Stable Operation Capability Evaluation for Renewable Energy Station with Grid-forming Power Sources

MA Zihan; HUANG Meng; FU Xikun; JIA Yichao; WANG Biyang; ZHA Xiaoming

doi:10.7500/AEPS20231130008

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Stable Operation Capability Evaluation for Renewable Energy Station with Grid-forming Power Sources

Grid-forming Technology | 更新时间：2025-06-16

- Stable Operation Capability Evaluation for Renewable Energy Station with Grid-forming Power Sources
- Automation of Electric Power Systems Vol. 49, Issue 1, Pages: 38-46(2025)
- 作者机构：
  
  1.综合能源电力装备及系统安全湖北省重点实验室，湖北省武汉市 430072
  2.武汉大学电气与自动化学院，湖北省武汉市 430072
  3.中国电力科学研究院有限公司（南京），江苏省南京市 210003
  4.国网陕西省电力有限公司，陕西省西安市 710048
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  State Grid Corporation of China(4000-202355078A-1-1-ZN)
- DOI：10.7500/AEPS20231130008
  CLC：
- Received：30 November 2023，
  
  Revised：2024-04-19，
  
  Published Online：05 June 2024，
  
  Published：10 January 2025
- 稿件说明：
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马子涵,黄萌,付熙坤等.构网型电源接入下新能源场站的稳定运行能力评估[J].电力系统自动化,2025,49(1):38-46.

MA Zihan,HUANG Meng,FU Xikun,et al.Stable Operation Capability Evaluation for Renewable Energy Station with Grid-forming Power Sources[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(1):38-46.
马子涵,黄萌,付熙坤等.构网型电源接入下新能源场站的稳定运行能力评估[J].电力系统自动化,2025,49(1):38-46. DOI： 10.7500/AEPS20231130008.

MA Zihan,HUANG Meng,FU Xikun,et al.Stable Operation Capability Evaluation for Renewable Energy Station with Grid-forming Power Sources[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(1):38-46. DOI： 10.7500/AEPS20231130008.

摘要

目前，新能源场站的短路比未考虑构网型电源的电压支撑作用，临界短路比也忽略了功角稳定约束，这导致无法应用它们准确评估弱电网下新能源场站的稳定运行能力。面对上述问题，首先，在电压稳定和功角稳定约束下计算跟网型场站的短路比和临界短路比指标，通过比较两个指标的大小关系评估跟网型场站的稳定运行能力。在此基础上，通过临界短路比的变化来量化构网型电源接入后跟网型场站的稳定运行能力变化，从而验证构网型电源提升稳定运行能力的作用。最后，通过单跟网型、跟网型和构网型电源接入并网系统的仿真算例，验证所提稳定运行能力评估方法的有效性。

Abstract

The short-circuit ratio (SCR) of renewable energy stations does not take into account the voltage support of the grid-forming power sources

and the critical short-circuit ratio (CSCR) also ignores the power-angle stability constraints

which makes it impossible for them to accurately evaluate the stable operation capability of renewable energy stations in the weak grid. Facing these problems

first

under the constraints of voltage stability and power-angle stability

the SCR and CSCR indicators of grid-following stations are calculated. By comparing the SCR and the CSCR

the stable operation capability of grid-following stations can be evaluated. On this basis

the changes in CSCR quantifies the changes of the stable operation capability of grid-following stations after the grid-forming power source accesses. Thus

the role of grid-forming power source in enhancing the stable operation capability is verified. Finally

through simulation cases of a single grid-following power source

grid-following and grid-forming power sources connected to grid-connected systems

the effectiveness of the proposed stable operation capability evaluation method is verified.

关键词

Keywords

references

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