基于在线反馈优化的配电网增强
系统与控制
2024-03-01 v2 系统与控制
摘要
居民光伏及其他分布式能源的增多给配电网运行带来了前所未有的挑战。当此类电源向电网注入大量有功功率时，由于电压达到可接受上限，总体功率流常常受限。Volt/VAr 控制旨在利用无功功率控制电压，从而提高该功率流上限。如此，无需对电网进行物理加固即可安全地传输更多有功功率。本文中，我们基于低压 CIGRÉ 电网模型上的真实负荷与发电数据，以及真实配电网馈线上的实验，分析不同 Volt/VAr 方法如何增强电网容量，即它们能在不新建线路的情况下将电网传输有功功率的能力提升多少。我们表明下垂控制可增强电网但极大低估了无功功率资源的利用。我们讨论了如何通过采用机器学习技术整定下垂系数来部分改善下垂控制的有效性，但指出本地控制律本质上无法实现最优电网增强。相比之下，协调整合电网中无功功率资源的方法，如在线反馈优化（OFO），可将电网增强至其全部潜力。使用真实电网模型基于一整年数据开展的数值研究表明，与下垂控制相比，OFO 可额外支持 9% 的最大有功功率注入。为此，OFO 仅需要电压幅值测量、极少的模型知识以及与无功功率源的通信。真实实验展示了所提方法的实际可行性，并与下垂控制相比实现了 10.5% 的额外电网增强。
引用
@article{arxiv.2305.04666,
title = {Power Distribution Grid Enhancement via Online Feedback Optimization},
author = {Jonas G. Matt and Lukas Ortmann and Saverio Bolognani and Florian Dörfler},
journal= {arXiv preprint arXiv:2305.04666},
year = {2024}
}