基于半正定规划的配电网三相不平衡日前最优换相策略

李嘉兴; 刘梦奇; 张耀; 董浩淼; 张贝西; 廖建

doi:10.7500/AEPS20250422009

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基于半正定规划的配电网三相不平衡日前最优换相策略

学术研究 | 更新时间：2026-02-28

- 基于半正定规划的配电网三相不平衡日前最优换相策略
- Optimal Day-ahead Commutation Strategy for Three-phase Unbalanced Distribution Network Based on Semidefinite Programming
- 电力系统自动化 2026年50卷第2期页码：125-135
- 作者机构：
  
  西安交通大学电气工程学院，陕西省西安市710049
- 作者简介：
  
  李嘉兴（2000—)，男，硕士研究生，主要研究方向：配电网三相不平衡治理。E-mail：ljx9981@stu.xjtu.edu.cn
  刘梦奇（2001—)，男，硕士研究生，主要研究方向：配电网优化运行。E-mail：2193412932@stu.xjtu.edu.cn
  张耀(1988—)，男，通信作者，副教授，博士生导师，主要研究方向：可再生能源预测与并网消纳、电力大数据与人工智能。E-mail：yaozhang_ee@xjtu.edu.cn
- 基金信息：
  
  国家重点研发计划资助项目(2022YFB2403500);陕西省自然科学基础研究计划资助项目(2025JC-YBMS-441)
- DOI：10.7500/AEPS20250422009
  中图分类号：
- 收稿：2025-04-22，
  
  修回：2025-07-13，
  
  网络首发：2025-08-05，
  
  纸质出版：2026-01-25
- 稿件说明：
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李嘉兴,刘梦奇,张耀等.基于半正定规划的配电网三相不平衡日前最优换相策略[J].电力系统自动化,2026,50(2):125-135.

LI Jiaxing,LIU Mengqi,ZHANG Yao,et al.Optimal Day-ahead Commutation Strategy for Three-phase Unbalanced Distribution Network Based on Semidefinite Programming[J].Automation of Electric Power Systems,2026,50(2):125-135.
李嘉兴,刘梦奇,张耀等.基于半正定规划的配电网三相不平衡日前最优换相策略[J].电力系统自动化,2026,50(2):125-135. DOI： 10.7500/AEPS20250422009.

LI Jiaxing,LIU Mengqi,ZHANG Yao,et al.Optimal Day-ahead Commutation Strategy for Three-phase Unbalanced Distribution Network Based on Semidefinite Programming[J].Automation of Electric Power Systems,2026,50(2):125-135. DOI： 10.7500/AEPS20250422009.

摘要

随着分布式电源、电动汽车等不平衡设备的广泛普及，配电网运行出现了网络损耗增加、三相不平衡度加大等一系列问题。为了降低含有混合相的配电网的电压不平衡度，提出了面向三相不平衡治理的配电负荷日前最优换相模型。首先，建立了以电压不平衡度最小为目标，包含系统换相时间、配电网三相潮流和系统安全运行等约束的混合整数半正定优化模型；其次，将离散变量转化为等式二次约束形式，得到三相不平衡配电网日前最优换相模型；然后，通过高斯随机选代法恢复秩一约束，求解得到最优负荷换相策略；最后，采用IEEE标准算例，将所提方法与三相潮流线性化进行对比，验证了所提模型与求解方法的准确性和有效性。

Abstract

With the widespread popularization of unbalanced equipment such as distributed generator and electric vehicle

a series of problems such as increased network loss and three-phase imbalance degree appear in the operation of distribution network. In order to reduce the voltage imbalance degree of distribution network with mixed phases

an optimal day-ahead commutation model of distribution load for three-phase imbalance mitigation is proposed. Firstly

a mixed-integer semidefinite optimization model is established with the objective of minimizing the voltage imbalance degree

incorporating constraints such as system commutation time

three-phase power flow in distribution networks

and system security operation. Secondly

discrete variables are transformed into equation-based quadratic constraints

yielding an optimal day-ahead commutation model for three-phase unbalanced distribution networks. Then

a Gaussian randomized iterative method is employed to recover the rank-one constraint

enabling the solution of an optimal load commutation strategy. Finally

by using standard IEEE test cases

the proposed method is compared against the three-phase power flow linearization

validating the correctness and effectiveness of both the model and the solution approach.

关键词

Keywords

references

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