华北电力大学陈艳波教授团队提出一种内嵌数据驱动的三相不平衡有源配电网两阶段动态最优潮流调度方法

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导语

随着大规模分布式光伏和电动汽车的接入，有源配电网面临的电压越限、网损增加及三相不平衡等多重运行挑战日益凸显。传统数学规划方法因计算复杂度高难以支持在线决策，而深度强化学习算法在多时间尺度主动管理设备调节方面存在局限性。

华北电力大学新能源电力系统全国重点实验室的陈艳波、田昊欣、强涂奔等研究者，在2026年第9期《电工技术学报》上撰文，提出一种内嵌数据驱动的三相不平衡有源配电网两阶段动态最优潮流调度方法，通过结合物理机理建模与数据驱动学习的优势，实现对多类型调节资源的精细化协调控制。

研究背景

在能源转型与新型电力系统建设背景下，配电网逐步演变为支撑可再生能源消纳的关键环节。分布式光伏（DPV）和电动汽车（EV）的大规模接入推动了配电网从单向辐射到双向互动的结构性变革，引发了节点电压越限、网络损耗增加及三相电压不平衡等技术挑战，亟须研究适应有源配电网特征的运行方式调整策略，以确保其安全、稳定和高效运行。

论文所解决的问题及意义

该文针对高比例分布式光伏和电动汽车接入导致的三相不平衡有源配电网电压越限、网损增加等问题，提出一种“日前-日内”两阶段动态最优潮流（DOPF）调度方法。

日前阶段采用混合整数二阶锥规划（MISOCP）确定分组投切电容器组（CB）、有载调压变压器（OLTC）等慢速离散设备的挡位，日内阶段将问题转化为马尔可夫决策过程（MDP），并设计融合专家知识（EK）与层次化奖励重塑（HRS）的改进近端策略优化（I-PPO）算法，实现对DPV、EV、储能系统（ESS）、静止无功补偿器（SVC）等快速连续设备的在线调控。

该方法兼顾物理机理与数据驱动优势，有效降低了计算复杂度与决策时间，同时确保三相电压不平衡度满足国标要求，为高比例可再生能源接入下配电网的安全、经济、高效运行提供了可行的在线优化调度方案。

论文方法及创新点

1、同时考虑相间耦合和时间耦合关系的三相不平衡有源配电网DOPF模型

在日前优化阶段，计及相间耦合和时间耦合关系，通过采用lift-and-project松弛方式的MISOCP，确定OLTC、CB等慢速离散调节设备的挡位。图1给出了OLTC和CB的日前优化调度结果，由此验证通过OLTC电压比调节与CB离散无功功率补偿，有助于降低网络有功功率损耗，缓解电压越限问题。

图1 OLTC和CB的日前优化调度结果

2、综合考虑主动管理（AM）与需求响应（DR）约束，实现有源配电网调压降损协同优化

在日内优化阶段，通过综合考虑AM与DR约束，实现了有源配电网调压降损协同优化。图2展示了三相电压不平衡度优化后结果，可以看出采用AM和DR约束后，配电网各节点三相电压不平衡度满足国标2%的限值要求。

图2 三相电压不平衡度优化后结果

3、PPO算法改进

提出基于EK和HRS机制的I-PPO算法，对快速连续调节设备进行在线调控。图3展示了不同深度强化学习算法下训练过程奖励曲线，可以看出I-PPO算法融合了EK-PPO算法与HRS-PPO算法的优势，利用EK强化智能体对三相电压不平衡度约束的执行能力，引导其减少DPV有功削减，同时借助HRS机制优化奖励函数，综合评估智能体的实时与最终性能，对满足系统安全运行约束的行为给予正向激励，计算性能最佳。

图3 不同深度强化学习算法下训练过程奖励曲线

结论

1）在日前优化阶段，计及相间耦合和时间耦合关系，通过采用lift-and-project松弛方式的MISOCP，确定CB、OLTC等慢速离散调节设备的挡位。算例分析表明，本文所提方法的拟合误差与松弛偏差度均小于10−3，相较传统方法提高了计算精度。

2）在日内优化阶段，将DOPF问题转换为MDP，基于I-PPO算法对DPV、EV、ESS、SVC等快速连续调节设备进行在线调控。通过综合考虑AM与DR约束，实现了有源配电网调压降损协同优化，并确保三相电压不平衡度满足国标2%的限值要求。

3）本文所提I-PPO算法，一方面通过引入EK，不仅增强了三相电压不平衡度约束的执行能力，还有效地引导智能体减少了DPV有功削减；另一方面，采用动态耦合即时奖励与长期性能指标的HRS机制，以适应日前-日内两阶段多时间尺度的调度需求。算例分析表明，该算法可以兼顾求解效率和精度，具备更优的计算性能。

团队介绍

陈艳波教授团队长期从事新型电力系统稳定性分析与控制、新能源电力系统优化调度、综合能源系统、能源交通融合等技术研究。

陈艳波

博士，教授，博士生导师，研究方向为新能源电力系统优化与分析。

田昊欣

博士，研究方向为新能源电力系统规划和运行、能源与交通融合。

强涂奔

硕士，研究方向为电力系统负荷恢复与韧性提升。

张智

博士，讲师，研究方向为新能源电力系统风险调控与规划。

本工作成果发表在2026年第9期《电工技术学报》，论文标题为"内嵌数据驱动的三相不平衡有源配电网两阶段动态最优潮流调度方法"。本课题为国家自然科学基金和国家资助博士后研究人员计划资助项目。

引用本文

陈艳波, 田昊欣, 强涂奔, 张智. 内嵌数据驱动的三相不平衡有源配电网两阶段动态最优潮流调度方法[J]. 电工技术学报, 2026, 41(9): 3005-3021. Chen Yanbo, Tian Haoxin, Qiang Tuben, Zhang Zhi. A Two-Stage Dynamic Optimal Power Flow Dispatch Method for Three-Phase Unbalanced Active Distribution Networks Incorporating Data-Driven Approaches. Transactions of China Electrotechnical Society, 2026, 41(9): 3005-3021.