主動(dòng)配電系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制與優(yōu)化技術(shù)研究與應(yīng)用

李海濤

(廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司, 廣東 廣州 510600)

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主動(dòng)配電系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制與優(yōu)化技術(shù)研究與應(yīng)用

李海濤

(廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司, 廣東 廣州 510600)

環(huán)保問題的日益嚴(yán)峻驅(qū)動(dòng)著清潔能源的開發(fā)與利用，在不久的將來，分布式發(fā)電將高滲透并網(wǎng)，給配網(wǎng)的運(yùn)行控制帶來一系列挑戰(zhàn)。本文將重點(diǎn)研究主動(dòng)配電系統(tǒng)的源-網(wǎng)-荷協(xié)調(diào)控制架構(gòu)和優(yōu)化控制方法，實(shí)現(xiàn)分布式新能源在配電網(wǎng)的分層高效消納，并確保配網(wǎng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，解決配電網(wǎng)與分布式電源高滲透接入后的兼容性問題。最后通過主動(dòng)配電系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制技術(shù)的仿真計(jì)算驗(yàn)證其可行性和有效性。

清潔能源; 分布式發(fā)電; 主動(dòng)配電系統(tǒng); 源-網(wǎng)-荷協(xié)調(diào)控制；優(yōu)化控制

0 引言

隨著全球經(jīng)濟(jì)對(duì)能源需求的不斷增長，傳統(tǒng)能源緊缺以及環(huán)境污染不斷惡化等問題驅(qū)動(dòng)智能電網(wǎng)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展與進(jìn)步，未來智能電網(wǎng)需要設(shè)計(jì)成具有“兼容”、“自愈”、“集成”、“優(yōu)化”等特征的綠色電網(wǎng)[1]。與此同時(shí)，電力電子技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)的同步發(fā)展促進(jìn)了以風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)能為代表的清潔、可再生能源發(fā)電技術(shù)的快速發(fā)展，這些清潔的可再生能源大部分以分布式發(fā)電(Distributed Generation，DG)的形式連接到配電網(wǎng)，與大電網(wǎng)互為補(bǔ)充，是實(shí)現(xiàn)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和環(huán)境保護(hù)的重要措施[2-4]。但目前配電網(wǎng)仍存在網(wǎng)架薄弱、自動(dòng)化水平不高以及調(diào)度方式落后等問題，分布式能源大都還停留在用作緊急備用電源的被動(dòng)運(yùn)行模式，將分布式能源規(guī)模化接入配電網(wǎng)并實(shí)現(xiàn)調(diào)度控制和主動(dòng)消納還有很多技術(shù)問題亟待解決[5，6]。

由于配電網(wǎng)與分布式能源缺乏有效互動(dòng)，分布式能源大規(guī)模并網(wǎng)后的主要問題表現(xiàn)在如下三方面：(1) 分布式能源與配電網(wǎng)剛性連接，配電網(wǎng)運(yùn)行異常時(shí)導(dǎo)致分布式電源停機(jī)停運(yùn)，降低分布式能源的利用效率；(2) 分布式能源大規(guī)模并網(wǎng)時(shí)，出力的不確定性加劇配電網(wǎng)功率波動(dòng)和電壓波動(dòng)，導(dǎo)致配電網(wǎng)電能質(zhì)量等運(yùn)行問題；(3) 現(xiàn)有配電網(wǎng)缺乏對(duì)分布式能源的調(diào)節(jié)能力，導(dǎo)致配電網(wǎng)峰谷差加大，設(shè)備利用率進(jìn)一步降低。

主動(dòng)配電網(wǎng)是解決上述問題的有效方案,其允許分布式能源在一定準(zhǔn)則基礎(chǔ)上自由接入，并將接入的分布式能源以及其他分布式資源包括無功電源、聯(lián)絡(luò)開關(guān)等統(tǒng)籌納入到調(diào)度管理系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)主動(dòng)控制，分布式能源不再僅僅是物理上的簡單連接。基于主動(dòng)配電網(wǎng)的協(xié)調(diào)控制,一是協(xié)調(diào)控制各分布式電源的有功輸出，確保網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性；二是協(xié)調(diào)控制各分布式電源以及無功源的無功輸出，確保網(wǎng)絡(luò)的電壓質(zhì)量。此外，在主動(dòng)配電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制過程中還要考慮負(fù)荷需求以及間歇式能源功率波動(dòng)的頻繁擾動(dòng)，確保網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的魯棒性。目前對(duì)于主動(dòng)配電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制理論和方法的研究尚處于起步階段，亟需研究與建立系統(tǒng)完整的主動(dòng)配電網(wǎng)源-網(wǎng)-荷協(xié)調(diào)控制架構(gòu)及方法。

