Evaluation and Optimization Improvement for Safety Margin in Flexibly Interconnected Distribution Network Under Voltage and Capacity Constraints

JI Xingquan; ZHANG Lihong; LIU Qi; ZHANG Yumin; WANG Yizhen; LIANG Dong

doi:10.7500/AEPS20241101003

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Evaluation and Optimization Improvement for Safety Margin in Flexibly Interconnected Distribution Network Under Voltage and Capacity Constraints

Basic Research | 更新时间：2025-07-14

- Evaluation and Optimization Improvement for Safety Margin in Flexibly Interconnected Distribution Network Under Voltage and Capacity Constraints
- Automation of Electric Power Systems Vol. 49, Issue 13, Pages: 52-60(2025)
- 作者机构：
  
  1.山东科技大学电气与自动化工程学院，山东省青岛市 266590
  2.智能电网教育部重点实验室（天津大学），天津市 300072
  3.省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室（河北工业大学），天津市 300401
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  Youth Fund of Natural Science Foundation of China(52307115);Youth Fund of Shandong Province Natural Science Foundation of China(ZR2023QE238)
- DOI：10.7500/AEPS20241101003
  CLC：
- Received：01 November 2024，
  
  Revised：2025-03-10，
  
  Published Online：28 March 2025，
  
  Published：10 July 2025
- 稿件说明：
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吉兴全,张丽泓,刘琪等.电压与容量约束下柔性互联配电网安全裕度评估与优化提升[J].电力系统自动化,2025,49(13):52-60.

JI Xingquan,ZHANG Lihong,LIU Qi,et al.Evaluation and Optimization Improvement for Safety Margin in Flexibly Interconnected Distribution Network Under Voltage and Capacity Constraints[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(13):52-60.
吉兴全,张丽泓,刘琪等.电压与容量约束下柔性互联配电网安全裕度评估与优化提升[J].电力系统自动化,2025,49(13):52-60. DOI： 10.7500/AEPS20241101003.

JI Xingquan,ZHANG Lihong,LIU Qi,et al.Evaluation and Optimization Improvement for Safety Margin in Flexibly Interconnected Distribution Network Under Voltage and Capacity Constraints[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(13):52-60. DOI： 10.7500/AEPS20241101003.

摘要

基于智能软开关(SOP)的柔性互联配电网能够实现对潮流分布的精准调控，但高比例新能源的强随机性易造成配电网安全运行约束越限。为提升配电网应对新能源功率与负荷随机变化的能力，提出了考虑电压和设备容量约束的柔性互联配电网安全裕度区间评估与优化提升方法。首先，利用系统容许负荷和新能源出力的波动区间表示配电网应对负荷和新能源出力随机变化的能力，提出配电网安全裕度指标和基于线性潮流的快速计算方法，有效评估对比不同运行约束下系统应对新能源随机变化的能力；其次，提出了考虑新能源功率和负荷概率分布的柔性互联配电网安全裕度优化提升方法，通过对优化模型进行线性化处理提高求解速度；最后，对含三端口SOP的配电网进行了仿真分析。结果表明，所提方法能够有效评估柔性互联配电网容许的新能源出力与负荷波动范围，提高系统应对新能源功率和负荷随机变化的能力。

Abstract

The flexibly interconnected distribution network based on soft open points can achieve the precise control of power flow distribution. However

the strong randomness of the high proportion of renewable energy tends to cause the violation of the safety operation constraints of the distribution network. To enhance the capability of the distribution network in response to random changes of renewable energy power and load

an evaluation and optimization improvement method considering the constraints of voltage and equipment capacity is proposed for safety margin intervals in the flexibly interconnected distribution network. Firstly

the capability of the distribution network to cope with random changes of load and renewable energy output is represented by the fluctuation range of the system allowable load and renewable energy output. A safety margin index for the distribution network and a fast calculation method based on linear power flow are proposed

which can effectively evaluate and compare the system capability to cope with random changes in the renewable energy. Secondly

an optimization improvement method for the safety margin in the flexibly interconnected distribution network is proposed

which considers the probability distribution of renewable energy power and load. The optimization model is linearized to improve the solving speed. Finally

simulation analysis is conducted on the distribution networks with three-port soft open points. The results show that the proposed method can effectively evaluate the fluctuation range of the allowable load and renewable energy output in the flexibly interconnected distribution network and improve the system capability to cope with random changes in renewable energy power and load.

关键词

Keywords

references

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