考虑低压台区柔性互联的配电网最大供电能力

祖国强; 郝子源; 黄旭; 张弛

doi:10.7500/AEPS20211116005

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

考虑低压台区柔性互联的配电网最大供电能力

学术研究 | 更新时间：2025-06-16

- 考虑低压台区柔性互联的配电网最大供电能力
- Total Supply Capability of Distribution Network Considering Flexible Interconnection of Low-voltage Distribution Station Areas
- 电力系统自动化 2023年47卷第7期页码：84-93
- 作者机构：
  
  1.国网天津市电力公司电力科学研究院，天津市 300384
  2.智能电网教育部重点实验室（天津大学），天津市 300072
  3.国网天津市电力公司城东供电分公司，天津市 300250
- 作者简介：
  
  祖国强(1989—)，男，通信作者，博士，高级工程师，主要研究方向：配电系统规划运行。E-mail：zuguoqiang_tju@163.com
  郝子源(1993—)，男，硕士，助理工程师，主要研究方向：配电网运行与需求侧响应。E-mail：haoziyuan1993@163.com
  黄旭(1984—)，男，博士，高级工程师，主要研究方向：配电系统运行与控制。E-mail：huangxu335@163.com
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金资助项目(52007130)
- DOI：10.7500/AEPS20211116005
  中图分类号：
- 收稿：2021-11-16，
  
  修回：2022-02-14，
  
  网络出版：2022-09-01，
  
  纸质出版：2023-04-10
- 稿件说明：
移动端阅览
祖国强,郝子源,黄旭等.考虑低压台区柔性互联的配电网最大供电能力[J].电力系统自动化,2023,47(7):84-93.

ZU Guoqiang,HAO Ziyuan,HUANG Xu,et al.Total Supply Capability of Distribution Network Considering Flexible Interconnection of Low-voltage Distribution Station Areas[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(7):84-93.
祖国强,郝子源,黄旭等.考虑低压台区柔性互联的配电网最大供电能力[J].电力系统自动化,2023,47(7):84-93. DOI： 10.7500/AEPS20211116005.

ZU Guoqiang,HAO Ziyuan,HUANG Xu,et al.Total Supply Capability of Distribution Network Considering Flexible Interconnection of Low-voltage Distribution Station Areas[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(7):84-93. DOI： 10.7500/AEPS20211116005.

摘要

“双碳”目标下，配电网将承载分布式发电、电动汽车、电采暖等低碳技术的大规模应用，面临着承载能力不足、负载不均衡以及电能质量等问题的严峻挑战，而低压台区柔性互联技术被认为是应对上述挑战的有效手段。因此，研究了考虑低压台区柔性互联的配电网最大供电能力（TSC）。首先，给出了考虑台区柔性互联的配电网典型结构以及运行方式，建立了考虑柔性互联设备多端口潮流灵活分配、负荷多级转供的配电网TSC模型；其次，针对所提TSC模型的非线性非凸特征，提出了基于分支定界算法的模型求解方法；然后，计算了实际台区柔性互联配电网算例的TSC，并进行

-1安全性校验；最后，观测了不同低压柔性互联设备容量下TSC数值的变化规律，给出了台区柔性互联配电网的规划运行建议，为低压台区柔性互联技术在配电网的大规模应用提供了理论基础。

Abstract

Under the target of “carbon emission peak and carbon neutrality”

the distribution network will carry the large-scale application of low-carbon technologies such as distributed generation

electric vehicles and electric heating

which is faced with severe challenges such as insufficient carrying capacity

load imbalance and power quality. And the flexible interconnection technology of the low-voltage distribution area is considered as an effective way to deal with the above challenges. Therefore

the total supply capability (TSC) of the distribution network considering the flexible interconnection of low-voltage distribution station areas is proposed. Firstly

the typical structure and operation mode of the distribution network considering the flexible interconnection of the station areas are given

and the TSC model of the distribution network considering the flexible distribution of multi-port power flow of flexible interconnected devices and multi-level load transfer is established. Secondly

aiming at the nonlinear non-convex characteristics of the proposed TSC model

a model solution method based on branch and bound algorithm is proposed. Then

the TSC of the actual flexible interconnected distribution network is calculated

and the

-1 security verification is carried out. Finally

the variation law of TSC values with different capacities of low-voltage flexible interconnected devices is observed

and the planning and operation suggestions of the flexible interconnected distribution network in the station area are given

which provide a theoretical basis for the large-scale application of the flexible interconnected technology of the low-voltage station area in the distribution network.

