Event-driven Differentiated Dispatch and Control Method for Flexible Distribution System with High Proportion of Renewable Energy

YANG Xiaodong; LIU Ruining; WU Hongbin; FANG Hui; YANG Yue; DING Ming

doi:10.7500/AEPS20230820004

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Event-driven Differentiated Dispatch and Control Method for Flexible Distribution System with High Proportion of Renewable Energy

Basic Research | 更新时间：2025-06-16

- Event-driven Differentiated Dispatch and Control Method for Flexible Distribution System with High Proportion of Renewable Energy
- Automation of Electric Power Systems Vol. 49, Issue 6, Pages: 66-77(2025)
- 作者机构：
  
  1.新能源利用与节能安徽省重点实验室（合肥工业大学），安徽省合肥市 230009
  2.国网安徽省电力有限公司超高压分公司，安徽省合肥市 230022
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  National Natural Science Foundation of China(52377090);Fundamental Research Funds for the Central Universities(U22B20116)
- DOI：10.7500/AEPS20230820004
  CLC：
- Received：20 August 2023，
  
  Revised：2024-01-10，
  
  Published Online：09 April 2024，
  
  Published：25 March 2025
- 稿件说明：
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杨晓东,刘蕊宁,吴红斌等.含高比例新能源柔性配电系统的事件驱动型差异化调控方法[J].电力系统自动化,2025,49(6):66-77.

YANG Xiaodong,LIU Ruining,WU Hongbin,et al.Event-driven Differentiated Dispatch and Control Method for Flexible Distribution System with High Proportion of Renewable Energy[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(6):66-77.
杨晓东,刘蕊宁,吴红斌等.含高比例新能源柔性配电系统的事件驱动型差异化调控方法[J].电力系统自动化,2025,49(6):66-77. DOI： 10.7500/AEPS20230820004.

YANG Xiaodong,LIU Ruining,WU Hongbin,et al.Event-driven Differentiated Dispatch and Control Method for Flexible Distribution System with High Proportion of Renewable Energy[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(6):66-77. DOI： 10.7500/AEPS20230820004.

摘要

新能源正以分布式形式规模化接入配电系统，其电源特性及强随机性给配电系统的运行灵活性及适应性带来挑战。为此，文中研究柔性配电系统的事件驱动型差异化调控方法，模拟配电系统实际运行动态，改善复杂工况下运行模式固定单一导致的适应性差问题。通过提取系统内在运行特征，考虑配电网迫切需求，将柔性配电系统的调控需求划分为电压安全、需求响应、随机性预警、高运行损耗等典型事件；各类事件之间相互独立，具有可个性化定制的外特性。基于有限状态转换、考虑多重调控需求，设计事件驱动机制，对系统中资源进行实时灵活调控，实现系统运行事件的响应与处理，达到差异化调控的目的。仿真分析验证了所提方法可以灵活应对差异化的调控需求，减小电压越限概率和运行损耗、响应主网需求、支持规模化新能源接入，从而提高配电系统的安全经济运行水平、保障新能源在配用电侧的大规模消纳。

Abstract

Renewable energies are being connected to the distribution system in a decentralized manner

posing challenges to the flexibility and adaptability of the distribution system due to their power characteristics and strong randomness. To this end

this paper studies an event-driven differentiated dispatch and control method for the flexible distribution system

simulates the actual operation dynamics of the distribution system and addresses the lack of adaptability caused by the fixed and single operation mode in the complex working conditions. By extracting the intrinsic operation characteristics of the system and considering urgent needs of the distribution network

the dispatch and control demands for the flexible distribution system are divided into typical events such as voltage safety

demand response

stochastic warning

and high operation loss. Various events are independent of each other and have customizable external characteristics. Based on finite state transitions and considering multiple dispatch and control demands

an event-driven mechanism is designed to flexibly regulate resources in the system in real time

realizes the response and processing of system operation events

and achieves differentiated dispatch and control. Simulation analysis validates that the proposed method can flexibly respond to differentiated dispatch and control demands

reduce the probability of voltage overlimit and operation losses

respond to the main network demand

support the integration of large-scale renewable energy

thereby improving the safe and economic operation level of the distribution system

and ensuring the large-scale accommodation of renewable energy on the power distribution and consumption sides.

关键词

Keywords

references

JIA Y B ， WAN C ， CUI W K ， et al . Peer-to-peer energy trading using prediction intervals of renewable energy generation ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2023 ， 14 （ 2 ）： 1454 - 1465 .

RAVI A ， BAI L Q ， CECCHI V ， et al . Stochastic strategic participation of active distribution networks with high-penetration DERs in wholesale electricity markets ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2023 ， 14 （ 2 ）： 1515 - 1527 .

LI P S ， WU Z J ， ZHANG C ， et al . Multi-timescale affinely adjustable robust reactive power dispatch of distribution networks integrated with high penetration of PV ［J］. Journal of Modern Power Systems and Clean Energy ， 2023 ， 11 （ 1 ）： 324 - 334 .

