面向配电网负荷转供的柔性变电站功率指令生成策略

王浩雄; 陶顺; 徐永海

doi:10.7500/AEPS20240816001

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面向配电网负荷转供的柔性变电站功率指令生成策略

研制与开发 | 更新时间：2026-02-28

- 面向配电网负荷转供的柔性变电站功率指令生成策略
- Power Instruction Generation Strategy of Flexible Substation for Load Transfer in Distribution Network
- 电力系统自动化 2025年49卷第19期页码：185-195
- 作者机构：
  
  华北电力大学电气与电子工程学院，北京市 102206
- 作者简介：
  
  王浩雄(2000—)，硕士研究生，主要研究方向：交直流混合配电网综合调度。E-mail：120222201098@ncepu.edu.cn
  陶顺(1972—)，女，通信作者，博士，副教授，主要研究方向：智能配电网与电能质量。E-mail：taoshun@ncepu.edu.cn
  徐永海（1966—)，男，博士，教授，主要研究方向：电能质量分析与控制、新能源电力系统。E-mail：yonghaixu@263.net
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金资助项目(52377101)
- DOI：10.7500/AEPS20240816001
  中图分类号：
- 收稿：2024-08-16，
  
  修回：2025-02-12，
  
  网络首发：2025-04-09，
  
  纸质出版：2025-10-10
- 稿件说明：
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王浩雄,陶顺,徐永海.面向配电网负荷转供的柔性变电站功率指令生成策略[J].电力系统自动化,2025,49(19):185-195.

WANG Haoxiong,TAO Shun,XU Yonghai.Power Instruction Generation Strategy of Flexible Substation for Load Transfer in Distribution Network[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(19):185-195.
王浩雄,陶顺,徐永海.面向配电网负荷转供的柔性变电站功率指令生成策略[J].电力系统自动化,2025,49(19):185-195. DOI： 10.7500/AEPS20240816001.

WANG Haoxiong,TAO Shun,XU Yonghai.Power Instruction Generation Strategy of Flexible Substation for Load Transfer in Distribution Network[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(19):185-195. DOI： 10.7500/AEPS20240816001.

摘要

针对配置有柔性变电站的交直流混合配电网的负荷转供问题，提出一种综合考虑配电网供电可靠性和运行经济性的柔性变电站功率指令生成策略，最大限度地减小负荷转供时合解环操作对配电网的冲击。结合交直流混合配电网的结构特点和柔性变电站的运行方式，在负荷转供的不同操作阶段，分别以合环点两侧电压差最小、流经解环点功率最小、整体电压偏差最小为目标，同时考虑直流配电网的新能源发电设备、储能系统及交直流侧需求响应约束，建立基于相角松弛潮流模型的柔性变电站功率指令寻优策略。最后，以含有柔性变电站的某实际配电系统和IEEE 33节点配电系统为例，在合环前、解环前、解环后不同场景下进行优化，验证所提方法的有效性。

Abstract

Aiming at the load transfer problem of AC/DC hybrid distribution network with flexible substation

a power instruction generation strategy of the flexible substation considering the power supply reliability and operation economy of the distribution network is proposed to minimize the impact of loop-closing and loop-opening operations on the distribution network during the load transfer. Combined with the structural characteristics of AC/DC hybrid distribution network and the operation mode of flexible substations

in various operation stages of load transfer

the minimum voltage difference on both sides of the loop-closing point

the minimum power flowing through the loop-opening point and the minimum overall voltage deviation are taken as the objectives

respectively. At the same time

considering the renewable energy generation equipment

energy storage system and demand response constraints at the DC side of DC distribution network

a power instruction optimization strategy of the flexible substation based on the phase angle relaxation power flow model is established. Finally

taking an actual distribution system and the IEEE 33-bus distribution system with flexible substations as cases

the optimization is performed in various scenarios

i.e. before loop-closing

before loop-opening

and after loop-opening

to verify the effectiveness of the proposed method.

关键词

Keywords

references

周孝信，赵强，张玉琼 . “双碳”目标下我国能源电力系统发展前景［J］. 科学通报， 2024 ， 69 （ 8 ）： 983 - 989 .

ZHOU Xiaoxin ， ZHAO Qiang ， ZHANG Yuqiong . Prospect of China’s energy and power system under dual carbon goals ［J］. Chinese Science Bulletin ， 2024 ， 69 （ 8 ）： 983 - 989 .

