Stable partitioning method for distribution network scenario with high-penetration photovoltaic integration

SUN Ran; SUN Yufeng; WANG Jianbo; CHENG Lin; CHEN Ning; JU Yuwei; ZHANG Hongying; JIA Yichao; WANG Jian

doi:10.16081/j.epae.202512013

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Stable partitioning method for distribution network scenario with high-penetration photovoltaic integration

CLEAN ENERGY | 更新时间：2026-02-11

- Stable partitioning method for distribution network scenario with high-penetration photovoltaic integration
- Electric Power Automation Equipment Vol. 46, Issue 3, Pages: 149-156(2026)
- 作者机构：
  
  1.国网河南省电力公司，河南郑州 450052
  2.东北电力大学现代电力系统仿真控制与绿色电能新技术教育部;重点实验室，吉林吉林 132012
  3.国家电网有限公司西北分部，陕西西安 710048
  4.中国电力科学研究院有限公司可再生能源并网全国重点实验室，北京 100192
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  the Science and Technology Project of Headquarters of State Grid Corporation of China(5100⁃202306384A⁃2⁃3⁃XG)
- DOI：10.16081/j.epae.202512013
  CLC： TM721
- Received：14 February 2025，
  
  Revised：2025-08-05，
  
  Online First：22 December 2025，
  
  Published：10 March 2026
- 稿件说明：
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孙冉,孙玉峰,王建波等.光伏高比例接入配电网场景下的稳定分区方法[J].电力自动化设备,2026,46(03):149-156.

SUN Ran,SUN Yufeng,WANG Jianbo,et al.Stable partitioning method for distribution network scenario with high-penetration photovoltaic integration[J].Electric Power Automation Equipment,2026,46(03):149-156.
孙冉,孙玉峰,王建波等.光伏高比例接入配电网场景下的稳定分区方法[J].电力自动化设备,2026,46(03):149-156. DOI： 10.16081/j.epae.202512013.

SUN Ran,SUN Yufeng,WANG Jianbo,et al.Stable partitioning method for distribution network scenario with high-penetration photovoltaic integration[J].Electric Power Automation Equipment,2026,46(03):149-156. DOI： 10.16081/j.epae.202512013.

摘要

针对主要依靠线路无功潮流信息进行电网分区的方法在定功率因数光伏高比例接入配电网场景下存在的分区结果会随无功潮流频繁变化而变化的问题，提出了一种配电网稳定分区方法。通过高斯混合模型刻画光伏无功出力特征，得到光伏无功出力的典型曲线；通过蒙特卡罗概率潮流运算和恒功率因数控制下光伏有功、无功出力间的强耦合关系得到节点电压分布；根据节点电压分布采用推土机距离得到任意两节点间的统计距离，将统计距离与节点电压灵敏度定义的电气距离结合形成综合电气距离；应用亲和力传播聚类算法，考虑动态无功裕度要求，得到分区结果。基于IEEE 33节点系统得到的仿真结果表明所提分区方法在光伏高比例接入的配电网场景下具有有效性和稳定性。

Abstract

To address the issue of frequent changes in partitioning results caused by reactive power flow variation when the grid is partitioned mainly by line reactive power flow information under the distribution network scenario with high penetration of fixed power factor photovoltaic（PV） integration，a stable partitioning method for distribution network is proposed. The Gaussian mixture model is employed to characterize the reactive power output features of PV，obtaining typical reactive power output curves of PV. Monte Carlo probabilistic power flow calculation and the strong coupling relationship between PV active and reactive power outputs under the fixed power factor control are used to derive the node voltage distribution. Based on the node voltage distribution，the statistical distance between any two nodes is obtained by using earth mover’s distance（EMD）. This statistical distance is combined with the electrical distance defined by node voltage sensitivity to form a comprehensive electrical distance. The affinity propagation clustering algorithm is applied，and the partition results are obtained considering the requirements of dynamic reactive power margin. The simulative results based on the IEEE 33-node system demonstrate the effectiveness and stability of the proposed partitioning method in the distribution network scenario with high penetration of PV integration.

关键词

Keywords

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