Distributed Optimization of Flexible Interconnected AC/DC Distribution System Based on Soft Open Point

Shanxiang JIA; Ke PENG; Xidong LI; Guangzeng YAO; Hao ZHANG

doi:10.7500/AEPS20200713009

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

Distributed Optimization of Flexible Interconnected AC/DC Distribution System Based on Soft Open Point

Special Topic on Key Technologies of Flexible Interconnected Distribution Network | 更新时间：2025-06-16

- Distributed Optimization of Flexible Interconnected AC/DC Distribution System Based on Soft Open Point
- Automation of Electric Power Systems Vol. 45, Issue 8, Pages: 95-103(2021)
- 作者机构：
  
  山东理工大学电气与电子工程学院，山东省淄博市 255000
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  National Natural Science Foundation of China
- DOI：10.7500/AEPS20200713009
  CLC：
- Received：13 July 2020，
  
  Revised：2020-11-02，
  
  Published Online：16 December 2020，
  
  Published：25 April 2021
- 稿件说明：
移动端阅览
贾善翔,彭克,李喜东等.基于智能软开关的柔性互联交直流配电系统分布式优化[J].电力系统自动化,2021,45(8):95-103.

JIA Shanxiang,PENG Ke,LI Xidong,et al.Distributed Optimization of Flexible Interconnected AC/DC Distribution System Based on Soft Open Point[J].Automation of Electric Power Systems,2021,45(8):95-103.
贾善翔,彭克,李喜东等.基于智能软开关的柔性互联交直流配电系统分布式优化[J].电力系统自动化,2021,45(8):95-103. DOI： 10.7500/AEPS20200713009.

JIA Shanxiang,PENG Ke,LI Xidong,et al.Distributed Optimization of Flexible Interconnected AC/DC Distribution System Based on Soft Open Point[J].Automation of Electric Power Systems,2021,45(8):95-103. DOI： 10.7500/AEPS20200713009.

摘要

围绕柔性互联交直流配电系统的优化调度问题展开研究。通过在配电网分区边界引入智能软开关（SOP）与直流充电装置相结合的柔性互联装置，建立了计及多种分布式资源的改进柔性互联配电系统多区域、多目标分布式优化模型。通过边界及SOP解耦模型的建立，将系统优化划分为微网子区域优化、配电网子区域优化、微网与配电网分区边界处以及柔性互联装置处优化等若干子问题。考虑对各区域隐私的保护，提出了各区域内、分区边界及SOP参与分布式优化的调度方案，设计了交替方向乘子法自适应步长调整机制，提高了计算效率。最后，通过仿真验证了算法的有效性、扩展性以及柔性互联模型的经济性。

Abstract

The optimal dispatch problem of flexible interconnected AC/DC distribution systems is studied. By introducing flexible interconnected devices combining soft open point (SOP) and DC charging devices at the boundary of the distribution network

an improved multi-regional and multi-objective distributed optimization model of flexible interconnected distribution systems is established

which takes into account various distributed resources. Through the establishment of boundary and SOP decoupling models

the system optimization is divided into several sub-problems

including microgrid sub-region optimization

distribution network sub-region optimization

microgrid and distribution network partition boundary optimization

and flexible interconnected device optimization. For protecting the privacy of each region

the dispatch scheme in which each region

partition boundary and SOP participate in distributed optimization is proposed. Furthermore

the adaptive step size adjustment mechanism for the alternating direction method of multipliers is adopted to improve the computing efficiency. Finally

the effectiveness and expansibility of the algorithm and the economy of the flexible interconnected model are verified by simulation.

关键词

Keywords

references

王成山，李鹏 . 分布式发电、微网与智能配电网的发展与挑战［J］. 电力系统自动化， 2010 ， 34 （ 2 ）： 10 - 14 .

WANG Chengshan ， LI Peng . Development and challenges of distributed generation， the micro-grid and smart distribution system ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2010 ， 34 （ 2 ）： 10 - 14 .

祁琪，姜齐荣，许彦平 . 智能配电网柔性互联研究现状及发展趋势［J/OL］. 电网技术［ 2020-10-30 ］. https：//doi.org/10.13335/j.1000-3673.pst.2019.2670 https://doi.org/10.13335/j.1000-3673.pst.2019.2670 .

QI Qi ， JIANG Qirong ， XU Yanping . Research status and development prospect of flexible interconnection for smart distribution networks ［J/OL］. Power System Technology ［ 2020-10-30 ］. https：//doi.org/10.13335/j.1000-3673.pst.2019.2670 https://doi.org/10.13335/j.1000-3673.pst.2019.2670 .

刘迎澍，陈曦，李斌，等 . 多微网系统关键技术综述［J］. 电网技术， 2020 ， 44 （ 10 ）： 3804 - 3820 .

