兼顾微配网运行经济性与可靠性的智能软开关选址优化

张孝军; 林湘宁; 吴宇奇; 王阳光; 徐宇新; 黄勇

doi:10.7500/AEPS20200715006

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兼顾微配网运行经济性与可靠性的智能软开关选址优化

柔性互联配电网关键技术 | 更新时间：2025-06-16

- 兼顾微配网运行经济性与可靠性的智能软开关选址优化
- Sitting Optimization of Soft Open Point Considering Operation Economy and Reliability of Micro-distribution Network
- 电力系统自动化-方正平台 2021年45卷第8期页码：138-145
- 作者机构：
  
  1.国网湖南省电力有限公司，湖南省长沙市 410004
  2.强电磁工程与新技术国家重点实验室（华中科技大学），湖北省武汉市 430074
- 作者简介：
  
  张孝军(1969—)，男，硕士，高级工程师，主要研究方向：电网生产、运行。E-mail：389050816@qq.com
  林湘宁(1970—)，男，通信作者，教授，博士生导师，主要研究方向：新能源微电网规划运行和电力系统继电保护与控制。E-mail：xiangning.lin@hust.edu.cn
  吴宇奇(1997—)，男，硕士研究生，主要研究方向：微电网运行与控制。E-mail：798893267@qq.com
- 基金信息：
- DOI：10.7500/AEPS20200715006
  中图分类号：
- 收稿日期：2020-07-15，
  
  修回日期：2020-11-23，
  
  网络出版日期：2020-12-31，
  
  纸质出版日期：2021-04-25
- 稿件说明：
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张孝军,林湘宁,吴宇奇等.兼顾微配网运行经济性与可靠性的智能软开关选址优化[J].电力系统自动化,2021,45(8):138-145.

ZHANG Xiaojun,LIN Xiangning,WU Yuqi,et al.Sitting Optimization of Soft Open Point Considering Operation Economy and Reliability of Micro-distribution Network[J].Automation of Electric Power Systems,2021,45(8):138-145.
张孝军,林湘宁,吴宇奇等.兼顾微配网运行经济性与可靠性的智能软开关选址优化[J].电力系统自动化,2021,45(8):138-145. DOI： 10.7500/AEPS20200715006.

ZHANG Xiaojun,LIN Xiangning,WU Yuqi,et al.Sitting Optimization of Soft Open Point Considering Operation Economy and Reliability of Micro-distribution Network[J].Automation of Electric Power Systems,2021,45(8):138-145. DOI： 10.7500/AEPS20200715006.

摘要

以多微网经智能软开关(SOP)互联的主动配电网整体经济性为目标，开展选址研究。首先建立含SOP主动式配电网在正常工况下的约束模型，并充分计及实时电价、SOP和储能电池的运行维护费用建立目标函数。通过将原始的非凸非线性约束进行松弛和线性化处理，转化得到二阶锥规划模型，实现了对该非线性规划问题的高效求解。最后在约束条件下求解目标函数，综合对比不同方案下的配电网日运行经济性和节点电压偏移指标，得到最佳的SOP选址方案，证明了SOP在提升微配网经济性和可靠性方面的显著优势。

Abstract

Aiming at the overall economy of the active distribution network containing multiple microgrids connected by soft open points (SOPs)

the sitting research is conducted. Firstly

the constraint model of the active distribution network containing SOPs under normal operation is established

and the objective function is set after fully considering the cost of real-time electricity price and the costs of the operation and maintenance of SOPs and energy storage batteries. On this basis

by relaxing and linearizing the original non-convex nonlinear constraints

a second-order cone programming model is obtained

which realizes the efficient solution of the nonlinear programming problem. Finally

the objective function is solved under the constraint conditions. The daily operation economy and node voltage deviation indices of the distribution network with different schemes are comprehensively compared

and the optimal sitting scheme of the SOPs is obtained

which verifes the significant advantages of SOPs in improving the economy and reliability of the micro-distribution network.

关键词

Keywords

references

吴悦华，高厚磊，徐彬，等 . 有源配电网分布式故障自愈方案与实现［J］. 电力系统自动化， 2019 ， 43 （ 9 ）： 140 - 155 .

WU Yuehua ， GAO Houlei ， XU Bin ， et al . Distributed fault self-healing scheme and its implementation for active distribution network ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2019 ， 43 （ 9 ）： 140 - 155 .

刘晋源，吕林，高红均，等 . 计及分布式电源和电动汽车特性的主动配电网规划［J］. 电力系统自动化， 2020 ， 44 （ 12 ）： 41 - 49 .

LIU Jinyuan ， LYU Lin ， GAO Hongjun ， et al . Planning of active distribution network considering characteristics of distributed generator and electric vehicle ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2020 ， 44 （ 12 ）： 41 - 49 .

