基于 ADMM 包含不平衡交流潮流的大型低压网络分布式能源系统设计
最优化与控制
2026-05-11 v2
摘要
随着大量分布式能源接入配电网，其运行可能违反网络安全约束的风险日益增加。本文考虑的问题是对这些分布式能源进行联合选址、定容和调度，也称为分布式能源系统（DES）设计，以帮助满足网络内的电力和热力负荷。在此，我们对这些 DER 的运行以及网络中的不平衡三相交流（AC）潮流进行了建模。当考虑该网络潮流时，该问题可表述为一个非凸混合整数非线性规划（MINLP）模型，其求解时间随网络规模变差。为了解决这个问题，我们将问题分解为一系列算法步骤：首先是不考虑网络约束的混合整数线性规划（MILP）公式；然后固定二进制变量，添加潮流约束并作为非线性规划（NLP）求解；最后移除运行二进制变量并用互补性重构替代它们。作为总求解时间的主要贡献者，NLP 和互补性步骤使用混合空间/时间分解策略和交替乘子法（ADMM）分布式优化方法求解。给出了基于欧洲低压测试馈线且包含多达 55 个负荷和 120 个时间点的网络结果，其中 ADMM 方法在考虑子问题并行计算时展现了高达 13 倍的加速，最大观测到的最优性间隙为 0.61%。
引用
@article{arxiv.2605.04746,
title = {Distributed Energy System Design including Unbalanced AC Power Flow for Large LV Networks with ADMM},
author = {Robert Steven and Oleksiy V. Klymenko and Michael Short},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.04746},
year = {2026}
}
备注
54 pages, 26 figures