Online Voltage Control Method for Multi-converters in Distribution Networks Based on Real-time Measured Short-circuit Ratio

ZHOU Ke; WEN Xiankui; HE Mingjun; ZHANG Junwei; CAI Yongxiang

doi:10.20204/j.sp.2026.04007

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Online Voltage Control Method for Multi-converters in Distribution Networks Based on Real-time Measured Short-circuit Ratio

更新时间：2026-04-20

- Online Voltage Control Method for Multi-converters in Distribution Networks Based on Real-time Measured Short-circuit Ratio
- Vol. 54, Issue 4, Pages: 53-60(2026)
- 作者机构：
  
  （贵州电网有限责任公司电力科学研究院，）,贵州,贵阳,550002
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.20204/j.sp.2026.04007
  CLC：
- Published：2026
- 稿件说明：
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周科,文贤馗,何明君,张俊玮,蔡永翔.基于实时量测短路比的配电网多变流器电压在线控制方法[J].智慧电力,2026,54(4):53-60.

doi:10.20204/j.sp.2026.04007
周科,文贤馗,何明君,张俊玮,蔡永翔.基于实时量测短路比的配电网多变流器电压在线控制方法[J].智慧电力,2026,54(4):53-60. DOI： 10.20204/j.sp.2026.04007.

doi:10.20204/j.sp.2026.04007 DOI：

摘要

针对高比例新能源接入配电网所引发的电压稳定性问题，提出一种基于实时量测短路比（RMSCR）的多变流器电压在线控制方法。首先，基于并网点单时刻局部测量数据，结合最小二乘法在线辨识系统戴维南等值参数，推导RMSCR及其临界值的解析表达，实现对并网点电压稳定性的快速评估。其次，设计基于RMSCR的变流器有功-无功协同优化控制策略，当RMSCR低于稳定阈值时，优先调节电压薄弱节点的无功出力，并在安全边界内维持有功输出最大化。最后，通过IEEE 33节点配电网仿真验证所提策略的有效性。结果表明，该方法能精准评估系统电压支撑能力变化，实时优化变流器功率分配，提高电压稳定性。

Abstract

To address voltage stability issues caused by the integration of a high proportion of renewable energy into distribution networks

an online voltage control method for multi-converters based on the real-time measured short-circuit ratio (RMSCR) is proposed. First

using local measurements at a single time instant at the point of common coupling

the Thevenin equivalent parameters of the system are identified online via the least squares method. Analytical expressions for the RMSCR and its critical value are derived

enabling rapid assessment of voltage stability at the point of common coupling. Second

a coordinated active and reactive power optimization control strategy for converters based on RMSCR is designed. When the RMSCR falls below the stability threshold

priority is given to regulating reactive power output at voltage-weak nodes while maintaining maximum active power output within safety limits. Finally

the effectiveness of the proposed strategy is validated through simulations on the IEEE-33 bus distribution network. The results demonstrate that the method can accurately evaluate changes in system voltage support capability

optimize power allocation among converters in real time

and improve voltage stability.

关键词

Keywords

references

尚博文，徐铭铭，张金帅，等. 高比例分布式光伏接入背景下配电网电压调控方法研究综述 [J ] .智慧电力，2024，52（12）：1-11.

秦玉文，段超，杨祺铭，等. 输电网强度大幅变化下的主动配电网静态电压稳定约束 [J ] .中国电机工程学报，2025，45（24）：9504-9518.

都成刚，葛景，阿敏夫，等. 含分布式电源配电网的脆弱性研究 [J ] .电网与清洁能源，2025，41（7）：102-106.

陈春，万金金，曹一家，等. 极端条件下多源配电网主动孤岛研究综述与展望 [J ] .电力科学与技术学报，2024，39（5）：1-11.

阮亮，王杨，肖先勇，等. 跟网型和构网型变流器动态交互特性分析 [J ] .智慧电力，2024，52（7）：103-110.

QIN Y，DUAN C，ZHAO B，et al. Grid Strength for Power Electronics Penetrated Power System from a Quasi-Equilibrium Perspective [J ] . IEEE Transactions on Power Systems，2026. IEEE Transactions on Power Systems，early access，doi：10.1109/TPWRS.2026.3655702，2026.

周毅，邓州琛，杜鑫，等. 基于锁相环阻尼增强的跟-构网互联系统次同步交互振荡抑制方法研究 [J ] .电力系统保护与控制，2026，54（5）：107-118.