OIKONOMOU K ， PARVANIA M ， KHATAMI R . Deliverable energy flexibility scheduling for active distribution networks ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2020 ， 11 （ 1 ）： 655 - 664 .

杨勇，李继红，周自强，等 . 智能配电柔性多状态开关技术、装备及示范应用［J］. 高电压技术， 2020 ， 46 （ 4 ）： 1105 - 1113 .

YANG Yong ， LI Jihong ， ZHOU Ziqiang ， et al . Technology， equipment and demonstration application of flexible multi-state switch in intelligent distribution network ［J］. High Voltage Engineering ， 2020 ， 46 （ 4 ）： 1105 - 1113 .

高泽盟，葛菁，王剑锋，等 . 具有故障隔离能力的柔性多状态开关拓扑及控制技术研究［J］. 电力系统保护与控制， 2019 ， 47 （ 15 ）： 48 - 54 .

GAO Zemeng ， GE Jing ， WANG Jianfeng ， et al . Research on topology and control technology of soft multi-state open point based with fault isolation capability ［J］. Power System Protection and Control ， 2019 ， 47 （ 15 ）： 48 - 54 .

贾冠龙，陈敏，赵斌，等 . 柔性多状态开关在智能配电网中的应用［J］. 电工技术学报， 2019 ， 34 （ 8 ）： 206 - 214 .

JIA Guanlong ， CHEN Min ， ZHAO Bin ， et al . Application of flexible multi-state switch in intelligent distribution network ［J］. Transactions of China Electrotechnical Society ， 2019 ， 34 （ 8 ）： 206 - 214 .

吕知彼，裴雪军，王朝亮，等 . 基于柔性多状态开关的配电网电压波动越限抑制方法［J］. 电力系统自动化， 2019 ， 43 （ 12 ）： 150 - 160 .

LYU Zhibi ， PEI Xuejun ， WANG Chaoliang ， et al . A voltage over-limit suppression method based on soft normally-open point in distribution network ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2019 ， 43 （ 12 ）： 150 - 160 .

蔡云旖，屈子森，杨欢，等 . 柔性多状态开关改进型下垂控制策略［J］. 电网技术， 2019 ， 43 （ 7 ）： 2488 - 2497 .

CAI Yunyi ， QU Zisen ， YANG Huan ， et al . Research on improved droop control strategy for soft open point ［J］. Power System Technology ， 2019 ， 34 （ 7 ）： 2488 - 2497 .

娄铖伟，张筱慧，丛鹏伟，等 . 含柔性软开关的有源配电网故障恢复策略［J］. 电力系统自动化， 2018 ， 42 （ 1 ）： 23 - 31 .

LOU Chengwei ， ZHANG Xiaohui ， CONG Pengwei ， et al . Service restoration strategy of active distribution network with soft open points ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2018 ， 42 （ 1 ）： 23 - 31 .

董旭柱，刘志文，李鹏，等 . 基于多端柔性多状态开关的智能配电网调控技术［J］. 中国电机工程学报， 2018 ， 38 （增刊1 ）： 86 - 92 .

DONG Xuzhu ， LIU Zhiwen ， LI Peng ， et al . Intelligent distribution network control technology based on multi-terminal flexible distribution switch ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2018 ， 38 （ Supplement 1 ）： 86 - 92 .

霍群海，粟梦涵，吴理心，等 . 柔性多状态开关新型复合控制策略［J］. 电力系统自动化， 2018 ， 42 （ 7 ）： 166 - 170 .

HUO Qunhai ， SU Menghan ， WU Lixin ， et al . Compound control strategy for flexible multi-state switch ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2018 ， 42 （ 7 ）： 166 - 170 .

张国荣，彭勃，解润生，等 . 柔性多状态开关模型预测协同控制策略［J］. 电力系统自动化， 2018 ， 42 （ 20 ）： 129 - 135 .

ZHANG Guorong ， PENG Bo ， XIE Runsheng ， et al . Predictive synergy control strategy for flexible multi-state switch model ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2018 ， 42 （ 20 ）： 129 - 135 .

张今，江全元，周自强，等 . 含柔性多状态开关的配电网分区方法［J］. 电力建设， 2019 ， 40 （ 2 ）： 71 - 78 .

ZHANG Jin ， JIANG Quanyuan ， ZHOU Ziqiang ， et al . A partitioning method for distribution network with flexible multi-state switches ［J］. Electric Power Construction ， 2019 ， 40 （ 2 ）： 71 - 78 .

王成山，孙充勃，李鹏，等 . 基于SNOP的配电网运行优化及分析［J］. 电力系统自动化， 2015 ， 39 （ 9 ）： 82 - 87 .

WANG Chengshan ， SUN Chongbo ， LI Peng ， et al . SNOP-based operation optimization and analysis of distribution networks ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2015 ， 39 （ 9 ）： 82 - 87 .

