小扰动强度视角下新型电力系统构建的必要约束条件探讨

胡光; 辛焕海; 庄可好; 高晖胜; 黄林彬; 鞠平

doi:10.13334/j.0258-8013.pcsee.242254

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小扰动强度视角下新型电力系统构建的必要约束条件探讨

电力系统 | 更新时间：2026-01-08

- 小扰动强度视角下新型电力系统构建的必要约束条件探讨
- Discussion on Necessary Constraints for Constructing Renewable Power Systems From the Small-disturbance System Strength Perspective
- 中国电机工程学报 2026年46卷第1期页码：17-30
- 作者机构：
  
  浙江大学电气工程学院,浙江省,杭州市,310027
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13334/j.0258-8013.pcsee.242254
  中图分类号：
- 纸质出版：2026
- 稿件说明：
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胡光, 辛焕海, 庄可好, 等. 小扰动强度视角下新型电力系统构建的必要约束条件探讨[J]. 中国电机工程学报, 2026,46(1):17-30.

胡光, 辛焕海, 庄可好, et al. Discussion on Necessary Constraints for Constructing Renewable Power Systems From the Small-disturbance System Strength Perspective[J]. 2026, 46(1): 17-30.
胡光, 辛焕海, 庄可好, 等. 小扰动强度视角下新型电力系统构建的必要约束条件探讨[J]. 中国电机工程学报, 2026,46(1):17-30. DOI： 10.13334/j.0258-8013.pcsee.242254.

胡光, 辛焕海, 庄可好, et al. Discussion on Necessary Constraints for Constructing Renewable Power Systems From the Small-disturbance System Strength Perspective[J]. 2026, 46(1): 17-30. DOI： 10.13334/j.0258-8013.pcsee.242254.

摘要

大规模电力电子设备的接入使得新型电力系统动态特性非常复杂，系统的安全稳定运行面临挑战。小扰动动态特性良好是系统安全稳定运行的基本前提，该文从系统小扰动强度视角，探讨新型电力系统安全稳定运行的必要条件，给出电压幅值、相角和频率3个维度的强度约束。首先，基于特征子空间的降阶方法，由原系统复杂模型导出描述系统电压幅值、相角与频率动态特性的低阶特征子系统，用于反映原系统3个维度的关键动态特性；其次，基于特征子系统，建立包含电压广义短路比、相角广义短路比和频率动态偏移的新型电力系统强度指标，并通过3个不等式明确系统构建的必要强度约束条件，分别对应电压强度、相角(同步)强度和频率强度；最后，仿真验证该所提系统动态分析方法体系及强度约束条件的有效性。

Abstract

The integration of large-scale power electronic devices increases the complexity of the system’s dynamic characteristics

posing challenges to its safe and stable operation. This paper investigates the necessary constraints for constructing a renewable power system from a small-signal system strength perspective

proposing mathematical constraints in three dimensions: voltage magnitude

phase angle

and frequency. First

using a model reduction method based on characteristic subspaces

low-order subsystems are derived to describe the system’s voltage

phase angle

and frequency dynamics

which reflect the key dynamic characteristics of the original system. Next

based on these subsystems

new system strength indicators are proposed

including the generalized short-circuit ratio for voltage

phase angle

and frequency dynamic deviation

with three inequalities defining the necessary strength constraints for system construction. Finally

simulation results validate the effectiveness of the proposed dynamic analysis framework and strength constraints.

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