交直流配电网中柔性软开关接入的规划-运行协同优化方法

蒋玮; 苏晓云; 何晋伟; 杨乐; 段小峰; 鞠玲

doi:10.7500/AEPS20230720020

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

交直流配电网中柔性软开关接入的规划-运行协同优化方法

特约专稿 | 更新时间：2025-06-16

- 交直流配电网中柔性软开关接入的规划-运行协同优化方法
- Collaborative Planning-Operation Optimization Method for Access of Soft Open Points in AC-DC Distribution Network
- 电力系统自动化 2023年47卷第23期页码：33-43
- 作者机构：
  
  1.东南大学电气工程学院,江苏省南京市 210096
  2.智能电网教育部重点实验室(天津大学),天津市 300072
  3.国网江苏省电力有限公司泰州供电公司,江苏省泰州市 225300
- 作者简介：
  
  蒋玮(1982—)，男，通信作者，博士，教授，博士生导师，主要研究方向：基于人工智能的智能配用电技术、电力电子技术在电力系统中的应用。E-mail：jiangwei@seu.edu.cn
  苏晓云(1998—)，女，硕士研究生，主要研究方向：配电网规划运行优化。E-mail：1097574877@qq.com
  何晋伟(1983—)，男，博士，教授，主要研究方向：直线电机和驱动控制。E-mail：18202539408@163.com
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金资助项目(52277172)
- DOI：10.7500/AEPS20230720020
  中图分类号：
- 收稿：2023-07-20，
  
  修回：2023-09-01，
  
  网络出版：2023-10-26，
  
  纸质出版：2023-12-10
- 稿件说明：
移动端阅览
蒋玮,苏晓云,何晋伟等.交直流配电网中柔性软开关接入的规划-运行协同优化方法[J].电力系统自动化,2023,47(23):33-43.

JIANG Wei,SU Xiaoyun,HE Jinwei,et al.Collaborative Planning-Operation Optimization Method for Access of Soft Open Points in AC-DC Distribution Network[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(23):33-43.
蒋玮,苏晓云,何晋伟等.交直流配电网中柔性软开关接入的规划-运行协同优化方法[J].电力系统自动化,2023,47(23):33-43. DOI： 10.7500/AEPS20230720020.

JIANG Wei,SU Xiaoyun,HE Jinwei,et al.Collaborative Planning-Operation Optimization Method for Access of Soft Open Points in AC-DC Distribution Network[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(23):33-43. DOI： 10.7500/AEPS20230720020.

摘要

含分布式源-储-荷的直流配电系统需要通过柔性软开关等电力电子化配电设备与交流系统互联，构成的交直流混合系统不仅可以提高系统整体的可靠性，还可以通过灵活的潮流控制优化系统运行方式，并降低系统损耗。由于用以交直流系统互联的柔性软开关接入方案对全系统可靠性和最优运行方式都有影响，针对这一规划-运行协同问题，首先提出了交直流混合系统的改进显式可靠性计算方法，进而建立了考虑可靠性经济成本和网损的交直流混合配电系统规划-运行协同双层优化模型。上层模型基于加权功率传输分布因数，以系统传输损耗最优为目标确定柔性软开关的接入方案，下层以可靠性成本最低为目标获取交直流混合系统的最优运行方式。最后

在算例系统中进行了仿真对比验证。结果表明，所提出的规划-运行协同优化方法能够有效提升交直流混合系统的可靠性和经济性。

Abstract

A DC distribution system that uses distributed sources

energy storage

and loads can be interconnected with an AC system through power electronic distribution equipment such as soft open points (SOPs). This creates a hybrid AC-DC system that can not only enhance the overall reliability of the system

but also optimize the system operation mode and reduce losses through flexible power flow control. However

the choice of SOP access scheme for the AC-DC system interconnection can impact the whole system reliability and optimal operation mode. To address this collaborative planning-operation problem

this paper proposes a modified explicit method for calculating the reliability of hybrid AC-DC system

and develops a collaborative two-layer planning-operation optimization model of hybrid AC-DC distribution systems

which considers the economic cost of reliability and network losses. The upper model determines the SOP access scheme based on the weighted power transmission distribution factor to achieve optimal system transmission loss

while the lower model minimizes the reliability cost to obtain the optimal operation mode of the hybrid AC-DC system. Finally

the simulation comparison verification is made in the case system. The results demonstrate that the proposed collaborative planning-operation optimization method can effectively improves the reliability and economy of the hybrid AC-DC system.

