Centrala begrepp
Durch die Verwendung eines rollenden Horizonts bei der Wiederherstellung können Reparaturaktivitäten optimal geplant und koordiniert werden, um die Stromversorgung nach Katastrophen schnell wiederherzustellen.
Sammanfattning
Der Artikel präsentiert einen rollenden Horizontrahmen zur optimalen Planung der Instandsetzung von Stromverteilungsnetzen nach Katastrophen. Dabei werden folgende Schlüsselpunkte behandelt:
- Schwere Wetterereignisse können erhebliche Schäden an Stromverteilungsnetzen verursachen, was eine mehrtägige Wiederherstellungsanstrengung erfordert.
- Der Wiederherstellungsprozess wird durch unvollständige Informationen über Ausmaß und Standorte der Schäden erschwert, insbesondere zu Beginn.
- Der vorgestellte rollende Horizontrahmen teilt den Wiederherstellungszeitraum in anpassbare, endliche Fenster ein, in denen Reparaturen geplant werden.
- Unter Berücksichtigung von Reparatur- und Reisezeiten wird das Optimierungsproblem als eine kosteneingeschränkte, belohnungsmaximierende Variante des Handlungsreisenden-Problems (mTSP) auf doppelt gewichteten Graphen formuliert.
- Ziel ist es, die Gesamtbelohnung während des bevorstehenden Wiederherstellungsfensters zu maximieren, ohne dass Crews ihr Zeitbudget überschreiten und bestimmte Stromversorgungskontinuitätsbedingungen verletzt werden.
- Für Stromverteilungsnetze mit Sternstruktur vereinfacht sich das Problem zu einem exakten Beispiel der kosteneingeschränkten, belohnungsmaximierenden mTSP-Variante.
- Das vorgeschlagene gemischt-ganzzahlige lineare Programmiermodell wurde an Standard-IEEE-PES-Testnetzen validiert.
Statistik
Die US-Wirtschaft verliert jährlich schätzungsweise 20 bis 55 Milliarden US-Dollar aufgrund wetterbedingter Stromausfälle.
Ein Eisschauer im Jahr 2023 verursachte schwere Schäden an Stromleitungen in Texas, was zu einem mehrtägigen Stromausfall für mehr als 400.000 Kunden führte.
Citat
"Schwere Wetterereignisse wie Überschwemmungen, Wirbelstürme, Erdbeben und große Wind- oder Eisstürme können erhebliche Schäden an elektrischen Verteilungsnetzen verursachen, was einen mehrtägigen Wiederherstellungsaufwand erfordert."
"Da das Verschieben des Wiederherstellungsprozesses, bis bessere Informationen vorliegen, ein Luxus ist, den sich Planer nicht leisten können, beginnt der Prozess normalerweise mit unvollständigen oder unsicheren Informationen, und die Reparaturpläne/-horizonte werden im Laufe der Zeit angepasst, da bessere und genauere Informationen verfügbar werden."