Continuation Power Flow Calculation for DC Distribution Network Considering Control and Capacity Constraints of DC Transformer

XU Xiaolong; WANG Qianggang; ZHOU Yiyao; LIAO Jianquan; ZHANG Xuefei; ZHOU Niancheng

doi:10.7500/AEPS20240921001

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Continuation Power Flow Calculation for DC Distribution Network Considering Control and Capacity Constraints of DC Transformer

Basic Research | 更新时间：2025-07-14

- Continuation Power Flow Calculation for DC Distribution Network Considering Control and Capacity Constraints of DC Transformer
- Automation of Electric Power Systems Vol. 49, Issue 13, Pages: 83-92(2025)
- 作者机构：
  
  1.输变电装备技术全国重点实验室（重庆大学），重庆市 400044
  2.四川大学电气工程学院，四川省成都市 610065
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  National Natural Science Foundation of China(52077017)
- DOI：10.7500/AEPS20240921001
  CLC：
- Received：21 September 2024，
  
  Revised：2024-12-21，
  
  Published：10 July 2025
- 稿件说明：
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许晓龙,王强钢,周亦尧等.考虑直流变压器控制与容量约束的直流配电网连续潮流计算[J].电力系统自动化,2025,49(13):83-92.

XU Xiaolong,WANG Qianggang,ZHOU Yiyao,et al.Continuation Power Flow Calculation for DC Distribution Network Considering Control and Capacity Constraints of DC Transformer[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(13):83-92.
许晓龙,王强钢,周亦尧等.考虑直流变压器控制与容量约束的直流配电网连续潮流计算[J].电力系统自动化,2025,49(13):83-92. DOI： 10.7500/AEPS20240921001.

XU Xiaolong,WANG Qianggang,ZHOU Yiyao,et al.Continuation Power Flow Calculation for DC Distribution Network Considering Control and Capacity Constraints of DC Transformer[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(13):83-92. DOI： 10.7500/AEPS20240921001.

摘要

连续潮流是评估电力系统静态电压稳定性的重要工具之一。现有针对多电压等级直流配电网的连续潮流方法未充分考虑直流变压器（DCT）的控制及容量约束，影响计算结果的精确性。针对双有源桥型DCT，文中提出了一种考虑DCT控制和容量约束的直流配电网连续潮流计算方法。首先，通过引入虚拟节点，结合DCT外特性方程建立了不同控制方式下的DCT稳态模型。分析了不同控制方式下DCT移相比与副边负载功率的关系，为连续潮流计算中DCT约束触发后的数学模型转换提供依据。在此基础上，建立了考虑DCT控制和容量约束的连续潮流模型，并提出了由DCT控制和容量约束导致的分岔点及其诱导原因的识别判据。所提方法的有效性在修改后的PG&E 69节点测试系统中得到了验证。

Abstract

Continuation power flow (CPF) is one of the important tools for assessing the static voltage stability of power systems. The existing CPF methods for multi-voltage-level DC distribution networks do not adequately consider the control and capacity constraints of DC transformers (DCTs)

affecting the accuracy of calculation results. This paper proposes a CPF calculation method for DC distribution networks that incorporates the control and capacity constraints of dual active bridge (DAB)-based DCTs. First

by introducing virtual nodes and combining the external characteristic equations of DCTs

a steady-state model of DCTs in various control modes is established. The relationship between the phase-shift ratio of the DCT and the secondary-side load power in various control modes is analyzed

which provides a basis for mathematical model transitions when DCT constraints are triggered during CPF calculation. On this basis

a CPF model considering the control and capacity constraints of DCT is developed

and criteria are proposed to identify the bifurcation points caused by DCT control and capacity constraints as well as their inducing factors. The effectiveness of the proposed method is validated by using the modified PG&E 69-bus test system.

关键词

Keywords

references

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