Reachability Analysis of AC/DC Hybrid Distribution System Under Uncertain Disturbance

DENG Wei; DING Li; ZHUANG Ying; PEI Wei

doi:10.7500/AEPS20221020002

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Reachability Analysis of AC/DC Hybrid Distribution System Under Uncertain Disturbance

Basic Research | 更新时间：2025-06-16

- Reachability Analysis of AC/DC Hybrid Distribution System Under Uncertain Disturbance
- Automation of Electric Power Systems Vol. 47, Issue 14, Pages: 52-63(2023)
- 作者机构：
  
  1.中国科学院电工研究所，北京市 100190
  2.中国科学院大学，北京市 100049
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  National Natural Science Foundation of China(52177122);Inner Mongolia Autonomous Region Science and Technology Major Special Project(2021ZD0040)
- DOI：10.7500/AEPS20221020002
  CLC：
- Received：20 October 2022，
  
  Revised：2023-02-24，
  
  Published Online：26 June 2023，
  
  Published：25 July 2023
- 稿件说明：
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邓卫,丁立,庄莹等.不确定扰动下交直流混合配电系统的可达性分析[J].电力系统自动化,2023,47(14):52-63.

DENG Wei,DING Li,ZHUANG Ying,et al.Reachability Analysis of AC/DC Hybrid Distribution System Under Uncertain Disturbance[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(14):52-63.
邓卫,丁立,庄莹等.不确定扰动下交直流混合配电系统的可达性分析[J].电力系统自动化,2023,47(14):52-63. DOI： 10.7500/AEPS20221020002.

DENG Wei,DING Li,ZHUANG Ying,et al.Reachability Analysis of AC/DC Hybrid Distribution System Under Uncertain Disturbance[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(14):52-63. DOI： 10.7500/AEPS20221020002.

摘要

交直流混合配电系统中高比例可再生能源并网引入了强不确定性，给系统的安全运行带来巨大挑战。文中提出一种交直流混合配电系统可达性分析方法，能够有效刻画不确定性下的系统动态特性。首先，说明了可达性分析在交直流混合配电系统的适用性。接着，阐述了可达性分析的基本原理，利用齐诺多面体表征系统中不确定扰动。然后，从主站电压源型换流器（VSC）出发，到直流网络，再到从站VSC，进一步构建了交直流混合配电系统的非线性微分代数方程，及其线性化处理后的系统微分包含式，并在此基础上提出了考虑直流负荷叠加可再生能源不确定扰动下交直流混合配电系统可达性分析方法。最后，结合MATLAB/Simulink仿真验证了所述方法的有效性，能够刻画不确定性扰动下直流电压等关键状态变量随时间变化的所有运行轨迹及其边界范围。

Abstract

The strong uncertainties brought by the high proportion of grid-connected renewable energy in AC/DC hybrid distribution system will bring great challenges to the safe operation of the power system. In this paper

a reachability analysis method of the AC/DC hybrid distribution system is proposed to effectively characterize the dynamic characteristics of the system under uncertainties. First

the applicability of the reachability analysis in the AC/DC hybrid distribution system is explained

the basic principle of reachability analysis is expounded

and the uncertain disturbance in the system is characterized by Zonotopes. Then

starting from the voltage source converter (VSC) of the master station

to the DC network

and then to the slave station VSC

the nonlinear differential algebraic equations and the linearized differential inclusion of the AC/DC hybrid distribution system are further constructed. On this basis

the reachability analysis method of the AC/DC hybrid distribution system considering uncertain disturbance caused by DC load and renewable energy is proposed. Finally

the effectiveness of the proposed method is verified by MATLAB/Simulink simulation

which can characterize all the operation trajectories and boundary ranges of key state variables such as DC voltage under uncertain disturbance.

关键词

Keywords

references

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