Large-signal Stability Analysis for AC/DC Power Distribution Systems Under Voltage Sag

XING Tianyi; PENG Ke; ZHAO Xueshen; NIU Meng; YAN Chuyang; DU Jiazhi

doi:10.7500/AEPS20251102010

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Large-signal Stability Analysis for AC/DC Power Distribution Systems Under Voltage Sag

Basic Research | 更新时间：2026-09-01

- Large-signal Stability Analysis for AC/DC Power Distribution Systems Under Voltage Sag
- Automation of Electric Power Systems Vol. 50, Issue 17, Pages: 219-227(2026)
- 作者机构：
  
  1.山东省新型配用电技术与装备重点实验室（山东理工大学），山东省淄博市 255000
  2.山东理工大学电气与电子工程学院，山东省淄博市 255000
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  National Natural Science Foundation of China(52407121);Shandong Provincial Natural Science Foundation of China(ZR2023ME034)
- DOI：10.7500/AEPS20251102010
  CLC：
- Received：02 November 2025，
  
  Revised：2026-04-20，
  
  Online First：06 August 2026，
  
  Published：10 September 2026
- 稿件说明：
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邢天毅,彭克,赵学深等.电压暂降下交直流配电系统的大信号稳定性分析[J].电力系统自动化,2026,50(17):219-227.

XING Tianyi,PENG Ke,ZHAO Xueshen,et al.Large-signal Stability Analysis for AC/DC Power Distribution Systems Under Voltage Sag[J].Automation of Electric Power Systems,2026,50(17):219-227.
邢天毅,彭克,赵学深等.电压暂降下交直流配电系统的大信号稳定性分析[J].电力系统自动化,2026,50(17):219-227. DOI： 10.7500/AEPS20251102010.

XING Tianyi,PENG Ke,ZHAO Xueshen,et al.Large-signal Stability Analysis for AC/DC Power Distribution Systems Under Voltage Sag[J].Automation of Electric Power Systems,2026,50(17):219-227. DOI： 10.7500/AEPS20251102010.

摘要

交直流配电系统作为交流系统向直流系统的过渡形态，兼具交流系统和直流系统的优势，是实现双碳目标的重要组成部分。然而，电网电压暂降（GVS）是典型的大扰动场景，无法通过小信号方法分析交直流配电系统在GVS下的稳定运行机理。为此，文中采用混合势函数理论研究了交直流配电系统在GVS下的稳定性判据，并通过稳定域的形式验证了GVS下影响系统稳定性的关键参数。首先，建立了关于交直流配电系统的混合势函数。在此基础上，提出了交直流配电系统在GVS下的大信号稳定性判据(LSSC)。然后，基于LSSC提出了一种在电压暂降条件下的稳定域分析方法，研究了电压暂降下系统参数变化对稳定域和系统动态性能的影响规律。最后，基于软件仿真模拟与硬件在环实验，对理论分析进行了验证。

Abstract

AC/DC power distribution systems

serving as a transitional form from AC systems to DC systems

combine the advantages of both AC and DC systems

constituting a vital component in achieving the goals of carbon emission peak and carbon neutrality. However

grid voltage sag (GVS) represents a typical large-disturbance scenario

in which the stable operation mechanism of AC/DC power distribution systems under GVS cannot be analyzed using small-signal methods. To address this

this paper employs the mixed potential function (MPF) theory to investigate the stability criterion for AC/DC power distribution systems under GVS and verifies key parameters affecting system stability under GVS through the form of stability domains. Firstly

the MPF for the AC/DC power distribution systems is established. Based on this

a large-signal stability criterion (LSSC) for AC/DC power distribution systems under GVS is proposed. Subsequently

based on LSSC

a stability region analysis method under voltage sag conditions is introduced. This method is used to study the influence law of system parameter variations under voltage sags on the stability region and the system dynamic performance. Finally

the theoretical analysis is validated through software simulation and hardware-in-the-loop experiments

关键词

Keywords

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