关键词

Keywords

references

胡鹏飞，朱乃璇，江道灼，等 . 柔性互联智能配电网关键技术研究进展与展望［J］. 电力系统自动化， 2021 ， 45 （ 8 ）： 2 - 12 .

HU Pengfei ， ZHU Naixuan ， JIANG Daozhuo ， et al . Research progress and prospects of key technologies of flexible interconnected smart distribution network ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2021 ， 45 （ 8 ）： 2 - 12 .

Network equilibrium ［EB/OL］. ［ 2021-11-14 ］. https：//www.westernpower.co.uk/innovation/projects/network-equilibrium https://www.westernpower.co.uk/innovation/projects/network-equilibrium .

尹昌新，朱洁，蒋迅，等 . 多端柔性闭环中压配电网示范工程［J］. 电力系统及其自动化学报， 2019 ， 31 （ 2 ）： 66 - 73 .

YIN Changxin ， ZHU Jie ， JIANG Xun ， et al . Demonstration project of multi-terminal flexible closed-loop medium-voltage distribution network ［J］. Proceedings of the CSU-EPSA ， 2019 ， 31 （ 2 ）： 66 - 73 .

PEI W ， DENG W ， ZHANG X ， et al . Potential of using multiterminal LVDC to improve plug-in electric vehicle integration in an existing distribution network ［J］. IEEE Transactions on Industrial Electronics ， 2015 ， 62 （ 5 ）： 3101 - 3111 .

沈培锋，王徐延，张昊亮，等 . 考虑规模化快充负荷的低压互联配电台区风险评估［J］. 中国电力， 2021 ， 54 （ 5 ）： 56 - 64 .

SHEN Peifeng ， WANG Xuyan ， ZHANG Haoliang ， et al . Risk assessment of low-voltage interconnected distribution districts considering large-scale fast charging load ［J］. Electric Power ， 2021 ， 54 （ 5 ）： 56 - 64 .

金强，冯明灿，李红军，等 . 交直流配电台区建设改造模式研究［J］. 供用电， 2020 ， 37 （ 10 ）： 16 - 21 .

JIN Qiang ， FENG Mingcan ， LI Hongjun ， et al . Research on construction and transformation mode of AC and DC distribution station area ［J］. Distribution & Utilization ， 2020 ， 37 （ 10 ）： 16 - 21 .

孙国强，徐广开，沈培锋，等 . 规模化电动汽车负荷的柔性台区协同经济调度［J］. 电网技术， 2020 ， 44 （ 11 ）： 4395 - 4404 .

SUN Guoqiang ， XU Guangkai ， SHEN Peifeng ， et al . Coordinated economic dispatch of flexible district for large-scale electric vehicle load ［J］. Power System Technology ， 2020 ， 44 （ 11 ）： 4395 - 4404 .

钟伟东，汤东升，刘继文，等 . 低压智能柔性互连交直流混合配电网设计［J］. 现代建筑电气， 2019 ， 10 （ 1 ）： 16 - 21 .

ZHONG Weidong ， TANG Dongsheng ， LIU Jiwen ， et al . Design of intelligent flexible interconnected AC/DC hybrid LV distribution network ［J］. Modern Architecture Electric ， 2019 ， 10 （ 1 ）： 16 - 21 .

李正天，叶雨晴，王子璇，等 . 基于柔性多状态开关互联的微配网一体化规划及运行评估［J］. 电工技术学报， 2021 ， 36 （增刊2 ）： 487 - 495 .

LI Zhengtian ， YE Yuqing ， WANG Zixuan ， et al . Integrated planning and operation evaluation of micro-distribution network based on flexible multi-state switch interconnection ［J］. Transactions of China Electrotechnical Society ， 2021 ， 36 （ Supplement 2 ）： 487 - 495 .

国家电网首个台区智能融合终端实用化示范区在宁波建成投运［EB/OL］.［ 2021-05-02 ］. https：//zj.zjol.com.cn/news.html？id=1660116 https://zj.zjol.com.cn/news.html?id=1660116 .

