Small-signal Equivalent Modeling Method for Multiple Distributed Renewable Energy Clusters Under Complex Network

WU Linlin; SU Tianyu; BU Haitang; DONG Wenkai; XIE Xiaorong; WANG Xiao

doi:10.7500/AEPS20240515021

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Small-signal Equivalent Modeling Method for Multiple Distributed Renewable Energy Clusters Under Complex Network

Basic Research | 更新时间：2025-07-04

- Small-signal Equivalent Modeling Method for Multiple Distributed Renewable Energy Clusters Under Complex Network
- Automation of Electric Power Systems Vol. 49, Issue 12, Pages: 69-78(2025)
- 作者机构：
  
  1.华北电力科学研究院有限责任公司，北京市 100045
  2.北方多伦新能源有限责任公司，内蒙古自治区锡林郭勒盟 027200
  3.新型电力系统运行与控制全国重点实验室（清华大学），北京市 100084
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  North China Electric Power Research Institute Co., Ltd(KJJ2022091);National Natural Science Foundation of China(U22B20100)
- DOI：10.7500/AEPS20240515021
  CLC：
- Received：15 May 2024，
  
  Revised：2024-10-14，
  
  Published Online：06 May 2025，
  
  Published：25 June 2025
- 稿件说明：
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吴林林,苏田宇,卜海棠等.复杂网络下多分布式新能源集群小信号等值建模方法[J].电力系统自动化,2025,49(12):69-78.

WU Linlin,SU Tianyu,BU Haitang,et al.Small-signal Equivalent Modeling Method for Multiple Distributed Renewable Energy Clusters Under Complex Network[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(12):69-78.
吴林林,苏田宇,卜海棠等.复杂网络下多分布式新能源集群小信号等值建模方法[J].电力系统自动化,2025,49(12):69-78. DOI： 10.7500/AEPS20240515021.

WU Linlin,SU Tianyu,BU Haitang,et al.Small-signal Equivalent Modeling Method for Multiple Distributed Renewable Energy Clusters Under Complex Network[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(12):69-78. DOI： 10.7500/AEPS20240515021.

摘要

分布式新能源与外部电网的动态耦合易对系统小干扰稳定造成不利影响。但是，当前面向多分布式新能源集群的小信号等值建模研究较少，复杂系统稳定分析计算量大、效率低。针对该问题，文中首先通过将新能源机组和负荷等设备导纳模型与电网节点阻抗矩阵联立，构建了多分布式新能源集群接入系统导纳模型。然后，考虑复杂网络拓扑，根据动态耦合强度对新能源机组进行聚类分群，并基于各机群内机组和电网导纳/阻抗矩阵的相似变换，将各机群聚合为一台机组，得到系统小信号等值表示形式；所得等值模型可有效降低系统稳定分析计算量，且在工况变化时易于重构。最后，通过算例仿真验证了所提方法的有效性。

Abstract

Dynamic coupling between the distributed renewable energy and the external grid may adversely affect the small-signal stability of the system. However

at present

the study on small-signal equivalent modeling of multiple distributed renewable energy clusters (DRECs) is deficient

and the stability analysis of complex system is computation-intensive and inefficient. Focused on this problem

the admittance model of multiple DRECs integrated system is firstly built by combining the admittance model of renewable energy generators

loads and other devices with the node impedance matrix of the grid. Secondly

considering complex network topology

the renewable energy generators are divided into several groups based on the strength of dynamic coupling. Via the similar transformation on admittance/impedance matrices of the generators and the grid

each group is aggregated into a single generator. Hence

small-signal equivalent representation of the system is obtained. The obtained equivalent model effectively reduces the calculation amount of stability analysis of the system and is easy to reconstruct when the working condition changes. Finally

the effectiveness of the proposed method is verified via case studies.

关键词

Keywords

references

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