 2026
- 稿件说明：
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柴园园,马泽超,陈海文等.基于网络简化拓扑预计算的互联配电网分布式供电恢复策略[J].电力建设,2026,47(10):15-29.

CHAI Yuanyuan,MA Zechao,CHEN Haiwen,et al.Distributed Service Restoration Strategy for Interconnected Distribution Networks Based on Network Simplification and Topology Precomputation[J].Electric Power Construction,2026,47(10):15-29.
柴园园,马泽超,陈海文等.基于网络简化拓扑预计算的互联配电网分布式供电恢复策略[J].电力建设,2026,47(10):15-29. DOI： 10.12204/j.issn.1000-7229.2026.10.002.

CHAI Yuanyuan,MA Zechao,CHEN Haiwen,et al.Distributed Service Restoration Strategy for Interconnected Distribution Networks Based on Network Simplification and Topology Precomputation[J].Electric Power Construction,2026,47(10):15-29. DOI： 10.12204/j.issn.1000-7229.2026.10.002.

摘要

目的

针对主变压器故障可能造成的单一配电网停电事故，提出了一种基于网络简化拓扑预计算的互联配电网分布式供电恢复策略。

方法

首先，提出基于边界量测数据的配电网络分区简化建模方法，并建立计及联络线与馈线开关的简化网络拓扑预计算模型，预先求得联络线开关最优状态；其次，构建互联配电网全局供电恢复优化模型，并提出基于改进广义Benders分解算法的分布式供电恢复方法，先将全局优化模型分解为主、子问题，再通过失电与正常配电网间的分布式迭代计算，求解内部可控资源最优调控指令；最后，采用两个不同规模的互联配电网算例进行仿真验证。

结果

在两互联和三互联配电网算例中，所提分布式方法分别经12次和17次迭代收敛，失电配电网负荷恢复率均达到100%；与集中优化方法相比，全局目标函数值偏差率分别约为0.1%和0.02%。三互联算例中，所提方法计算时间为31.51 s，低于集中优化方法的575.32 s。

结论

所提简化拓扑预计算方法能够准确构建互联配电网简化拓扑模型，并确定网内及网间联络线开关的最优状态；在互联配电网规模增大时，基于改进广义Benders分解的分布式供电恢复策略仍能有效收敛，并获得与集中优化方法基本一致的近最优供电恢复方案，验证了所提方法的有效性和准确性。

Abstract

Objective

In response to the risk of power outage in a single distribution network caused by main transformer fault， this paper proposes a distributed service restoration strategy for interconnected ADNs based on network simplification and topology precomputation.

Methods

First， this paper proposes a partitioning-based simplified modeling method for distribution networks based on boundary measurement data， and establishes a simplified network topology precomputation model that incorporates the tie line and feeder switches to predetermine the optimal states of tie line switches. Second， this paper constructs a global service restoration optimization model of interconnected distribution networks and proposes a distributed service restoration method based on the improved generalized Benders decomposition algorithm. The global optimization model is decomposed into main problem and sub-problem and then solved iteratively between the power outage and normal distribution networks to determine the optimal scheme of other controllable resources. Finally， simulation verification is conducted using two case studies of interconnected distribution networks of different sizes.

Results

In the two-interconnected and three-interconnected distribution network cases， the proposed distributed method converged in 12 and 17 iterations， respectively， achieving a 100% load restoration rate in both outaged networks. Compared with the centralized optimization method， the deviation rates of the global objective function value were approximately 0.1% and 0.02%， respectively. In the three-interconnected case， the computation time of the proposed method was 31.51s， which is significantly lower than the 575.32s of the centralized optimization method.

Conclusions

The proposed simplified topology precomputation method can accurately construct the simplified topology model of interconnected distribution networks and determine the optimal states of both internal and inter-network tie-line switches. When the scale of the interconnected distribution network increases， the distributed service restoration strategy based on the improved generalized Benders decomposition can still converge effectively and obtain a near-optimal restoration scheme that is essentially consistent with that of the centralized optimization method， thereby verifying the effectiveness and accuracy of the proposed method.

关键词

Keywords

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