The first practical demonstration area of State Grid Corporation of China for station area intelligent integration terminal was built and put into operation in Ningbo ［EB/OL］. ［ 2021-05-02 ］. https：//zj.zjol.com.cn/news.html？id=1660116 https://zj.zjol.com.cn/news.html?id=1660116 .

NEWTON C ， LANG P ， TERRY S . Field trial results of power electronics in low-voltage distribution networks ［J］. CIRED Open Access Proceedings Journal ， 2017 （ 1 ）： 184 - 188 .

PÉREZ-OLVERA J ， GREEN T C ， JUNYENT-FERRÉ A . Active network management in LV networks： a case study in the UK ［C］// IEEE Power & Energy Society General Meeting ， August 2-6 ， 2002 ， Montreal， Canada .

ATTANASIO F ， WASTERLAIN S ， PIDANCIER T ， et al . Low voltage soft open point with energy storage： system simulation and prototype preliminary test results ［C］// International Symposium on Power Electronics， Electrical Drives， Automation and Motion ， June 20-22 ， 2018 ， Amalfi， Italy .

QI Q ， WU J Z ， LONG C . Multi-objective operation optimization of an electrical distribution network with soft open point ［J］. Applied Energy ， 2017 ， 208 ： 734 - 744 .

MUDALIYAR S ， MISHRA S . Real-time coordinated control of low-voltage DC distribution network with soft opening point ［J］. IEEE Transactions on Power Electronics ， 2021 ， 36 （ 6 ）： 7123 - 7137 .

BOTTRELL N ， LANG P ， GREEN T . Algorithm for soft open points to solve thermal and voltage constraints in low-voltage distribution networks ［J］. CIRED Open Access Proceedings Journal ， 2017 （ 1 ）： 1567 - 1570 .

KAMEL T ， TIAN Z ， TRICOLI P . Smart sop architectures and power control managements between light DC railway and LV distribution network ［C］// The 10th International Conference on Power Electronics， Machines and Drives ， December 25-27 ， 2020 ， Chengdu， China .

肖峻，祖国强，甄国栋 . 智能配电网供电能力［M］. 北京：中国电力出版社， 2020 .

XIAO Jun ， ZU Guoqiang ， ZHEN Guodong . Total supply capability of smart distribution network ［M］. Beijing ： China Electric Power Press ， 2020 .

肖峻，刚发运，黄仁乐，等 . 柔性配电网的最大供电能力模型［J］. 电力系统自动化， 2017 ， 41 （ 5 ）： 30 - 38 .

XIAO Jun ， GANG Fayun ， HUANG Renle ， et al . Total supply capability model for flexible distribution network ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2017 ， 41 （ 5 ）： 30 - 38 .

魏炜，赵学良，朱洁，等 . 基于鲁棒优化的交直流混合配电网供电能力评估［J］. 电力自动化设备， 2019 ， 39 （ 10 ）： 87 - 93 .

WEI Wei ， ZHAO Xueliang ， ZHU Jie ， et al . Power supply capability evaluation of AC/DC hybrid distribution network based on robust optimization ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2019 ， 39 （ 10 ）： 87 - 93 .

葛少云，杨赞，刘洪，等 . 含四端SOP有源配电网可靠性和供电能力评估［J］. 高电压技术， 2020 ， 46 （ 4 ）： 1124 - 1136 .

GE Shaoyun ， YANG Zan ， LIU Hong ， et al . Reliability and power supply capability evaluation of active distribution networks with four-terminal soft open points ［J］. High Voltage Engineering ， 2020 ， 46 （ 4 ）： 1124 - 1136 .

张宏俊，吴越文，陈卓，等 . 交直流配电网接纳分布式电源的实时仿真研究［J］. 电力系统保护与控制， 2016 ， 44 （ 15 ）： 79 - 85 .

ZHANG Hongjun ， WU Yuewen ， CHEN Zhuo ， et al . Real-time simulation of AC and DC distribution network to receive distributed generations ［J］. Power System Protection and Control ， 2016 ， 44 （ 15 ）： 79 - 85 .

THOMAS L J ， BURCHILL A ， ROGERS D J ， et al . Assessing distribution network hosting capacity with the addition of soft open points ［C］// 5th IET International Conference on Renewable Power Generation ， September 21-23 ， 2016 ， London， UK .