LIU Yingshu ， CHEN Xi ， LI Bin ， et al . State of art of the key technologies of multiple microgrids system ［J］. Power System Technology ， 2020 ， 44 （ 10 ）： 3804 - 3820 .

王成山，宋关羽，李鹏，等 . 基于智能软开关的智能配电网柔性互联技术及展望［J］. 电力系统自动化， 2016 ， 40 （ 22 ）： 168 - 175 .

WANG Chengshan ， SONG Guanyu ， LI Peng ， et al . Research and prospect for soft open point based flexible interconnection technology for smart distribution network ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2016 ， 40 （ 22 ）： 168 - 175 .

陈亮，黄强，贾萌萌，等 . 基于柔性直流互联的交直流混合配电网建模与仿真分析［J］. 电网技术， 2018 ， 42 （ 5 ）： 1410 - 1417 .

CHEN Liang ， HUANG Qiang ， JIA Mengmeng ， et al . Modeling and simulation analysis of hybrid AC/DC distribution network based on flexible DC interconnection ［J］. Power System Technology ， 2008 ， 42 （ 5 ）： 1410 - 1417 .

曾鸣，彭丽霖，王丽华，等 . 主动配电网下分布式能源系统双层双阶段调度优化模型［J］. 电力自动化设备， 2016 ， 36 （ 6 ）： 108 - 115 .

ZENG Ming ， PENG Lilin ， WANG Lihua ， et al . Two-stage dual-level dispatch optimization model of distributed energy system in active distribution network ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2016 ， 36 （ 6 ）： 108 - 115 .

LI Zhigang ， WU Wenchuan ， ZHANG Boming ， et al . Dynamic economic dispatch using Lagrangian relaxation with multiplier updates based on a quasi-Newton method ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2013 ， 28 （ 4 ）： 4516 - 4527 .

徐熙林，宋依群，姚良忠，等 . 基于多层电价响应机制的主动配电网源-网-荷协调方法［J］. 电力系统自动化， 2018 ， 42 （ 5 ）： 9 - 17 .

XU Xilin ， SONG Yiqun ， YAO Liangzhong ， et al . Source-Grid-Load coordination method for active distribution network based on multi-level electricity price response mechanism ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2018 ， 42 （ 5 ）： 9 - 17 .

蒲天骄，刘威，陈乃仕，等 . 基于一致性算法的主动配电网分布式优化调度［J］. 中国电机工程学报， 2017 ， 37 （ 6 ）： 1579 - 1590 .

PU Tianjiao ， LIU Wei ， CHEN Naishi ， et al . Distributed optimal dispatching of active distribution network based on consensus algorithm ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2017 ， 37 （ 6 ）： 1579 - 1590 .

KOU Xiao ， LI Fangxing ， DONG Jin ， et al . A scalable and distributed algorithm for managing residential demand response programs using alternating direction method of multipliers （ADMM）［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2020 ， 11 （ 6 ）： 4871 - 4882 .

李佩杰，陆镛，白晓清，等 . 基于交替方向乘子法的动态经济调度分散式优化［J］. 中国电机工程学报， 2015 ， 35 （ 10 ）： 2428 - 2435 .

LI Peijie ， LU Yong ， BAI Xiaoqing ， et al . Decentralized optimization for dynamic economic dispatch based on alternating direction method of multipliers ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2015 ， 35 （ 10 ）： 2428 - 2435 .

王程，刘念 . 基于交替方向乘子法的互联微电网系统分布式优化调度［J］. 电网技术， 2016 ， 40 （ 9 ）： 2675 - 2681 .

WANG Cheng ， LIU Nian . Distributed optimal dispatching of interconnected microgrid system based on alternating direction method of multipliers ［J］. Power System Technology ， 2016 ， 40 （ 9 ）： 2675 - 2681 .

薛飞，马丽，朱昊，等 . 柔性配电网中考虑SOP优化的分布式电源双层规划［J］. 电力系统及其自动化学报， 2020 ， 32 （ 8 ）： 109 - 115 .

XUE Fei ， MA Li ， ZHU Hao ， et al . Bi-level programming of distributed generations in flexible distribution network with SOP optimization ［J］. Proceedings of the CSU-EPSA ， 2020 ， 32 （ 8 ）： 109 - 115 .

孙充勃，原凯，李鹏，等 . 基于SOP的多电压等级混联配电网运行二阶锥规划方法［J］. 电网技术， 2019 ， 43 （ 5 ）： 1599 - 1605 .

SUN Chongbo ， YUAN Kai ， LI Peng ， et al . A second-order cone programming method for hybrid multiple voltage level distribution networks based on soft open points ［J］. Power System Technology ， 2019 ， 43 （ 5 ）： 1599 - 1605 .