1 主動(dòng)配電網(wǎng)分層協(xié)調(diào)控制架構(gòu)

主動(dòng)配電網(wǎng)通過靈活的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟约胺植际诫娫吹膮f(xié)同控制對(duì)分布式電源大規(guī)模并網(wǎng)后引起的雙向潮流進(jìn)行有效管理，發(fā)揮分布式電源對(duì)配網(wǎng)運(yùn)行的支撐作用，并確保綠色可再生能源的高效利用[7，8]。

目前主動(dòng)配電網(wǎng)的控制模式主要傾向于集中式控制和分布式控制兩種模式[9，10]。集中式控制策略的求解復(fù)雜程度隨著電網(wǎng)規(guī)模的增大而增大，尤其是分布式電源接入數(shù)量的增大呈現(xiàn)非線性增長的趨勢(shì)。而分布式控制模式專注于局部區(qū)域目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，難以完成全局最優(yōu)運(yùn)行，對(duì)可控資源的利用也不夠充分。針對(duì)上述問題，本文提出全局優(yōu)化與局部自治相協(xié)調(diào)的主動(dòng)配電網(wǎng)分層分布控制架構(gòu)[11，12]，采用分層控制結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)主站系統(tǒng)、控制器和終端設(shè)備之間的信息交互，通過多時(shí)間尺度下的全局能量管理與區(qū)域自治控制實(shí)現(xiàn)源-網(wǎng)-荷的協(xié)同控制，其框架結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 主動(dòng)配電網(wǎng)分層分布控制架構(gòu)Fig.1 Hierarchical control framework of active distribution network

圖1中，位于最上層的主動(dòng)配電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)是整個(gè)主動(dòng)配電網(wǎng)控制架構(gòu)的中樞，配電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控(DSCADA)系統(tǒng)采集網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行數(shù)據(jù)以及各分布式電源的發(fā)電狀態(tài)信息，在對(duì)負(fù)荷需求以及間歇式能源發(fā)電功率進(jìn)行預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上，通過智能優(yōu)化算法計(jì)算出長時(shí)間尺度下各個(gè)可控單元的全局優(yōu)化控制策略，與此同時(shí)求解得出各自治區(qū)域的局部目標(biāo)值(包括饋線出口目標(biāo)Pf1和各分段區(qū)域目標(biāo)值Pa1,Pa1,Pa3)。分層分布控制器是中間層的控制單元，作為一個(gè)自治區(qū)域的管理者，通過區(qū)域自治控制策略實(shí)現(xiàn)在長時(shí)間尺度優(yōu)化控制的間隔周期內(nèi)各個(gè)分布式電源的實(shí)時(shí)協(xié)調(diào)控制，以修正實(shí)際運(yùn)行工況與理想優(yōu)化工況的偏差，使主動(dòng)配電網(wǎng)整體運(yùn)行在全局優(yōu)化與區(qū)域自治相協(xié)調(diào)的狀態(tài)下。源網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器是最底層的控制單元，管理同一配電節(jié)點(diǎn)(配電房/開閉所/環(huán)網(wǎng)柜等)下所有的可控分布式電源以及柔性負(fù)荷，它接收分層分布控制器的功率控制目標(biāo)，并對(duì)其進(jìn)行合理分配，以確保同一配電節(jié)點(diǎn)下的分布式電源得到最經(jīng)濟(jì)利用。

分層分布控制技術(shù)結(jié)合了集中式控制和分布式控制模式的優(yōu)勢(shì)，通過多時(shí)間尺度的協(xié)同控制實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)一次側(cè)的多級(jí)消納，不僅緩解了控制系統(tǒng)的信息阻塞，而且解決了局部自治目標(biāo)與全局最優(yōu)目標(biāo)的矛盾，使得整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行在一個(gè)較優(yōu)的狀態(tài)，并確保綠色可再生能源的優(yōu)先利用。分層分布控制技術(shù)在長時(shí)間尺度的全局優(yōu)化控制實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，而短時(shí)間尺度的區(qū)域自治控制則提升系統(tǒng)運(yùn)行的魯棒性。此外，當(dāng)主站能量管理系統(tǒng)出現(xiàn)故障或者需要維護(hù)時(shí)，分層分布控制器仍然能夠?qū)^(qū)域進(jìn)行管理，提高了控制系統(tǒng)的可靠性。

