考虑量测数据质量的集成储能智能软开关数据驱动电压控制

宋关羽; 于川航; 冀浩然; 赵金利; 徐晶; 李鹏

doi:10.7500/AEPS20220727004

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

考虑量测数据质量的集成储能智能软开关数据驱动电压控制

智能配电网柔性互联与形态演变 | 更新时间：2025-06-16

- 考虑量测数据质量的集成储能智能软开关数据驱动电压控制
- Data-driven Voltage Control of Energy Storage Integrated Soft Open Point Considering Quality of Measurement Data
- 电力系统自动化 2023年47卷第6期页码：90-100
- 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经济技术研究院，天津市 300160
- 作者简介：
  
  宋关羽(1990—)，男，博士，高级工程师，硕士生导师，主要研究方向：智能配电网仿真分析与运行优化。E-mail：gysong@tju.edu.cn
  于川航(1998—)，男，硕士研究生，主要研究方向：智能配电网运行优化。E-mail：yuchuanhang_1998@tju.edu.cn
  冀浩然(1991—)，男，通信作者，博士，副教授，主要研究方向：智能配电网运行优化。E-mail：jihaoran@tju.edu.cn
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金资助项目(52007131);天津市应用基础研究项目(21JCQNJC00430)
- DOI：10.7500/AEPS20220727004
  中图分类号：
- 收稿：2022-07-27，
  
  修回：2022-10-25，
  
  纸质出版：2023-03-25
- 稿件说明：
移动端阅览
宋关羽,于川航,冀浩然等.考虑量测数据质量的集成储能智能软开关数据驱动电压控制[J].电力系统自动化,2023,47(6):90-100.

SONG Guanyu,YU Chuanhang,JI Haoran,et al.Data-driven Voltage Control of Energy Storage Integrated Soft Open Point Considering Quality of Measurement Data[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(6):90-100.
宋关羽,于川航,冀浩然等.考虑量测数据质量的集成储能智能软开关数据驱动电压控制[J].电力系统自动化,2023,47(6):90-100. DOI： 10.7500/AEPS20220727004.

SONG Guanyu,YU Chuanhang,JI Haoran,et al.Data-driven Voltage Control of Energy Storage Integrated Soft Open Point Considering Quality of Measurement Data[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(6):90-100. DOI： 10.7500/AEPS20220727004.

摘要

分布式电源的高比例接入使配电网电压控制问题日益显著。与配电网中传统电压调控设备相比，集成储能智能软开关(ESOP)等新型电力电子设备具有更加灵活、快速的电压调节能力。实际配电网参数难以获取，运行场景复杂多变，基于物理模型的控制方法往往难以适应系统运行状态变化。为此，提出一种考虑量测数据质量的ESOP数据驱动电压控制方法。首先，基于无模型自适应预测控制方法，建立ESOP的数据驱动控制模型。然后，考虑数据驱动过程中实际量测数据存在量测误差的问题，采用坏数据辨识和量测扰动抑制方法对量测数据进行处理，提出考虑量测数据质量的ESOP数据驱动电压控制方法，以降低量测误差对数据驱动控制过程的影响。最后，在含四端ESOP的实际配电网算例中进行验证分析。结果表明，所提ESOP数据驱动电压控制方法可以有效解决配电网参数难以准确获取的问题，显著降低量测误差带来的不良影响，全面提升配电网电压控制水平。

