基于一致性算法的柔性多状态开关集群控制策略

潘御钦; 耿光超; 江全元

doi:10.7500/AEPS20211017004

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基于一致性算法的柔性多状态开关集群控制策略

智能配电网柔性互联与形态演变 | 更新时间：2025-06-16

- 基于一致性算法的柔性多状态开关集群控制策略
- Consistency Algorithm Based Control Strategy for Soft Open Point Cluster
- 电力系统自动化 2023年47卷第6期页码：101-109
- 作者机构：
  
  浙江大学电气工程学院，浙江省杭州市 310027
- 作者简介：
  
  潘御钦(1996—)，男，硕士研究生，主要研究方向：智能配电网的规划与运行控制。E-mail：pyq@zju.edu.cn
  耿光超(1985—)，男，通信作者，副教授，博士生导师，主要研究方向：电力系统稳定与控制、电力系统高性能计算、电力物联网等。E-mail：ggc@zju.edu.cn
  江全元(1975—)，男，教授，博士生导师，主要研究方向：电力系统稳定与控制、电力系统高性能计算、电力系统最优化。E-mail：jqy@zju.edu.cn
- 基金信息：
  
  国家重点研发计划资助项目(2017YFB0903100);国家电网公司科技项目(521104170043)
- DOI：10.7500/AEPS20211017004
  中图分类号：
- 收稿：2021-10-17，
  
  修回：2022-01-23，
  
  网络出版：2022-03-08，
  
  纸质出版：2023-03-25
- 稿件说明：
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潘御钦,耿光超,江全元.基于一致性算法的柔性多状态开关集群控制策略[J].电力系统自动化,2023,47(6):101-109.

PAN Yuqin,GENG Guangchao,JIANG Quanyuan.Consistency Algorithm Based Control Strategy for Soft Open Point Cluster[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(6):101-109.
潘御钦,耿光超,江全元.基于一致性算法的柔性多状态开关集群控制策略[J].电力系统自动化,2023,47(6):101-109. DOI： 10.7500/AEPS20211017004.

PAN Yuqin,GENG Guangchao,JIANG Quanyuan.Consistency Algorithm Based Control Strategy for Soft Open Point Cluster[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(6):101-109. DOI： 10.7500/AEPS20211017004.

摘要

在“双碳”目标推动下，新能源设备在配电网的渗透速度明显加快，需要对配电网运行优化控制策略进行更加深入的研究。柔性多状态开关（SOP）作为一种兼具可实现馈线间功率平滑控制的新型设备，能促进馈线负载均衡，应对配电网功率波动频繁的问题。首先，文中引入一致性算法，结合SOP与配电网馈线容量特点提出考虑智能体拓扑变化的加权平均一致性算法。然后，建立配电网SOP集群控制数学模型，提出基于一致性算法的SOP集群控制策略，实现全局范围内SOP集群的协同趋优，提高配电网馈线均衡度。最后，通过改进的IEEE 33节点配电系统算例验证了所提控制策略的有效性。

Abstract

Driven by the goal of “carbon emission peak and carbon neutrality”

the penetration of new energy equipment in the distribution network has been significantly accelerated. A more in-depth study of operational optimization control strategies for new distribution systems is necessary. As a new type of equipment

the soft open point (SOP) can realize power smoothing control between feeders and promote feeder load balancing to cope with frequent power fluctuations in the distribution network. First

this paper introduces the consistency algorithm and proposes a weighted average consistency algorithm considering the topological changes of the intelligent agent by combining the SOP with the characteristics of the feeder capacity of the distribution network. Then

the control model of the SOP cluster in the distribution network is established

and the control strategy for the SOP cluster based on the consistency algorithm is proposed. The strategy can realize the coordinated convergence of the SOP clusters in the global scope and improve the feeder balance of the distribution network. Finally

the example of an modified IEEE 33-bus distribution system verifies the effectiveness of the proposed control strategy.

关键词

Keywords

references

祝旭焕 . 计及柔性多状态开关接入的主动配电网经济规划及负荷转供策略研究［D］. 武汉：华中科技大学， 2019 .

ZHU Xuhuan . Study on economic scheduling and load transfer strategy of active distribution network with flexible multi-state switch ［D］. Wuhan ： Huazhong University of Science and Technology ， 2019 .

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 .

杨欢，蔡云旖，屈子森，等 . 配电网柔性开关设备关键技术及其发展趋势［J］. 电力系统自动化， 2018 ， 42 （ 7 ）： 153 - 165 .

YANG Huan ， CAI Yunyi ， QU Zisen ， et al . Key techniques and development trend of soft open point for distribution network ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2018 ， 42 （ 7 ）： 153 - 165 .

耿程飞，杨波，吴翔，等 . 背靠背三电平变流器IGBT共叠层母线过电压耦合分析及解耦方法［J］. 电工技术学报， 2020 ， 35 （增刊2 ）： 440 - 449 .

GENG Chengfei ， YANG Bo ， WU Xiang ， et al . Coupled over-voltage analysis and decoupling method of IGBT on the one laminated bus-bar based on back to back three-level converter ［J］. Transactions of China Electrotechnical Society ， 2020 ， 35 （ Supplement 2 ）： 440 - 449 .

BLOEMINK J M ， GREEN T C . Increasing distributed generation penetration using soft normally-open points ［C］// IEEE PES General Meeting ， July 25-29 ， 2010 ， Minneapolis， USA .

王成山，宋关羽，李鹏，等 . 基于智能软开关的智能配电网柔性互联技术及展望［J］. 电力系统自动化， 2016 ， 40 （ 22 ）： 168 - 175 .

WANG Chengshan ， SONG Guanyu ， LI Peng ， et al . Research and prospect for soft open point based flexible interconnection technology for smart distribution network ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2016 ， 40 （ 22 ）： 168 - 175 .