路畅，郭力，刘一欣，等 . 基于柔性互联的独立微电网分布式优化调度方法［J］. 电网技术， 2019 ， 43 （ 5 ）： 1512 - 1519 .

LU Chang ， GUO Li ， LIU Yixin ， et al . Distributed optimal dispatching method for independent microgrids based on flexible interconnection ［J］. Power System Technology ， 2019 ， 43 （ 5 ）： 1512 - 1519 .

王皓，艾芊，吴俊宏，等 . 基于交替方向乘子法的微电网群双层分布式调度方法［J］. 电网技术， 2018 ， 42 （ 6 ）： 1718 - 1727 .

WANG Hao ， AI Qian ， WU Junhong ， et al . Bi-level distributed optimization for microgrid clusters based on alternating direction method of multipliers ［J］. Power System Technology ， 2018 ， 42 （ 6 ）： 1718 - 1727 .

杨青润，李澄，丁涛，等 . 基于交替方向乘子法的电力系统完全分布式动态经济调度方法［J］. 控制理论与应用， 2018 ， 35 （ 5 ）： 709 - 716 .

YANG Qingrun ， LI Cheng ， DING Tao ， et al . Fully distributed dynamic economical dispatching method for power system based on alternating direction multiplier method ［J］. Control Theory & Applications ， 2018 ， 35 （ 5 ）： 709 - 716 .

张进，胡存刚，芮涛 . 基于交替方向乘子法的主动配电网日前两阶段分布式优化调度策略［J/OL］. 中国电力［ 2020-10-30 ］. http：//kns.cnki.net/kcms/detail/11.3265.TM.20191106.0905.002.html http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.3265.TM.20191106.0905.002.html .

ZHANG Jin ， HU Cungang ， RUI Tao . A day-ahead two-stage distributed optimal scheduling method for active distribution network based on ADMM ［J/OL］. Electric Power ［ 2020-10-30 ］. http：//kns.cnki.net/kcms/detail/11.3265.TM.20191106.0905.002.html http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.3265.TM.20191106.0905.002.html .

谢敏，吉祥，柯少佳，等 . 基于目标级联分析法的多微网主动配电系统自治优化经济调度［J］. 中国电机工程学报， 2017 ， 37 （ 17 ）： 4911 - 4921 .

XIE Min ， JI Xiang ， KE Shaojia ， et al . Autonomous optimized economic dispatch of active distribution power system with multi-microgrids based on analytical target cascading theory ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2017 ， 37 （ 17 ）： 4911 - 4921 .

FARIVAR M ， LOW S H . Branch flow model： relaxations and convexification—Part Ⅰ ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2013 ， 28 （ 3 ）： 2554 - 2564 .

韩晓娟，王丽娜，高僮，等 . 基于成本和效益分析的并网光储微网系统电源规划［J］. 电工技术学报， 2016 ， 31 （ 14 ）： 31 - 39 .

HAN Xiaojuan ， WANG Lina ， GAO Tong ， et al . Generation planning of grid-connected micro-grid system with PV and batteries storage system based on cost and benefit analysis ［J］. Transactions of China Electrotechnical Society ， 2016 ， 31 （ 14 ）： 31 - 39 .

王成山，彭克，孙绪江，等 . 分布式发电系统电力电子控制器通用建模方法［J］. 电力系统自动化， 2012 ， 36 （ 18 ）： 122 - 127 .

WANG Chengshan ， PENG Ke ， SUN Xujiang ， et al . Universal modeling method of power electronics controller for distributed generation system ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2012 ， 36 （ 18 ）： 122 - 127 .

Views

下载量

CSCD

Alert me when the article has been cited

提交

Tools

Publicity Resources

Optimal Decentralized Coordinated Dispatch of Electricity-Carbon Considering Impacts of Bi-level Carbon Emission Trading Market

Calculation Method for Electric Vehicle Hosting Capacity of Flexibly Interconnected Distribution Network Considering Traffic Flow

Hierarchical and Distributed Optimal Scheduling for Microgrid System Integrating Differentiated Building Clusters

Fast Analysis Method for Power System Harmonic Resonance Based on Adaptive Step Sizes

Related Author

LIN Yujie

XIONG Houbo

LIN Yumian

SHI Haojie

SUN Fengzhou

GUO Chuangxin

CAO Jiachen

ZHANG Shenxi

Related Institution

Economic and Technology Power Research Institute of State Grid, Fujian Electric Power Co., Ltd.

College of Electrical Engineering, Zhejiang University

Energy Research Institute of China Southern Power Grid Co., Ltd.

Xiamen Power Supply Company of State Grid Fujian Electric Power Co., Ltd.

College of Information and Electrical Engineering, China Agricultural University

⁰