考虑换相软开关三相不平衡调节的主动配电网多目标运行优化

闵亮; 娄铖伟; 杨进; 余渐

doi:10.7500/AEPS20220917010

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考虑换相软开关三相不平衡调节的主动配电网多目标运行优化

学术研究 | 更新时间：2023-06-19

- 考虑换相软开关三相不平衡调节的主动配电网多目标运行优化
- Multi-objective Operation Optimization of Active Distribution Network Considering Three-phase Unbalance Regulation of Phase-switching Soft Open Points
- 电力系统自动化 2023年47卷第12期页码：56-65
- 作者机构：
  
  1.格拉斯哥大学工程学院,格拉斯哥 G128QQ,英国
  2.中国农业大学信息与电气工程学院,北京市100083
  3.苏格兰电力公司,格拉斯哥 G25AD,英国
- 作者简介：
  
  闵亮(1995—)，男，博士研究生，主要研究方向：配电网优化运行、综合能源系统优化运行。E-mail：2700562M@student.gla.ac.uk
  娄铖伟(1994—)，男，通信作者，博士，副教授，主要研究方向：主动配电网、电力市场。E-mail：caulcw@outlook.com
  杨进(1980—)，男，博士，教授，博士生导师，主要研究方向：新型输配电技术、多能网。E-mail：Jin.Yang@glasgow.ac.uk
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金面上项目(51977211)
- DOI：10.7500/AEPS20220917010
  中图分类号：
- 收稿：2022-09-17，
  
  修回：2023-02-23，
  
  网络出版：2023-05-17，
  
  纸质出版：2023-06-25
- 稿件说明：
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闵亮,娄铖伟,杨进等.考虑换相软开关三相不平衡调节的主动配电网多目标运行优化[J].电力系统自动化,2023,47(12):56-65.

MIN Liang,LOU Chengwei,YANG Jin,et al.Multi-objective Operation Optimization of Active Distribution Network Considering Three-phase Unbalance Regulation of Phase-switching Soft Open Points[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(12):56-65.
闵亮,娄铖伟,杨进等.考虑换相软开关三相不平衡调节的主动配电网多目标运行优化[J].电力系统自动化,2023,47(12):56-65. DOI： 10.7500/AEPS20220917010.

MIN Liang,LOU Chengwei,YANG Jin,et al.Multi-objective Operation Optimization of Active Distribution Network Considering Three-phase Unbalance Regulation of Phase-switching Soft Open Points[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(12):56-65. DOI： 10.7500/AEPS20220917010.

摘要

由于三相负荷的日益不平衡，主动配电网中的功率损耗和三相电压相位不平衡问题日益严重。作为一种可取代传统联络开关的电力电子设备，智能软开关为减少网损与缓解不平衡问题提供了潜在方案。为此，引入三相四线制的背靠背电压源型变流器作为智能软开关的拓扑结构，同时针对该拓扑设计了相应的换相控制策略。在此基础上，提出了以减少网损和缓解电压不平衡度为优化目标的基于三相四线制换相软开关的主动配电网多目标优化运行模型；应用对称半定规划算法，通过凸松弛将原始非凸非线性模型转换为便于求解的半正定规划模型，该模型可对三相电网进行三相解耦与分析。最后，在改进的IEEE 123节点系统中进行案例研究，验证了所提模型及其求解算法的可行性和有效性。

Abstract

Power loss and phase unbalance of three-phase voltage in active distribution networks (ADNs) become more and more serious due to the increasing unbalance of three-phase loads. As a kind of power electronic equipment which can replace the traditional tie switch

soft open point (SOP) provides a potential solution to reduce power loss and alleviate the unbalance problem. Therefore

a three-phase four-wire back-to-back voltage source converter is introduced as the topology of SOP

and the corresponding phase-switching control strategy is designed for the topology. On this basis

a multi-objective operation optimization model of ADNs based on three-phase four-wire phase-switching SOP is proposed to reduce the power loss and alleviate the voltage unbalance. The symmetric semi-definite programming algorithm is used to transform the original non-convex nonlinear model into a semi-definite programming model which is easy to solve by convex relaxation. This model can be used for three-phase decoupling and analysis of three-phase power grid. Finally

a case study is carried out in an improved IEEE 123-bus system to verify the feasibility and effectiveness of the proposed model and its solving algorithm.

关键词

Keywords

references

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