Optimal Operation Strategy for DC Distribution Network Considering Control Mode Switching of DC Transformer

ZHOU Niancheng; FAN Bingxin; LIAO Jianquan; ZHOU Yiyao; WANG Qianggang

doi:10.7500/AEPS20240105001

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Optimal Operation Strategy for DC Distribution Network Considering Control Mode Switching of DC Transformer

Application Research | 更新时间：2025-06-16

- Optimal Operation Strategy for DC Distribution Network Considering Control Mode Switching of DC Transformer
- Automation of Electric Power Systems Vol. 49, Issue 6, Pages: 176-186(2025)
- 作者机构：
  
  1.输变电装备技术全国重点实验室（重庆大学），重庆市 400044
  2.四川大学电气工程学院，四川省成都市 610065
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  National Natural Science Foundation of China(52077017)
- DOI：10.7500/AEPS20240105001
  CLC：
- Received：05 January 2024，
  
  Revised：2024-02-01，
  
  Published Online：01 August 2024，
  
  Published：25 March 2025
- 稿件说明：
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周念成,范炳昕,廖建权等.计及直流变压器控制模式切换的直流配电网优化运行策略[J].电力系统自动化,2025,49(6):176-186.

ZHOU Niancheng,FAN Bingxin,LIAO Jianquan,et al.Optimal Operation Strategy for DC Distribution Network Considering Control Mode Switching of DC Transformer[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(6):176-186.
周念成,范炳昕,廖建权等.计及直流变压器控制模式切换的直流配电网优化运行策略[J].电力系统自动化,2025,49(6):176-186. DOI： 10.7500/AEPS20240105001.

ZHOU Niancheng,FAN Bingxin,LIAO Jianquan,et al.Optimal Operation Strategy for DC Distribution Network Considering Control Mode Switching of DC Transformer[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(6):176-186. DOI： 10.7500/AEPS20240105001.

摘要

直流变压器(DCT)是实现多电压等级直流配电网互联的关键设备，其控制策略对系统的高效运行和电能质量至关重要。文中提出了一种计及DCT控制模式切换的直流配电网优化运行策略。首先，介绍了DCT的拓扑及控制方式，推导了不同控制模式下的DCT端口电压电流传递矩阵；在此基础上，结合网络约束方程，建立含DCT的直流配电网简化模型，分析了DCT不同控制模式对网络运行的影响。然后，将不同控制模式下DCT端口传递矩阵嵌入潮流计算方程，建立以系统损耗最小为目标函数，考虑电网安全运行及储能约束的多电压等级直流配电网优化运行策略并给出求解流程。最后，利用修改的IEEE直流配电网算例，验证了所提优化策略的有效性。

Abstract

The DC transformer (DCT) is the key equipment for achieving interconnection of multi-voltage-level DC distribution networks

and its control strategy is crucial for the efficient operation of the system and power quality. This paper proposes an optimal operation strategy for DC distribution network considering control mode switching of DCT. Firstly

the topology and control modes of DCT are introduced

and the voltage-current transfer matrices of DCT ports in various control modes are derived. On this basis

combined with network constraint equations

a simplified model of DC distribution network with DCT is established

and the impact of different control modes of DCT on network operation is analyzed. Then

the DCT port transfer matrices in various control modes are embedded into the power flow calculation equations

and an optimal operation strategy for multi-voltage-level DC distribution network is established with the objective function of minimizing system loss

taking into account the constraints of grid safety operation and energy storage

and the solution process is given. Finally

the effectiveness of the proposed optimal strategy is verified by using a modified IEEE DC distribution network case.

关键词

Keywords

references

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