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 ）： 123 - 129 .

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 ）： 123 - 129 .

CAO W Y ， WU J Z ， JENKINS N . Feeder load balancing in MV distribution networks using soft normally-open points ［C］// IEEE PES Innovative Smart Grid Technologies ， October 12-15 ， 2014 ， Istanbul， Turkey .

张国荣，沈聪，彭勃，等 . 馈线故障下柔性多状态开关的平滑切换策略［J］. 高电压技术， 2019 ， 45 （ 10 ）： 3050 - 3058 .

ZHANG Guorong ， SHEN Cong ， PENG Bo ， et al . Smooth switching strategy of flexible multi-state switch in the case of feeder fault ［J］. High Voltage Engineering ， 2019 ， 45 （ 10 ）： 3050 - 3058 .

祝旭焕，童宁，林湘宁，等 . 基于柔性多状态开关的主动配电网负荷在线紧急转供策略［J］. 电力系统自动化， 2019 ， 43 （ 24 ）： 87 - 95 .

ZHU Xuhuan ， TONG Ning ， LIN Xiangning ， et al . Flexible multi-state switch based online emergency load transferring strategy for active distribution network ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2019 ， 43 （ 24 ）： 87 - 95 .

高泽盟 . 柔性多状态开关故障穿越技术研究［D］. 北京：华北电力大学， 2020 .

GAO Zemeng . Research on fault ride-through technology of flexible multi-state switch ［D］. Beijing ： North China Electric Power University ， 2020 .

窦晓波，皇甫霄文，全相军，等 . 交直流配电网柔性多状态开关电压自适应控制策略［J］. 电力系统自动化， 2021 ， 45 （ 8 ）： 68 - 76 .

DOU Xiaobo ， HUANGFU Xiaowen ， QUAN Xiangjun ， et al . Adaptive voltage control strategy for soft normally open point in AC/DC distribution network ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2021 ， 45 （ 8 ）： 68 - 76 .

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 for distribution network operation with SNOP and tie switch ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2016 ， 36 （ 9 ）： 2315 - 2321 .

张今，耿光超，江全元，等 . 含柔性多状态开关的配电网分布式自适应控制［J］. 电网技术， 2020 ， 44 （ 7 ）： 2649 - 2656 .

ZHANG Jin ， GENG Guangchao ， JIANG Quanyuan ， et al . Distributed adaptive control for distribution network with flexible multi-state switches ［J］. Power System Technology ， 2020 ， 44 （ 7 ）： 2649 - 2656 .

邹金晟 . 多智能体的一致性在电网及分布式优化问题中的应用［D］. 北京：华北电力大学， 2021 .

ZOU Jinsheng . Application of consensus of multi-agent systems in microgrids and distributed optimization problems ［D］. Beijing ： North China Electric Power University ， 2021 .

BRADLEY R . Reaching a consensus ［J］. Social Choice and Welfare ， 2007 ， 29 （ 4 ）： 609 - 632 .

刘鹏鹏，左洪福，苏艳，等 . 基于图论模型的故障诊断方法研究进展综述［J］. 中国机械工程， 2013 ， 24 （ 5 ）： 696 - 703 .

LIU Pengpeng ， ZUO Hongfu ， SU Yan ， et al . Review of research progresses for graph-based models in fault diagnosis method ［J］. China Mechanical Engineering ， 2013 ， 24 （ 5 ）： 696 - 703 .

冯元珍 . 多智能体系统一致性问题综述［J］. 长江大学学报（自然科学版）， 2011 ， 8 （ 3 ）： 84 - 87 .

FENG Yuanzhen . A survey of consensus problems in multi-agent systems ［J］. Journal of Yangtze University （Natural Science Edition）， 2011 ， 8 （ 3 ）： 84 - 87 .

FANG H J ， WU Z H ， WEI J . Improvement for consensus performance of multi-agent systems based on weighted average prediction ［J］. IEEE Transactions on Automatic Control ， 2012 ， 57 （ 1 ）： 249 - 254 .

SUN C ， ONG C J ， WHITE J K . Consensus control of multi-agent system with constraint - the scalar case ［C］// 52nd IEEE Conference on Decision and Control ， December 10-13 ， 2013 ， Firenze， Italy ： 7345 - 7350 .

RAN M P ， HOU Y Z ， GONG X ， et al . Distributed output-feedback consensus control of multi-agent systems with dynamically changing directed interaction topologies ［J］. ISA Transactions ， 2019 ， 85 ： 71 - 75 .

马皓星 . 多智能体协作控制的若干问题研究［D］. 成都：电子科技大学， 2021 .

MA Haoxing . Research on several issues of multi-agent cooperative control ［D］. Chengdu ： University of Electronic Science and Technology of China ， 2021 .

LI Y Z ， PEI X J ， KANG Y ， et al . Voltage support strategy of SNOP under fault circumstance ［C］// 2019 IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition ， March 17-21 ， 2019 ， Anaheim， USA ： 1146 - 1149 .

ZHANG G R ， WANG Y Q ， PENG B ， et al . Multi-objective operation optimization of active distribution network based on three-terminal flexible multi-state switch ［J］. Journal of Renewable and Sustainable Energy ， 2019 ， 11 （ 2 ）： 025501 .

王成山，孙充勃，彭克，等 . 微电网交直流混合潮流算法研究［J］. 中国电机工程学报， 2013 ， 33 （ 4 ）： 8 - 15 .

WANG Chengshan ， SUN Chongbo ， PENG Ke ， et al . Study on AC-DC hybrid power flow algorithm for microgrid ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2013 ， 33 （ 4 ）： 8 - 15 .

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