SINGH S ， VEDA S ， SINGH S P ， et al . Event-driven predictive approach for real-time volt/VAR control with CVR in solar PV rich active distribution network ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2021 ， 36 （ 5 ）： 3849 - 3864 .

SUN X Z ， QIU J ， TAO Y C ， et al . A multi-mode data-driven volt/var control strategy with conservation voltage reduction in active distribution networks ［J］. IEEE Transactions on Sustainable Energy ， 2022 ， 13 （ 2 ）： 1073 - 1085 .

徐崇博，杨晓东，张有兵，等 . 考虑风险管控的含智能软开关主动配电网随机运行优化方法［J］. 电力系统自动化， 2021 ， 45 （ 11 ）： 68 - 76 .

XU Chongbo ， YANG Xiaodong ， ZHANG Youbing ， et al . Stochastic operation optimization method for active distribution networks with soft open point considering risk management and control ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2021 ， 45 （ 11 ）： 68 - 76 .

ASENSIO M ， MENESES DE QUEVEDO P ， MUÑOZ-DELGADO G ， et al . Joint distribution network and renewable energy expansion planning considering demand response and energy storage—Part Ⅰ： stochastic programming model ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2018 ， 9 （ 2 ）： 655 - 666 .

ASENSIO M ， MENESES DE QUEVEDO P ， MUÑOZ-DELGADO G ， et al . Joint distribution network and renewable energy expansion planning considering demand response and energy storage—Part Ⅱ： nemerical results ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2018 ， 9 （ 2 ）： 655 - 666 .

GAO H J ， WANG L F ， LIU J Y ， et al . Integrated day-ahead scheduling considering active management in future smart distribution system ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2018 ， 33 （ 6 ）： 6049 - 6061 .

随权，林湘宁，童宁，等 . 基于改进两阶段鲁棒优化的主动配电网经济调度［J］. 中国电机工程学报， 2020 ， 40 （ 7 ）： 2166 - 2179 .

SUI Quan ， LIN Xiangning ， TONG Ning ， et al . Economic dispatch of active distribution network based on improved two-stage robust optimization ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2020 ， 40 （ 7 ）： 2166 - 2179 .

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 .

苏粟，李泽宁，靳小龙，等 . 基于机会约束规划的含智能楼宇主动配电网分布式能量管理策略［J］. 中国电机工程学报， 2023 ， 43 （ 10 ）： 3781 - 3793 .

SU Su ， LI Zening ， JIN Xiaolong ， et al . Distributed energy management strategy for active distribution network incorporating intelligent buildings based on chance-constrained programming ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2023 ， 43 （ 10 ）： 3781 - 3793 .

任佳依，顾伟，王勇，等 . 基于模型预测控制的主动配电网多时间尺度有功无功协调调度［J］. 中国电机工程学报， 2018 ， 38 （ 5 ）： 1397 - 1407 .

REN Jiayi ， GU Wei ， WANG Yong ， et al . Multi-time scale active and reactive power coordinated optimal dispatch in active distribution network based on model predictive control ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2018 ， 38 （ 5 ）： 1397 - 1407 .

XIA S W ， DING Z H ， DU T ， et al . Multitime scale coordinated scheduling for the combined system of wind power， photovoltaic， thermal generator， hydro pumped storage， and batteries ［J］. IEEE Transactions on Industry Applications ， 2020 ， 56 （ 3 ）： 2227 - 2237 .

ZHANG D D ， ZHU H Y ， ZHANG H C ， et al . Multi-objective optimization for smart integrated energy system considering demand responses and dynamic prices ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2022 ， 13 （ 2 ）： 1100 - 1112 .

王印峰，李依泽，叶洪波，等 . 考虑有功协调优化的配电网动态电压控制［J］. 电力自动化设备， 2023 ， 43 （ 2 ）： 60 - 66 .

WANG Yinfeng ， LI Yize ， YE Hongbo ， et al . Dynamic voltage control of distribution network considering coordinated optimization of active power ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2023 ， 43 （ 2 ）： 60 - 66 .

王成山，李鹏，于浩 . 智能配电网的新形态及其灵活性特征分析与应用［J］. 电力系统自动化， 2018 ， 42 （ 10 ）： 13 - 21 .

WANG Chengshan ， LI Peng ， YU Hao . Development and characteristic analysis of flexibility in smart distribution network ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2018 ， 42 （ 10 ）： 13 - 21 .

李鹏，王瑞，冀浩然，等 . 低碳化智能配电网规划研究与展望［J］. 电力系统自动化， 2021 ， 45 （ 24 ）： 10 - 21 .

LI Peng ， WANG Rui ， JI Haoran ， et al . Research and prospect of planning for low-carbon smart distribution network ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2021 ， 45 （ 24 ）： 10 - 21 .

董晓峰，苏义荣，吴健，等 . 支撑城市能源互联网的主动配电网方案设计及工程示范［J］. 中国电机工程学报， 2018 ， 38 （增刊1 ）： 75 - 85 .

