在资源聚合和数据通信拥堵的情况下，多个分布式光伏系统参与有功功率支持

《Journal of Cyber Security and Mobility》：Multiple Distributed PVs Participating in Active Power Support Under Resource Aggregation and Data Communication Congestion

降低光伏预测误差与提升ADN稳定性的主动功率支持策略研究

　　

摘要：

为了实现配电网络的低碳运行，像光伏（PV）这样的新能源资源已被广泛整合其中。然而，这种整合对供需平衡带来了重大挑战。具体来说，光伏的发电量是随机的，导致电力波动。此外，电力数据的增加以及网络的开放性会导致网络拥堵和通信干扰。为了解决这些问题，提出了一种主动功率支持（APS）策略，并采用了以下创新措施：首先，提出了一种基于自适应变异的发电预测算法，该算法结合了多极值学习机制（ELM），以优化预测模型并提供可靠的发电量预测数据用于调节；其次，提出了一种需求驱动的路径优化方法，优先传输关键数据，确保满足调节服务需求的同时减轻拥堵；第三，设计了一种分层控制策略，利用多因素匹配和基于滑模控制器（SMC）的虚拟领导者-跟随共识算法，为光伏生成最优控制指令并抑制干扰。最后，充分的仿真表明，与现有方法相比，所提出的方法至少可以将预测误差降低10.1%，根据数据重要性和服务需求调整传输路径以减轻拥堵，并在1秒内抑制通信干扰，从而实现有效的APS。

引言

为了实现“碳中和”的目标，电力系统中可再生能源的发电比例正在逐渐增加，这导致电网结构从传统的集中式供电方式转变为多终端供电方式，并整合了分布式光伏（PV）系统。目前，分布式可再生能源主要部署在配电网络环境中，使得配电网络变得更加“活跃”（例如，图1）。关于主动配电网络（ADN）的运行和调节的研究已成为理论研究和实际应用的关键领域[1]、[2]、[3]。在ADN调节的背景下，主动功率支持（APS）发挥着至关重要的作用。它通常利用主电网的发电量来满足负荷需求，确保电力供应和负荷消耗保持平衡，从而抑制频率和电压波动。然而，一方面，用户需求的增加给主电网带来了越来越大的压力，可能导致能源供应不足；另一方面，大规模地将分布式电源整合到低压配电网络中可能会引发无法管理的扰动，导致电力短缺。因此，迫切需要开发先进的APS策略来确保系统稳定性[4]、[5]、[6]并提高电能质量[7]、[8]、[9]。图1.

ADN的简化架构。