清华大学：主动配电网运行调控-从模型到量测驱动

主动配电网运行调控：从模型到量测驱动吴文传长聘教授/EEE/CSEE/IETFellow清华大学电机工程与应用电子技术系2255基于动态模态分解的集群频率主动支撑控制研究背景口电网形态的演变分布式发电系统—202144省测调度负前性——2022327省请请度负案值-慢速动作与控制电力电力控制质变电网电力电子-分布&随机性发电-没有旋转惯量-没有天然的自同步性-脆弱的电压/频率控制+快速/灵活/模块化控制346喪6喪分布式光伏出力随机，运行工况多变，逆变器适应性差分布式光伏抗扰能力差，缺乏主动同步能力，谐振、电能质量恶化，控制困难ee光伏出力随机性强加州4次大面积脱网功率波动光伏出力随机性强整-有项法率—肯发畸变率谐波电压超标台区占6.93%配网谐振过电压反向过载、过电压等问题突出，调控能力不足，运行风险大，调度困了住55主动配电网6区域层集群层台区层设备层区域层集群层台区层设备层主动配电网运行调控体系示范区台区4■广域协调优化运行对内自治对外支撑7可防可防支撑能力支撑需求可防可防支撑能力支撑需求广域分布式光伏协同主动支撑与优化运行调控平台广域分布式光伏协同主动支撑与优化运行调控系统广域分布式光伏协同主动支撑与优化运行调控系统态势感知态势感知可观可测纵向加密装置基于在线反馈优化的集群自律山发表论文数山发表论文数从“模型”到“测量”建模是控制中最费时间的工作9基于在线反馈优化的集群自律运行从“模型”到“测量”有限样本采样&模型辨识+反馈优化的线性映射通常从数据学习策略比学习模型容易rewardaction问题与挑战问题与挑战完全基于模型的优化控制结果≠实际系统响应节点GPCC节点●集群外网络的影响口反馈优化控制框架配电网的运行决策建模为一个时变优化问题：传统前馈优化方案口复杂优化决策控制器口快速响应口对模型误差有鲁棒性反馈优化控制方案结合优化与反馈控制各自所长采用量测估计近采用量测估计近线性化潮流结果基于在线反馈优化的集群自律运行线性化潮流结果口线性回归模型待估计：参数矩阵W、稀疏坏数据0P稀疏L1惩罚项稀疏L1惩罚项需采用递归求解电压幅在线回归得到的模型时变优化时变优化Pg·4gPσ∈X,(t),4c∈x₀(t)分布式光伏调压变流器损耗PCC功率跟踪弃光成本投影梯度法每个时段迭代一步口实施效果反馈优化方法的目标函数相对误差达1%与基于非抗差回归的方法相比，与基于非抗差回归的方法相比，抗差优化的结果仍能与最优解接近假设1.系统的动态变化是有界的。假设2.在线线性回归模型与实际系统的响应误差是有界的。假设3.回归得到的参数矩阵是有界的。每一步所得解与最优解的差是有界的至平单学他籍事到回科石实目方法框架光伏集群方法框架光伏集群QPV1逆变器集群内部和主网变动频繁，集群的模型参数维护困难；集群内部和主网变动频繁，集群的模型参数维护困难；馈线m负荷m负荷m负荷m负荷h负荷l协同控制：使集群PPC点电压自适应追踪其电压参考指令主网MmK=β*K₄+UTB₁U₄在线量测数据并网逆变器1K=β*K₄+UTB₁U₄在线量测数据并网逆变器1++在线估计动态参数向量在线估计动态参数向量集群动态各逆变器本地电压自适应控制指令更新各逆变器本地电压参考设定值自适应控制指令更新各逆变器本地电压参考设定值J(π(k))目标偏差项稳定抑制项自适应协同的集群动态电压支撑都能将集群PCC电压控到设定值400V也采用自适应控制方法的CC(ADT)-LC(ADT)动态性能更好1.S.Li,*W.Wu.AdaptiveVoltageCo老公广J 分解的主动频率支撑控制基于动态模态分解的主动频率支撑控制纯线性可解释可解释易求解反馈反馈+切换非线性非线性精确响应a难控制难优化频率最低点(Hz)频率最低点(Hz)向下频率响优化后有功(kw基于动态模态分解的主动频率支撑控制有功(kw口构网型分布式光伏——匹配振荡控制可应用于局部电网的新能源黑启动，以及主系统故障下的孤网运行以及100%新能源微电网。E,分E,.##础t内tDXL₃孤网负荷不变场景下，构网型PV多机连续投运口新能源集群控制器性能计算时间响应时间最大幅值误差最大频率误差谐波口测量与感知