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DistFlow ODE:长距离配电馈线的建模、分析与控制

最优化与控制 2016-11-15 v1 物理与社会 应用统计

摘要

我们考虑连接多个分布式负荷和发电机至变电站的线性馈线。电压直接在变电站处进行控制,然而沿线路的电压会发生上下偏移,具体取决于馈线是运行在功率送出模式还是功率受入模式。从馈线的有限元描述出发,假设消耗/发电沿馈线非均匀分布,并遵循渐近均匀化方法,我们推导出了馈线的简单低参数常微分方程(ODE)模型。我们还解释了如何将均匀化 ODE 建模推广以考虑其他分布式效应,例如基于逆变器的无功功率电压依赖控制。所得的 DistFlow-ODE 方程组将均匀化电压与沿线路的有功和无功功率流联系起来,允许利用最少数量的馈线线路“介质”参数(如电感密度与电阻密度之比)进行计算高效的分析。探索介质和控制参数空间使我们能够测试并对比不同的系统性能指标,特别是以沿馈线的电压降、作为整体的馈线功率受入/送出、馈线内的功率损耗以及相对于可能电压崩溃的馈线临界长度来表示的指标。我们最惊人的发现涉及富含光伏(PV)系统的馈线在晴天的性能。我们观察到,如果馈线足够长,DistFlow-ODEs 可能存在多个稳定解。这种多重性可能意味着在线路首端发生持续几个周期的极短故障后,馈线的成功恢复将面临困难。

关键词

引用

@article{arxiv.1209.5776,
  title  = {DistFlow ODE: Modeling, Analyzing and Controlling Long Distribution Feeder},
  author = {Danhua Wang and Konstantin Turitsyn and Michael Chertkov},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1209.5776},
  year   = {2016}
}

备注

6 pages, 6 figures, 51st IEEE Conference on Decision and Control