Optimized method for coordinated restoration of power distribution network and communication network considering whole process of fault restoration under extreme disasters

DUAN Jingping; ZHAO Tianci; WU Hao; HOU Kai; ZHU Lewei; JIA Hongjie

doi:10.16081／j.epae.202512003

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Optimized method for coordinated restoration of power distribution network and communication network considering whole process of fault restoration under extreme disasters

KEY TECHNOLOGIES FOR NEW TYPE POWER SYSTEMS: RESILIENCE ASSESSMENT AND ENHANCEMENT TECHNOLOGIES FOR NEW URBAN POWER GRIDS（2） | 更新时间：2026-01-14

- Optimized method for coordinated restoration of power distribution network and communication network considering whole process of fault restoration under extreme disasters
- Electric Power Automation Equipment Vol. 46, Issue 1, Pages: 127-134(2026)
- 作者机构：
  
  1.天津大学智能配用电装备与系统全国重点实验室，天津 300072
  2.国网物资有限公司，北京 100120
  3.天津理工大学电气工程与自动化学院，天津 300384
  4.天津天大求实电力新技术股份有限公司，天津 300392
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  High-Relia-bility Urban Distribution Power Systems(U23B600006;U24B200083);the Major National Science and Techno-logy Special Project(2024ZD0800700)
- DOI：10.16081／j.epae.202512003
  CLC： TM732
- Received：30 April 2025，
  
  Revised：2025-11-13，
  
  Published：10 January 2026
- 稿件说明：
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段京平,赵天赐,吴昊等.考虑极端灾害下面向故障恢复全过程的配电网⁃通信网协同恢复优化方法[J].电力自动化设备,2026,46(01):127-134.

DUAN Jingping,ZHAO Tianci,WU Hao,et al.Optimized method for coordinated restoration of power distribution network and communication network considering whole process of fault restoration under extreme disasters[J].Electric Power Automation Equipment,2026,46(01):127-134.
段京平,赵天赐,吴昊等.考虑极端灾害下面向故障恢复全过程的配电网⁃通信网协同恢复优化方法[J].电力自动化设备,2026,46(01):127-134. DOI： 10.16081／j.epae.202512003.

DUAN Jingping,ZHAO Tianci,WU Hao,et al.Optimized method for coordinated restoration of power distribution network and communication network considering whole process of fault restoration under extreme disasters[J].Electric Power Automation Equipment,2026,46(01):127-134. DOI： 10.16081／j.epae.202512003.

摘要

随着极端灾害频发，配电网与通信网的协同恢复在降低信息物理系统负荷损失方面愈加重要，但现有研究忽视了通信网在故障定位与隔离阶段的感知与控制作用。针对上述问题，提出了一种极端灾害下考虑故障恢复全过程的配电网信息物理系统协同恢复方法。构建配电网区域划分模型，定义未知区域、故障区域、停电区域和通电区域，以表征通信网在故障定位、隔离与恢复各阶段中的支撑作用；在此基础上，构建不同类型应急资源调度模型，涵盖人工巡线队伍、配电网及通信网抢修队伍、移动电源车，并结合通信-配电网络故障耦合特性，提出面向多资源协同的配电网信息物理系统协同恢复优化模型。以改进的IEEE 33节点配电网系统为例开展仿真验证，结果表明所提方法能够有效提升灾后恢复速度与系统韧性，验证了所提策略的有效性和优越性。

Abstract

With the increasing frequency of extreme disasters，the coordinated restoration between the power distribution network and communication network has become increasingly important in reducing load loss in the cyber-physical system. However，existing researches overlook the sensing and control role of communication network during fault detection and isolation stages. In response to the above issues，a coordinated restoration method for the cyber-physical system of distribution network considering the whole process of fault restoration under extreme disasters is proposed. A regional division model of the power distribution network is constructed，and unknown，fault，power outage，and energized areas are defined to represent the supporting role of the communication network in each stage of fault location，isolation and restoration. On this basis，a scheduling model for different types of emergency resources is established，covering manual line inspection teams，repair teams for the power distribution network and the communication network，and mobile power supply vehicles. This model incorporates the fault coupling characteristics of communication network and power distribution network and proposes an optimization model for coordinated recovery based on multi-resource collaboration. A simulation verification is carried out using the modified IEEE 33-node power distribution network as an example. The results show that the proposed method can effectively improve the post-disaster restoration speed and system resilience，verifying the effectiveness and superiority of the proposed strategy.

