Active-Reactive Power Optimal Dispatch of AC/DC Distribution Network Based on Soft Open Point

MA Zhigang; WEI Zhinong; CHEN Sheng; ZHENG Yuping; WU Tonghua

doi:10.7500/AEPS20220702002

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Active-Reactive Power Optimal Dispatch of AC/DC Distribution Network Based on Soft Open Point

Special Topic onFlexible Interconnection and Morphological Evolution of Smart Distribution Networks | 更新时间：2025-06-16

- Active-Reactive Power Optimal Dispatch of AC/DC Distribution Network Based on Soft Open Point
- Automation of Electric Power Systems Vol. 47, Issue 6, Pages: 48-58(2023)
- 作者机构：
  
  1.河海大学能源与电气学院，江苏省南京市 211100
  2.国电南瑞科技股份有限公司，江苏省南京市 211106
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  Natural Science Foundation of China(U1966205);Young Elite Scientists Sponsorship Program by CAST(2021QNRC001)
- DOI：10.7500/AEPS20220702002
  CLC：
- Received：02 July 2022，
  
  Revised：2022-10-21，
  
  Published Online：05 January 2023，
  
  Published：25 March 2023
- 稿件说明：
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马智刚,卫志农,陈胜等.基于柔性多状态开关的交直流配电网有功-无功优化调度[J].电力系统自动化,2023,47(6):48-58.

MA Zhigang,WEI Zhinong,CHEN Sheng,et al.Active-Reactive Power Optimal Dispatch of AC/DC Distribution Network Based on Soft Open Point[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(6):48-58.
马智刚,卫志农,陈胜等.基于柔性多状态开关的交直流配电网有功-无功优化调度[J].电力系统自动化,2023,47(6):48-58. DOI： 10.7500/AEPS20220702002.

MA Zhigang,WEI Zhinong,CHEN Sheng,et al.Active-Reactive Power Optimal Dispatch of AC/DC Distribution Network Based on Soft Open Point[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(6):48-58. DOI： 10.7500/AEPS20220702002.

摘要

交直流配电网作为主动配电网的重要发展方向，协调其有功-无功资源以改善系统运行特性具有重要研究价值。首先，以基于多端柔性多状态开关(SOP)的交直流配电网为研究对象，计及储能、柔性负荷、SOP、光伏逆变器等关键设备运行约束，以及削峰填谷和电压偏移约束，构建了以运行成本最小为目标的交直流配电网有功-无功调度模型。然后，为适应光伏出力的随机性，构建了数据驱动的两阶段随机-分布鲁棒优化模型，并基于列与约束生成算法进行求解。最后，采用72节点和38节点交直流配电网作为算例，验证了模型的有效性。

Abstract

As an important development direction of the active distribution network

it is of significant research value to coordinate the active-reactive power resources of the AC/DC distribution network for improving the characteristics of system operation. First

taking the AC/DC distribution network based on multi-terminal soft open point (SOP) as the research object

an active-reactive power dispatch model of the AC/DC distribution network is constructed with the objective of minimum operation cost considering the key equipment operation constraints for the energy storage

flexible load

SOP

photovoltaic inverter

and the constraints of peak-shaving and valley-filling and voltage offset. Secondly

in order to adapt to the uncertainty of photovoltaic output

a data-driven two-stage stochastic-distributionally robust optimization model is constructed. Then

the model is solved based on the column and constraint generation algorithm. Finally

the 72-bus and 38-bus AC/DC distribution networks are used to verify the effectiveness of the proposed model.

关键词

Keywords

references

张璐，许彪，唐巍，等 . 基于功率时空协同的交直流混合配电网调度计划日内修正策略［J］. 电力系统自动化， 2021 ， 45 （ 24 ）： 106 - 114 .

ZHANG Lu ， XU Biao ， TANG Wei ， et al . Intra-day correction strategy of dispatching plan for AC/DC hybrid distribution network based on spatio-temporal power coordination ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2021 ， 45 （ 24 ）： 106 - 114 .

李幸芝，韩蓓，李国杰，等 . 考虑非高斯耦合不确定性的交直流配电网两阶段概率状态估计［J］. 电工技术学报， 2020 ， 35 （ 23 ）： 4949 - 4960 .

LI Xingzhi ， HAN Bei ， LI Guojie ， et al . Two-stage probabilistic state estimation for AC/DC distribution network considering non-Gaussian coupling uncertainties ［J］. Transactions of China Electrotechnical Society ， 2020 ， 35 （ 23 ）： 4949 - 4960 .

梁海平，王岩，刘英培，等 . 计及源荷不确定性的混合交直流主动配电网分层-分布式优化调度［J］. 电力自动化设备， 2021 ， 41 （ 12 ）： 62 - 69 .

LIANG Haiping ， WANG Yan ， LIU Yingpei ， et al . Hierarchical-distributed optimal scheduling of hybrid AC/DC active distribution network considering source and load uncertainties ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2021 ， 41 （ 12 ）： 62 - 69 .

