上海交大學者提出一種新的主動配電網電壓模型預測控制優化方法
針對配電網電壓穩定與潮流控制問題，主動配電網（Active Distribution Network, ADN）對分布式電源、儲能裝置以及有載調壓器（On-Load Tap Changer, OLTC）和可投切電容器組（Capacitor Banks, CBs）等一次設備進行控制，提高了配電網運行的可靠性與經濟性。然而這些一次設備響應速度慢，無 近年來，智能軟開關（Soft Open Point, SOP）憑借功率連續可控、控制方式靈活的特點被廣泛應用到主動配電網中。作為一種全控型電力電子裝置，智能軟開關可以替代配電網中部分傳統聯絡開關，對所連饋線的有功和無功功率進行準確、快速、靈活的控制，實現優化主動配電網電壓的功能。
電力傳輸與功率變換控制教育部重點實驗室（上海交通大學）、國網上海市電力公司松江供電公司的研究人員高聰哲、黃文燾、余墨多、陳旸、邰能靈，針對配電網分布式電源出力與負荷功率強波動性與隨機性引起的電壓越限與異常問題，在2022年第13期《電工技術學報》上撰文，提出了一種基于智能軟開關的主動配電網電壓模型預測控制優化方法，可有效解決已有電壓調控方式依賴全局信息且難以應對節點功率快速波動的難題。
圖1 含SOP的典型主動配電網拓撲結構
他們首先基于長時間尺度優化結果以及量測數據建立配電網線損與電壓靈敏度矩陣，在實時優化過程中僅利用智能軟開關兩端節點電氣信息，采用基于模型預測控制的滾動優化及反饋校正方法，完成對配電網電壓的快速、實時優化控制。
圖2 配電網電壓實時優化
不同的算例結果表明：該方法在光伏非計劃離網、光伏出力波動以及智能軟開關在不同位置的情況下，均能迅速對配電網電壓變化做出響應，支撐配電網電壓恢復，降低配電網運行損耗；相較于傳統優化方法，能顯著減小配電網節點電壓偏差，應對配電網中新能源出力波動。
圖3 多時間尺度電壓優化流程
研究人員指出，該方法在優化過程中只需采集智能軟開關兩端節點電氣信息，通過優化關鍵節點電壓，實現對配電網電壓的快速、實時優化控制，提升全局電壓質量；在發生電壓波動時能主動改變控制策略，對配電網電壓進行超前優化，保證優化效果；通過反饋校正優化模型，保證滾動優化模型的準確性，更有效降低了電壓波動的幅度。他們表示，相比現有采用電壓-無功曲線進行下垂控制的實時優化方法，該方法同時調控智能軟開關傳輸的有功與無功功率，更充分地發揮了智能軟開關的調控能力，確保了系統電壓運行在理想范圍內，但智能軟開關損耗會略微增加。
轉載自：上海交大學者提出一種新的主動配電網電壓模型預測控制優化方法 - 電氣技術雜志社 (ces-transaction.com)