关键词

Keywords

references

李晓，许剑冰，李满礼，等 . 考虑信息失效影响的配电网信息物理系统安全性评估方法［J］. 中国电力， 2022 ， 55 （ 2 ）： 73 - 81 .

LI Xiao ， XU Jianbing ， LI Manli ， et al . A security evaluation method for cyber physical distribution system considering influence of information failure ［J］. Electric Power ， 2022 ， 55 （ 2 ）： 73 - 81 .

葛磊蛟，李元良，陈艳波，等 . 智能配电网态势感知关键技术及实施效果评价［J］. 高电压技术， 2021 ， 47 （ 7 ）： 2269 - 2280 .

GE Leijiao ， LI Yuanliang ， CHEN Yanbo ， et al . Key technologies of situation awareness and implementation effectiveness evaluation in smart distribution network ［J］. High Voltage Engineering ， 2021 ， 47 （ 7 ）： 2269 - 2280 .

姚卓磊，黄文焘，余墨多，等 . 智能配电网电力-通信灾害故障动态协调恢复方法［J］. 电力系统自动化， 2022 ， 46 （ 19 ）： 87 - 94 .

YAO Zhuolei ， HUANG Wentao ， YU Moduo ， et al . Dynamic coordination recovery method for power-communication disaster fault in smart distribution network ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2022 ， 46 （ 19 ）： 87 - 94 .

曹辰，王增平 . 极端天气对新型电力系统的影响及应对措施思考［J］. 南方能源建设， 2025 ， 12 （ 1 ）： 43 - 57 .

CAO Chen ， WANG Zengping . Reflections on the impact of extreme weather on new power systems and countermeasures ［J］. Southern Energy Construction ， 2025 ， 12 （ 1 ）： 43 - 57 .

DING T ， WANG Z K ， JIA W H ， et al . Multiperiod dis-tribution system restoration with routing repair crews，mobile electric vehicles，and soft-open-point networked microgrids ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2020 ， 11 （ 6 ）： 4795 - 4808 .

闫涵，王建华，范须露，等 . 基于用户停电损失评估的有源配电网灾后供电恢复模型［J］. 电力系统自动化， 2022 ， 46 （ 5 ）： 31 - 39 .

YAN Han ， WANG Jianhua ， FAN Xulu ， et al . Post-disaster power supply restoration model for active distribution network based on customer interruption cost assessment ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2022 ， 46 （ 5 ）： 31 - 39 .

杨丽君，赵宇，赵优，等 . 考虑交通路网应急电源车调度的有源配电网故障均衡恢复［J］. 电力系统自动化， 2021 ， 45 （ 21 ）： 170 - 180 .

YANG Lijun ， ZHAO Yu ， ZHAO You ， et al . Balanced fault recovery of active distribution network considering emergency power supply vehicle scheduling in traffic network ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2021 ， 45 （ 21 ）： 170 - 180 .

朱晓荣，司羽 . 考虑物理-信息-交通网耦合的配电网多时段动态供电恢复策略［J］. 电工技术学报， 2023 ， 38 （ 12 ）： 3306 - 3320 .

ZHU Xiaorong ， SI Yu . Multi-period dynamic power supply restoration strategy considering physical-cyber-traffic network coupling ［J］. Transactions of China Electrotechnical Society ， 2023 ， 38 （ 12 ）： 3306 - 3320 .

彭寒梅，王维首，苏永新，等 . 基于负荷恢复价值折算的主动配电网电力-通信故障统一修复策略［J］. 电力自动化设备， 2023 ， 43 （ 4 ）： 135 - 142 .

PENG Hanmei ， WANG Weishou ， SU Yongxin ， et al . Power-communication faults unified repair strategy for active distribution network based on load recovery value conversion ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2023 ， 43 （ 4 ）： 135 - 142 .

钟剑，陈晨，别朝红 . 基于SDN的配电网信息-物理协同恢复策略［J］. 中国电机工程学报， 2024 ， 44 （ 11 ）： 4193 - 4210 .

ZHONG Jian ， CHEN Chen ， BIE Zhaohong . A SDN based cyber-physical integrated restoration scheme for distribution systems ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2024 ， 44 （ 11 ）： 4193 - 4210 .

董桂岑，何川，刘绚，等 . 考虑网络重构和应急资源的灾后配电网信息物理系统协调恢复方法［J］. 电力自动化设备， 2024 ， 44 （ 9 ）： 106 - 113 .