2 主動(dòng)配電網(wǎng)優(yōu)化控制方法

2.1 全局能量優(yōu)化方法

主動(dòng)配電網(wǎng)全局優(yōu)化控制策略用于長時(shí)間尺度的調(diào)度控制，計(jì)算周期較長(15 min)，能夠采用較為復(fù)雜的智能優(yōu)化算法求解主動(dòng)配電網(wǎng)全局能量優(yōu)化控制目標(biāo)。本文主要采取雙層規(guī)劃(bilevel programming problem,BLPP)的方法實(shí)現(xiàn)主動(dòng)配電網(wǎng)全局能量優(yōu)化控制，上層采取基于粒子群算法的有功優(yōu)化[13]，下層采取基于攝動(dòng)法的無功優(yōu)化[14]，上下迭代，直至獲取最優(yōu)解。

主動(dòng)配電網(wǎng)雙層規(guī)劃模型，以有功全局優(yōu)化作為上層決策，這是主動(dòng)配電網(wǎng)追求的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益的綜合體現(xiàn)，是實(shí)現(xiàn)區(qū)域自治控制的基礎(chǔ)；而無功電壓優(yōu)化作為下層決策，是在上層最優(yōu)決策下對(duì)電網(wǎng)電壓質(zhì)量的要求，而電壓優(yōu)化的計(jì)算結(jié)果又影響上層決策的過程，上下層相互迭代，從而求出有功和無功的綜合最優(yōu)解。

將有功協(xié)調(diào)優(yōu)化與電壓協(xié)調(diào)帶入雙層優(yōu)化模型，采用上下層決策相互迭代的方式進(jìn)行求解，上層優(yōu)化結(jié)果代入下層計(jì)算，下層優(yōu)化后再將結(jié)果返回上層再次優(yōu)化，直至兩層優(yōu)化結(jié)果收斂。電力系統(tǒng)中有功與無功本身具有耦合關(guān)系，無法孤立地考慮，雙層優(yōu)化迭代收斂的結(jié)果是有功與無功相配合的最優(yōu)點(diǎn)，其結(jié)果使得主動(dòng)配電網(wǎng)達(dá)到經(jīng)濟(jì)收益與電壓特性的最優(yōu)結(jié)合。雙層優(yōu)化具體模型結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 雙層優(yōu)化模型Fig.2 Bi-level programming model for optimization

圖2中所示的優(yōu)化結(jié)構(gòu)是上下層迭代求解的過程，上層優(yōu)化決策基于預(yù)測(cè)信息確定主動(dòng)配電網(wǎng)分布式電源的有功出力計(jì)劃曲線，下層根據(jù)上層有功出力曲線以及預(yù)測(cè)信息確定主動(dòng)配電網(wǎng)分布式電源的無功出力計(jì)劃曲線以及其他無功調(diào)節(jié)設(shè)備投切策略，反復(fù)迭代，直至上下層結(jié)果收斂或達(dá)到最大迭代次數(shù)。

2.2 局部自治優(yōu)化方法

2.2.1 有功自治控制

全局優(yōu)化考慮主動(dòng)配電網(wǎng)中具有統(tǒng)計(jì)規(guī)律的長時(shí)間尺度預(yù)測(cè)信息，一個(gè)優(yōu)化調(diào)度間隔(一般15 min)或出現(xiàn)消納能力不足時(shí)才進(jìn)行一次計(jì)算，但由于主動(dòng)配電網(wǎng)中間歇式能源與負(fù)荷實(shí)時(shí)波動(dòng)，需要下層區(qū)域?qū)崟r(shí)自治協(xié)調(diào)控制相配合，通過多個(gè)分布式電源/儲(chǔ)能的實(shí)時(shí)協(xié)調(diào)，修正實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)與全局優(yōu)化狀態(tài)的偏差，使得系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)更加趨向于全局優(yōu)化目標(biāo)。