关键词

Keywords

references

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 .

吴在军，谢兴峰，杨景刚，等 . 直流配电网电压控制技术综述［J］. 电力工程技术， 2021 ， 40 （ 2 ）： 59 - 67 .

WU Zaijun ， XIE Xingfeng ， YANG Jinggang ， et al . A review on voltage control strategies in DC distribution network ［J］. Electric Power Engineering Technology ， 2021 ， 40 （ 2 ）： 59 - 67 .

程浩忠，李隽，吴耀武，等 . 考虑高比例可再生能源的交直流输电网规划挑战与展望［J］. 电力系统自动化， 2017 ， 41 （ 9 ）： 19 - 27 .

CHENG Haozhong ， LI Jun ， WU Yaowu ， et al . Challenges and prospects for AC/DC transmission expansion planning considering high proportion of renewable energy ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2017 ， 41 （ 9 ）： 19 - 27 .

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 .

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 .

ZHANG T C ， WANG J X ， WANG H ， et al . On the coordination of transmission-distribution grids： a dynamic feasible region method ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2023 ， 38 （ 2 ）： 1857 - 1868 .

XIAO X Y ， WANG F ， SHAHIDEHPOUR M ， et al . Coordination of distribution network reinforcement and DER planning in competitive market ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2021 ， 12 （ 3 ）： 2261 - 2271 .

王丹，孟政吉，贾宏杰，等 . 基于配置-运行协同优化的分布式能源站选型与定容规划［J］. 电力自动化设备， 2019 ， 39 （ 8 ）： 152 - 160 .

WANG Dan ， MENG Zhengji ， JIA Hongjie ， et al . Siting and sizing planning for distributed energy station based on coordinated optimization of configuration and operation ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2019 ， 39 （ 8 ）： 152 - 160 .

方磊，薛云霞，池宇琪，等 . 分布式储能运行规划一体的多目标选址定容方法［J］. 智慧电力， 2022 ， 50 （ 11 ）： 1 - 8 .

FANG Lei ， XUE Yunxia ， CHI Yuqi ， et al . Multi-objective location and constant volume method for integrated distributed energy storage operation planning ［J］. Smart Power ， 2022 ， 50 （ 11 ）： 1 - 8 .

王之伟，黄俊辉，程亮，等 . “嵌入式”直流技术在省级输电网中的规划及应用［J］. 电力工程技术， 2022 ， 41 （ 6 ）： 65 - 74 .

WANG Zhiwei ， HUANG Junhui ， CHENG Liang ， et al . Planning and application of “embedded” DC technology in provincial transmission network ［J］. Electric Power Engineering Technology ， 2022 ， 41 （ 6 ）： 65 - 74 .

黄子桐，徐永海，叶兴杰 . 考虑有源配电网运行灵活性的智能储能软开关优化规划［J］. 电力工程技术， 2023 ， 42 （ 1 ）： 143 - 153 .

HUANG Zitong ， XU Yonghai ， YE Xingjie . Optimal planning of intelligent energy storage soft-switching considering the operational flexibility of active distribution network ［J］. Electric Power Engineering Technology ， 2023 ， 42 （ 1 ）： 143 - 153 .

翁毅选，马伟哲，史军，等 . 基于半动态拓扑优化的电网运行方式辅助决策［J］. 电力工程技术， 2021 ， 40 （ 4 ）： 115 - 122 .

WENG Yixuan ， MA Weizhe ， SHI Jun ， et al . Auxiliary decision-making of power grid operation mode based on semi-dynamic topology optimization ［J］. Electric Power Engineering Technology ， 2021 ， 40 （ 4 ）： 115 - 122 .