龚俊祥，徐有琳，张菁，等 . 新型电力系统下配电网网络结构研究［J］. 山东电力技术， 2024 ， 51 （ 1 ）： 45 - 51 .

GONG Junxiang ， XU Youlin ， ZHANG Jing ， et al . Research on the network structure of new power system distribution network ［J］. Shandong Electric Power ， 2024 ， 51 （ 1 ）： 45 - 51 .

刘洪，李其哲，徐晶，等 . 网孔型中压配电网组网形态、核心特征与研究展望［J］. 电力系统自动化， 2023 ， 47 （ 16 ）： 181 - 191 .

LIU Hong ， LI Qizhe ， XU Jing ， et al . Networking morphology， key feature and research prospect of mesh-type medium-voltage distribution network ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2023 ， 47 （ 16 ）： 181 - 191 .

宋强，赵彪，刘文华，等 . 智能电网中的新一代高频隔离功率转换技术［J］. 中国电机工程学报， 2014 ， 34 （ 36 ）： 6369 - 6379 .

SONG Qiang ， ZHAO Biao ， LIU Wenhua ， et al . Next-generation high-frequency-isolation power conversion technology for smart grid ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2014 ， 34 （ 36 ）： 6369 - 6379 .

傅守强，高杨，陈翔宇，等 . 基于柔性变电站的交直流配电网技术研究与工程实践［J］. 电力建设， 2018 ， 39 （ 5 ）： 46 - 55 .

FU Shouqiang ， GAO Yang ， CHEN Xiangyu ， et al . Research and project practice on AC and DC distribution network based on flexible substations ［J］. Electric Power Construction ， 2018 ， 39 （ 5 ）： 46 - 55 .

LI Y ， XIAO J X ， CHEN C ， et al . Service restoration model with mixed-integer second-order cone programming for distribution network with distributed generations ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2019 ， 10 （ 4 ）： 4138 - 4150 .

DING T ， LIN Y L ， LI G F ， et al . A new model for resilient distribution systems by microgrids formation ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2017 ， 32 （ 5 ）： 4145 - 4147 .

邵晨，颜湘武，贾焦心，等 . 面向“花瓣型”配电网的旋转潮流控制器两阶段转速功率控制策略［J］. 电工技术学报， 2025 ， 40 （ 1 ）： 52 - 63 .

SHAO Chen ， YAN Xiangwu ， JIA Jiaoxin ， et al . Two-stage speed-power control strategy for rotating power flow controller in “petal-shaped” distribution networks ［J］. Transactions of China Electrotechnical Society ， 2025 ， 40 （ 1 ）： 52 - 63 .

欧阳金鑫，陈纪宇，袁毅峰，等 . 考虑合环电压波动抑制的配电网故障恢复协同控制方法［J］. 电力系统自动化， 2023 ， 47 （ 9 ）： 193 - 201 .

OUYANG Jinxin ， CHEN Jiyu ， YUAN Yifeng ， et al . Cooperative control method for fault restoration of distribution network considering closed-loop voltage fluctuation suppression ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2023 ， 47 （ 9 ）： 193 - 201 .

廖振宁，王红星，夏成军，等 . 广州地铁33 kV中压环网合环运行的初步分析［J］. 电力科学与技术学报， 2008 ， 23 （ 3 ）： 84 - 90 .

LIAO Zhenning ， WANG Hongxing ， XIA Chengjun ， et al . Closed-loop operation analysis of 33 kV medium-voltage ring distribution networks for Guangzhou metro ［J］. Journal of Electric Power Science and Technology ， 2008 ， 23 （ 3 ）： 84 - 90 .

刘健，孙泉，张小庆，等 . 配电网合环分析与合环条件判断［J］. 电力系统自动化， 2014 ， 38 （ 11 ）： 130 - 135 .

LIU Jian ， SUN Quan ， ZHANG Xiaoqing ， et al . Analysis on and criteria for loop closing operation for distribution grids ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2014 ， 38 （ 11 ）： 130 - 135 .

欧阳金鑫，陈纪宇，袁毅峰，等 . 基于分布式电源主动控制的配电网合环电压波动抑制方法［J］. 电力自动化设备， 2024 ， 44 （ 1 ）： 49 - 56 .