由于外電網(wǎng)與主動(dòng)配電網(wǎng)的交換功率起到維持功率平衡的作用，可從整體上衡量實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)?；谠摻粨Q功率及全局優(yōu)化中分布式發(fā)電、儲(chǔ)能的優(yōu)化控制策略，提出饋線控制誤差(feeder control error，F(xiàn)CE)指標(biāo)[15]，從整體上定量描述主動(dòng)配電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)與全局優(yōu)化運(yùn)行狀態(tài)之間的偏差?；贔CE，提出考慮不同因素的有功功率實(shí)時(shí)協(xié)調(diào)控制模式[16，17]，及相應(yīng)的控制方程與FCE計(jì)算模型。FCE協(xié)調(diào)控制架構(gòu)如圖3所示。

圖3 FCE協(xié)調(diào)控制Fig.3 Coordination control based on feeder control error

基于FCE的自治區(qū)域協(xié)同控制模式不僅能有效甄別自治區(qū)域內(nèi)和區(qū)域外的功率擾動(dòng)，還能對(duì)這兩種功率擾動(dòng)有針對(duì)性地實(shí)現(xiàn)不同的控制響應(yīng)，其從本質(zhì)上來說是將區(qū)域內(nèi)部的可控分布式單元進(jìn)行集約化一體化協(xié)調(diào)，主動(dòng)配電網(wǎng)在短時(shí)間尺度遭遇外界擾動(dòng)致使實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)偏離全局優(yōu)化狀態(tài)的情況下，能協(xié)同調(diào)整區(qū)域內(nèi)部可控分布式單元的功率輸出，將功率擾動(dòng)在平衡機(jī)組和各自治區(qū)域之間合理分配，以修正實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)與理想優(yōu)化運(yùn)行狀態(tài)的偏差，最終使得系統(tǒng)運(yùn)行更加趨于全局優(yōu)化目標(biāo)，從而提升系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行的魯棒性。

2.2.2 無功自治控制

主動(dòng)配電網(wǎng)的無功電壓全局優(yōu)化是在主動(dòng)配電網(wǎng)最優(yōu)潮流的基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化整體區(qū)域的無功潮流，提高網(wǎng)絡(luò)的電壓質(zhì)量，但作為主要無功源的電容器組動(dòng)作時(shí)間過長，僅以全局優(yōu)化集中控制作為主動(dòng)配電網(wǎng)的電壓調(diào)節(jié)手段還不足以應(yīng)付間歇式能源功率頻繁波動(dòng)或者負(fù)荷快速擾動(dòng)引起的電壓越限問題[18]。

主動(dòng)配電網(wǎng)無功電壓的局部實(shí)時(shí)協(xié)調(diào)控制是以饋線為單位，每條饋線需安裝一個(gè)無功電壓協(xié)調(diào)控制器以確保饋線的實(shí)時(shí)電壓質(zhì)量。由于饋線無功電壓協(xié)調(diào)控制器是用于對(duì)饋線上整體電壓水平的實(shí)時(shí)協(xié)調(diào)控制，因此其控制對(duì)象必需是響應(yīng)速度快、動(dòng)作時(shí)間短的無功及電壓調(diào)節(jié)設(shè)備，包括饋線上的靜態(tài)電壓調(diào)節(jié)器(static voltage regulator, SVR)、分布式電源以及動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償設(shè)備。為了達(dá)到更加有效的控制效果，假設(shè)每條饋線都在出口處安裝SVR，這樣既可以調(diào)節(jié)饋線所有節(jié)點(diǎn)的電壓水平，又能確保每條饋線的電壓調(diào)節(jié)不影響其他饋線，使得以饋線為單位的主動(dòng)配電網(wǎng)無功電壓實(shí)時(shí)協(xié)調(diào)控制更為獨(dú)立。

對(duì)饋線實(shí)施無功及電壓實(shí)時(shí)協(xié)調(diào)控制的前提條件就是要對(duì)饋線的電壓水平進(jìn)行準(zhǔn)確估計(jì)，根據(jù)饋線的電壓水平得出無功源設(shè)備或者SVR的控制策略。饋線電壓水平估計(jì)本質(zhì)上就是估計(jì)饋線的最大電壓值和最小電壓值。由于饋線上不可能每個(gè)節(jié)點(diǎn)都安裝電壓測(cè)量單元，因此無法實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)饋線的最大電壓值和最小電壓值。但是饋線上安裝在分段開關(guān)的饋線自動(dòng)化終端(feeder ferminal unit, FTU)以及分布式能源(包括動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償設(shè)備)接入點(diǎn)采集到的電壓及功率數(shù)據(jù)已足夠用來估計(jì)饋線的最大電壓值和最小電壓值。

