电力电子化配电网的柔性度

肖峻; 王莹; 祖国强

doi:10.7500/AEPS20220223010

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

电力电子化配电网的柔性度

智能配电网柔性互联与形态演变 | 更新时间：2025-06-16

- 电力电子化配电网的柔性度
- Flexibility Degree for Power-electronized Distribution Network
- 电力系统自动化 2023年47卷第6期页码：30-39
- 作者机构：
  
  1.智能电网教育部重点实验室（天津大学），天津市 300072
  2.国网天津市电力公司电力科学研究院，天津市 300384
- 作者简介：
  
  肖峻(1971—)，男，博士，教授，博士生导师，主要研究方向：智能配电系统规划与运行。E-mail：xiaojun@tju.edu.cn
  王莹(1991—)，女，通信作者，博士研究生，主要研究方向：智能配电系统规划与运行。E-mail：wangyingpoppy@163.com
  祖国强(1989—)，男，博士，工程师，主要研究方向：智能配电系统规划与运行、配电网管理与状态评价。E-mail：zuguoqiang_tju@163.com
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金资助项目(52007130)
- DOI：10.7500/AEPS20220223010
  中图分类号：
- 收稿：2022-02-23，
  
  修回：2022-07-26，
  
  网络出版：2022-11-15，
  
  纸质出版：2023-03-25
- 稿件说明：
移动端阅览
肖峻,王莹,祖国强.电力电子化配电网的柔性度[J].电力系统自动化,2023,47(6):30-39.

XIAO Jun,WANG Ying,ZU Guoqiang.Flexibility Degree for Power-electronized Distribution Network[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(6):30-39.
肖峻,王莹,祖国强.电力电子化配电网的柔性度[J].电力系统自动化,2023,47(6):30-39. DOI： 10.7500/AEPS20220223010.

XIAO Jun,WANG Ying,ZU Guoqiang.Flexibility Degree for Power-electronized Distribution Network[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(6):30-39. DOI： 10.7500/AEPS20220223010.

摘要

为衡量智能软开关(SOP)等电力电子装置带给配电网的柔性，提出了电力电子化配电网柔性度的概念。首先，提出了柔性度的概念，即采用柔性电力电子装置后配电网所具备的双向连续的柔性潮流控制能力的相对量度。进而，提出了柔性度的具体定义和计算方法，以配电网柔性区占整个配电网的比例来定义，并计及了柔性潮流控制量的大小。然后，采用典型接线模式和IEEE RBTS-Bus4扩展算例以SOP柔性化改造为例进行验证。通过算例分析了SOP对柔性度的影响规律：柔性区由SOP位置、台数和端口数决定，柔性潮流控制量由馈线接入的SOP容量决定。在此基础上总结得到了SOP的配置原则。最后，定义了单位柔性造价，提出了基于柔性度的配电网柔性化改造的经济评价方法，并结合算例展示了柔性度在SOP规划和分布式发电消纳中的应用。

Abstract

In order to measure the flexibility brought by power electronic devices such as soft open point (SOP) to the distribution network

the concept of flexibility degree for the power-electronized distribution network is proposed. First

the concept of flexibility degree is proposed

which is the relative measurement of the bi-direction continuous flexible power flow control capability of the distribution network after the adoption of flexible power electronic devices. Furthermore

the specific definition and calculation method of flexibility degree are proposed. Flexibility degree is defined by the proportion of flexible range to the whole distribution network taking into account the flexible capacity of power flow control. Secondly

taking the flexible transformation based on SOP as an example

the typical wiring modes and the expanded IEEE RBTS-Bus4 test system are used for verification. Then

the influence rules of SOP on flexibility degree are analyzed by cases: the flexible range in the distribution network is determined by the number of sets and terminals as well as sites of SOPs

while the flexible capacity of power flow control is determined by the total capacity of SOP access to feeders. The configuration principles of SOP are summarized on this basis. Finally

the unit flexibility cost is defined and the economic evaluation method of flexible transformation for the distribution network based on flexibility degree is proposed. The application of flexibility degree in SOP planning and distributed generator accommodation are also shown by cases.