Abstract

The high proportion of the access of distributed generators makes the voltage control problem of the distribution network more and more urgent. Compared with the traditional voltage regulation devices in distribution networks

the new power electronic devices represented by the energy storage integrated soft open point (ESOP) have more flexible and rapid voltage regulation capability. The actual distribution network parameters are difficult to obtain; the operation scenario is complex and changeable; and the control method based on the physical model is often difficult to adapt to the change of system operation state. Therefore

a data-driven voltage control method of ESOP considering the measured data quality is proposed. First

a data-driven control model of ESOP is established based on the model-free adaptive predictive control method. Then

considering the measurement error of actual measurement data in the data-driven process

the bad data identification and measurement disturbance suppression method are used to process the measurement data. A data-driven voltage control method of ESOP considering the measurement data quality is proposed to reduce the impact of measurement error on the data-driven control process. Finally

a practical distribution network example with a four-terminal ESOP is used for verification analysis. The results show that the proposed data-driven voltage control method of ESOP can effectively solve the problem that distribution network parameters are difficult to obtain accurately

significantly reduce the adverse effects caused by measurement errors

and comprehensively improve the voltage control level of distribution networks.

关键词

Keywords

references

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 .

李鹏，王瑞，冀浩然，等 . 低碳化智能配电网规划研究与展望［J］. 电力系统自动化， 2021 ， 45 （ 24 ）： 10 - 21 .

LI Peng ， WANG Rui ， JI Haoran ， et al . Research and prospect of planning for low-carbon smart distribution network ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2021 ， 45 （ 24 ）： 10 - 21 .

刘洪，徐正阳，葛少云，等 . 考虑储能调节的主动配电网有功-无功协调运行与电压控制［J］. 电力系统自动化， 2019 ， 43 （ 11 ）： 51 - 58 .

LIU Hong ， XU Zhengyang ， GE Shaoyun ， et al . Coordinated operation of active-reactive power and voltage control for active distribution network considering regulation of energy storage ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2019 ， 43 （ 11 ）： 51 - 58 .

SHAYANI R A ， DE OLIVEIRA M A G . Photovoltaic generation penetration limits in radial distribution systems ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2011 ， 26 （ 3 ）： 1625 - 1631 .

祁琪，姜齐荣，许彦平 . 智能配电网柔性互联研究现状及发展趋势［J］. 电网技术， 2020 ， 44 （ 12 ）： 4664 - 4676 .

QI Qi ， JIANG Qirong ， XU Yanping . Research status and development prospect of flexible interconnection for smart distribution networks ［J］. Power System Technology ， 2020 ， 44 （ 12 ）： 4664 - 4676 .

YANG X D ， XU C B ， ZHANG Y B ， et al . Real-time coordinated scheduling for ADNs with soft open points and charging stations ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2021 ， 36 （ 6 ）： 5486 - 5499 .

贾善翔，彭克，李喜东，等 . 基于智能软开关的柔性互联交直流配电系统分布式优化［J］. 电力系统自动化， 2021 ， 45 （ 8 ）： 95 - 103 .

JIA Shanxiang ， PENG Ke ， LI Xidong ， et al . Distributed optimization of flexible interconnected AC/DC distribution system based on soft open point ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2021 ， 45 （ 8 ）： 95 - 103 .

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 .

方一晨，张沈习，程浩忠，等 . 含智能软开关的主动配电网分布式光伏准入容量鲁棒优化［J］. 电力系统自动化， 2021 ， 45 （ 7 ）： 8 - 17 .

FANG Yichen ， ZHANG Shenxi ， CHENG Haozhong ， et al . Robust optimization of distributed photovoltaic hosting capacity of active distribution network with soft open point ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2021 ， 45 （ 7 ）： 8 - 17 .

ZHANG Shenxi ， FANG Yichen ， ZHANG Heng ， et al . Maximum hosting capacity of photovoltaic generation in SOP-based power distribution network integrated with electric vehicles ［J］. IEEE Transactions on Industrial Informatics ， 2022 ， 18 （ 11 ）： 8213 - 8224 .

张沈习，王浩宇，李然，等 . 考虑智能软开关接入的主动配电网扩展规划方法［J/OL］. 中国电机工程学报［ 2022-06-02 ］. http：//kns.cnki.net/kcms/detail/11.2107.TM.20220602.0905.002.html http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.2107.TM.20220602.0905.002.html .

