Optimal Allocation Method of Grid-forming Energy Storage for High Proportion of Renewable Energy in Weakly Interconnected Local Grids

MO Kaijia; LI Wei; ZHU Ling; GENG Guangchao; WANG Renshun; GONG Yuzhong; JIANG Quanyuan

doi:10.7500/AEPS20250903006

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Optimal Allocation Method of Grid-forming Energy Storage for High Proportion of Renewable Energy in Weakly Interconnected Local Grids

Basic Research | 更新时间：2026-10-16

- Optimal Allocation Method of Grid-forming Energy Storage for High Proportion of Renewable Energy in Weakly Interconnected Local Grids
- Automation of Electric Power Systems Vol. 50, Issue 20, Pages: 79-89(2026)
- 作者机构：
  
  1.国网电力科学研究院有限公司（南瑞集团有限公司），江苏省南京市 211106
  2.浙江大学电气工程学院，浙江省杭州市310027
  3.东北电力大学电气工程学院，吉林省吉林市 132012
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  National Natural Science Foundation of China(U22B6008)
- DOI：10.7500/AEPS20250903006
  CLC：
- Received：03 September 2025，
  
  Revised：2026-02-04，
  
  Online First：24 June 2026，
  
  Published：25 October 2026
- 稿件说明：
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莫凯佳,李威,朱玲等.高比例新能源弱互联局域电网构网型储能优化配置方法[J].电力系统自动化,2026,50(20):79-89.

MO Kaijia,LI Wei,ZHU Ling,et al.Optimal Allocation Method of Grid-forming Energy Storage for High Proportion of Renewable Energy in Weakly Interconnected Local Grids[J].Automation of Electric Power Systems,2026,50(20):79-89.
莫凯佳,李威,朱玲等.高比例新能源弱互联局域电网构网型储能优化配置方法[J].电力系统自动化,2026,50(20):79-89. DOI： 10.7500/AEPS20250903006.

MO Kaijia,LI Wei,ZHU Ling,et al.Optimal Allocation Method of Grid-forming Energy Storage for High Proportion of Renewable Energy in Weakly Interconnected Local Grids[J].Automation of Electric Power Systems,2026,50(20):79-89. DOI： 10.7500/AEPS20250903006.

摘要

高比例新能源接入下，偏远地区弱互联局域电网电力电子化程度持续提升，常规电源比例下降、抗扰能力减弱，联络线故障后易解列为孤网，面临保供与安全稳定风险。面向以构网型储能为核心支撑的全电力电子弱互联局域电网，提出一种兼顾联网与孤网运行状态、电力保供与频率支撑需求的构网型储能优化配置策略。首先，构建考虑联网状态与解列时间的时序生产模拟模型；其次，建立以构网型储能为主导的孤网系统频率响应等效模型，辨识关键控制参数并嵌入时序生产模拟模型中，分析孤网解列时系统对构网型储能电力保供与频率支撑双重需求，从而建立兼顾孤网运行充裕性与安全性的构网型储能容量优化配置模型；最后，以某实际县域电网为例进行算例分析，验证了所提配置方法的有效性。

Abstract

Under the high proportion of renewable energy

the penetration of power electronics in weakly interconnected local grids in remote areas continues to increase

while the proportion of conventional power sources declines and disturbance-rejection capability weakens. After a tie-line fault

such grids are prone to splitting into isolated islands

facing risks of power supply guarantee

security and stability. This paper proposes an optimal allocation strategy of grid-forming energy storage (GFES) for fully power-electronics-based weakly interconnected local grids with GFES as the core support

which accommodates both grid-connected and islanded operation states as well as the dual requirements for power supply guarantee and frequency support. Firstly

a chronological production simulation model considering grid-connected status and islanding time is constructed. Secondly

a frequency response equivalent model for the islanded system dominated by GFES is established

and key control parameters are identified and embedded into the chronological production simulation model. The dual requirements of the system on GFES for power supply guarantee and frequency support during islanding are analyzed

and an optimal allocation model for GFES capacity is then formulated

considering both operational adequacy and security in islanded mode. Finally

a case study based on an actual county-level power grid is conducted to verify the effectiveness of the proposed allocation method.

关键词

Keywords

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