王成山，宋关羽，李鹏，等 . 一种联络开关和智能软开关并存的配电网运行时序优化方法［J］. 中国电机工程学报， 2016 ， 36 （ 9 ）： 2315 - 2321 .

WANG Chengshan ， SONG Guanyu ， LI Peng ， et al . A hybrid optimization method distribution network operation with SNOP and tie switch ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2016 ， 36 （ 9 ）： 2315 - 2321 .

赵金利，李雨薇，李鹏，等 . 基于二阶锥规划的有源配电网SNOP电压无功时序控制方法［J］. 高电压技术， 2016 ， 42 （ 7 ）： 2134 - 2141 .

ZHAO Jinli ， LI Yuwei ， LI Peng ， et al . Sequential voltage regulation of normally open point in active distribution network based on second-order cone programming ［J］. High Voltage Engineering ， 2016 ， 42 （ 7 ）： 2134 - 2141 .

宋毅，孙充勃，李鹏，等 . 基于智能软开关的有源配电网供电恢复方法［J］. 中国电机工程学报， 2018 ， 38 （ 15 ）： 4390 - 4398 .

SONG Yi ， SUN Chongbo ， LI Peng ， et al . SOP based supply restoration method of active distribution networks using soft open point ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2018 ， 38 （ 15 ）： 4390 - 4398 .

刘家恺 . 考虑源储荷特性的有源配电网多时段孤岛划分方法［D］. 天津：天津大学， 2018 .

LIU Jiakai . Multi-period islanding partition method of active distribution networks considering the operation characteristics of DG， energy storage and load ［D］. Tianjin ： Tianjin University ， 2018 .

王成山，宋关羽，李鹏，等 . 考虑分布式电源运行特性的有源配电网智能软开关SOP规划方法［J］. 中国电机工程学报， 2017 ， 37 （ 7 ）： 1889 - 1897 .

WANG Chengshan ， SONG Guanyu ， LI Peng ， et al . Optimal configuration of soft open point for active distribution network considering the characteristics of distributed generation ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2017 ， 37 （ 7 ）： 1889 - 1897 .

LI Yong ， XIAO Juanxia ， CHE Chun ， et al . Service restoration model with mixed-integer second-order cone programming for distribution network with distributed generations ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2019 ， 10 （ 4 ）： 4138 - 4150 .

彭元泉，麦志远，艾维，等 . 含柔性多状态开关的主动配电网有功-无功协调动态优化［J］. 电力系统自动化， 2020 ， 44 （ 14 ）： 54 - 64 .

PENG Yuanquan ， MAI Zhiyuan ， AI Wei ， et al . Active and reactive power coordinated dynamic optimization for active distribution network with flexible distribution switch ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2020 ， 44 （ 14 ）： 54 - 64 .

LAWDER M T ， SUTHAR B ， NORTHROP P W C ， et al . Battery energy storage system （BESS） and battery management system （BMS） for grid-scale applications ［J］. Proceedings of the IEEE ， 2014 ， 102 （ 6 ）： 1014 - 1030 .

SAFDARIAN A ， FOTUHI-FIRUZABAD M ， LEHTONEN M . Integration of price-based demand response in DisCos’ short-term decision model ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2014 ， 5 （ 5 ）： 2235 - 2245 .

随权，李雪松，林湘宁，等 . 考虑供水系统深度响应的微网经济调度策略［J/OL］. 中国电机工程学报［ 2020-11-21 ］. http：//kns.cnki.net/kcms/detail/11.2107.TM.20200617.1149.010.html http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.2107.TM.20200617.1149.010.html .

SUI Quan ， LI Xuesong ， LIN Xiangning ， et al . Economic scheduling strategy of microgrid considering water supply system deep response ［J/OL］. Proceedings of the CSEE ［ 2020-11-21 ］. http：//kns.cnki.net/kcms/detail/11.2107.TM.20200617.1149.010.html http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.2107.TM.20200617.1149.010.html .

魏繁荣，随权，林湘宁，等 . 考虑可转移负荷效率的风/光/柴/蓄孤岛微网日运行能量控制优化策略［J］. 中国电机工程学报， 2018 ， 38 （ 4 ）： 1045 - 1053 .

WEI Fanrong ， SUI Quan ， LIN Xiangning ， et al . Optimized energy control strategy about daily operation of island microgrid with wind/photovoltaic/diesel/battery under consideration of transferable load efficiency ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2018 ， 38 （ 4 ）： 1045 - 1053 .

王一依 . 考虑配电网潮流的多点充/换/储优化控制策略研究［D］. 北京：北京交通大学， 2016 .

WANG Yiyi . Research on optimal control strategy for multi-point charging/battery-swap station/energy storage system considering the power flow of distribution network ［D］. Beijing ： Beijing Jiaotong University ， 2016 .

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