DONG Guicen ， HE Chuan ， LIU Xuan ， et al . Coordinated reco-very method of post-disaster distribution network cyber-physical system considering network reconstruction and emergency resources ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2024 ， 44 （ 9 ）： 106 - 113 .

叶学顺，李昭，刘科研，等 . 信息物理并发故障下的配电网供电恢复方法［J］. 电力信息与通信技术， 2024 ， 22 （ 9 ）： 18 - 25 .

YE Xueshun ， LI Zhao ， LIU Keyan ， et al . Distribution network power restoration under cyber-physical concurrent faults ［J］. Ele-ctric Power Information and Communication Technology ， 2024 ， 22 （ 9 ）： 18 - 25 .

詹惠瑜，刘科研，盛万兴，等 . 有源配电网故障诊断与定位方法综述及展望［J］. 高电压技术， 2023 ， 49 （ 2 ）： 660 - 671 .

ZHAN Huiyu ， LIU Keyan ， SHENG Wanxing ， et al . Review and prospects of fault diagnosis and location method in active distribution network ［J］. High Voltage Engineering ， 2023 ， 49 （ 2 ）： 660 - 671 .

郑峰，张锦松，林燕贞，等 . 基于新型柔性故障限流器的多端直流配电网故障隔离策略［J］. 电力自动化设备， 2023 ， 43 （ 1 ）： 73 - 82 .

ZHENG Feng ， ZHANG Jinsong ， LIN Yanzhen ， et al . Fault isolation strategy for multi-terminal DC distribution network based on novel flexible fault current limiter ［J］. Electric Po-wer Automation Equipment ， 2023 ， 43 （ 1 ）： 73 - 82 .

庞凯元，王一铮，文福拴，等 . 计及通信失效的输电系统信息物理协同恢复策略［J］. 电力系统自动化， 2021 ， 45 （ 3 ）： 58 - 67 .

PANG Kaiyuan ， WANG Yizheng ， WEN Fushuan ， et al . Cyber-physical collaborative restoration strategy for power transmission system with communication failures ［J］. Automation of Ele-ctric Power Systems ， 2021 ， 45 （ 3 ）： 58 - 67 .

程晓平，章昊，王同文，等 . 适应5G通信的配电网分布式供电恢复策略［J］. 科学技术与工程， 2022 ， 22 （ 5 ）： 1906 - 1913 .

CHENG Xiaoping ， ZHANG Hao ， WANG Tongwen ， et al . Distributed power supply recovery strategy for distribution network adapting to 5G communication ［J］. Science Technology and Engineering ， 2022 ， 22 （ 5 ）： 1906 - 1913 .

郑涛，沈文韬，陈冉，等 . 基于柔性互联装备主动控制的配电网故障定位方法［J］. 电力自动化设备， 2024 ， 44 （ 12 ）： 35 - 41 .

ZHENG Tao ， SHEN Wentao ， CHEN Ran ， et al . Fault location method for distribution network based on active control of flexible interconnected equipment ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2024 ， 44 （ 12 ）： 35 - 41 .

臧天磊，刘云飞，王世俊，等 . 计及故障传播效应的配电信息物理系统多时段维修-恢复协同策略［J］. 电力自动化设备， 2024 ， 44 （ 12 ）： 247 - 256 .

ZANG Tianlei ， LIU Yunfei ， WANG Shijun ， et al . Multi-period maintenance and restoration collaborative strategy for cyber physical distribution system considering fault propagation effect ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2024 ， 44 （ 12 ）： 247 - 256 .

刘达夫，钟剑，杨祺铭，等 . 基于V2G与应急通信的配电网信息物理协同快速恢复方法［J］. 电力系统自动化， 2024 ， 48 （ 7 ）： 147 - 158 .

LIU Dafu ， ZHONG Jian ， YANG Qiming ， et al . Fast recovery method for distribution network through cyber-physical colla-boration based on vehicle to grid and emergency communication ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2024 ， 48 （ 7 ）： 147 - 158 .

CHEN C ， WANG J H ， QIU F ， et al . Resilient distribution sys-tem by microgrids formation after natural disasters ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2016 ， 7 （ 2 ）： 958 - 966 .

ARIF A ， WANG Z Y ， WANG J H ， et al . Power distribution system outage management with co-optimization of repairs，reconfiguration，and DG dispatch ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2018 ， 9 （ 5 ）： 4109 - 4118

MA S S ， LI S Y ， WANG Z Y ， et al . Resilience-oriented design of distribution systems ［J］. IEEE Transactions on Power Sys-tems ， 2019 ， 34 （ 4 ）： 2880 - 2891 .

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