关键词

Keywords

references

康重庆，姚良忠 . 高比例可再生能源电力系统的关键科学问题与理论研究框架［J］. 电力系统自动化， 2017 ， 41 （ 9 ）： 2 - 11 .

KANG Chongqing ， YAO Liangzhong . Key scientific issues and theoretical research framework for power systems with high proportion of renewable energy ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2017 ， 41 （ 9 ）： 2 - 11 .

VERZIJLBERGH R A ， DE VRIES L J ， LUKSZO Z . Renewable energy sources and responsive demand， do we need congestion management in the distribution grid？［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2014 ， 29 （ 5 ）： 2119 - 2128 .

王成山，季节，冀浩然，等 . 配电系统智能软开关技术及应用［J］. 电力系统自动化， 2022 ， 46 （ 4 ）： 1 - 14 .

WANG Chengshan ， JI Jie ， JI Haoran ， et al . Technologies and application of soft open points in distribution networks ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2022 ， 46 （ 4 ）： 1 - 14 .

中国电源学会 . 柔性多状态开关装置技术导则：T/CPSS 1003—2021 ［S］. 2021 .

China Power Supply Society . Technical guideline of flexible multi-state switch equipments： T/CPSS 1003—2021 ［S］. 2021 .

王守相，刘琪，赵倩宇，等 . 配电网弹性内涵分析与研究展望［J］. 电力系统自动化， 2021 ， 45 （ 9 ）： 1 - 9 .

WANG Shouxiang ， LIU Qi ， ZHAO Qianyu ， et al . Connotation analysis and prospect of distribution network elasticity ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2021 ， 45 （ 9 ）： 1 - 9 .

CHEN Y W ， SUN J J ， ZHA X M ， et al . A novel node flexibility evaluation method of active distribution network for SNOP integration ［J］. IEEE Journal on Emerging and Selected Topics in Circuits and Systems ， 2021 ， 11 （ 1 ）： 188 - 198 .

范士雄，蒲天骄，刘广一，等 . 主动配电网中分布式发电系统接入技术及其进展［J］. 电工技术学报， 2016 ， 31 （增刊2 ）： 92 - 101 .

FAN Shixiong ， PU Tianjiao ， LIU Guangyi ， et al . Technologies and its trends of grid integration of distributed generation in active distribution network ［J］. Transactions of China Electrotechnical Society ， 2016 ， 31 （ Supplement 2 ）： 92 - 101 .

褚国伟，张友旺，葛乐，等 . 自储能柔性互联配电网多时间尺度电压优化［J］. 电力系统自动化， 2021 ， 45 （ 9 ）： 71 - 79 .

CHU Guowei ， ZHANG Youwang ， GE Le ， et al . Multi-time-scale voltage optimization of flexible interconnected distribution network with self-energy storage ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2021 ， 45 （ 9 ）： 71 - 79 .

王守相，陈建凯，王洪坤，等 . 综合考虑电动汽车充电与储能及可中断负荷调度的配电网两阶段灵活性提升优化方法［J］. 电力自动化设备， 2020 ， 40 （ 11 ）： 1 - 10 .

WANG Shouxiang ， CHEN Jiankai ， WANG Hongkun ， et al . Two-stage flexibility improvement optimization method of distribution network considering EV charging and scheduling of energy storage and interruptible loads ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2020 ， 40 （ 11 ）： 1 - 10 .

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 .

XIAO Jun ， WANG Ying ， LUO Fengzhang ， et al . Flexible distribution network： definition， configuration， operation， and pilot project ［J］. IET Generation ， Transmission & Distribution， 2018 ， 12 （ 20 ）： 4492 - 4498 .

