Continuous Power Flow Considering Multiple Control Modes and Operational Constraints of High Proportion of Renewable Energy

ZHAO Jinquan; TANG Yi; DANG Jie; CUI Ting; CHEN Daojun

doi:10.7500/AEPS20231210002

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Continuous Power Flow Considering Multiple Control Modes and Operational Constraints of High Proportion of Renewable Energy

Basic Research | 更新时间：2025-06-16

- Continuous Power Flow Considering Multiple Control Modes and Operational Constraints of High Proportion of Renewable Energy
- Automation of Electric Power Systems Vol. 48, Issue 16, Pages: 123-131(2024)
- 作者机构：
  
  1.教育部海上风电技术工程研究中心(上海电力大学),上海市 200090
  2.国家电网有限公司华中分部,湖北省武汉市 430077
  3.国网湖南省电力有限公司电力科学研究院,湖南省长沙市 410208
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  State Grid Corporation of China(5100-202323008A-1-1-ZN)
- DOI：10.7500/AEPS20231210002
  CLC：
- Received：10 December 2023，
  
  Revised：2024-04-02，
  
  Published Online：15 July 2024，
  
  Published：25 August 2024
- 稿件说明：
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赵晋泉,汤奕,党杰等.计及高比例新能源多种控制方式及运行约束的连续潮流[J].电力系统自动化,2024,48(16):123-131.

ZHAO Jinquan,TANG Yi,DANG Jie,et al.Continuous Power Flow Considering Multiple Control Modes and Operational Constraints of High Proportion of Renewable Energy[J].Automation of Electric Power Systems,2024,48(16):123-131.
赵晋泉,汤奕,党杰等.计及高比例新能源多种控制方式及运行约束的连续潮流[J].电力系统自动化,2024,48(16):123-131. DOI： 10.7500/AEPS20231210002.

ZHAO Jinquan,TANG Yi,DANG Jie,et al.Continuous Power Flow Considering Multiple Control Modes and Operational Constraints of High Proportion of Renewable Energy[J].Automation of Electric Power Systems,2024,48(16):123-131. DOI： 10.7500/AEPS20231210002.

摘要

高比例新能源电网的电压稳定问题突出，连续潮流是电压稳定分析的重要工具。现有含电压源换流器(VSC)电源电网的连续潮流未充分考虑VSC的多种控制方式以及运行约束，导致电压稳定裕度计算的准确性不足。文中提出同时计及新能源并网VSC的输出电流约束和内电势约束，以及考虑构网型新能源恒电压控制、无功功率-电压下垂控制和跟网型新能源恒无功控制的连续潮流模型和计算方法，给出了由约束导致的控制方式切换逻辑和分岔点类型识别方法。通过改造的IEEE 39节点系统算例结果表明，所提模型与算法提升了传统连续潮流方法对高比例新能源电网静态电压稳定分析的适用性。

Abstract

The voltage stability problem of power grids with high proportion of renewable energy is prominent

and continuous power flow is an important tool for voltage stability analysis. The current continuous power flow of power grids with voltage source converter (VSC) power supply does not fully consider the various control modes and operational constraints of the VSC

resulting in insufficient accuracy of voltage stability margin calculation. In this paper

a continuous power flow model and calculation method considering the output current constraint and internal potential constraint of the VSC with renewable energy integration

constant voltage control and reactive power-voltage droop control of grid-forming renewable energy and constant reactive power control of grid-following renewable energy are proposed

and the switching logic of control mode and bifurcation point type identification method caused by constraints are given. The results of a case with the modified IEEE 39-bus system show that the proposed model and algorithm improve the applicability of the traditional continuous power flow method to the static voltage stability analysis of power grids with high proportion of renewable energy.

关键词

Keywords

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