清華大學：主動配電網運行調控-從模型到量測驅動

主動配電網運行調控：從模型到量測驅動吳文傳長聘教授/EEE/CSEE/IETFellow清華大學電機工程與應用電子技術系2255基于動態(tài)模態(tài)分解的集群頻率主動支撐控制研究背景口電網形態(tài)的演變分布式發(fā)電系統(tǒng)—202144省測調度負前性——2022327省請請度負案值-慢速動作與控制電力電力控制質變電網電力電子-分布&隨機性發(fā)電-沒有旋轉慣量-沒有天然的自同步性-脆弱的電壓/頻率控制+快速/靈活/模塊化控制346喪6喪分布式光伏出力隨機，運行工況多變，逆變器適應性差分布式光伏抗擾能力差，缺乏主動同步能力，諧振、電能質量惡化，控制困難ee光伏出力隨機性強加州4次大面積脫網功率波動光伏出力隨機性強整-有項法率—肯發(fā)畸變率諧波電壓超標臺區(qū)占6.93%配網諧振過電壓反向過載、過電壓等問題突出，調控能力不足，運行風險大，調度困了住55主動配電網6區(qū)域層集群層臺區(qū)層設備層區(qū)域層集群層臺區(qū)層設備層主動配電網運行調控體系示范區(qū)臺區(qū)4■廣域協(xié)調優(yōu)化運行對內自治對外支撐7可防可防支撐能力支撐需求可防可防支撐能力支撐需求廣域分布式光伏協(xié)同主動支撐與優(yōu)化運行調控平臺廣域分布式光伏協(xié)同主動支撐與優(yōu)化運行調控系統(tǒng)廣域分布式光伏協(xié)同主動支撐與優(yōu)化運行調控系統(tǒng)態(tài)勢感知態(tài)勢感知可觀可測縱向加密裝置基于在線反饋優(yōu)化的集群自律山發(fā)表論文數山發(fā)表論文數從“模型”到“測量”建模是控制中最費時間的工作9基于在線反饋優(yōu)化的集群自律運行從“模型”到“測量”有限樣本采樣&模型辨識+反饋優(yōu)化的線性映射通常從數據學習策略比學習模型容易rewardaction問題與挑戰(zhàn)問題與挑戰(zhàn)完全基于模型的優(yōu)化控制結果≠實際系統(tǒng)響應節(jié)點GPCC節(jié)點●集群外網絡的影響口反饋優(yōu)化控制框架配電網的運行決策建模為一個時變優(yōu)化問題：傳統(tǒng)前饋優(yōu)化方案口復雜優(yōu)化決策控制器口快速響應口對模型誤差有魯棒性反饋優(yōu)化控制方案結合優(yōu)化與反饋控制各自所長采用量測估計近采用量測估計近線性化潮流結果基于在線反饋優(yōu)化的集群自律運行線性化潮流結果口線性回歸模型待估計：參數矩陣W、稀疏壞數據0P稀疏L1懲罰項稀疏L1懲罰項需采用遞歸求解電壓幅在線回歸得到的模型時變優(yōu)化時變優(yōu)化Pg·4gPσ∈X,(t),4c∈x?(t)分布式光伏調壓變流器損耗PCC功率跟蹤棄光成本投影梯度法每個時段迭代一步口實施效果反饋優(yōu)化方法的目標函數相對誤差達1%與基于非抗差回歸的方法相比，與基于非抗差回歸的方法相比，抗差優(yōu)化的結果仍能與最優(yōu)解接近假設1.系統(tǒng)的動態(tài)變化是有界的。假設2.在線線性回歸模型與實際系統(tǒng)的響應誤差是有界的。假設3.回歸得到的參數矩陣是有界的。每一步所得解與最優(yōu)解的差是有界的至平單學他籍事到回科石實目方法框架光伏集群方法框架光伏集群QPV1逆變器集群內部和主網變動頻繁，集群的模型參數維護困難；集群內部和主網變動頻繁，集群的模型參數維護困難；饋線m負荷m負荷m負荷m負荷h負荷l協(xié)同控制：使集群PPC點電壓自適應追蹤其電壓參考指令主網MmK=β*K?+UTB?U?在線量測數據并網逆變器1K=β*K?+UTB?U?在線量測數據并網逆變器1++在線估計動態(tài)參數向量在線估計動態(tài)參數向量集群動態(tài)各逆變器本地電壓自適應控制指令更新各逆變器本地電壓參考設定值自適應控制指令更新各逆變器本地電壓參考設定值J(π(k))目標偏差項穩(wěn)定抑制項自適應協(xié)同的集群動態(tài)電壓支撐都能將集群PCC電壓控到設定值400V也采用自適應控制方法的CC(ADT)-LC(ADT)動態(tài)性能更好1.S.Li,*W.Wu.AdaptiveVoltageCo老公廣J 分解的主動頻率支撐控制基于動態(tài)模態(tài)分解的主動頻率支撐控制純線性可解釋可解釋易求解反饋反饋+切換非線性非線性精確響應a難控制難優(yōu)化頻率最低點(Hz)頻率最低點(Hz)向下頻率響優(yōu)化后有功(kw基于動態(tài)模態(tài)分解的主動頻率支撐控制有功(kw口構網型分布式光伏——匹配振蕩控制可應用于局部電網的新能源黑啟動，以及主系統(tǒng)故障下的孤網運行以及100%新能源微電網。E,分E,.##礎t內tDXL?孤網負荷不變場景下，構網型PV多機連續(xù)投運口新能源集群控制器性能計算時間響應時間最大幅值誤差最大頻率誤差諧波口測量與感知