柔性互聯(lián)配電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)度研究綜述

蔡 歡，袁旭峰，熊 煒，鄒曉松，鐘九牧，徐玉韜，談竹奎

（1.貴州大學(xué)電氣工程學(xué)院，貴州貴陽 550025；2.貴州電網(wǎng)有限公司電力科學(xué)研究院，貴州貴陽 550002）

0 引言

隨著“雙碳”目標(biāo)的提出，我國能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的局面逐步擴(kuò)大，這也意味著我國將加快以電力為主的能源消費(fèi)替代過程[1-3]。當(dāng)前，新型電力系統(tǒng)發(fā)展迅猛，多元源-荷-儲設(shè)備的接入使得整個電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜。配電網(wǎng)處在電力網(wǎng)絡(luò)的末端，靠近用戶側(cè)，與人們的生產(chǎn)生活密切聯(lián)系，是源網(wǎng)荷儲互動的重要核心紐帶。在新型電力系統(tǒng)發(fā)展的背景下，配電網(wǎng)面臨的挑戰(zhàn)也主要來自源網(wǎng)荷儲互動的過程。傳統(tǒng)的配電網(wǎng)“閉環(huán)設(shè)計，開環(huán)運(yùn)行”，通過交流電網(wǎng)使得能量單向傳遞，其結(jié)構(gòu)不靈活，調(diào)控手段有限。由于新能源發(fā)電技術(shù)的提升，更高比例的新能源廣泛接入電網(wǎng)，潮流流向日益復(fù)雜，電能質(zhì)量及設(shè)備安全運(yùn)行狀態(tài)有待改善，同時新能源出力的不確定性以及波動性極大影響了電網(wǎng)的運(yùn)行調(diào)度。與此同時，電力電子設(shè)備的應(yīng)用使得電網(wǎng)不再是原來的單一交流電網(wǎng)，未來電網(wǎng)將呈現(xiàn)出交直流緊密耦合、網(wǎng)架復(fù)雜、形態(tài)多樣等顯著特征[4-5]。此外，電力需求側(cè)與電力生產(chǎn)、供應(yīng)側(cè)的協(xié)同交互更加頻繁[6-7]，分布式儲能、電動汽車的接入以及綜合能源的轉(zhuǎn)化供應(yīng)增加了現(xiàn)有負(fù)荷的多樣性和靈活性，現(xiàn)有的配電網(wǎng)拓?fù)浼斑\(yùn)行方式難以滿足需求。這些變化都要求現(xiàn)有配電網(wǎng)能夠在其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及運(yùn)行優(yōu)化技術(shù)上得到改善。

由于電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展，各類柔性智能裝備逐步滲透于配電系統(tǒng)各層面，在電網(wǎng)運(yùn)行上更具柔性，同時可實現(xiàn)配電網(wǎng)柔性互聯(lián)，是上述問題的有效解決方法。文獻(xiàn)[8]把這些能夠進(jìn)行配電網(wǎng)柔性互聯(lián)的智能設(shè)備統(tǒng)一稱為柔性互聯(lián)裝置（Flexible Interconnection Device，F(xiàn)ID）。已有研究表明，基于FID 的柔性互聯(lián)技術(shù)可以有效改善當(dāng)前配電系統(tǒng)面臨的各類問題，發(fā)展前景廣闊?；诖耍壳把芯刻岢隽巳嵝曰ヂ?lián)配電網(wǎng)這一概念。柔性互聯(lián)配電網(wǎng)不僅有調(diào)度智能化的特點(diǎn)，還能充分利用互聯(lián)裝置優(yōu)勢，實現(xiàn)各區(qū)域能量互聯(lián)互濟(jì)，進(jìn)一步提高了電網(wǎng)的靈活性與可靠性，在拓展性和成本上也處于優(yōu)勢地位。

