计及信息失效的柔性配电系统集中分散协调控制策略

作     者：富梦迪 

作者单位：华北电力大学(北京) 

学位级别：硕士

导师姓名：刘文霞

授予年度：2022年

学科分类：080802[工学-电力系统及其自动化] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

主      题：柔性多状态开关 分布式电源 通信故障 不确定性 协调控制策略 

摘      要：配电网多元化的负荷接入、电力用户差异化的用电需求以及高比例分布式电源的并网,使得配网潮流协调控制愈加复杂,柔性多状态开关成为解决上述问题的关键技术。柔性多状态开关可以实现端口潮流的无级差连续调控,配合对分布式电源的主动控制,能够实现网络潮流优化,提升分布式电源消纳率,减小网损。柔性多状态开关运行优化、不间断供电等功能的实现,以及配电网对分布式电源的主动控制,都离不开通信系统的正常工作,未来配电系统将会成为信息和物理紧密融合的复杂网络,物理系统的优化控制深度依赖信息系统,一旦信息系统发生故障导致信息传输中断,势必会影响配电网安全运行。因此,研究柔性配电系统通信系统故障后的优化控制策略,对保证配电系统安全运行至关重要。为此,本文针对柔性配电系统通信设备随机故障,对通信故障后电网优化控制策略展开研究,建立了考虑源荷和故障场景双重不确定性的集中分散协调控制策略双层优化模型。一旦发生通信故障,信息失效的分布式资源采用分散的就地控制策略,其余通信正常的分布式资源继续参与集中运行优化。本文主要工作如下:首先,对柔性配电信息物理系统进行建模,详细分析了系统在正常运行、物理系统故障及通信系统故障三种不同状态下分布式资源的协同控制方式。其次,采用场景分析法处理源荷和故障场景的双重不确定性,对于源荷不确定性,本文采用自适应模糊C均值聚类方法生成典型场景,用聚类中心表征每种场景的源荷出力值,对于通信设备随机故障的不确定性,通过分析通信系统拓扑结构及冗余配置,基于故障特征一致性构建通信系统等效故障树模型,建立了信息链路有效性的结构函数。在此基础上,以包含电压偏差与失负荷量的系统运行风险最小为目标,建立了分布式资源集中-分散协调控制策略的双层优化模型。上层优化各分布式资源的分散就地控制策略,下层仿真多场景下的柔性配电系统分布式资源的集中-分散协调运行优化,模型采用粒子群优化算法和二阶锥规划进行求解。最后,以3端FMSS连接的3个IEEE33节点系统作为测试算例,算例结果表明:通信设备随机故障下,分布式电源采用注入上限控制、FMSS延续故障前策略,可有效降低运行风险,分布式资源的分散控制策略与分布式电源接入位置、馈线负载均衡度等因素有关。