ZHANG Shenxi ， WANG Haoyu ， LI Ran ， et al . Active distribution network expansion planning method considering the integration of soft open point ［J/OL］. Proceedings of the CSEE ［ 2022-06-02 ］. http：//kns.cnki.net/kcms/detail/11.2107.TM.20220602.0905.002.html http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.2107.TM.20220602.0905.002.html .

张璐，许彪，唐巍，等 . 基于功率时空协同的交直流混合配电网调度计划日内修正策略［J］. 电力系统自动化， 2021 ， 45 （ 24 ）： 106 - 114 .

ZHANG Lu ， XU Biao ， TANG Wei ， et al . Intra-day correction strategy of dispatching plan for AC/DC hybrid distribution network based on spatio-temporal power coordination ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2021 ， 45 （ 24 ）： 106 - 114 .

YAO C ， ZHOU C ， YU J ， et al . A sequential optimization method for soft open point integrated with energy storage in active distribution networks ［J］. Energy Procedia ， 2018 ， 145 ： 528 - 533 .

HU R N . Interval optimization based coordinated control for distribution networks with energy storage integrated soft open points ［J］. International Journal of Electrical Power & Energy Systems ， 2022 ， 136 ： 107725 .

孙守晶，丛伟，邱吉福，等 . 含智能软开关的智能配电网分布式供电恢复方法［J］. 电力系统自动化， 2022 ， 46 （ 8 ）： 79 - 85 .

SUN Shoujing ， CONG Wei ， QIU Jifu ， et al . Distributed power restoration method for smart distribution network with soft open point ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2022 ， 46 （ 8 ）： 79 - 85 .

刘安迪，李妍，谢伟，等 . 基于多源数据多时间断面的配电网线路参数估计方法［J］. 电力系统自动化， 2021 ， 45 （ 2 ）： 46 - 54 .

LIU Andi ， LI Yan ， XIE Wei ， et al . Estimation method of line parameters in distribution network based on multi-source data and multi-time sections ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2021 ， 45 （ 2 ）： 46 - 54 .

姜涛，王长江，陈厚合，等 . 基于正则化投影孪生支持向量机的电力系统暂态稳定评估［J］. 电力系统自动化， 2019 ， 43 （ 1 ）： 141 - 148 .

JIANG Tao ， WANG Changjiang ， CHEN Houhe ， et al . Transient stability assessment of power system based on projection twin support vector machine with regularization ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2019 ， 43 （ 1 ）： 141 - 148 .

HOU Z S ， XIONG S S . On model-free adaptive control and its stability analysis ［J］. IEEE Transactions on Automatic Control ， 2019 ， 64 （ 11 ）： 4555 - 4569 .

唐文虎，牛哲文，赵柏宁，等 . 数据驱动的人工智能技术在电力设备状态分析中的研究与应用［J］. 高电压技术， 2020 ， 46 （ 9 ）： 2985 - 2999 .

TANG Wenhu ， NIU Zhewen ， ZHAO Boning ， et al . Research and application of data-driven artificial intelligence technology for condition analysis of power equipment ［J］. High Voltage Engineering ， 2020 ， 46 （ 9 ）： 2985 - 2999 .

窦飞，蔡晖，郭朝辉，等 . 基于深度强化学习的多端背靠背柔性直流系统直流电压控制［J］. 电力系统自动化， 2021 ， 45 （ 19 ）： 155 - 162 .

DOU Fei ， CAI Hui ， GUO Zhaohui ， et al . DC voltage control of back-to-back multi-terminal VSC-HVDC system based on deep reinforcement learning ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2021 ， 45 （ 19 ）： 155 - 162 .

HUO Y D ， LI P ， JI H R ， et al . Data-driven coordinated voltage control method of distribution networks with high DG penetration ［J/OL］. IEEE Transactions on Power Systems ［ 2022-05-05 ］. https：//ieeexplore.ieee.org/document/9769942 https://ieeexplore.ieee.org/document/9769942 .