配電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度作為電網(wǎng)研究內(nèi)容之一，現(xiàn)有文獻(xiàn)多針對于交流配電網(wǎng)、微電網(wǎng)等對象，隨著柔性互聯(lián)配電網(wǎng)的提出，其優(yōu)化調(diào)度研究需逐步深入，是未來配電網(wǎng)調(diào)度形式的重要組成部分，對配電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)可靠運(yùn)行具有重大意義。本文圍繞柔性互聯(lián)配電網(wǎng)展開闡述，介紹了幾種典型的柔性互聯(lián)裝置及互聯(lián)形式，對柔性互聯(lián)配電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度問題進(jìn)行了分析歸納，最后做出總結(jié)與展望。

1 柔性互聯(lián)配電網(wǎng)概念

在2017 年，天津大學(xué)肖峻教授將柔性互聯(lián)配電網(wǎng)定義為能實現(xiàn)柔性閉環(huán)運(yùn)行的配電網(wǎng)，其概念屬于智能配電網(wǎng)的子集，旨在利用電力電子技術(shù)對電網(wǎng)一次系統(tǒng)進(jìn)行升級，使部分關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)或支路成為具有柔性閉環(huán)能力的柔性節(jié)點(diǎn)或柔性支路[9]。文獻(xiàn)[2]則將柔性互聯(lián)配電網(wǎng)概念進(jìn)一步深化，是利用FID 將配電網(wǎng)中各條饋線、各個交/直流配電子網(wǎng)或微網(wǎng)（群）等進(jìn)行連接，使得各配電子網(wǎng)或微電網(wǎng)能夠在發(fā)揮自身優(yōu)勢的基礎(chǔ)上實現(xiàn)各類“源荷儲”設(shè)備的友好接入，并在各資源間實現(xiàn)智能調(diào)度，達(dá)到潮流控制、功率優(yōu)化、能量互濟(jì)、協(xié)同保護(hù)等功能。

目前，柔性互聯(lián)配電網(wǎng)在分布式電源消納[10-11]、電能質(zhì)量改善[12]、饋線平衡[13-14]、網(wǎng)絡(luò)降損[15-16]及故障快速隔離恢復(fù)[17-18]等方面對比傳統(tǒng)配電網(wǎng)顯得更具優(yōu)勢，且已有落地的工程實際項目，不再局限于理論研究。文獻(xiàn)[8]對近年來各示范工程做出了總結(jié)，其實際應(yīng)用極大改善了現(xiàn)實電網(wǎng)的運(yùn)行狀況。一個典型的柔性互聯(lián)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

圖1 柔性互聯(lián)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1 Schematic diagram of flexible interconnected distribution network structure

2 柔性互聯(lián)設(shè)備及組網(wǎng)形式

柔性互聯(lián)配電網(wǎng)是基于柔性互聯(lián)設(shè)備而提出的新型配電系統(tǒng)形態(tài)，其優(yōu)點(diǎn)得益于FID 功能實現(xiàn)。目前針對柔性互聯(lián)設(shè)備的研究廣泛，本文選取幾種典型的柔性互聯(lián)設(shè)備作進(jìn)一步分析，并展示其相關(guān)組網(wǎng)形式。

2.1 幾種典型的柔性互聯(lián)設(shè)備

2.1.1 智能軟開關(guān)

智能軟開關(guān)（Soft Open Point，SOP）是一種可替代配電網(wǎng)中開關(guān)設(shè)備的新型柔性一次設(shè)備，其沒有常規(guī)開關(guān)設(shè)備動作次數(shù)的限制，能夠?qū)β蔬M(jìn)行靈活調(diào)控，在饋線負(fù)載平衡、故障快速隔離及負(fù)荷及時轉(zhuǎn)供等方面功能顯著[19]。典型的SOP 結(jié)構(gòu)是由雙端背靠背電壓源換流器（Voltage Source Converter，VSC）連接而成[20-21]，如下圖2 所示。

