基于单端口耦合等值的配电网静态电压稳定指标分析及应用

吴志; 李广焕; 张小平; 郑舒; 周苏洋

doi:10.7500/AEPS20230720011

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基于单端口耦合等值的配电网静态电压稳定指标分析及应用

特约专稿 | 更新时间：2025-06-16

- 基于单端口耦合等值的配电网静态电压稳定指标分析及应用
- Analysis and Application of Static Voltage Stability Indices for Distribution Network Based on Single-port Coupling Equivalence
- 电力系统自动化 2023年47卷第23期页码：44-54
- 作者机构：
  
  1.东南大学电气工程学院,江苏省南京市 210096
  2.中国石油大学(华东)新能源学院,山东省青岛市 266580
  3.英国伯明翰大学电子电气及系统工程系,伯明翰 B15 2TT,英国
- 作者简介：
  
  吴志(1987—)，男，博士，副教授，主要研究方向：输电网及配电网运行与规划、分布式发电、电力市场。E-mail：zwu@seu.edu.cn
  李广焕(1999—)，男，通信作者，硕士研究生，主要研究方向：电网运行分析与系统可靠性评估。E-mail：z21150134@s.upc.edu.cn
  张小平(1967—)，男，博士，教授，主要研究方向：全球电力能源互联网、能源联合体、智能电网、柔性交流输电系统和直流电网的实时仿真保护和控制、风能和海浪能可再生能源发电的控制、智能用户、电力市场分析。E-mail：x.p.zhang@bham.ac.uk
- 基金信息：
  
  国家电网公司科技项目(5400-202219417A-2-0-ZN)
- DOI：10.7500/AEPS20230720011
  中图分类号：
- 收稿：2023-07-20，
  
  修回：2023-08-23，
  
  纸质出版：2023-12-10
- 稿件说明：
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吴志,李广焕,张小平等.基于单端口耦合等值的配电网静态电压稳定指标分析及应用[J].电力系统自动化,2023,47(23):44-54.

WU Zhi,LI Guanghuan,ZHANG Xiaoping,et al.Analysis and Application of Static Voltage Stability Indices for Distribution Network Based on Single-port Coupling Equivalence[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(23):44-54.
吴志,李广焕,张小平等.基于单端口耦合等值的配电网静态电压稳定指标分析及应用[J].电力系统自动化,2023,47(23):44-54. DOI： 10.7500/AEPS20230720011.

WU Zhi,LI Guanghuan,ZHANG Xiaoping,et al.Analysis and Application of Static Voltage Stability Indices for Distribution Network Based on Single-port Coupling Equivalence[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(23):44-54. DOI： 10.7500/AEPS20230720011.

摘要

随着配电网中光伏渗透率不断上升，源网荷关联效应持续增强，使得配电网电压稳定性分析困难。对此，文中依据节点电压方程建立了单端口耦合等值电路，主要包括3个部分：电源（主网供电、分布式电源）、负荷以及二者间耦合的关系。考虑到配电网多节点、多线路对电压稳定性的耦合影响，基于单端口耦合等值电路潮流可解性提出了耦合电压稳定指标（CVSI），并对配电网静态电压稳定性进行量化分析。针对传统静态电压稳定指标往往高度非线性，难以应用于配电网优化运行，文中基于二阶锥最优潮流模型对CVSI进行简化，并结合EPSILON约束法将配电网运行优化模型转化为多目标混合整数优化模型，提出了基于多目标函数综合最优原则的帕累托前沿最优解求解方法。最后，对中国浙江省台州市某实际配电网模型进行算例分析，验证了指标及模型的有效性。

Abstract

With the increasing penetration of photovoltaic in distribution networks

the source-grid-load correlation effect continues to increase

which increases the difficulty in analyzing the voltage stability of distribution networks. In this regard

this paper establishes a single-port coupling equivalent circuit based on the bus-voltage equation

which mainly includes three parts

i.e.

power (main grid power supply

distributed generator)

load

and the coupling relationship between them. Considering the coupling effect of multiple buses and lines on the voltage stability in distribution networks

the coupled voltage stability index (CVSI) is proposed based on the power flow solvability of the single-port coupling equivalent circuit

and the static voltage stability of distribution networks is quantitatively analyzed. In view of the fact that the traditional static voltage stability index is often highly nonlinear and difficult to apply to the optimization of distribution network operation

this paper simplifies the CVSI based on the second-order conical optimal power flow model and combines it with the EPSILON constraint method to transform the optimization model of distribution network operation into a multi-objective mixed-integer optimization model

and puts forward an optimal solution method of the Pareto frontier based on the principle of the comprehensive optimization of the multi-objective function. Finally

a real distribution network model in Taizhou City

Zhejiang Province

China

is analyzed as a case to verify the validity of the indexes and the model.

关键词

Keywords

references

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