基于雾计算负荷预测的低压无源台区故障自愈重构恢复策略

刘音; 桂媛; 刘若溪; 宋一凡; 高杨; 杨雯沁; 王越

doi:10.12204/j.issn.1000-7229.2025.11.004

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基于雾计算负荷预测的低压无源台区故障自愈重构恢复策略

源网荷储新型配电系统规划运行关键技术•栏目主持董旭柱、尚磊、李红军• | 更新时间：2025-10-29

- 基于雾计算负荷预测的低压无源台区故障自愈重构恢复策略
- Post-fault Self-healing Reconfiguration Strategy for Low-Voltage Passive Station Areas Based on Fog Computing Load Prediction
- 电力建设 2025年46卷第11期页码：35-46
- 作者机构：
  
  1.国网北京市电力公司，北京市 100031
  2.国网北京市电力公司电力科学研究院，北京市 100075
  3.国网北京市电力公司丰台供电公司，北京市 100073
  4.中国农业大学信息与电气工程学院，北京市 100083
- 作者简介：
  
  刘音（1972），男，硕士，高级工程师，主要从事电力设备运行、检修分析与管理工作；
  桂媛（1988），女，硕士，高级工程师，主要从事配电网智能诊断技术研究工作；
  刘若溪（1984），男，博士，高级工程师，主要从事配电网设备运维、自动化等技术研究工作；
  宋一凡（1992），女，硕士，高级工程师，主要从事配电自动化与运行控制技术研究；
  高杨（1991），男，硕士，工程师，主要从事电力工程组织与管理、设备运行工作；
  杨雯沁（2001），女，硕士研究生，主要研究方向为低压配电网拓扑识别以及配电网的智能化应用与发展；
  王越（1982），男，工学博士，副教授，通信作者，博士生导师，从事电力系统可靠性与运行风险管控、非线性优化控制与智能决策研究，E-mail：wyue@cau.edu.cn。
- 基金信息：
  
  国网北京市电力公司科技项目（低压配电网状态精准感知与故障快速自愈技术研究及应用）(52022324000F)
- DOI：10.12204/j.issn.1000-7229.2025.11.004
  中图分类号： TM733
- 收稿：2025-01-16，
  
  修回：2025-03-06，
  
  纸质出版：2025-11-01
- 稿件说明：
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刘音,桂媛,刘若溪等.基于雾计算负荷预测的低压无源台区故障自愈重构恢复策略[J].电力建设,2025,46(11):35-46.

LIU Yin,GUI Yuan,LIU Ruoxi,et al.Post-fault Self-healing Reconfiguration Strategy for Low-Voltage Passive Station Areas Based on Fog Computing Load Prediction[J].Electric Power Construction,2025,46(11):35-46.
刘音,桂媛,刘若溪等.基于雾计算负荷预测的低压无源台区故障自愈重构恢复策略[J].电力建设,2025,46(11):35-46. DOI： 10.12204/j.issn.1000-7229.2025.11.004.

LIU Yin,GUI Yuan,LIU Ruoxi,et al.Post-fault Self-healing Reconfiguration Strategy for Low-Voltage Passive Station Areas Based on Fog Computing Load Prediction[J].Electric Power Construction,2025,46(11):35-46. DOI： 10.12204/j.issn.1000-7229.2025.11.004.

摘要

目的

为提高低压台区的故障恢复智能化水平，面向低压台区故障恢复问题，提出了一种基于雾计算负荷预测的低压无源台区故障重构自愈恢复策略。

方法

首先，为避免网络重构引发设备过载，需要提前研判网络的负荷水平，结合低压无源台区的典型结构和雾计算通信架构的特点，设计了基于增量学习模型动态聚合的雾计算超短期负荷预测方法。该方法内嵌两个特性互补的超短期负荷预测模型，通过动态加权的方式利用实时负荷进行模型增量学习，并以故障事件触发的方式对低压负荷进行快速预测。此外，基于所提的雾计算负荷预测，提出了一种无线路参数的低压无源台区开关重构自愈恢复模型，建模为混合整数二次规划问题。

结果

算例仿真结果表明，所提雾计算负荷预测的平均绝对无标度误差主要受负荷突变的影响，可控制在5~40之间，相对误差处于1%~8%。

结论

在故障隔离后，所提策略可有效完成单相负载的转供，并在保持网络辐射运行和避免设备过载的同时，尽可能维持相间负载均衡。

Abstract

Objective

To improve the intelligence level of fault recovery in low-voltage substations， a low-voltage passive substation post-fault self-healing strategy based on fog computing load prediction was proposed for the problem of low-voltage substation fault recovery.

Methods

First， to avoid equipment overload caused by network reconstruction， the load level of the network must be determined in advance. Combining the typical structure of low-voltage passive substations and the characteristics of fog computing communication architecture， a fog computing ultra-short-term load prediction method based on the dynamic aggregation of an incremental learning model was designed. This method embedded two ultrashort-term load prediction technologies with complementary characteristics. It used a real-time load for model incremental learning in a dynamic weighted manner and rapidly predicted low-voltage loads in a fault event-triggered manner. In addition， based on the proposed fog computing load prediction， a low-voltage passive substation switch reconstruction self-healing recovery model without line parameters was proposed and modeled as a mixed-integer quadratic programming problem.

Results

The simulation results showed that the average absolute scale-free error of the proposed fog computing load prediction was mainly affected by the load mutation that could be controlled between 5 and 40， and the relative error was between 1% and 8%.

Conclusions

The proposed post-fault self-healing strategy effectively completed the transfer of single-phase loads and maintained the inter-phase load balance as much as possible， while maintaining the radial network operation and avoiding equipment overload.

关键词

Keywords

references

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