OUYANG Jinxin ， CHEN Jiyu ， YUAN Yifeng ， et al . Loop-closing voltage fluctuation suppression method of distribution network based on active control of distributed generators ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2024 ， 44 （ 1 ）： 49 - 56 .

周念成，谷飞强，雷超，等 . 考虑合环电流约束的主动配电网转供优化模型［J］. 电工技术学报， 2020 ， 35 （ 15 ）： 3281 - 3291 .

ZHOU Niancheng ， GU Feiqiang ， LEI Chao ， et al . A power transfer optimization model of active distribution networks in consideration of loop closing current constraints ［J］. Transactions of China Electrotechnical Society ， 2020 ， 35 （ 15 ）： 3281 - 3291 .

杨志芳，李俊伟，何静，等 . 配电网合解环全过程综合优化调控［J］. 电力科学与技术学报， 2022 ， 37 （ 6 ）： 73 - 81 .

YANG Zhifang ， LI Junwei ， HE Jing ， et al . Integrated optimal control strategy of loop-closing and loop-opening operation in distribution network ［J］. Journal of Electric Power Science and Technology ， 2022 ， 37 （ 6 ）： 73 - 81 .

刘松，黄纯 . 10 kV配电网合环电流综合调控策略研究［J］. 控制与信息技术， 2019 （ 6 ）： 24 - 28 .

LIU Song ， HUANG Chun . Research on comprehensive control strategy of loop closing current in 10 kV distribution network ［J］. Control and Information Technology ， 2019 （ 6 ）： 24 - 28 .

FARIVAR M ， LOW S H . Branch flow model： relaxations and convexification—Part Ⅰ ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2013 ， 28 （ 3 ）： 2554 - 2564 .

赵一奇，郭力，刘一欣，等 . 计及阻塞管理的交直流柔性配电网协调优化调度方法［J］. 电网技术， 2021 ， 45 （ 2 ）： 622 - 631 .

ZHAO Yiqi ， GUO Li ， LIU Yixin ， et al . Coordinated optimal scheduling method of AC/DC flexible distribution network considering congestion management ［J］. Power System Technology ， 2021 ， 45 （ 2 ）： 622 - 631 .

CHEN L J ， DENG Z L ， XU X H . Two-stage dynamic reactive power dispatch strategy in distribution network considering the reactive power regulation of distributed generations ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2019 ， 34 （ 2 ）： 1021 - 1032 .

赖胜杰，夏成军，纪焕聪，等 . 计及负荷等值阻抗的配电网合环转供电分析模型［J］. 电工技术学报， 2022 ， 37 （ 11 ）： 2859 - 2868 .

LAI Shengjie ， XIA Chengjun ， JI Huancong ， et al . An analysis model for power transfer from loop closing in distribution network considering load equivalent impedance ［J］. Transactions of China Electrotechnical Society ， 2022 ， 37 （ 11 ）： 2859 - 2868 .

葛少云，李晓明 . 基于戴维南等值的配电网合环冲击电流计算［J］. 电力系统及其自动化学报， 2007 ， 19 （ 6 ）： 124 - 127 .

GE Shaoyun ， LI Xiaoming . Study on surge current due to closing loop in distribution network based on Thevenin’s equivalent ［J］. Proceedings of the CSU-EPSA ， 2007 ， 19 （ 6 ）： 124 - 127 .

苗培青，于耿曦，纪双全，等 . 不同量测数据情形的配电网合环操作计算及应用［J］. 电力系统保护与控制， 2015 ， 43 （ 1 ）： 137 - 144 .

MIAO Peiqing ， YU Gengxi ， JI Shuangquan ， et al . Calculation and application of distribution network closing loop operation in different situation of measurement data ［J］. Power System Protection and Control ， 2015 ， 43 （ 1 ）： 137 - 144 .

郑凯元，周运斌，高阳，等 . 城市配电网合环电流计算及主动控制研究综述［J］. 电网技术， 2025 ， 49 （ 7 ）： 2882 - 2894 .

ZHENG Kaiyuan ， ZHOU Yunbin ， GAO Yang ， et al . A review of the research on closing loop current calculation and active control of urban distribution network ［J］. Power System Technology ， 2025 ， 49 （ 7 ）： 2882 - 2894 .

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