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/OL］. 电力系统自动化： 1 - 13 ［ 2022-02-23 ］. http：//kns.cnki.net/kcms/detail/32.1180.TP.20220215.0912.004.html http://kns.cnki.net/kcms/detail/32.1180.TP.20220215.0912.004.html .

PAN Yuqin ， GENG Guangchao ， JIANG Quanyuan . Consistency algorithm based control strategy for flexible multi-state switch cluster ［J/OL］. Automation of Electric Power Systems ： 1 - 13 ［ 2022-02-23 ］. http：//kns.cnki.net/kcms/detail/32.1180.TP.20220215.0912.004.html http://kns.cnki.net/kcms/detail/32.1180.TP.20220215.0912.004.html .

李岩，陈夏，李巍巍，等 . 基于智能软开关与联络开关并联的柔性配电网互联结构与控制技术研究［J］. 中国电机工程学报， 2022 ， 42 （ 13 ）： 4749 - 4760 .

LI Yan ， CHEN Xia ， LI Weiwei ， et al . Research on interconnection structure and control technology of flexible distribution network based on soft open point in parallel with interconnection switch ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2022 ， 42 （ 13 ）： 4749 - 4760 .

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 .

葛少云，周晨曦，刘洪，等 . 考虑环间接入模式及可靠性影响的有源配电网软开关规划［J］. 电力系统自动化， 2021 ， 45 （ 8 ）： 120 - 128 .

GE Shaoyun ， ZHOU Chenxi ， LIU Hong ， et al . Soft open point planning for active distribution network considering influence of access mode between feeder loops and reliability ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2021 ， 45 （ 8 ）： 120 - 128 .

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 .

王志强，方正，徐艺铭，等 . 计及重要用户失负荷风险的多端智能软开关优化配置方法［J］. 高电压技术， 2020 ， 46 （ 4 ）： 1142 - 1153 .

WANG Zhiqiang ， FANG Zheng ， XU Yiming ， et al . Optimization configuration method for multi-terminal soft open point considering the load loss risk of important users ［J］. High Voltage Engineering ， 2020 ， 46 （ 4 ）： 1142 - 1153 .

国家市场监督管理总局，国家标准化管理委员会 . 统一潮流控制器技术规范： GB/T 40867—2021 ［S］. 北京：中国标准出版社， 2021 .

State Administration for Market Regulation ， Standardization Administration of the People’s Republic of China . Technical specifications for unified power flow controller ： GB/T 40867—2021 ［S］. Beijing ： Standards Press of China ， 2021 .

赵坚鹏，宋洁莹，许建中，等 . 静止同步串联补偿器的优化选址定容方法［J］. 电网技术， 2017 ， 41 （ 6 ）： 1941 - 1948 .

ZHAO Jianpeng ， SONG Jieying ， XU Jianzhong ， et al . Locating and sizing optimization of static synchronous series compensator ［J］. Power System Technology ， 2017 ， 41 （ 6 ）： 1941 - 1948 .

OKADA N . Verification of control method for a loop distribution system using loop power flow controller ［C］// 2006 IEEE PES Power Systems Conference and Exposition ， October 29-November 1 ， 2006 ， Atlanta， USA ： 2116 - 2123 .

徐殿国，张书鑫，李彬彬 . 电力系统柔性一次设备及其关键技术：应用与展望［J］. 电力系统自动化， 2018 ， 42 （ 7 ）： 2 - 22 .

XU Dianguo ， ZHANG Shuxin ， LI Binbin . Flexible primary equipment in power system and their key technologies： applications and prospects ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2018 ， 42 （ 7 ）： 2 - 22 .

中国电力企业联合会 . 10 kV少维护有载调压配电变压器技术规范：T/CEC 163—2018 ［S］. 北京：中国电力出版社， 2018 .

China Electricity Council . Technical specification for 10 kV less maintenance on-load voltage-changing distribution transformers： T/CEC 163—2018 ［S］. Beijing ： China Electric Power Press ， 2018 .