YU W ， WANG R ， BU X H ， et al . Model free adaptive control for a class of nonlinear systems with fading measurements ［J］. Journal of the Franklin Institute ， 2020 ， 357 （ 12 ）： 7743 - 7760 .

HUO Y D ， LI P ， JI H R ， et al . Data-driven adaptive operation of soft open points in active distribution networks ［J］. IEEE Transactions on Industrial Informatics ， 2021 ， 17 （ 12 ）： 8230 - 8242 .

ZHANG S ， ZHOU P ， XIE Y F ， et al . Improved model-free adaptive predictive control method for direct data-driven control of a wastewater treatment process with high performance ［J］. Journal of Process Control ， 2022 ， 110 ： 11 - 23 .

刘灏，朱世佳，毕天姝 . 基于局部离群因子的PMU连续坏数据检测方法［J］. 电力系统自动化， 2022 ， 46 （ 1 ）： 25 - 32 .

LIU Hao ， ZHU Shijia ， BI Tianshu . Continuous bad data detection method for PMU based on local outlier factor ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2022 ， 46 （ 1 ）： 25 - 32 .

黄蔓云，孙国强，卫志农，等 . 基于脉冲神经网络伪量测建模的配电网三相状态估计［J］. 电力系统自动化， 2016 ， 40 （ 16 ）： 38 - 43 .

HUANG Manyun ， SUN Guoqiang ， WEI Zhinong ， et al . Three-phase state estimation in distribution systems based on pseudo measurement modeling using spiking neural network ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2016 ， 40 （ 16 ）： 38 - 43 .

YUE B F ， SU M Y ， JIN X Z ， et al . Event-triggered MFAC of nonlinear NCSs against sensor faults and DoS attacks ［J］. IEEE Transactions on Circuits and Systems Ⅱ： Express Briefs ， 2022 ， 69 （ 11 ）： 4409 - 4413 .

WU M ， XIE L . Online detection of low-quality synchrophasor measurements： a data-driven approach ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2017 ， 32 （ 4 ）： 2817 - 2827 .

FARAJOLLAHI M ， HOSSEINI S H ， FOTUHI-FIRUZABAD M ， et al . Bad data injection as a threat for power system security ［C］// Smart Grid Conference （SGC）， December 22-23 ， 2015 ， Tehran， Iran ： 138 - 144 .

姚宗强，赵长伟，马世乾，等 . 含多端SOP的智能配电网运行优化及示范应用［J］. 电力系统及其自动化学报， 2018 ， 30 （ 12 ）： 66 - 72 .

YAO Zongqiang ， ZHAO Changwei ， MA Shiqian ， et al . Operation and optimization of smart distribution network with multi-terminal soft open point and pilot application ［J］. Proceedings of the CSU-EPSA ， 2018 ， 30 （ 12 ）： 66 - 72 .

何西，涂春鸣，李培强 . 智能配电网多源数据融合研究［J］. 南方电网技术， 2019 ， 13 （ 4 ）： 42 - 47 .

HE Xi ， TU Chunming ， LI Peiqiang . Research on multi-source data fusion for smart distribution network ［J］. Southern Power System Technology ， 2019 ， 13 （ 4 ）： 42 - 47 .

刘喆林，王成山，李鹏，等 . 多源量测数据融合的配电网状态估计及应用［J］. 中国电机工程学报， 2021 ， 41 （ 8 ）： 2605 - 2615 .

LIU Zhelin ， WANG Chengshan ， LI Peng ， et al . State estimation of distribution networks based on multi-source measurement data and its applications ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2021 ， 41 （ 8 ）： 2605 - 2615 .

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

具有源荷不平衡特性的配电网智能软开关和储能联合规划

面向配电网联合场景的移动储能互联装置双层优化配置方法

基于数据驱动预测控制的低感知度配电网在线无功优化方法