中国电力 ›› 2026, Vol. 59 ›› Issue (2): 81-89.DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202601035

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考虑电制氢辅助的配电网两阶段电压优化控制方法

李旭涛1(), 周洋2(), 常启诚3(), Alexis P.Zhao4(), 顾文波1(), 马鑫1(), 李宏强1(), 王伟杰5(), 张亚健6(), 保淑馨6()   

  1. 1. 国网宁夏电力有限公司电力科学研究院,宁夏 银川 750001
    2. 国网经济技术研究院有限公司,北京 102209
    3. 美国联邦住房贷款抵押公司,美国 弗吉尼亚州 22102
    4. 斯坦福大学 能源科学与工程系,美国,加利福尼亚州,94305
    5. 许继电气股份有限公司,河南 许昌 461000
    6. 上海大学 机电工程与自动化学院,上海 200444
  • 收稿日期:2026-01-14 修回日期:2026-02-04 发布日期:2026-03-04 出版日期:2026-02-28
  • 作者简介:
    李旭涛(1988),男,硕士,工程师,从事电力信息物理系统与氢能供应链优化控制研究,E-mail:lee_abner@126.com
    周洋(1991),女,硕士,从事电网工程经济评价研究,E-mail:1124108352@qq.com
    常启诚(1994),男,从事数据分析、统计学研究,E-mail:clemenchang94@gmail.com
    Alexis P. Zhao(1995),男,博士,从事能源系统优化运行研究,E-mail:Alexzhao@stanford.edu
    顾文波(1993),男,硕士,工程师,从事新能源并网技术研究,E-mail:930886517@qq.com
    马鑫(1994),男,硕士,工程师,从事电力系统调度优化研究,E-mail:309480591@qq.com
    李宏强(1990),男,硕士,高级工程师,从事电网安全稳定分析技术研究,E-mail:lhq1652@126.com
    王伟杰(1985),男,硕士,高级工程师,从事智能运维、新能源及氢电耦合应用技术研究,E-mail:wangweijie02@xj.cee-group.cn
    张亚健(1991),男,通信作者,博士,副教授,从事综合能源系统优化运行与控制研究,E-mail:zhang_ya_jian@shu.edu.cn
    保淑馨(2002),女,硕士研究生,从事电氢耦合优化运行研究,E-mail:bshux@foxmail.com
  • 基金资助:
    国家自然科学基金资助项目(62103254)。

Two-stage voltage optimization control method for hydrogen-production-assisted distribution networks

LI Xutao1(), ZHOU Yang2(), CHANG Qicheng3(), Alexis P. ZHAO4(), GU Wenbo1(), MA Xin1(), LI Hongqiang1(), WANG Weijie5(), ZHANG Yajian6(), BAO Shuxin6()   

  1. 1. Electric Power Research Institute of State Grid Ningxia Electric Power Co., Ltd., Yinchuan 750001, China
    2. State Grid Economic and Technological Research Institute Co., Ltd., Beijing 102209, China
    3. Federal Home Loan Mortgage Corporation, McLean Virginia 22102, America
    4. Stanford University, Department of Energy Science and Engineering, California 94305, USA
    5. Xuji Electric Co., Ltd., Xuchang 461000, China
    6. School of Mechatronics Engineering and Automation, Shanghai University, Shanghai 200444, China
  • Received:2026-01-14 Revised:2026-02-04 Online:2026-03-04 Published:2026-02-28
  • Supported by:
    This work is supported by National Natural Science Foundation of China (No.62103254).

摘要:

可再生能源在配电网的大规模应用对配电网的电压稳定性构成挑战。提出了一种考虑电制氢设备辅助的两阶段电压优化控制方法。在日前优化阶段,利用包含电制氢设备动态约束的优化模型,以最小化配电网运行损耗和电制氢成本为目标,制定全局电压调节策略。在日内实时控制阶段,采用有界自适应事件触发控制方法,通过动态调节控制指令的触发频率,以较低的电制氢设备响应频次解决短时功率波动带来的电压偏差问题。仿真算例表明,所提方法的配电网电压偏差幅度可下降10.24%,且调压成本可降低4.89%,展现出较高的电压稳定性和较好的运行经济性。

关键词: 电制氢, 配电网, 事件触发控制, 电压调节

Abstract:

The large-scale application of renewable energy in the distribution network poses a challenge to the voltage stability of the distribution network. This article proposes a two-stage voltage optimization control method considering the assistance of electric hydrogen production equipment. In the recent optimization phase, a global voltage regulation strategy was developed using an optimization model that includes dynamic constraints on hydrogen production equipment, with the goal of minimizing distribution network operating losses and hydrogen production costs. During the real-time control phase within the day, a bounded adaptive event triggered control method is adopted to dynamically adjust the triggering frequency of control instructions, in order to solve the voltage deviation problem caused by short-term power fluctuations with a lower response frequency of the hydrogen production equipment. Simulation examples show that the proposed method can reduce the voltage deviation amplitude of the distribution network by more than 10.24%, and the cost of voltage regulation can be reduced by more than 4.89%, demonstrating high voltage stability and good operational economy.

Key words: hydrogen production, distribution network, event-triggered control, voltage regulation

中图分类号: 


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