通過上述饋線電壓最大值及電壓最小值[16]的估算，可以計(jì)算出饋線電壓的最大越限值ΔUf：

(1)

根據(jù)ΔUf值可以求解出各個(gè)分布式電源(包括動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償設(shè)備)無功功率的修正量以及SVR分接頭檔位的調(diào)節(jié)量。主動(dòng)配電網(wǎng)饋線無功電壓自治協(xié)調(diào)控制如圖4所示。

圖4 饋線電壓控制Fig.4 Voltage regulation of feeder

圖5 仿真測(cè)試算例Fig.5 Study case

圖4中饋線無功電壓協(xié)調(diào)控制器所需的狀態(tài)信息由FTU實(shí)時(shí)采集獲取，饋線上的電壓-無功靈敏度矩陣信息及各個(gè)分布式能源初始無功輸出量由主動(dòng)配電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)中的無功電壓全局優(yōu)化控制計(jì)算得出，其更新周期與全局優(yōu)化一致。

3 仿真驗(yàn)證與分析

仿真算例如圖5所示。共配置11個(gè)光伏、8個(gè)儲(chǔ)能、1個(gè)風(fēng)機(jī)、2個(gè)微型燃?xì)廨啓C(jī)、28個(gè)負(fù)荷點(diǎn)，其中包括4個(gè)工業(yè)負(fù)荷(T8、T12、T13、T21)和24個(gè)居民負(fù)荷、37個(gè)可控開關(guān)。PV12(1)、PV12(2)、PV13、PV21光伏額定容量為1 MW，PV8光伏額定容量為0.5 MW，其余光伏額定容量為0.25 MW。ESS19為復(fù)合儲(chǔ)能，其中包括2個(gè)50 kW·h、5 C放電的功率型儲(chǔ)能，1個(gè)500 kW·h、0.2 C放電的能量型儲(chǔ)能，其余儲(chǔ)能均為250 kW·h、1 C放電。

以24 h連續(xù)運(yùn)行為場(chǎng)景進(jìn)行仿真驗(yàn)證。對(duì)區(qū)域5進(jìn)行分析，其中，ESS11為功率密度型儲(chǔ)能系統(tǒng)，其最大充放電功率為80 kW，其能量容量較小，為30 kW·h。負(fù)荷、風(fēng)機(jī)及光伏系統(tǒng)在24 h內(nèi)每分鐘的預(yù)測(cè)功率及實(shí)際功率如圖6所示。

圖6 負(fù)荷、風(fēng)機(jī)及光伏出力Fig.6 Output of load, wind trubine & PV

與預(yù)測(cè)功率相比，實(shí)際負(fù)荷功率具有波動(dòng)性，而風(fēng)機(jī)、光伏系統(tǒng)實(shí)際功率則由于受天氣變化而功率偏差較大。如光伏系統(tǒng)，在12:00至18:00，由于天氣的變化其輸出功率與預(yù)測(cè)值有明顯偏差。

根據(jù)負(fù)荷預(yù)測(cè)、光伏與風(fēng)機(jī)功率預(yù)測(cè)，主站制定區(qū)域中并網(wǎng)的儲(chǔ)能系統(tǒng)、分布式電源的優(yōu)化運(yùn)行計(jì)劃。其中，ESS11為高功率密度、低能量密度型儲(chǔ)能系統(tǒng)，用于平抑光伏、風(fēng)機(jī)的功率短時(shí)間波動(dòng)；ESS27、DG15與DG28的運(yùn)行計(jì)劃如圖7所示。

圖7 DG15,DG28與ESS27的運(yùn)行計(jì)劃Fig.7 Operation schedule of DG15, DG28 & ESS27

依據(jù)優(yōu)化運(yùn)行方式，可實(shí)現(xiàn)峰谷差減小(由原始4334 kW降低至4201 kW)，網(wǎng)絡(luò)損耗降低3.7%，共計(jì)19個(gè)時(shí)段獲得優(yōu)化，如圖8所示。