杨祺铭，李更丰，别朝红，等. 计及间歇性新能源的弹性城市电网输配电协同供电恢复方法 [J ] .高电压技术，2023，49（7）：2764-2774.

黄煜，李忠行，王卫民，等. 基于拓扑重构及PCE代理模型的配电网概率风险评估 [J ] .电力系统保护与控制，2025，53（16）：74-85.

娄奇鹤，李彦斌，王登政，等. 现代智慧配电网发展方向与关键技术框架研究 [J ] .电力建设，2025，46（5）：69-83.

QIN Y，DUAN C，DAI B，et al. Defining the grid strength measure through the existence of quasi-equilibrium points [C ] //2024 IEEE Power & Energy Society General Meeting （PESGM）. Seattk，WA，USA，IEEE，2024：1-5.

史梓益，张晓楠，田晓康，等. 基于gSCR-IMR的构网型变流器选址定容方法 [J ] .浙江电力，2025，44（10）：69-80.

刘江山，李凤婷，尹纯亚，等. 基于系统无功功率短路比提升的混合级联型直流系统暂态电压抑制策略 [J ] .智慧电力，2025，53（11）：126-134.

XIAO H，LI Y. Multi-Infeed voltage interaction factor：A unified measure of inter-inverter interactions in hybrid multi-infeed HVDC systems [J ] . IEEE Transactions on Power Delivery，2019，35（4）：2040-2048.

LI D，SUN M，FU Y. A general steady-state voltage stability analysis for hybrid multi-infeed HVDC systems [J ] . IEEE Transactions on Power Delivery，2020，36（3）：1302-1312.

KIM Y K，LEE G S，KIM C K，et al. An improved AC system strength measure for evaluation of power stability and temporary overvoltage in hybrid multi-infeed HVDC systems [J ] . IEEE Transactions on Power Delivery，2021，37（1）：638-649.

林家见，徐曼，吴林林，等. 考虑多场站短路比约束的新能源电力系统经济安全调度方法 [J ] .浙江电力，2025，44（9）：1-12.

ZHOU Y，XIN H，WU D，et al. Small-signal stability as-sessment of heterogeneous grid-following converter power systems based on grid strength analysis [J ] . IEEE Transac-tions on Power Systems，2022，38（3）：2566-2579.

LI Y，FU L，MENG K，et al. Assessment and enhancement of static voltage stability with inverter-based generators [J ] . IEEE Transactions on Power Systems，2021，36（3）：2737-2740.

包正楷，季亮，常潇，等. 不平衡电压跌落下新能源场站的主动电压支撑控制 [J ] .电力系统保护与控制，2021，49（16）：161-169.

刘自发，槐贺杨，姚雨森，等. 基于Sobol'法的主动配电网静态电压优化 [J ] .电力科学与技术学报，2025，40（4）：72-80.

李晓波，谢剑锋，张世乐. 基于集群划分的主动配电网电压无功两阶段鲁棒控制策略 [J ] .中国电机工程学报，2025，45（18）：7058-7072.

黄兴华，范元亮，张功林，等. 含分布式光伏中低压配电网多时间尺度协同无功优化策略 [J ] .智慧电力，2024，52（11）：8-15.

CHAKRABORTY R，JAIN H，SEO G S. A review of active probing-based system identification techniques with applications in power systems [J ] . International Journal of Electrical Power & Energy Systems，2022，140：108008.

GURUWACHARYA N，CHAKRABORTY S，SARASWAT G，et al. Data-driven modeling of grid-forming inverter dynamics using power hardware-in-the-loop experimentation [J ] . IEEE Access，2024，12：52267-52281.

李卫星，牟晓明，李志民. 电力系统戴维南等值参数的解析与思考 [J ] .中国电机工程学报，2012，32（S1）：28-34.

梁辰，刘道伟，焦彦军，等. 基于加速支路追加的戴维南等值参数在线计算 [J ] .电网技术，2017，41（9）：2972-2978.

汤涌，孙华东，易俊，等. 基于全微分的戴维南等值参数跟踪算法 [J ] .中国电机工程学报，2009，29（13）：48-53.

吴福保，孙文文，何国庆，等. 基于电压灵敏度的分布式光伏电压控制方法 [J ] .太阳能学报，2024，45（11）：313-319.

方景辉，温镇. 分布式光伏就地自适应电压控制策略研究 [J ] .电力系统保护与控制，2015，43（23）：49-55.

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