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高滲透率分布式電源接入運(yùn)行是中壓配電網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢(shì)。傳統(tǒng)基于數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制（Supervisory Control and Data Acquisition,SCADA）系統(tǒng)的集中控制模式在實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)控制和優(yōu)化的過(guò)程中需采集和處理大量信息，存在通信和計(jì)算壓力大、可靠性不高等問(wèn)題，特別是無(wú)法提供足夠的可擴(kuò)展性和即插即用性以滿(mǎn)足高滲透率分布式電源接入控制的需求。

自20世紀(jì)90年代以來(lái)，分布式優(yōu)化控制理論得到了廣泛研究，并在各個(gè)工程領(lǐng)域展開(kāi)了大量實(shí)際應(yīng)用，例如無(wú)人機(jī)編隊(duì)和機(jī)器人協(xié)同控制。常用的分布式控制算法包括任務(wù)分解法和一致性收斂算法。一致性收斂算法中的各參與對(duì)象通過(guò)局部通信網(wǎng)絡(luò)獲取自身以及鄰近對(duì)象的狀態(tài)信息來(lái)控制自身狀態(tài)的更新，使得各對(duì)象狀態(tài)最終收斂至一致，應(yīng)用一致性收斂算法的分布式控制也被稱(chēng)為分布式協(xié)同控制。

• 有學(xué)者系統(tǒng)性地研究了帶有通信時(shí)延、切換拓?fù)?、牽制控制和量化?shù)據(jù)情況下的多智能體系統(tǒng)漸近時(shí)間一致性問(wèn)題。
• 有學(xué)者提出了線(xiàn)性和非線(xiàn)性分布式協(xié)調(diào)控制器，使得多智能體系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)加權(quán)平均一致性，并證明了網(wǎng)絡(luò)的連通性是系統(tǒng)達(dá)到一致的關(guān)鍵。
• 有學(xué)者說(shuō)明了基于一致性協(xié)議的分布式協(xié)同控制算法可利用有限信息使各分布式發(fā)電單元收斂到同一狀態(tài)值，且具有即插即用和可擴(kuò)展性。

為應(yīng)對(duì)分布式電源接入日益增多的局面，分布式控制在電力系統(tǒng)中也逐漸得到關(guān)注，主要集中于電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度、虛擬發(fā)電廠(chǎng)功率控制及微電網(wǎng)頻頻率控制等方面，在配電網(wǎng)電能質(zhì)量控制中的應(yīng)用較少涉及。

• 針對(duì)中低壓配電網(wǎng)的電壓控制，有學(xué)者研究了通過(guò)調(diào)整光伏并網(wǎng)有功出力進(jìn)行電壓控制的策略，以解決下垂控制在孤島運(yùn)行時(shí)的有差調(diào)節(jié)問(wèn)題，但該控制策略將影響并網(wǎng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行情況下功率控制效果。
• 有學(xué)者分別提出了針對(duì)低壓微網(wǎng)節(jié)點(diǎn)電壓控制的新型下垂控制方法，并采用基于坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)的虛擬功率控制策略實(shí)現(xiàn)了功率的解耦控制，但這些方法均屬本地分散式控制，僅利用局部信息時(shí)控制效果欠佳。
• 有學(xué)者進(jìn)行了基于分布式電源（Distributed Generations, DG）合作的控制方法應(yīng)用，闡述了通過(guò)合作式控制實(shí)現(xiàn)DG設(shè)定目標(biāo)的機(jī)理，但其實(shí)現(xiàn)方式為分層控制，不屬于完全意義上的分布式控制。
• 有學(xué)者提出了分組合作式的分布式優(yōu)化方法，以解決微網(wǎng)中DG最優(yōu)出力問(wèn)題，并通過(guò)調(diào)節(jié)DG無(wú)功出力來(lái)控制節(jié)點(diǎn)電壓。但領(lǐng)導(dǎo)者節(jié)點(diǎn)在傳遞一致性變量的同時(shí)，也需傳遞一致性變量的變化量參考值，不符合一致性算法的原理和分布式控制的要求。
• 有學(xué)者提出基于目標(biāo)函數(shù)梯度信息的分組分布式優(yōu)化策略，通過(guò)調(diào)節(jié)微網(wǎng)中DG的無(wú)功出力實(shí)現(xiàn)對(duì)節(jié)點(diǎn)電壓的控制，但未給出梯度增益系數(shù)的整定方法，且還需傳遞一致性變量的變化量參考值。

中低壓配電網(wǎng)的一個(gè)顯著特征是線(xiàn)路R/X較高。文獻(xiàn)[21]指出，對(duì)于R/X較大的系統(tǒng)，節(jié)點(diǎn)電壓對(duì)節(jié)點(diǎn)注入有功功率的靈敏度將大于節(jié)點(diǎn)電壓對(duì)注入無(wú)功功率的靈敏度。在線(xiàn)路R/X較高的情況下，無(wú)功調(diào)節(jié)對(duì)節(jié)點(diǎn)電壓的影響甚微，且無(wú)功調(diào)節(jié)可能造成網(wǎng)損的增加。此時(shí)采用有功功率進(jìn)行節(jié)點(diǎn)電壓控制才可獲得較好的控制效果。

武漢大學(xué)電氣與自動(dòng)化學(xué)院的研究人員樂(lè)健、王曹、李星銳、周謙，在2019年第23期《電工技術(shù)學(xué)報(bào)》上撰文提出了基于分布式電源分組合作的思路，采用分布式控制模式實(shí)現(xiàn)了中壓配電網(wǎng)多目標(biāo)優(yōu)化控制。首先給出了配電網(wǎng)多目標(biāo)分布式優(yōu)化控制的系統(tǒng)框架，針對(duì)中壓配電網(wǎng)R/X較大的實(shí)際，提出調(diào)節(jié)分布式電源有功出力來(lái)控制節(jié)點(diǎn)電壓的方法。以功率利用率為一致性變量，給出了分組實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)電壓控制、配電網(wǎng)有功和無(wú)功功率控制的分布式優(yōu)化控制算法，并對(duì)算法參數(shù)進(jìn)行了整定。通過(guò)IEEE33節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)的算例驗(yàn)證了本文方法的正確性和有效性。

仿真結(jié)果表明，該算法不僅可控制若干重要節(jié)點(diǎn)的電壓，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)全局電壓良好的分布，同時(shí)還可實(shí)現(xiàn)有功、無(wú)功功率的控制，使得配電網(wǎng)與上級(jí)電網(wǎng)交換的有功和無(wú)功功率保持為設(shè)定值，在負(fù)荷突變時(shí)本文算法也具有良好的收斂性能，具有較強(qiáng)的魯棒性。

圖1 基于DG分組的配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)

圖2 多目標(biāo)分布式優(yōu)化控制算法流程