董旭柱，华祝虎，尚磊，等 . 新型配电系统形态特征与技术展望［J］. 高电压技术， 2021 ， 47 （ 9 ）： 3021 - 3035 .

DONG Xuzhu ， HUA Zhuhu ， SHANG Lei ， et al . Morphological characteristics and technology prospect of new distribution system ［J］. High Voltage Engineering ， 2021 ， 47 （ 9 ）： 3021 - 3035 .

李凯，赵争鸣，袁立强，等 . 面向交直流混合配电系统的多端口电力电子变压器研究综述［J］. 高电压技术， 2021 ， 47 （ 4 ）： 1233 - 1250 .

LI Kai ， ZHAO Zhengming ， YUAN Liqiang ， et al . Overview on research of multi-port power electronic transformer oriented for AC/DC hybrid distribution grid ［J］. High Voltage Engineering ， 2021 ， 47 （ 4 ）： 1233 - 1250 .

石方迪，侯四维，唐琪，等 . 世界一流城市配电网典型接线模式的评估及选型方法［J］. 电网技术， 2022 ， 46 （ 6 ）： 2249 - 2259 .

SHI Fangdi ， HOU Siwei ， TANG Qi ， et al . Evaluation and selection of typical connection modes for world-class urban distribution network ［J］. Power System Technology ， 2022 ， 46 （ 6 ）： 2249 - 2259 .

肖峻，祖国强，周欢，等 . 有源配电网的全象限安全域［J］. 电力系统自动化， 2017 ， 41 （ 21 ）： 79 - 85 .

XIAO Jun ， ZU Guoqiang ， ZHOU Huan ， et al . Total-quadrant security region for active distribution network ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2017 ， 41 （ 21 ）： 79 - 85 .

熊正勇，陈天华，杜磊，等 . 基于改进灵敏度分析的有源配电网智能软开关优化配置［J］. 电力系统自动化， 2021 ， 45 （ 8 ）： 129 - 137 .

XIONG Zhengyong ， CHEN Tianhua ， DU Lei ， et al . Optimal allocation of soft open point in active distribution network based on improved sensitivity analysis ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2021 ， 45 （ 8 ）： 129 - 137 .

陈垚煜，耿光超，江全元，等 . 考虑传统调控手段的配电网SOP选址定容方法［J］. 高电压技术， 2020 ， 46 （ 4 ）： 1181 - 1189 .

CHEN Yaoyu ， GENG Guangchao ， JIANG Quanyuan ， et al . Optimal siting and sizing method of soft open point in distribution network combined with traditional regulations ［J］. High Voltage Engineering ， 2020 ， 46 （ 4 ）： 1181 - 1189 .

武利会，范心明，董镝，等 . 基于机会约束的有源配电网SOP优化配置方法［J］. 电力系统及其自动化学报， 2019 ， 31 （ 10 ）： 18 - 23 .

WU Lihui ， FAN Xinming ， DONG Di ， et al . Optimal configuration method for soft open point in active distribution network based on chance-constrained programming ［J］. Proceedings of the CSU-EPSA ， 2019 ， 31 （ 10 ）： 18 - 23 .

王莹，肖峻，曹严 . 柔性配电网间歇性分布式发电消纳能力分析［J］. 电力系统自动化， 2022 ， 46 （ 13 ）： 74 - 83 .

WANG Ying ， XIAO Jun ， CAO Yan . Analysis on accommodation capability of intermittent distributed generation in flexible distribution network ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2022 ， 46 （ 13 ）： 74 - 83 .

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 .

孙峰洲 . 含高比例分布式新能源的柔性配电网优化运行研究［D］. 杭州：浙江大学， 2021 .

SUN Fengzhou . Research on optimal operation for flexible distribution networks with high proportion of distributed renewable energy sources ［D］. Hangzhou ： Zhejiang University ， 2021 .

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 .

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

暂无数据