Dimension-lifting Affine Control of Photovoltaic Power Considering Voltage Constraints of Distribution Network

SHI Luwei; XU Xiaoyuan; YAN Zheng; LU Jiangyu

doi:10.7500/AEPS20230104001

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Dimension-lifting Affine Control of Photovoltaic Power Considering Voltage Constraints of Distribution Network

Basic Research | 更新时间：2025-06-16

- Dimension-lifting Affine Control of Photovoltaic Power Considering Voltage Constraints of Distribution Network
- Automation of Electric Power Systems Vol. 47, Issue 19, Pages: 64-73(2023)
- 作者机构：
  
  1.电力传输与功率变换控制教育部重点实验室(上海交通大学),上海市 200240
  2.上海非碳基能源转换与利用研究院,上海市 200240
  3.国家电网有限公司华东分部,上海市 200120
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  State Grid Corporation of China(4000-202355095A-1-1-ZN)
- DOI：10.7500/AEPS20230104001
  CLC：
- Received：04 January 2023，
  
  Revised：2023-05-24，
  
  Published Online：21 August 2023，
  
  Published：10 October 2023
- 稿件说明：
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施路炜,徐潇源,严正等.考虑配电网电压约束的光伏功率升维仿射控制[J].电力系统自动化,2023,47(19):64-73.

SHI Luwei,XU Xiaoyuan,YAN Zheng,et al.Dimension-lifting Affine Control of Photovoltaic Power Considering Voltage Constraints of Distribution Network[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(19):64-73.
施路炜,徐潇源,严正等.考虑配电网电压约束的光伏功率升维仿射控制[J].电力系统自动化,2023,47(19):64-73. DOI： 10.7500/AEPS20230104001.

SHI Luwei,XU Xiaoyuan,YAN Zheng,et al.Dimension-lifting Affine Control of Photovoltaic Power Considering Voltage Constraints of Distribution Network[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(19):64-73. DOI： 10.7500/AEPS20230104001.

摘要

现有光伏功率控制主要以降低节点电压越限和网络功率损耗为目标，较少关注配电网安全运行约束下的光伏功率安全波动区间优化问题。因此，提出一种计算并优化配电网功率安全波动区间的光伏有功-无功功率仿射控制方法。首先，建立计及电压调节器的三相配电网线性潮流模型，刻画节点电压变化与节点功率波动之间的关系；其次，考虑光伏发电的不确定性以及有功-无功功率的仿射控制方式，建立最大化光伏功率安全波动区间的优化模型；然后，提出基于升维分段线性的仿射控制策略，并利用对偶理论和二进制展开对优化问题进行变形，得到可解的混合整数优化问题；最后，通过IEEE 123节点三相配电网进行仿真测试，并与传统线性仿射控制进行对比，以验证所提光伏控制策略的有效性。

Abstract

The existing photovoltaic (PV) power control primarily targets the reduction of nodal overvoltage and network power loss

while neglecting the optimization of the safe fluctuation range of PV power under the safety constraints of distribution network operation. Therefore

an active-reactive power affine control method of PV is proposed to calculate and optimize the safe fluctuation interval of the power in distribution networks. Firstly

a linear power flow model of three-phase distribution networks with voltage regulators is established to characterize the relationship between nodal voltage changes and nodal power fluctuations. Secondly

the optimization model that aims at maximizing the safe fluctuation interval of PV power is established considering the uncertainty of PV power generation and the active-reactive power affine control method. Then

an affine control strategy based on dimension-lifting segmetation linearity is proposed

and the optimization problem is transformed into a tractable mixed-integer optimization problem via dual theory and binary expansion. Finally

the effectiveness of the proposed PV control strategy is verified through the simulation test on the IEEE 123-bus three-phase distribution network and the comparison with the traditional linear affine control.

关键词

Keywords

references

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