DONG Xiaofeng ， SU Yirong ， WU Jian ， et al . Scheme design and engineering demonstration of active distribution network supporting city energy internetwork ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2018 ， 38 （ S1 ）： 75 - 85 .

赵波，王财胜，周金辉，等 . 主动配电网现状与未来发展［J］. 电力系统自动化， 2014 ， 38 （ 18 ）： 125 - 135 .

ZHAO Bo ， WANG Caisheng ， ZHOU Jinhui ， et al . Present and future development trend of active distribution network ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2014 ， 38 （ 18 ）： 125 - 135 .

胡鹏飞，朱乃璇，江道灼，等 . 柔性互联智能配电网关键技术研究进展与展望［J］. 电力系统自动化， 2021 ， 45 （ 8 ）： 1 - 12 .

HU Pengfei ， ZHU Naixuan ， JIANG Daozhuo ， et al . Research progress and prospects of key technologies of flexible interconnected smart distribution network ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2021 ， 45 （ 8 ）： 1 - 12 .

刘畅，卓建坤，赵东明，等 . 利用储能系统实现可再生能源微电网灵活安全运行的研究综述［J］. 中国电机工程学报， 2020 ， 40 （ 1 ）： 1 - 18 .

LIU Chang ， ZHUO Jiankun ， ZHAO Dongming ， et al . A review on the utilization of energy storage system for the flexible and safe operation of renewable energy microgrids ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2020 ， 40 （ 1 ）： 1 - 18 .

何叶，杨晓东，吴红斌，等 . 面向新型配电系统灵活性提升的智能软开关与储能系统协调规划［J］. 电力系统自动化， 2023 ， 47 （ 18 ）： 142 - 150 .

HE Ye ， YANG Xiaodong ， WU Hongbin ， et al . Coordinated planning of soft open point and energy storage system for flexibility enhancement of new distribution system ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2023 ， 47 （ 18 ）： 142 - 150 .

闫群民，董新洲，穆佳豪，等 . 基于改进多目标粒子群算法的有源配电网储能优化配置［J］. 电力系统保护与控制， 2022 ， 50 （ 10 ）： 11 - 19 .

YAN Qunmin , DONG Xinzhou , MU Jiahao ， et al . Optimal configuration of energy storage in an active distribution network based on improved multi-objective particle swarm optimization ［J］. Power System Protection and Control ， 2022 ， 50 （ 10 ）： 11 - 19 .

YANG X D ， ZHANG Y B ， WU H F ， et al . An event-driven ADR approach for residential energy resources in microgrids with uncertainties ［J］. IEEE Transactions on Industrial Electronics ， 2019 ， 66 （ 7 ）： 5275 - 5288 .

周剑桥，张建文，席东民，等 . 基于SOP有功-无功协同的低压配电网末端电压越限治理［J］. 电力系统自动化， 2023 ， 47 （ 6 ）： 110 - 122 .

ZHOU Jianqiao ， ZHANG Jianwen ， XI Dongmin ， et al . Terminal voltage overlimit mitigation for low-voltage distribution network based on coordinated active and reactive power control of soft open point ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2023 ， 47 （ 6 ）： 110 - 122 .

YANG X D ， XU C B ， ZHANG Y B ， et al . Real-time coordinated scheduling for ADNs with soft open points and charging stations ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2021 ， 36 （ 6 ）： 5486 - 5499 .

王成山，季节，冀浩然，等 . 配电系统智能软开关技术及应用［J］. 电力系统自动化， 2022 ， 46 （ 4 ）： 1 - 14 .

WANG Chengshan ， JI Jie ， JI Haoran ， et al . Technologies and application of soft open points in distribution networks ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2022 ， 46 （ 4 ）： 1 - 14 .

YANG X D ， SONG Z H ， WEN J Y ， et al . Network-constrained transactive control for multi-microgrids-based distribution networks with soft open points ［J］. IEEE Transactions on Sustainable Energy ， 2023 ， 14 （ 3 ）： 1769 - 1783 .

高红均，刘俊勇，沈晓东，等 . 主动配电网最优潮流研究及其应用实例［J］. 中国电机工程学报， 2017 ， 37 （ 6 ）： 1634 - 1644 .

GAO Hongjun ， LIU Junyong ， SHEN Xiaodong ， et al . Optimal power flow research in active distribution network and its application examples ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2017 ， 37 （ 6 ）： 1634 - 1644 .

LI P ， JI H R ， WANG C S ， et al . Coordinated control method of voltage and reactive power for active distribution networks based on soft open point ［J］. IEEE Transactions on Sustainable Energy ， 2017 ， 8 （ 4 ）： 1430 - 1442 .

YANG X D ， XU C B ， HE H B ， et al . Flexibility provisions in active distribution networks with uncertainties ［J］. IEEE Transactions on Sustainable Energy ， 2021 ， 12 （ 1 ）： 553 - 567 .

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