圖2 智能軟開關(guān)基本結(jié)構(gòu)圖Fig.2 Basic structure diagram of soft open point

在現(xiàn)有研究中，許多專家學(xué)者提出了更多種類的SOP 結(jié)構(gòu)以解決多饋線互聯(lián)[22-24]、直流饋線互聯(lián)[25]、空間時間能量轉(zhuǎn)換調(diào)度[26-27]等場景下出現(xiàn)的問題。各種新型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、調(diào)制方式以及材料的研究使用也在推進(jìn)著裝置朝著緊湊化、高功率密度化及低成本化應(yīng)用與發(fā)展[28-32]。

2.1.2 電力電子變壓器

電力電子變壓器（Power Electronic Transformer，PET）[33]依靠功率器件、高頻變壓器以及控制技術(shù)來對不同的電能進(jìn)行轉(zhuǎn)換，是一種新型拓?fù)?、控制靈活且智能的變壓器[34]。除了具有常規(guī)工頻交流變壓器的功能，PET 體積更小、重量更輕，同時效率、熱穩(wěn)定性及絕緣特性增強(qiáng)[35-36]。典型的PET 結(jié)構(gòu)如圖3所示，輸入、輸出級一般為電壓型換流器，中間的隔離級為雙有源橋（Dual Active Bridge，DAB）DC-DC變換器，可以滿足維持輸出直流母線電壓以及實現(xiàn)功率雙向流動的要求。

圖3 典型PET結(jié)構(gòu)示意Fig.3 Schematic of typical PET structure

現(xiàn)有研究表明，PET 在新能源并網(wǎng)、微電網(wǎng)接入、功率調(diào)控等方面具有良好性能。目前，隨著拓?fù)溲芯康牟粩嗌钊耄渫負(fù)浣Y(jié)構(gòu)逐漸擴(kuò)展，中間隔離級部分有了更多的設(shè)計應(yīng)用，在柔性互聯(lián)層面能夠?qū)崿F(xiàn)更多功能[37-39]。

2.1.3 能量路由器

能量路由器（Energy Router，ER）是一種新型變換器[40-42]，它也可以被視為一種特殊的多端口固態(tài)變壓器，具有信息流和能量流高度集成的特點(diǎn)，還具有精確、連續(xù)、快速、靈活的控制方法[43]，是集成多元源荷儲設(shè)備互聯(lián)互動的開放式能量載體[44-46]。

在中低壓配網(wǎng)中，級聯(lián)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的能量路由器較為常用，其基本架構(gòu)如圖4 所示[47]。輸入輸出接口（Port）為各類電力電子變換器，提供交直流多電壓等級接口以及功率流控制功能，同時級聯(lián)拓?fù)湎驴深A(yù)留接口進(jìn)行結(jié)構(gòu)擴(kuò)展以及功能調(diào)整。內(nèi)部直流環(huán)節(jié)作為各接口功率轉(zhuǎn)移的交換結(jié)構(gòu)。通信模塊主要負(fù)責(zé)信息的交換處理，并監(jiān)測各部分實時狀態(tài)，控制中心則主要負(fù)責(zé)控制各可調(diào)設(shè)備的工作狀態(tài)。

圖4 級聯(lián)型ER拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意Fig.4 Schematic diagram of cascaded ER topology

2.1.4 智能功率/信息交換基站

文獻(xiàn)[2]和文獻(xiàn)[48]針對未來配電網(wǎng)“源網(wǎng)荷儲”規(guī)范化配置式分布式微網(wǎng)群形態(tài)，提出了一種基于智能功率/信息交換基站（Smart Power/Information Exchange Station，SPIES）互聯(lián)的蜂巢狀有源配電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖5 所示。相比于能量路由器，SPIES只在必要時進(jìn)行功率調(diào)度，并且信息交互更廣，還可進(jìn)一步衍生出電力市場交易輔助平臺功能，是一種面向未來配電網(wǎng)發(fā)展架構(gòu)的新型互聯(lián)設(shè)計。

