【儀表網 研發快訊】肥工業大學電氣與自動化工程學院楊曉東副教授團隊近日在雙極直流配電網運行優化研究領域取得系列進展，相關研究成果分別發表在電氣領域知名期刊《IEEE Transactions on Smart Grid》和《IEEE Transactions on Sustainable Energy》上。
雙極直流配電網采用正、負極對稱供電結構，具有承載直流負荷和分布式光伏高效、靈活接入的天然優勢。這種新型電網結構在源-荷隨機波動和多饋線并行運行條件下，極間及饋線間功率分布不均問題日益凸顯，傳統調控設備難以滿足多維度的潮流調控需求。
直流柔性軟開關拓撲
針對雙極直流配電網的調控難題，研究團隊提出了一種直流柔性軟開關(DC-SOP)拓撲結構，并引入解耦控制策略。該裝置通過多端口柔性互聯結構，實現正、負極及不同饋線之間功率交換的獨立可控。
這一設計有效解決了傳統結構中端口功率相互耦合所帶來的調控受限問題，從設備層面為極間與饋線間的精細化功率調節提供了技術支撐。傳統調控方式往往只能進行單向或局部調節，而四象限潮流調控則實現了多維功率的靈活重構。
研究團隊將DC-SOP應用于雙極直流配電網的四象限潮流調控，通過主動調節功率流向與幅值，實現功率在不同極及不同饋線之間的連續傳輸。這一突破顯著增強了復雜運行條件下的直流配電網潮流調節能力與運行適應性。
四象限潮流調控技術
基于解耦控制特性，團隊進一步開發了四象限潮流調控技術。這項技術在統一控制框架下實現了多維功率的靈活重構，為提升直流配電網運行靈活性與穩定性提供了新的技術路徑。
相較于傳統調控方式，四象限潮流調控能夠更有效地應對分布式能源波動和負荷變化帶來的挑戰。特別是在高比例新能源接入的配電網中，這項技術能夠保持電網的穩定運行，避免因功率不平衡導致的電壓波動。
該工作發表于《IEEE Transactions on Smart Grid》，合肥工業大學為第一完成單位和通訊單位，博士研究生張程嘉為論文第一作者，楊曉東為論文通訊作者。
多電壓等級調控
面對多電壓等級雙極直流配電網中電壓耦合復雜、調控需求差異化等問題，研究團隊提出了一種綜合電壓治理策略。他們構建了多電壓等級雙極直流配電網的協同電壓調控模型，通過統一描述不同電壓層級及正、負極之間的電壓耦合關系，實現跨電壓層級、跨極性的協調調節。
該模型將直流變壓器、互聯設備及分布式調節資源納入統一協調框架，明確各電壓層級與極間的調控邊界與交互機制，為多電壓等級系統下的電壓協同控制奠定了模型基礎。
研究團隊根據不同電壓層級及極間的動態分配調節裕度，有效抑制了負荷波動與新能源不平衡接入引起的多樣化電壓問題。與傳統分層、分區的獨立調節方式相比，該方法在統一協調機制下提升了系統電壓支撐能力與調節效率。
實際應用與學術成果
在實際應用方面，該團隊的研究成果已在國家電網公司多項智能電網示范工程項目中得到應用，有效提升了以新能源為主體的新型配用電系統的安全、經濟與靈活運行能力。
研究團隊持續聚焦智能配用電系統運行與控制關鍵技術研究，圍繞柔性配電系統優化運行、雙極直流配電技術等方向開展了系統性探索，已在IEEE Trans. Power Systems、IEEE Trans. Smart Grid、IEEE Trans. Sustain. Energy等國際權威期刊發表學術論文100余篇。
上述研究得到了國家自然科學基金委面上項目、聯合基金重點項目和中央高校基本科研業務費項目的資助。這些研究成果標志著我國在直流配電網運行優化研究領域邁出了重要一步。
團隊研究成果不僅在學術期刊上發表，更已融入國家電網的智能電網示范工程。當光伏與風電在各地配電網中占比日益增加時，這些技術創新正默默守護著電網的穩定運行。
從實驗室到實際工程應用，合肥工業大學研究團隊正在為新型電力系統的建設提供關鍵技術支撐，他們開發的調控技術如同電網的“智能導航系統”，讓復雜的直流配電網運行更加安全高效。
所有評論僅代表網友意見，與本站立場無關。