面向多运行场景的智能配电软开关运行与规划方法

随着电力电子技术的快速发展,电力电子变换器作为实现分布式能源接入控制、交直流配电形式转换等功能实现的关键装置,逐步成为配电系统中的核心装备。智能配电软开关(soft open point,SOP)基于全控型电力电子器件,能够快速、准确地控制自身功率流动,从而调节整个配电系统的潮流分布,进而带来系统损耗降低、电压水平改善等一系列益处。针对SOP接入配电系统所带来的一系列运行优化、自愈控制、优化规划等新问题,本文围绕智能配电软开关的运行与规划方法展开研究,主要研究工作如下:1)针对配电系统运行控制问题,在正常运行状态下,提出一种基于SOP电压无功控制方法和考虑联络开关协调配合的SOP运行优化方法,综合考虑了网络拓扑约束、系统潮流约束、系统运行约束以及SOP运行约束,建立了含SOP的主动配电系统时序优化模型;在故障状态下,提出一种基于SOP的主动配电系统故障恢复方法,建立了基于SOP的主动配电系统供电恢复模型。在IEEE标准测试算例上进行对比分析,验证了SOP应用于配电系统的运行控制效果。2)针对配电系统中分布式电源出力与负荷的随机性与波动性,提出一种考虑不确定性的SOP运行鲁棒优化方法,建立了同时考虑系统电压水平与损耗的SOP鲁棒优化模型,在不同规模的标准测试算例上进行蒙特卡洛分析测试,相比于确定性优化策略,SOP鲁棒优化策略以较小的网损代价,极大地减少了系统电压越限情况,取得了良好的效果。3)针对高投资成本的SOP优化配置问题,充分考虑配电系统中分布式电源的运行特性,采用基于Wasserstein距离的场景生成技术进行典型场景构建,提出一种考虑分布式电源运行特性的SOP优化配置方法,以年综合费用最小为目标,建立了SOP优化配置模型,在不同类型的算例上进行分析计算,得到SOP的优化配置方案,均取得了良好的经济效益。4)面向配电系统中SOP运行控制和优化规划问题,其数学本质为混合整数非凸非线性规划模型,现有方法难以有效求解,提出一种适用于大规模配电系统潮流优化问题求解的二阶锥规划方法以及基于模拟退火和二阶锥规划的混合优化方法,并在不同类型、不同规模的测试算例上进行分析测试,验证了所提方法在收敛性和快速性上均具有显著的优势。