王邦彦，王秀丽，帅轩越，等 . 基于潮流、可靠性线性化分析的海上风电场集电系统集中式拓扑优化［J］. 电力自动化设备， 2023 ， 43 （ 8 ）： 96 - 104 .

WANG Bangyan ， WANG Xiuli ， SHUAI Xuanyue ， et al . Centralized topology optimization of offshore wind farm collector system based on linearization analysis of power flow and reliability ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2023 ， 43 （ 8 ）： 96 - 104 .

郑重，苗世洪，李超，等 . 面向微型能源互联网接入的交直流配电网协同优化调度策略［J］. 电工技术学报， 2022 ， 37 （ 01 ）： 192 - 207 .

ZHENG Zhong ， MIAO Shihong ， LI Chao . A model predictive control method to optimize voltages for active distribution networks with soft open point ［J］. Transactions of China Electrotechnical Society ， 2022 ， 37 （ 1 ）： 192 - 207 .

魏怡 . 交直流混合配电网柔性互联技术研究［D］. 北京：华北电力大学， 2019 .

WEI Yi . Research on flexible interconnection technology of AC-DC hybrid distribution network ［D］. Beijing ： North China Electric Power University ， 2019 .

唐巍，张起铭，张璐，等 . 新型配电系统多层级交直流互联理念、关键技术与发展方向［J］. 电力系统自动化， 2023 ， 47 （ 6 ）： 2 - 17 .

TANG Wei ， ZHANG Qiming ， ZHANG Lu ， et al . Concept， key technologies and development direction of multilevel AC/DC interconnection in new distribution system ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2023 ， 47 （ 6 ）： 2 - 17 .

JOOSHAKI M ， ABBASPOUR A ， FOTUHI-FIRUZABAD M ， et al . Linear formulations for topology-variable-based distribution system reliability assessment considering switching interruptions ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2020 ， 11 （ 5 ）： 4032 - 4043 .

JOOSHAKI M ， ABBASPOUR A ， FOTUHI-FIRUZABAD M ， et al . MILP model of electricity distribution system expansion planning considering incentive reliability regulations ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2019 ， 34 （ 6 ）： 4300 - 4316 .

陈垚煜 . 配电网柔性多状态开关的需求评估与选址定容研究［D］. 杭州：浙江大学， 2020 .

CHEN Yaoyu . Research on demand assessment， location and capacity determination of flexible multi-state switches in distribution network ［D］. Hangzhou ： Zhejiang University ， 2020 .

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 .

高聪哲，黄文焘，余墨多，等 . 基于智能软开关的主动配电网电压模型预测控制优化方法［J］. 电工技术学报， 2022 ， 37 （ 13 ）： 3263 - 3274 .

GAO Congzhe ， HUANG Wentao ， YU Moduo ， et al . A model predictive control method to optimize voltages for active distribution networks with soft open point ［J］. Transactions of China Electrotechnical Society ， 2022 ， 37 （ 13 ）： 3263 - 3274 .

WANG Y F ， SU X Y ， SONG M ， et al . Sequential load restoration with soft open points and time-dependent cold load pickup for resilient distribution systems ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2023 ， 14 （ 5 ）： 3427 - 3438 .

仲礼鹏，王梓耀，余涛，等 . 基于可靠性显式表达的交直流混合配电网规划方法［J］. 电力系统自动化， 2022 ， 46 （ 19 ）： 52 - 61 .

ZHONG Lipeng ， WANG Ziyao ， YU Tao ， et al . Planning method of AC/DC hybrid distribution network based on explicit expression of reliability ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2022 ， 46 （ 19 ）： 52 - 61 .

TUCKER N ， MORADIPARI A ， ALIZADEH M . Constrained Thompson sampling for real-time electricity pricing with grid reliability constraints ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2020 ， 11 （ 6 ）： 4971 - 4983 .

JI C ， YIN F ， ZHONG Z ， et al . Research on carbon footprint tracking technology of power grid based on virtual power flow and loss sharing ［C］// 2022 Power System and Green Energy Conference （PSGEC）， August 25-27 ， 2022 ， Shanghai， China ： 420 - 424 .

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