《电子技术应用》
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智能配电网源网荷储有功功率快速调节方法研究
电子技术应用
刘永成,杜晟磊,孙亚璐,李丁,金琴
国网甘肃省电力公司经济技术研究院
摘要: 源网荷储有功功率调节主要通过实时采集风光出力与负荷数据,结合固定阈值实现源网荷储各环节的功率调整。由于缺乏对风光出力场景的精细化细节划分导致调节策略无法适应多变的自然条件,其调节稳定性较差。对此,提出智能配电网源网荷储有功功率快速调节方法研究。结合DBSCAN密度聚类算法对风光出力历史数据进行场景聚类,通过挖掘不同时段、季节及气候条件下的出力模式,将连续的风光数据离散化为典型场景集合。利用场景聚类结果定义状态转移概率矩阵,采用马尔科夫算法刻画风光出力与负荷需求的动态演化规律,实现短时功率缺额的精准预测。采用一致性算法将源、网、荷、储建模为通信互联的智能体,以功率需求预测结果为总功率目标,使智能体通过局部信息交互迭代更新功率分配值。在实验中,对提出的方法进行了调节稳定性的检验。最终测试结果表明,采用提出的方法进行功率调节时,算法的峰谷差变化率均低于13%,具备较为理想的调节效果。
中图分类号:TP391;TM734 文献标志码:A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.257141
中文引用格式: 刘永成,杜晟磊,孙亚璐,等. 智能配电网源网荷储有功功率快速调节方法研究[J]. 电子技术应用,2026,52(8):87-91.
英文引用格式: Liu YongCheng,Du Shenglei,Sun Yalu,et al. Research on the fast active power vegulation method for source-grid-load-storage in smart distribution network[J]. Application of Electronic Technique,2026,52(8):87-91.
Research on the fast active power vegulation method for source-grid-load-storage in smart distribution network
Liu YongCheng,Du Shenglei,Sun Yalu,Li Ding,Jin Qin
Institute of Economic Technology State Grid Gansu Electric Power Company
Abstract: The source network load storage active power regulation is mainly achieved by the real-time collection of wind power and load data, combined with the fixed threshold value to adjust the power of each link of the source-grid-load-storage. The absence of refined detail partitioning for wind-PV output scenarios prevents the regulation strategy from adapting to variable natural conditions, resulting in poor regulation stability. To address this issue, a fast active power regulation method for source-grid-load-storage in smart distribution networks is proposed. The DBSCAN density clustering algorithm is employed to perform scenario clustering on historical wind-PV output data. By mining output patterns across different time periods, seasons, and climate conditions, the continuous wind-PV data are discretized into a set of typical scenarios. The state transition probability matrix is defined based on the scenario clustering results, and the Markov algorithm is adopted to characterize the dynamic evolution of wind-PV output and load demand, thereby enabling accurate short-term power deficiency prediction. The consensus algorithm is applied to model the source, grid, load, and storage as interconnected agents with communication capabilities. Taking the power demand prediction result as the overall power target, the agents iteratively update the power allocation values through local information exchange. In the experiments, the regulation stability of the proposed method is examined. The final test results indicate that when the proposed method is applied for power regulation, the peak-valley difference variation rates of the algorithm are all below 13%, demonstrating a relatively ideal regulation performance.
Key words : smart distribution network;source-grid-load-storage;active power;fast regulation;consistency algorithm

引言

配电网源网荷储有功功率调节是指对配电网中的电源、电网、负荷以及储能各环节的有功功率进行实时监测和调整,从而保证整个配电网在不同运行工况下均能够实现有功功率的平衡。

目前国内研究人员已经针对有功功率分配和动态调节技术进行了深入研究。文献[1]通过采用动态模型预测未来一段时间内系统的功率需求与供给情况,并利用优化算法求解出各环节在未来时刻的最优功率分配值。然而,由于光-氢-储耦合系统在运行过程中容易受到光照条件变化的影响,导致模型预测出现偏差,因此方法的实际调节稳定性难以得到有效保证。文献[2]选择将电池储能系统中的各个储能单元视为具有自主决策能力的智能体,通过竞争合作机制搜索出满足整体功率需求的分布式功率分配方案。但由于分布式控制结构使得信息交互存在延迟和误差,因此会影响功率调节的稳定性。文献[3]选择根据风电机组的地理位置以及风速特性等因素将具有相似运行特性的机组划分为一类,并针对不同类型的机组分别建立功率分配模型。然而,由于风电场内的风速分布具有随机性和不确定性,不同机组所处位置的风速可能存在较大差异且变化迅速,导致模型难以实时准确地调整各类机组的功率分配,调节稳定性较差。文献[4]通过采用聚类算法将相似的风光出力场景归为一类,并引入虚拟储能概念将源网荷储各环节中可调节的功率资源进行整合,从而构建出虚拟储能模型。但是当实际风光出力与聚类得到的代表性场景存在较大偏差时,基于该场景制定的功率分配方案可能无法适应实际情况从而导致方法的功率调节稳定性较差。

本文采用一致性算法,将源网荷储视为智能体,通过分布式协同机制实现源网荷储各环节的功率动态分配。


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作者信息:

刘永成,杜晟磊,孙亚璐,李丁,金琴

(国网甘肃省电力公司经济技术研究院,甘肃 兰州 730030)

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