JI H R ， LI P ， WANG C S ， et al . A strengthened SOCP-based approach for evaluating the distributed generation hosting capacity with soft open points ［J］. Energy Procedia ， 2017 ， 142 ： 1947 - 1952 .

裴蕾，卫志农，陈胜，等 . 基于凸包络的交直流混合配电网安全域［J］. 电力系统自动化， 2021 ， 45 （ 18 ）： 45 - 51 .

PEI Lei ， WEI Zhinong ， CHEN Sheng ， et al . Convex hull based security region for AC/DC hybrid distribution networks ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2021 ， 45 （ 18 ）： 45 - 51 .

AITHAL A ， LONG C ， CAO W Y ， et al . Impact of soft open point on feeder automation ［C］// IEEE International Energy Conference ， April 4-8 ， 2016 ， Leuven， Belgium .

肖峻，刚发运，蒋迅，等 . 柔性配电网：定义、组网形态与运行方式［J］. 电网技术， 2017 ， 41 （ 5 ）： 1435 - 1446 .

XIAO Jun ， GANG Fayun ， JIANG Xun ， et al . Flexible distribution network： definition， morphology and operation mode ［J］. Power System Technology ， 2017 ， 41 （ 5 ）： 1435 - 1446 .

LIMA F V ， PINTO S F ， SILVA J F . Power electronics voltage regulators for distribution transformers ［C］// 4th International Conference on Power Engineering， Energy and Electrical Drives ， May 13-17 ， 2013 ， Istanbul， Turkey .

徐旖旎，刘海涛，熊雄，等 . 低压配电台区柔性互联关键技术与发展模式［J］. 中国电机工程学报， 2022 ， 42 （ 11 ）： 3986 - 4001 .

XU Yini ， LIU Haitao ， XIONG Xiong ， et al . Key technologies and development modes of flexible interconnection of low-voltage distribution station area ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2022 ， 42 （ 11 ）： 3986 - 4001 .

祖国强，肖峻，穆云飞，等 . 计及分布式电源与需求响应的智能配电系统安全域［J］. 电力系统自动化， 2020 ， 44 （ 8 ）： 100 - 107 .

ZU Guoqiang ， XIAO Jun ， MU Yunfei ， et al . Security region for smart distribution system considering distributed generator and demand response ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2020 ， 44 （ 8 ）： 100 - 107 .

肖峻，左磊，祖国强，等 . 基于潮流计算的配电系统安全域模型［J］. 中国电机工程学报， 2017 ， 37 （ 17 ）： 4941 - 4949 .

XIAO Jun ， ZUO Lei ， ZU Guoqiang ， et al . Model of distribution system security region based on power flow calculation ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2017 ， 37 （ 17 ）： 4941 - 4949 .

肖峻，屈玉清，张宝强，等 . N -0安全的城市配电网安全域与供电能力［J］. 电力系统自动化， 2019 ， 43 （ 17 ）： 12 - 19 .

XIAO Jun ， QU Yuqing ， ZHANG Baoqiang ， et al . Security region and supply capability of urban distribution network with N -0 security ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2019 ， 43 （ 17 ）： 12 - 19 .

王健，程春田，申建建，等 . 水电站群优化调度非线性全局优化方法［J］. 中国电机工程学报， 2018 ， 38 （ 17 ）： 5107 - 5117 .

WANG Jian ， CHENG Chuntian ， SHEN Jianjian ， et al . A branch-and-bound based global optimization method for deterministic hydropower operation ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2018 ， 38 （ 17 ）： 5107 - 5117 .

毕鹏翔，刘健，刘春新，等 . 配电网络重构的改进遗传算法［J］. 电力系统自动化， 2002 ， 26 （ 2 ）： 57 - 61 .

BI Pengxiang ， LIU Jian ， LIU Chunxin ， et al . A refined genetic algorithm for power distribution network reconfiguration ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2002 ， 26 （ 2 ）： 57 - 61 .

浏览量

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

基于SOP有功-无功协同的低压配电网末端电压越限治理

新型电力系统柔性构网技术及其应用

考虑交通流的柔性互联配电网电动汽车承载能力计算方法