Voltage Limit Violation Mitigation Strategy for Rural Low-voltage Distribution Network Based on Communicationless “AC-DC-Energy Storage” Coordination

JIA Yajun; LI Tao; XI Dongmin; ZHOU Jianqiao; JIN Zhijian; FAN Xinming

doi:10.7500/AEPS20241106005

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Voltage Limit Violation Mitigation Strategy for Rural Low-voltage Distribution Network Based on Communicationless “AC-DC-Energy Storage” Coordination

Application Research | 更新时间：2025-07-14

- Voltage Limit Violation Mitigation Strategy for Rural Low-voltage Distribution Network Based on Communicationless “AC-DC-Energy Storage” Coordination
- Automation of Electric Power Systems Vol. 49, Issue 13, Pages: 195-207(2025)
- 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.内蒙古工业大学电力学院，内蒙古自治区呼和浩特市 010051
  3.广东电网有限责任公司佛山供电局，广东省佛山市 528000
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  National Natural Science Foundation of China(52277193);Key Project of Shanghai Science and Technology Committee(23DZ1201202);China Southern Power Grid Company Limited(GDKJXM20231340)
- DOI：10.7500/AEPS20241106005
  CLC：
- Received：06 November 2024，
  
  Revised：2025-03-04，
  
  Published Online：24 April 2025，
  
  Published：10 July 2025
- 稿件说明：
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贾雅君,李涛,席东民等.“交-直-储”无通信协同的农村低压配电网电压越限治理策略[J].电力系统自动化,2025,49(13):195-207.

JIA Yajun,LI Tao,XI Dongmin,et al.Voltage Limit Violation Mitigation Strategy for Rural Low-voltage Distribution Network Based on Communicationless “AC-DC-Energy Storage” Coordination[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(13):195-207.
贾雅君,李涛,席东民等.“交-直-储”无通信协同的农村低压配电网电压越限治理策略[J].电力系统自动化,2025,49(13):195-207. DOI： 10.7500/AEPS20241106005.

JIA Yajun,LI Tao,XI Dongmin,et al.Voltage Limit Violation Mitigation Strategy for Rural Low-voltage Distribution Network Based on Communicationless “AC-DC-Energy Storage” Coordination[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(13):195-207. DOI： 10.7500/AEPS20241106005.

摘要

高比例、规模化的分布式电源(DG)接入，会引起低压交流配电网馈线末端电压越限问题，影响系统安全稳定运行。多端直流配电网可实现所连交流配电线路之间的直流互联，结合直流配电网进行所连交流馈线之间的灵活互动，对DG波动功率的联合消纳，可改善低压配电网末端电压质量，提升DG渗透率。针对这一应用场景，文中提出一种“交-直-储”无通信协同的农村低压配电网电压越限治理策略。一方面，通过构建直流电压与各交流馈线末端电压、储能间的映射关系，实现了“交-直-储”无通信协同调控；另一方面，基于裕度控制，通过直流电压和荷电状态（SOC）等变量设置合理的动作阈值，限定了直流互联、储能、DG出力限制等多种调压方案的优先级，避免了馈线以及储能间不必要的功率交互。最后，通过所搭建的交直流混合配电网仿真模型，验证了所提控制策略的可行性和有效性。

Abstract

With the integration of high proportional and large-scale distributed generators (DGs)

the problem of voltage limit violation at the end of feeder in the low-voltage AC distribution network will affect the safe and stable operation of the system. The multi-terminal DC distribution network can realize the DC interconnection between connected AC distribution lines. By combining with the DC distribution network to flexibly interact between connected AC feeders

and jointly accommodating DG fluctuating power

the voltage quality at the end of the low-voltage distribution network can be improved and the DG penetration rate can be enhanced. In view of this application scenario

a voltage limit violation mitigation strategy for rural low-voltage distribution network based on communicationless “AC-DC-energy storage” coordination is proposed. On one hand

by constructing the mapping relationship between the DC voltage and the terminal voltage of each AC feeder

as well as the state of charge (SOC) of the energy storage

the communicationless “AC-DC-energy storage” coordinated control is realized. On the other hand

based on the margin control

a reasonable action threshold is set through variables such as DC voltage and SOC

which limits the priority of various voltage regulation schemes such as DC interconnection

energy storage

and DG output limitation

avoiding unnecessary power interaction between feeders and energy storage. Finally

the feasibility and effectiveness of the proposed control strategy are verified through the simulation model of the constructed AC/DC hybrid distribution network.

关键词

Keywords

references

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