符杨，张智泉，李振坤 . 基于二阶段鲁棒优化模型的混合交直流配电网无功电压控制策略研究［J］. 中国电机工程学报， 2019 ， 39 （ 16 ）： 4764 - 4774 .

FU Yang ， ZHANG Zhiquan ， LI Zhenkun . Research on reactive power voltage control strategy for hybrid AC/DC distribution network based on two-stage robust optimization model ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2019 ， 39 （ 16 ）： 4764 - 4774 .

郭清元，莫超，吴杰康，等 . 分布式电源接入的配电系统多类型无功源出力优化方法［J］. 电力工程技术， 2020 ， 39 （ 5 ）： 211 - 219 .

GUO Qingyuan ， MO Chao ， WU Jiekang ， et al . Multi-type reactive power output optimization method of distribution system with distributed generations ［J］. Electric Power Engineering Technology ， 2020 ， 39 （ 5 ）： 211 - 219 .

孙峰洲，马骏超，于淼，等 . 含多端柔性多状态开关的主动配电网日前-日内协调能量管理方法［J］. 中国电机工程学报， 2020 ， 40 （ 3 ）： 778 - 790 .

SUN Fengzhou ， MA Junchao ， YU Miao ， et al . A day-ahead and intraday coordinated energy management method for active distribution networks based on multi-terminal flexible distribution switch ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2020 ， 40 （ 3 ）： 778 - 790 .

CAO W Y ， WU J Z ， JENKINS N ， et al . Benefits analysis of soft open points for electrical distribution network operation ［J］. Applied Energy ， 2016 ， 165 ： 36 - 47 .

霍群海，李梦菲，粟梦涵，等 . 柔性多状态开关应用场景分析［J］. 电力系统自动化， 2021 ， 45 （ 8 ）： 13 - 21 .

HUO Qunhai ， LI Mengfei ， SU Menghan ， et al . Analysis on application scenarios of flexible multi-state switch ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2021 ， 45 （ 8 ）： 13 - 21 .

张今，耿光超，江全元，等 . 含柔性多状态开关的配电网多目标随机运行优化方法［J］. 高电压技术， 2019 ， 45 （ 10 ）： 3140 - 3148 .

ZHANG Jin ， GENG Guangchao ， JIANG Quanyuan ， et al . Multi-objective stochastic operation optimization for distribution network with flexible multi-state switches ［J］. High Voltage Engineering ， 2019 ， 45 （ 10 ）： 3140 - 3148 .

JI H R ， WANG C S ， LI P ， et al . Robust operation of soft open points in active distribution networks with high penetration of photovoltaic integration ［J］. IEEE Transactions on Sustainable Energy ， 2019 ， 10 （ 1 ）： 280 - 289 .

SUN F Z ， MA J C ， YU M ， et al . Optimized two-time scale robust dispatching method for the multi-terminal soft open point in unbalanced active distribution networks ［J］. IEEE Transactions on Sustainable Energy ， 2021 ， 12 （ 1 ）： 587 - 598 .

SUN F Z ， YU M ， WU Q W ， et al . A multi-time scale energy management method for active distribution networks with multiple terminal soft open point ［J］. International Journal of Electrical Power & Energy Systems ， 2021 ， 128 ： 106767 .

贺帅佳，阮贺彬，高红均，等 . 分布鲁棒优化方法在电力系统中的理论分析与应用综述［J］. 电力系统自动化， 2020 ， 44 （ 14 ）： 179 - 191 .

HE Shuaijia ， RUAN Hebin ， GAO Hongjun ， et al . Overview on theory analysis and application of distributionally robust optimization method in power system ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2020 ， 44 （ 14 ）： 179 - 191 .

袁宇波，张宸宇，袁晓冬，等 . 基于柔性多状态开关的混合配电网能量管理策略与控制方法［J］. 电力系统自动化， 2021 ， 45 （ 8 ）： 60 - 67 .

YUAN Yubo ， ZHANG Chenyu ， YUAN Xiaodong ， et al . Energy management strategy and control method of hybrid distribution network based on soft open point ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2021 ， 45 （ 8 ）： 60 - 67 .

杨万里，涂春鸣，兰征，等 . 基于储能型柔性多状态开关的直流微电网与交流配电网柔性互联策略［J］. 电力自动化设备， 2021 ， 41 （ 5 ）： 254 - 260 .

YANG Wanli ， TU Chunming ， LAN Zheng ， et al . Flexible interconnection strategy between DC microgrid and AC distribution grid based on energy storage flexible multi-state switch ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2021 ， 41 （ 5 ）： 254 - 260 .

窦晓波，皇甫霄文，全相军，等 . 交直流配电网柔性多状态开关电压自适应控制策略［J］. 电力系统自动化， 2021 ， 45 （ 8 ）： 68 - 76 .

DOU Xiaobo ， HUANGFU Xiaowen ， QUAN Xiangjun ， et al . Adaptive voltage control strategy for soft normally open point in AC/DC distribution network ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2021 ， 45 （ 8 ）： 68 - 76 .

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 .