圖5 智能功率/信息交換基站結(jié)構(gòu)示意圖Fig.5 Schematic diagram of smart power/information exchange station

2.2 柔性互聯(lián)組網(wǎng)形式

文獻(xiàn)[49]總結(jié)了SOP 的幾種應(yīng)用場景，在高壓配網(wǎng)變電站間應(yīng)用，可解決常規(guī)交流聯(lián)絡(luò)線互聯(lián)電磁環(huán)網(wǎng)問題，提升配電網(wǎng)供電能力；在中壓饋線互聯(lián)可取代開關(guān)設(shè)備功能，極大提升配電網(wǎng)控制靈活性與安全性；在低壓末端形成互聯(lián)或多端供給，可提升饋線電能質(zhì)量并充分利用各線路輸送容量裕度。值得注意的是，該柔性互聯(lián)裝置也可應(yīng)用在不同供電區(qū)域互聯(lián)。

相比于SOP 集中于網(wǎng)架內(nèi)互聯(lián)，PET 提供了交直流多電壓等級的互聯(lián)接口，在多電壓等級配電網(wǎng)互聯(lián)、各區(qū)域互聯(lián)以及多元化負(fù)荷接入上極具優(yōu)勢，可作為網(wǎng)-荷-儲互聯(lián)交互的橋梁。

此外，ER 互聯(lián)形式擁有更為全面而強(qiáng)大的能量與信息交互處理能力，可實現(xiàn)各類型及各電壓等級源荷即插即用，能夠在能源互聯(lián)及綜合能源系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換中起到重要作用[50]，故其互聯(lián)結(jié)構(gòu)可成為源-網(wǎng)-荷-儲友好互動的平臺。以上各設(shè)備典型互聯(lián)組網(wǎng)形式見圖1，為研究較多的中壓等級組網(wǎng)類型。

3 柔性互聯(lián)配電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)度關(guān)鍵技術(shù)

3.1 傳統(tǒng)配電網(wǎng)與柔性互聯(lián)配電網(wǎng)對比

如表1 所示相比于傳統(tǒng)配電網(wǎng)，柔性互聯(lián)配電網(wǎng)兼具智能化，其優(yōu)化調(diào)度增加了可實時靈活調(diào)控潮流的電力電子裝置，其響應(yīng)速度快、調(diào)節(jié)性能好、輸出電能質(zhì)量優(yōu)，可綜合改善配電網(wǎng)的電能質(zhì)量、降低系統(tǒng)網(wǎng)損、提高供電可靠性[51]。此外，分布式電源可以被管理調(diào)控，部分負(fù)荷出現(xiàn)了可引導(dǎo)或可計劃用電特征，各微網(wǎng)或直流電網(wǎng)也可通過柔性互聯(lián)發(fā)揮其優(yōu)勢?？傊?，柔性互聯(lián)配電網(wǎng)在調(diào)控資源和手段上多了更多選擇，調(diào)度的對象和方式更加豐富，有利于系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)以及源網(wǎng)荷儲協(xié)同控制。

表1 傳統(tǒng)配電網(wǎng)與柔性互聯(lián)配電網(wǎng)對比分析Table 1 Comparative analysis of traditional distribution network and flexible interconnected distribution network

3.2 柔性互聯(lián)配電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度

現(xiàn)有研究表明，關(guān)于柔性互聯(lián)配電網(wǎng)的能量優(yōu)化調(diào)度方法主要借鑒傳統(tǒng)交流配電網(wǎng)、微電網(wǎng)以及綜合能源網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方法的研究成果。由于FID 可對功率進(jìn)行實時調(diào)整，其響應(yīng)時間可在秒級甚至毫秒級，故其調(diào)度時間尺度方面需進(jìn)一步考慮，但“多時間級優(yōu)化協(xié)調(diào)、逐時間級細(xì)化”的調(diào)度協(xié)調(diào)原則，同樣也適用于柔性互聯(lián)配電網(wǎng)調(diào)度工作。在各個時間尺度優(yōu)化調(diào)度的配合方面，主要考慮日前優(yōu)化、日內(nèi)滾動優(yōu)化以及實時優(yōu)化之間的配合。同時，已有文獻(xiàn)提出了柔性互聯(lián)配電網(wǎng)時序優(yōu)化模型[52-57]，可作為多時間尺度優(yōu)化調(diào)度的基石。

