Coordinated Configuration Strategy of Grid-forming Stations and Synchronous Condensers in Renewable Energy Base Considering Short-circuit Ratio Constraints

LIN Li; CUI Hao; XU Ning

doi:10.7500/AEPS20241120002

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Coordinated Configuration Strategy of Grid-forming Stations and Synchronous Condensers in Renewable Energy Base Considering Short-circuit Ratio Constraints

Basic Research | 更新时间：2026-02-28

- Coordinated Configuration Strategy of Grid-forming Stations and Synchronous Condensers in Renewable Energy Base Considering Short-circuit Ratio Constraints
- Automation of Electric Power Systems Vol. 49, Issue 23, Pages: 57-67(2025)
- 作者机构：
  
  新能源电力系统国家重点实验室（华北电力大学），北京市 102206
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  National Key R&D Program of China(2022YFB2402700);State Grid Corporation of China(52272222001J)
- DOI：10.7500/AEPS20241120002
  CLC：
- Received：20 November 2024，
  
  Revised：2025-01-19，
  
  Online First：14 April 2025，
  
  Published：10 December 2025
- 稿件说明：
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林俐,崔灏,徐宁.计及短路比约束的新能源基地构网型场站与调相机协调配置策略[J].电力系统自动化,2025,49(23):57-67.

LIN Li,CUI Hao,XU Ning.Coordinated Configuration Strategy of Grid-forming Stations and Synchronous Condensers in Renewable Energy Base Considering Short-circuit Ratio Constraints[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(23):57-67.
林俐,崔灏,徐宁.计及短路比约束的新能源基地构网型场站与调相机协调配置策略[J].电力系统自动化,2025,49(23):57-67. DOI： 10.7500/AEPS20241120002.

LIN Li,CUI Hao,XU Ning.Coordinated Configuration Strategy of Grid-forming Stations and Synchronous Condensers in Renewable Energy Base Considering Short-circuit Ratio Constraints[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(23):57-67. DOI： 10.7500/AEPS20241120002.

摘要

“沙戈荒”地区的新能源基地往往地理位置偏远，系统呈现低惯量、低短路比特征。为提高新能源基地的短路比，文中首先分析了基于虚拟同步发电机控制的构网型场站的控制原理，并与跟网型场站和同步发电机的支撑能力进行对比，进一步量化构网型场站的构网运行能力，分析了其运行成本。基于多馈入短路比的定义，提出了含构网型场站的新能源基地多馈入短路比计算方法，并构建了构网型场站短路比灵敏度指标，以此确定构网型场站配置的优先级顺序。进而，设计了一种计及短路比约束的构网型场站与同步调相机的协调配置策略。最后，以某缺乏同步电源支撑的实际新能源基地为算例，仿真验证了所提配置策略的有效性。

Abstract

Renewable energy bases in the Gobi Desert and other arid areas are often geographically remote

and the system is characterized by low inertia and low short-circuit ratio. To improve the short-circuit ratio of the renewable energy base

this paper first analyzes the control principle of grid-forming stations based on the virtual synchronous generator control. Compared with the support capability of the grid-following station and the synchronous generator

the grid-forming operation capability of the grid-forming station is further quantified

and the operation cost of the grid-forming station is analyzed. Based on the definition of multi-infeed short-circuit ratio

this paper proposes a method for calculating the multi-infeed short-circuit ratio of the renewable energy base containing grid-forming stations

and constructs the sensitivity index of short-circuit ratio for grid-forming stations

to determine the configuration priority order for grid-forming stations. Then

a coordinated configuration strategy of grid-forming stations and synchronous condensers is designed. Finally

an actual renewable energy base that lacks the support of the synchronous power supply is taken as a case to verify the effectiveness of the proposed configuration strategy.

关键词

Keywords

references

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