1. 研究目的与意义
随着全球气候变暖、能源危机日益严峻，可再生能源的发展已成为必须的趋势。规模化分布式电源的接入对电网的可靠安全运行提出了挑战，电网公司将面对大量井喷式、小容量、分散化的分布式电源接入。这将对局域电网的安全稳定以及经济运行产生重大影响： (1)电压质量的影响。光伏发电功率受天气状况影响很大,间歇式分布式电源规模化接入后波动的有功出力影响到电网功率平衡特性，造成电网母线电压大幅波动。 (2)功率特性的影响。高密度分布式电源接入配电网后影响传统配电网的负荷曲线，电力电量平衡在多电源网络下变得尤其复杂。(3)投资效益风险。当前电网公司采取全额消纳的方针，分布式电源分散接入、分散管理，电力公司通常采取对现有电网进行优化、加强和扩建的手段，以提高光伏接纳能力。在大规模分布式电源集中接入地区，为保证电网安全运行而被动地弃光、弃风影响了投资收益，降低用户经济收益。 (4)电能质量等其它影响。逆变型电源是无旋转的静止元件，通过变流器并网，逆变器抗扰动和过负荷能力相对较差，并网点电压不平衡，分布式电源大规模接入配电网，可能对电网的安全运行以及分布式电源发电经济效益造成较大影响，无法达到全社会资源效益最大化。为推动分布式电源发展，保证全网的安全运行，提高用户体验，促进电力市场交易，必须对分布式电源进行有效管控，对分布式电源进行运行监视调度。对分布式电源进行运行调度，一方面可以降低安全稳定风险，减少配电网管理成本，另一方面，可以减少分布式电源弃风、弃光概率，增加分布式电源项目经济性。集群技术最初应用于大规模海上风电场集群并网控制，已经逐步拓展到分布式光伏、燃气轮机等多类型分布式电源领域。
2. 课题关键问题和重难点
（1）分布式电源区域集群在高渗透率接入情况下的运行特性与划分方法研究
分布式电源的多机出力综合运行特性机制面临很多困难，需要考虑分布式电源集群的多分布点、多时段、跨空间区域的变化特性，需要明确不同集群特性和配电网多运行状态相互作用的复杂机制。
（2）高渗透率接入情况下优化控制技术研究
3. 国内外研究现状（文献综述）
就高渗透情况下分布式电源区域集群运行与划分方法这一课题的相关内容，国内外研究水平分别综述如下：
文献[1] 探索了一种新型的间歇式电源运行模式与控制方法。基于已有的预测控制技术，分析了大规模间歇式电源集群协调控制的可行性。为达到接近于常规电源调控特性的目标，指出了集群协调控制在有功功率控制、无功电压控制、安全稳定控制方面应具备的基本功能，提出了集群协调控制的基本原则，并在此基础上全面阐述了在制定集群协调控制策略时的基本出发点。设计了间歇式电源集群协调控制平台的整体功能结构，提出了分层分区控制体系。
文献[2]探究了无功电压控制研究中的系统分区是一个非线性的大规模组合优化问题, 使用常规方法常难以得到理想的结果。运用模糊聚类分析法将系统分区，并基于电压幅值对无功功率的灵敏度定义了电力系统各节点间的电气距离，对待分类对象的全体作适当的标定，运用传递闭包法求出动态分类，通过计算最后得出最优分类。该方法所占内存小，计算速度快。经IEEE 39节点测试系统对该方法进行了验证，证明了该方法有效可行。
4. 研究方案
（1）查阅文献，深入了解分布式电源高渗透配电网集群的研究现状，对研究现状形成文字材料，并建立基于空间区域分布式电源集群控制的划分方法。
（2）研究面向多时间尺度控制需求的分布式电源集群动态划分方法。
（3）利用MATLAB软件对分布式电源集群划分进行仿真验证。
5. 工作计划
（1）第1-2周：先完成外文翻译，然后查阅文献，积累关于分布式电源配电网集群的相关知识，深入了解本课题研究现状，阅读并理解以下文献：[1] 薛峰，常康，汪宁渤. 大规模间歇式能源发电并网集群协调控制框架[J]. 电力系统自动化. 2011(22): 45-53. [2] 郭崇峰，薛文鑫，张羽. 基于电气距离的复杂电网关键节点识别[J]. 通讯世界. 2022(11): 138.
（2）第3周：撰写开题报告，建立基于空间区域分布的集群控制划分方法。阅读文献[3] 潘高峰，王星华，彭显刚，等. 基于社团结构理论的电网无功分区及主导节点选择方法研究[J]. 电力系统保护与控制. 2013(22): 32-37. [4] 田柳，狄增如，姚虹. 权重分布对加权网络效率的影响[J]. 物理学报. 2011(02): 803-808. [5]杨秀媛, 董征, 唐宝, 等. 基于模糊聚类分析的无功电压控制分区[J]. 中国电机工程学报, 2006, 26(22): 6-10.
（3）第4-5周：研究面向多时间尺度控制需求的分布式电源集群动态划分方法。
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