在含SOP 及其相關(guān)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的柔性互聯(lián)配電網(wǎng)中，文獻(xiàn)[58]中建立了含SOP 與電壓源換流器（Voltage Source Converter，VSC）的配電網(wǎng)多時間尺度優(yōu)化調(diào)度模型，并通過蟻群算法和原對偶內(nèi)點(diǎn)法證實了所提出的模型可有效降低系統(tǒng)損耗以及緩解電壓越限問題。文獻(xiàn)[59]立足于設(shè)備層級，提出了不同時間尺度的分層控制策略，可在實現(xiàn)系統(tǒng)最優(yōu)能量調(diào)度的同時對各工作模態(tài)進(jìn)行靈活切換。文獻(xiàn)[60]提出一種基于改進(jìn)模型預(yù)測控制的優(yōu)化調(diào)度方法，能夠降低源荷隨機(jī)性對優(yōu)化調(diào)度的影響并緩解電壓越限。同樣針對柔性互聯(lián)配電網(wǎng)源荷不確定性問題，文獻(xiàn)[61]利用多端SOP 與傳統(tǒng)的調(diào)度調(diào)節(jié)設(shè)備，如有載調(diào)壓器、電容器組相結(jié)合進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度，所提方法能夠在源荷不確定性情況下，解決柔性互聯(lián)系統(tǒng)日前、日內(nèi)兩階段的電壓優(yōu)化問題。文獻(xiàn)[62]提出一種分區(qū)優(yōu)化，同步并行求解的分布式優(yōu)化調(diào)度方法，有利于大規(guī)模系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度。文獻(xiàn)[63]對高比例新能源接入問題進(jìn)行研究，在日前日內(nèi)調(diào)度層面分別提出相應(yīng)模型及計算方法，證明了柔性互聯(lián)在調(diào)度調(diào)控上具有的優(yōu)勢。文獻(xiàn)[64]充分利用新結(jié)構(gòu)的時空電能調(diào)節(jié)特性，實現(xiàn)了日前-日內(nèi)-實時的多時間尺度電壓優(yōu)化調(diào)度以解決電壓越限問題。

針對PET 參與的柔性互聯(lián)系統(tǒng)，文獻(xiàn)[65]利用PET 進(jìn)行互聯(lián)，考慮分布式能源出力的不確定性建立了基于機(jī)會約束規(guī)劃的配電網(wǎng)日前優(yōu)化模型，并采用蒙特卡洛和粒子群算法求解出日前優(yōu)化調(diào)度方案，可為PET 參與調(diào)節(jié)的電網(wǎng)調(diào)度提供參考。文獻(xiàn)[66]對PET 參與調(diào)節(jié)的配電網(wǎng)日前優(yōu)化調(diào)度展開研究，驗證了PET 在提高分布式能源消納方面的優(yōu)勢。文獻(xiàn)[67]將需求側(cè)響應(yīng)與PET 調(diào)控結(jié)合，提出一種日前優(yōu)化調(diào)度方法，有利于“源-荷-儲”協(xié)調(diào)運(yùn)行。文獻(xiàn)[68]提出一種基于矩不確定性的分布魯棒優(yōu)化方法，能夠在PET 正常運(yùn)行及維護(hù)檢修時實現(xiàn)所屬園區(qū)日前經(jīng)濟(jì)優(yōu)化調(diào)度。

