网讯：
1 研究背景
保障电力安全是贯彻落实总体国家安全观的基本要求。当前我国电力系统正向新型电力系统演进，新能源不确定性、设备低抗扰与弱支撑性等特征变化叠加日益严峻的极端事件威胁, 给系统安全稳定运行带来了挑战；同时，新技术、新装备的应用也为极端事件防御提供了有利条件。在此背景下，亟待发展适应新型电力系统的极端事件风险防范与应急管理技术，支撑能源安全国家战略。
2 论文所解决的问题及意义
论文面向提升新型电力系统弹性、 防范极端事件下电力风险的重大需求，在介绍弹性研究基本架构的基础上， 针对新型电力系统形态演变下的内外风险， 阐明了提升新型电力系统弹性面临的技术难题，归纳了应对极端事件的“风险评估—投资规划—预防准备—响应恢复” 电力风险防范与应急管理技术，结合调研综述与理论创新，分析了各层面的关键技术与研究重点。
3 论文重点内容
3.1 电力系统弹性的概念及相关研究
防范极端事件的电力风险是电力系统弹性的研究范畴。电力系统弹性的概念可以归纳为系统对小概率-高风险极端事件的预防、抵御以及快速恢复负荷的能力。
1）弹性与三道防线：三道防线通常更关注电力系统局部故障引发的连锁反应，典型案例包括2003年北美“8.14”大停电、 2009年巴西“11.10”大停电等， 控制与恢复以大电网为主。而极端事件影响范围广，往往会在短时间内造成大量元件故障，系统最后一道防线可能被突破。电力系统弹性作为其补充，将在应对极端事件方面做出突破。
2）弹性与可靠性：二者都能衡量电力系统故障损失，但可靠性以停电损失的数学期望为核心，在全概率意义上刻画安全风险，由于电力系统元件众多，评估的抽样环节通常仅计及N-1、N-2等常规事件，小概率极端事件导致的电力安全风险被湮没；弹性仅针对极端事件，这些极端事件概率小，但损失极大(如造成上百万用户停电，经济损失达亿元量级)，风险很高，在电力系统风险评估中需加以重视。
3.2 新型电力系统背景下应对极端事件、提升弹性的技术挑战
1）在风险评估方面：
极端事件的时空演进特性、高比例新能源带来的强不确定性与低抗扰性导致新型电力系统故障模型不仅要包含传统的元件层级的故障故障率模型，还要对系统层级的故障演化规律进行刻画。同时，新型电力系统设备类型、数量的增多导致其状态呈指数增长，系统的复杂响应行为导致运行模型更加复杂，传统的解析法难以处理维数灾难问题，模拟法也难以保障评估效率。
2）在投资规划方面：
新型电力系统低惯量特性导致频率问题凸显，在规划中应计及安全运行约束，然而规划模型中显式表达复杂安全约束困难。另一方面，新型电力系统建设需兼顾可靠性、经济性、弹性、碳减排等多目标需求，如何量化规划方案在长时间尺度上的多指标效益并进行科学决策仍有待研究。
3）在预防准备方面：
气候变化背景下复合灾害及气象、地理、运行多维影响因素给风险设备的准确预警带来挑战。此外，大面积停电下预防措施有效支持恢复尚需解决故障不确定下事前-中-后多阶段多资源协同难题。
4）在响应恢复方面：
新型电力系统运行状态多变，特别是配电网层面，灾害下需快速准确感知系统状态以实施控制策略，然而复杂故障导致状态感知困难，同时信息设备失效对感知与控制的影响难以忽视；另一方面，分布式新能源、电力电子设备大量接入，灵活性资源广泛分布，其支撑恢复的潜力尚待挖掘。
3.3 新型电力系统应对极端事件的关键技术
论文针对新型电力系统高比例新能源接入等特征变化归纳了电力风险防范与应急管理关键技术，并介绍了近年来的新进展。
图1 新型电力系统应对极端事件的风险防范与应急管理技术
1）风险评估技术：
新型电力系统极端事件故障模型：综合介绍了元件层级和系统层级故障演化的研究，并指出了结合秒级系统稳定分析和小时级极端事件模拟的在线故障推演研究方向。
弹性高效评估算法：介绍了模拟法中的子集模拟等高效抽样方法，同时提出了基于混合增强人工智能实现在线弹性评估的研究思路。
2）投资规划技术：
弹性规划模型频率安全约束构建：介绍了弹性规划问题中安全约束构建的研究，分析了通过内嵌物理知识神经网络重构暂态稳定约束以集成于规划问题的研究进展。
弹性规划方案多指标要素评估与决策：介绍了包括长时间尺度弹性效益概率化评估在内的弹性、碳减排、经济性等多指标效益评估方法以及适应性规划方法。
3）预防准备技术：
复合灾害下风险设备预警：介绍了基于气象、地理、运行状态等多维因素的复合灾害下风险设备预警相关研究，并梳理了针对“小样本”难题的探索。
预防措施与事中事后多阶段协同：从预防控制措施与各类应急资源部署两个方面分析了事前预防相关研究对恢复措施协同性的考量以及对无人机等应急资源的利用。
4）在响应恢复方面：
复杂故障下的状态感知：系统介绍了多源信息下配电网灾损感知技术以及信息-物理协同恢复方面的研究进展。
分布式能源等灵活资源支撑恢复：介绍了考虑频率调控的配电网优化恢复及动态微电网等技术的新进展，指出了将复杂安全约束融入恢复中同时保障模型求解效率的研究方向。
4 结语
论文针对提升新型电力系统弹性、防范极端事件风险进行了思考与探索。首先对电力系统三道防线、可靠性、弹性等风险防范相关的技术进行了辨析，弹性作为大停电防御体系的补充，将在极端事件风险防范方面做出拓展。其次针对新型电力系统形态演变下的内外风险， 阐明了提升新型电力系统弹性面临的技术难题，包括系统层级的故障演化规律难以刻画、规划问题中复杂安全约束难以显示表达、复合灾害及多维影响因素下风险设备难以准确预警、复杂故障及信息设备失效下难以感知与控制等。进而从“风险评估—投资规划—预防准备—响应恢复”4个层面归纳了新型电力系统极端事件风险防范与应急管理技术，分析了各层面的技术重点与难点，并对未来的研究方向进行了展望。