徐全，袁智勇，于力，等 . 基于多端SOP的交直流混联配电网多目标运行优化方法［J］. 电力系统及其自动化学报， 2020 ， 32 （ 9 ）： 42 - 48 .

XU Quan ， YUAN Zhiyong ， YU Li ， et al . Multi-objective optimal operation method for AC/DC hybrid distribution network based on multi-terminal SOP ［J］. Proceedings of the CSU-EPSA ， 2020 ， 32 （ 9 ）： 42 - 48 .

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 .

GUO Y F ， ZHANG Q Z ， WANG Z Y . Cooperative peak shaving and voltage regulation in unbalanced distribution feeders ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2021 ， 36 （ 6 ）： 5235 - 5244 .

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

巨云涛，黄炎，张若思 . 基于二阶锥规划凸松弛的三相交直流混合主动配电网最优潮流［J］. 电工技术学报， 2021 ， 36 （ 9 ）： 1866 - 1875 .

JU Yuntao ， HUANG Yan ， ZHANG Ruosi . Optimal power flow of three-phase hybrid AC-DC in active distribution network based on second order cone programming ［J］. Transactions of China Electrotechnical Society ， 2021 ， 36 （ 9 ）： 1866 - 1875 .

宫建锋，周宗川，靳盘龙，等 . 考虑灵活性的交直流混合配电网储能双层规划［J］. 电力建设， 2022 ， 43 （ 7 ）： 48 - 56 .

GONG Jianfeng ， ZHOU Zongchuan ， JIN Panlong ， et al . Two-level planning of ESS in AC/DC hybrid distribution network considering flexibility ［J］. Electric Power Construction ， 2022 ， 43 （ 7 ）： 48 - 56 .

卫志农，裴蕾，陈胜，等 . 高比例新能源交直流混合配电网优化运行与安全分析研究综述［J］. 电力自动化设备， 2021 ， 41 （ 9 ）： 85 - 94 .

WEI Zhinong ， PEI Lei ， CHEN Sheng ， et al . Review on optimal operation and safety analysis of AC/DC hybrid distribution network with high proportion of renewable energy ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2021 ， 41 （ 9 ）： 85 - 94 .

QIU H F ， GU W ， XU X C ， et al . A historical-correlation-driven robust optimization approach for microgrid dispatch ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2021 ， 12 （ 2 ）： 1135 - 1148 .

王家怡，高红均，刘友波，等 . 考虑风电不确定性的交直流混合配电网分布式优化运行［J］. 中国电机工程学报， 2020 ， 40 （ 2 ）： 550 - 563 .

WANG Jiayi ， GAO Hongjun ， LIU Youbo ， et al . A distributed operation optimization model for AC/DC hybrid distribution network considering wind power uncertainty ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2020 ， 40 （ 2 ）： 550 - 563 .

SUN F Z ， MA J C ， YU M ， et al . A robust optimal coordinated droop control method for multiple VSCs in AC-DC distribution network ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2019 ， 34 （ 6 ）： 5002 - 5011 .

GARCÉS A . On the convergence of Newton's method in power flow studies for DC microgrids ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2018 ， 33 （ 5 ）： 5770 - 5777 .

臧海祥，程礼临，刘玲，等 . 基于数据驱动的太阳辐射估计和预测研究与展望［J］. 电力系统自动化， 2021 ， 45 （ 11 ）： 170 - 183 .

ZANG Haixiang ， CHENG Lilin ， LIU Ling ， et al . Research and prospect for data-driven estimation and prediction of solar radiation ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2021 ， 45 （ 11 ）： 170 - 183 .

陈振祥，林培杰，程树英，等 . 基于 K -means++和混合深度学习的光伏功率预测［J］. 电气技术， 2021 ， 22 （ 9 ）： 7 - 13 .

CHEN Zhenxiang ， LIN Peijie ， CHENG Shuying ， et al . Photovoltaic power prediction based on K -means++ and hybrid deep learning ［J］. Electrical Engineering ， 2021 ， 22 （ 9 ）： 7 - 13 .

GAO H J ， LIU J Y ， WANG L F . Robust coordinated optimization of active and reactive power in active distribution systems ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2018 ， 9 （ 5 ）： 4436 - 4447 .

彭元泉，麦志远，艾维，等 . 含柔性多状态开关的主动配电网有功-无功协调动态优化［J］. 电力系统自动化， 2020 ， 44 （ 14 ）： 54 - 61 .

PENG Yuanquan ， MAI Zhiyuan ， AI Wei ， et al . Active and reactive power coordinated dynamic optimization for active distribution network with flexible distribution switch ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2020 ， 44 （ 14 ）： 54 - 61 .

米阳，彭建伟，陈博洋，等 . 基于一致性原理和梯度下降法的微电网完全分布式优化调度［J］. 电力系统保护与控制， 2022 ， 50 （ 15 ）： 1 - 10 .

MI Yang ， PENG Jianwei ， CHEN Boyang ， et al . Fully distributed optimal dispatch of a microgrid based on consensus principle and gradient descent ［J］. Power System Protection and Control ， 2022 ， 50 （ 15 ）： 1 - 10 .

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