在能量路由器參與互聯(lián)的配電網(wǎng)中，文獻(xiàn)[69]提出了基于ER 的經(jīng)濟(jì)最優(yōu)調(diào)度策略，可充分利用多元化負(fù)載的優(yōu)勢提高經(jīng)濟(jì)性?？紤]“光-儲-充”三種典型新型源荷，文獻(xiàn)[46]提出了一種綜合日前與日內(nèi)時間尺度的用戶側(cè)能量路由器優(yōu)化控制策略，搭建了仿真模型并進(jìn)行算例驗證，實現(xiàn)了各端口資源的合理規(guī)劃調(diào)度。文獻(xiàn)[47]構(gòu)建了“源-網(wǎng)-儲-荷”協(xié)同控制的混合微網(wǎng)拓?fù)?，得到不同?yōu)化場景下可控資源的日前調(diào)度計劃運(yùn)行曲線，從而為能量路由器的智能調(diào)度決策提供解決方案。

考慮到未來柔性互聯(lián)配電網(wǎng)發(fā)展形態(tài)，文獻(xiàn)[70]對SPIES 互聯(lián)構(gòu)造的新型互聯(lián)配電網(wǎng)蜂巢狀有源配電網(wǎng)展開了優(yōu)化調(diào)度研究，構(gòu)造的模型及分布式優(yōu)化方法可為未來微網(wǎng)群配電互聯(lián)調(diào)度提供借鑒。

由上可見，柔性互聯(lián)配電網(wǎng)的優(yōu)化調(diào)度需要實現(xiàn)各柔性互聯(lián)設(shè)備與其它多類型設(shè)備（如傳統(tǒng)控制設(shè)備及源荷儲新型調(diào)度設(shè)備）的多時間尺度協(xié)同調(diào)度。而這其中也需要考慮不確定性建模問題，雖然調(diào)度周期的精細(xì)化能夠削減不確定性問題帶來的部分影響，但考慮不確定性因素可進(jìn)一步提高調(diào)度策略的魯棒性。同時，在柔性互聯(lián)配電網(wǎng)調(diào)度過程中需對多場景下優(yōu)化目標(biāo)進(jìn)行選擇，調(diào)度目標(biāo)將不再局限于經(jīng)濟(jì)性，其調(diào)度會成為一種多目標(biāo)的優(yōu)化調(diào)度。

3.3 柔性互聯(lián)配電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度架構(gòu)

在新型電力系統(tǒng)背景下，配電網(wǎng)的調(diào)度需實現(xiàn)“源網(wǎng)荷儲”對象的協(xié)調(diào)。文獻(xiàn)[71]闡述了“源-網(wǎng)-荷-儲”優(yōu)化協(xié)調(diào)調(diào)度技術(shù)在現(xiàn)階段配電網(wǎng)新能源消納、可靠及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行中起到的重要作用，并在技術(shù)層面進(jìn)行了分析歸納和總結(jié)。

故針對于柔性互聯(lián)配電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度架構(gòu)，“源網(wǎng)荷儲”需作為主要對象，在區(qū)域規(guī)模及通信依賴上可劃分為：集中式、分層式、分布式、就地式控制架構(gòu)。就地控制式架構(gòu)直接依據(jù)各可調(diào)資源控制器進(jìn)行，功能易實現(xiàn)但缺少與其余設(shè)備的交互，對整體對象的調(diào)節(jié)能力受到極大限制。分布式架構(gòu)各控制器只針對本地運(yùn)行，仍然缺少與外部區(qū)域控制器的信息流通，控制區(qū)域受限。分層式架構(gòu)可類比于集中-分散式控制形式，具有層級控制交互能力。集中式架構(gòu)能夠統(tǒng)一對應(yīng)用場景對象進(jìn)行協(xié)調(diào)統(tǒng)一控制，但其通信，處理能力等方面需求會大大增加。

