肥工业大学电气与自动化工程学院杨晓东副教授团队近日在双极直流配电网运行优化研究领域取得系列进展，相关研究成果分别发表在电气领域知名期刊《IEEE Transactions on Smart Grid》和《IEEE Transactions on Sustainable Energy》上。
双极直流配电网采用正、负极对称供电结构，具有承载直流负荷和分布式光伏高效、灵活接入的天然优势。这种新型电网结构在源-荷随机波动和多馈线并行运行条件下，极间及馈线间功率分布不均问题日益凸显，传统调控设备难以满足多维度的潮流调控需求。
直流柔性软开关拓扑
针对双极直流配电网的调控难题，研究团队提出了一种直流柔性软开关(DC-SOP)拓扑结构，并引入解耦控制策略。该装置通过多端口柔性互联结构，实现正、负极及不同馈线之间功率交换的独立可控。
这一设计有效解决了传统结构中端口功率相互耦合所带来的调控受限问题，从设备层面为极间与馈线间的精细化功率调节提供了技术支撑。传统调控方式往往只能进行单向或局部调节，而四象限潮流调控则实现了多维功率的灵活重构。
研究团队将DC-SOP应用于双极直流配电网的四象限潮流调控，通过主动调节功率流向与幅值，实现功率在不同极及不同馈线之间的连续传输。这一突破显著增强了复杂运行条件下的直流配电网潮流调节能力与运行适应性。
四象限潮流调控技术
基于解耦控制特性，团队进一步开发了四象限潮流调控技术。这项技术在统一控制框架下实现了多维功率的灵活重构，为提升直流配电网运行灵活性与稳定性提供了新的技术路径。
相较于传统调控方式，四象限潮流调控能够更有效地应对分布式能源波动和负荷变化带来的挑战。特别是在高比例新能源接入的配电网中，这项技术能够保持电网的稳定运行，避免因功率不平衡导致的电压波动。
该工作发表于《IEEE Transactions on Smart Grid》，合肥工业大学为第一完成单位和通讯单位，博士研究生张程嘉为论文第一作者，杨晓东为论文通讯作者。
多电压等级调控
面对多电压等级双极直流配电网中电压耦合复杂、调控需求差异化等问题，研究团队提出了一种综合电压治理策略。他们构建了多电压等级双极直流配电网的协同电压调控模型，通过统一描述不同电压层级及正、负极之间的电压耦合关系，实现跨电压层级、跨极性的协调调节。
该模型将直流变压器、互联设备及分布式调节资源纳入统一协调框架，明确各电压层级与极间的调控边界与交互机制，为多电压等级系统下的电压协同控制奠定了模型基础。
研究团队根据不同电压层级及极间的动态分配调节裕度，有效抑制了负荷波动与新能源不平衡接入引起的多样化电压问题。与传统分层、分区的独立调节方式相比，该方法在统一协调机制下提升了系统电压支撑能力与调节效率。
实际应用与学术成果
在实际应用方面，该团队的研究成果已在国家电网公司多项智能电网示范工程项目中得到应用，有效提升了以新能源为主体的新型配用电系统的安全、经济与灵活运行能力。
研究团队持续聚焦智能配用电系统运行与控制关键技术研究，围绕柔性配电系统优化运行、双极直流配电技术等方向开展了系统性探索，已在IEEE Trans. Power Systems、IEEE Trans. Smart Grid、IEEE Trans. Sustain. Energy等国际权威期刊发表学术论文100余篇。
上述研究得到了国家自然科学基金委面上项目、联合基金重点项目和中央高校基本科研业务费项目的资助。这些研究成果标志着我国在直流配电网运行优化研究领域迈出了重要一步。
团队研究成果不仅在学术期刊上发表，更已融入国家电网的智能电网示范工程。当光伏与风电在各地配电网中占比日益增加时，这些技术创新正默默守护着电网的稳定运行。
从实验室到实际工程应用，合肥工业大学研究团队正在为新型电力系统的建设提供关键技术支撑，他们开发的调控技术如同电网的“智能导航系统”，让复杂的直流配电网运行更加安全高效。
