基于SoC FPGA硬件并行化計算的配電網電壓控制技術

黨皓天， 劉東， 陳飛， 趙現平， 劉斯揚， 王宏宇

(1. 上海交通大學電子信息與電氣工程學院，上海 200240；2. 云南電網有限責任公司，云南 昆明 650011；3. 江蘇金智科技股份有限公司，江蘇 南京 211106)

0 引言

電壓越限問題是影響配電網電能質量的關鍵問題。在低碳背景下，越來越多的分布式電源(distributed generator,DG)接入配電網。相比于傳統配電網，高DG滲透率下的配電網電壓具有更大的波動性[1—3]，這對配電網電壓的控制實時性提出了更高要求，IEEE 1547標準對電壓越限時間作出了明確限制[4]。

DG自身也是一類可調資源[5—7]，如何充分利用包含DG在內的可調設備是配電網電壓調節的關鍵。然而，不同可調設備的電氣特性不同[8]，對不同設備的協同處理極大提高了電壓調節的計算難度。另外，隨著可調設備接入數量的增加，電壓調節所需求解的變量個數也隨之增多，傳統中心集中式計算方式所需的求解時間大幅增加，這與電壓控制所要求的實時性相互矛盾。因此，電壓控制正在向邊緣計算發展，在邊緣節點對其負責的附近區域內的可調設備出力進行計算，既能減少求解變量的數量，又能降低網絡傳輸的時延。

目前，含多種DG的配電網電壓控制方式主要分為2類。第一類為電壓分區控制方式。該方式一般利用相應規則對系統節點進行區域劃分，若某節點電壓越限，則由區域內的可調設備調整出力使電壓恢復正常[9]，一般適用于規模較大、無功設備充足的配電網。分區劃分依據是研究重點，文獻[10—12]針對不同場景提出了不同的分區劃分依據，取得了較好的應用效果。……