基于柔性互聯(lián)配電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度架構(gòu)形式，本文在文獻(xiàn)[8]基礎(chǔ)上進(jìn)一步細(xì)化并區(qū)分層級，提出一種多層協(xié)同調(diào)度控制架構(gòu)，可在調(diào)度自動化方面實現(xiàn)安全穩(wěn)定運(yùn)行，具體結(jié)構(gòu)如圖6 所示。系統(tǒng)能量綜合優(yōu)化調(diào)度層利用通信將各類數(shù)據(jù)收集整理，了解電力市場或電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)及趨勢等各方面情況，通過多時間尺度優(yōu)化模型得到日前/日內(nèi)/實時的最佳調(diào)度指并下發(fā)到各底層控制設(shè)備，由此實現(xiàn)全網(wǎng)的綜合優(yōu)化調(diào)度。得益于區(qū)域互聯(lián)，各供電區(qū)域可根據(jù)實際運(yùn)行情況建立多目標(biāo)多時間尺度區(qū)域自治協(xié)調(diào)控制策略，實現(xiàn)本區(qū)域內(nèi)的自治，同時在上層進(jìn)行各分區(qū)協(xié)調(diào)交互控制。由于各層次間引入了一定的獨(dú)立性以及存在信息及時交互，各區(qū)間可獨(dú)立調(diào)度或功率互濟(jì)調(diào)度，在全局功率協(xié)同控制及優(yōu)化調(diào)度上更具優(yōu)勢。

圖6 多層協(xié)同調(diào)度控制架構(gòu)Fig.6 Multi-layer cooperative scheduling control architecture

4 總結(jié)與展望

在當(dāng)前新型電力系統(tǒng)背景下，配電網(wǎng)中源網(wǎng)荷儲互動頻繁，原有配電形式無法滿足日益增長的電網(wǎng)需求，其功能特性及拓?fù)湄叫枭壐脑?。而電力電子及信息技術(shù)的不斷成熟，這一問題得到解決。本文對柔性互聯(lián)配電網(wǎng)展開研究，介紹了幾種柔性互聯(lián)設(shè)備及其組網(wǎng)形式，重點(diǎn)討論了柔性互聯(lián)配電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度問題。

同時，隨著研究的深入，柔性互聯(lián)配電網(wǎng)在今后的進(jìn)一步研究和實驗中，也有許多方面值得注意。

1）柔性互聯(lián)形式上，現(xiàn)有研究多集中于中壓配電網(wǎng)層級，而柔性互聯(lián)設(shè)備存在多電壓等級互聯(lián)特征，中低壓多層次柔性互聯(lián)等層級研究有待進(jìn)一步發(fā)展。雖然已有研究推出未來互聯(lián)互構(gòu)形式，但針對于當(dāng)前配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)向未來智能化形式過渡階段的研究尚少，其成果在電網(wǎng)整體的經(jīng)濟(jì)性與可靠性上將會有顯著影響。

2）目前柔性互聯(lián)系統(tǒng)中源網(wǎng)荷儲建模及協(xié)同控制研究處于起步階段，源荷的波動性及不確定性問題仍是多時間尺度優(yōu)化調(diào)度需要解決的關(guān)鍵問題。同時，電力電子設(shè)備與當(dāng)前調(diào)度調(diào)控手段的配合也需要進(jìn)一步考慮。

3）多層協(xié)同優(yōu)化調(diào)度是實現(xiàn)電網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行的重要手段，具有重要的現(xiàn)實意義，放眼未來，其數(shù)據(jù)收集、預(yù)測等手段可融合大數(shù)據(jù)及人工智能技術(shù)。同時綜合能源系統(tǒng)的加入勢必與柔性互聯(lián)配電網(wǎng)協(xié)同調(diào)度。此外，各調(diào)度控制指令及設(shè)備如何在控制架構(gòu)各層次調(diào)度優(yōu)化上靈活選擇切換也需要進(jìn)一步探索。