圖8 優(yōu)化運(yùn)行效益Fig.8 Effect of optimal schedule

但由于負(fù)荷、風(fēng)機(jī)與光伏功率的預(yù)測(cè)值與實(shí)際值存在偏差，若嚴(yán)格按照運(yùn)行計(jì)劃控制分布式電源與儲(chǔ)能系統(tǒng)功率，那么區(qū)域總功率(與外電網(wǎng)的交換功率)的計(jì)劃值與實(shí)際值亦存在偏差。且由于風(fēng)機(jī)、光伏的功率波動(dòng)，使交換功率亦具有波動(dòng)性，并影響各節(jié)點(diǎn)電壓。

基于FCE的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，其中ESS27與DG28采用偏差交換功率控制模式，DG15采用考慮DG發(fā)電量誤差的控制模式，以平衡交換功率誤差中的穩(wěn)定分量。DG15在24 h內(nèi)的合約發(fā)電量為1200 kW·h。 ESS11采用考慮SOC誤差的控制模式，以抑制光伏、風(fēng)機(jī)及負(fù)荷短時(shí)間內(nèi)的波動(dòng)，其計(jì)劃功率為0，計(jì)劃SOC為0.5。

在基于FCE的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)下，區(qū)域總功率的實(shí)際值與計(jì)劃值如圖9(a)所示。從與圖9(b)的比較可以看出，若無協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，區(qū)域總功率實(shí)際值與計(jì)劃值差異較大，并且短時(shí)間波動(dòng)量較多。在基于FCE的協(xié)調(diào)控制下，分別對(duì)區(qū)域總功率偏差的波動(dòng)分量及穩(wěn)定分量進(jìn)行補(bǔ)償，使得協(xié)調(diào)控制下的總功率的實(shí)際值更接近其計(jì)劃值。

圖9 優(yōu)化控制前后的饋線功率Fig.9 Feeder output power with & without optimal coordinate control

4 結(jié)論

本文主要圍繞主動(dòng)配電網(wǎng)源-網(wǎng)-荷協(xié)調(diào)控制技術(shù)開展研究，建立了多時(shí)間尺度的主動(dòng)配電網(wǎng)源-網(wǎng)-荷分層協(xié)調(diào)控制架構(gòu)，提出了基于雙層優(yōu)化算法的主動(dòng)配電網(wǎng)全局優(yōu)化調(diào)度和饋線自治控制方法，實(shí)現(xiàn)了主動(dòng)配電網(wǎng)各分布式電源(含儲(chǔ)能)的功率優(yōu)化調(diào)度和間歇式可再生能源的足額消納，重點(diǎn)解決了大規(guī)模間歇式能源無序并網(wǎng)后的配網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行問題。仿真算例的結(jié)果有效驗(yàn)證了上述主動(dòng)配電網(wǎng)源-網(wǎng)-荷協(xié)調(diào)優(yōu)化控制技術(shù)的可行性和有效性，為日后含分布式能源的配網(wǎng)運(yùn)行調(diào)度提供技術(shù)參考和有益借鑒。但本文重點(diǎn)研究的主動(dòng)配電網(wǎng)協(xié)調(diào)優(yōu)化控制技術(shù)主要是針對(duì)正常態(tài)下的源-網(wǎng)-荷功率控制和電壓調(diào)節(jié)，后續(xù)需要進(jìn)一步開展故障態(tài)下的主動(dòng)配電網(wǎng)自愈控制技術(shù)研究，從而為主動(dòng)配電網(wǎng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供整體解決方案。

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(編輯 徐林菊)

Research and Application of Coordinate control & OptimizationTechnology for Active Distribution System

LI Haitao

(Guangdong Power Grid Corporation, Guangzhou 510600, China)

The clean energy sources are utilized extensively due to environment protection. There will be series of challenges for distribution system operation and control with the high penetration of distributed generation (DG) in near future. This paper highlights the control framework and optimizaiton approach for the coordination of source-net-load in active distribution system, which can realize the effective accommodation distributed renewable resources and secure and economic operation. It can solve the compatibility between distribution systems with distributed generation. Simulation results validate the effectiveness of the coordinated control technology for active distrbution system.

clean energy sources; distributed generation; active distribution system; coordinated control of source-net-load;optimal control

2017-01-31；

2017-02-28

國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973計(jì)劃)資助項(xiàng)目(2012AA050212)

TM73

A

2096-3203(2017)04-0014-07

李海濤

李海濤(1982—)，男，吉林白山人，博士，高級(jí)工程師，從事智能配電網(wǎng)、主動(dòng)配電網(wǎng)研究工作(E-mail：478072603@qq.com)。