近日，天津大学电气自动化与信息工程学院两篇论文入选能源领域顶会IEEE PESGM 2022最佳论文(Best Conference Paper)，分别为江晓东教授指导的学术论文《Toward Characterization of the Feasible Region of Unbalanced Distribution Systems(考虑三相不平衡的配电系统可行域刻画)》以及肖峻教授指导的学术论文《New Images of Map for Distribution System Security Region(配电系统安全域图谱的新图像)》。
国际电气与电子工程师协会（IEEE）电力与能源协会学术年会（Power & Energy Society General Meeting）是全球最具影响力的电力行业旗舰会议，每年在北美地区召开一次，是全球电力和能源学者、工程师云集的高水平学术论坛。经过严格的评审过程，每年只有不到2%的录用论文被评为最佳会议论文。
论文《Toward Characterization of the Feasible Region of Unbalanced Distribution Systems》第一作者为我院硕士生胡培洁，通讯作者为江晓东教授。
主动配电网引入了大量的分布式电源和柔性负荷，其安全运行及电能质量问题备受关注，尤其是低压配电网，需要针对其不平衡运行进行静态安全分析。该获奖论文填补了目前对考虑三相不平衡的配电系统可行域精确定义和完整表征的缺陷，实现了考虑三相不平衡的配电系统可行域FR-UD(Feasible Region of Unbalanced Distribution Systems)的完整刻画。
该论文基于广泛的非线性不平衡系统模型，通过严格的数学推导证明了三相可行域与商梯度动力学系统常规稳定平衡流形的一一对应关系(图1)，并开发了具备全局收敛特性的刻画方法来鲁棒、完整的刻画三相可行域。进一步，论文针对不平衡运行约束、分布式电源及柔性负荷对三相可行域的影响进行了充分的分析(图2)。
图1 考虑三相不平衡的配电系统可行域完整刻画机理
图2 不平衡运行约束、分布式电源及柔性负荷对三相可行域的影响
论文《New Images of Map for Distribution System Security Region》第一作者为我院肖峻教授，通讯作者为博士生焦衡。工作获得了国家自然科学基金、智能电网教育部重点实验室的支持。
刻画满足安全性要求的系统运行允许范围是研究一个系统最基本的问题。2012年，肖峻教授提出了配电系统安全域(Distribution System Security Region，DSSR)的概念，通过10年的持续研究，建立了较为完整的理论体系，填补了配电系统这一基础科学问题的空白。
DSSR在状态空间中是一个超多面体，二维图像是研究其形状特征及面向实际应用的最常用手段，所有可能出现的图像被归纳成DSSR图谱。该获奖论文观测到了现有图谱外的新图像，并解释其形成机理。论文指出，新图像来自复杂凹域。复杂凹域是多备用多分段网络结构形成的，可凸分解为两部分：备用域和分配域(图1)。其中，备用域是该文作者于2020年发现的简单凹域，分配域是本次新发现的域空间。进一步，该文通过切割复杂凹域直观地解释了新图像的形成机理(图2)。
该文工作是DSSR图谱的重要补充，让人们较完整地认识了DSSR的形状特征及形成机理，是DSSR理论的基础工作。
图1 复杂凹域的形成机理及特征
图2 切割复杂凹域解释新图像的形成机理
