面向暂态功角稳定的SSCS最大允许时延快速估计方法

颜云松; 汤奕; 侯玉强; 陈汹

doi:10.16081/j.epae.202607020

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面向暂态功角稳定的SSCS最大允许时延快速估计方法

分析与研究 | 更新时间：2026-09-24

- 面向暂态功角稳定的SSCS最大允许时延快速估计方法
- Maximum allowable time delay fast estimation method of SSCS for transient power angle stability
- 电力自动化设备 2026年46卷第10期页码：150-158
- 作者机构：
  
  1.东南大学电气工程学院，江苏南京 210096
  2.国网电力科学研究院有限公司（南瑞集团有限公司），江苏南京 211106
  3.国电南瑞科技股份有限公司，江苏南京 211106
- 作者简介：
  
  颜云松（1981 —），男，正高级工程师，博士研究生，研究方向为电力系统安全稳定控制（E-mail：yanyunsong@163.com）；
  汤奕（1977 —），男，教授，博士研究生导师，博士，研究方向为高维不确定性电力系统分析、人工智能在电力系统中的应用等（E-mail：tangyi@seu.edu.cn）；
  侯玉强（1983 —），男，正高级工程师，硕士，研究方向为电力系统安全稳定控制、新能源电磁暂态仿真建模（E-mail：houyuqiang@sgepri.sgcc.com.cn）。
- 基金信息：
  
  智能电网国家科技重大专项(2024ZD0801105)
- DOI：10.16081/j.epae.202607020
  中图分类号： TM712
- 收稿：2025-11-04，
  
  修回：2026-03-28，
  
  网络首发：2026-07-22，
  
  纸质出版：2026-10-10
- 稿件说明：
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颜云松,汤奕,侯玉强等.面向暂态功角稳定的SSCS最大允许时延快速估计方法[J].电力自动化设备,2026,46(10):150-158.

Yan Yunsong,Tang Yi,Hou Yuqiang,et al.Maximum allowable time delay fast estimation method of SSCS for transient power angle stability[J].Electric Power Automation Equipment,2026,46(10):150-158.
颜云松,汤奕,侯玉强等.面向暂态功角稳定的SSCS最大允许时延快速估计方法[J].电力自动化设备,2026,46(10):150-158. DOI： 10.16081/j.epae.202607020.

Yan Yunsong,Tang Yi,Hou Yuqiang,et al.Maximum allowable time delay fast estimation method of SSCS for transient power angle stability[J].Electric Power Automation Equipment,2026,46(10):150-158. DOI： 10.16081/j.epae.202607020.

摘要

随着电网安全稳定控制系统（SSCS）规模和层级持续增加，存在极端场景下实际控制时延接近或超过电网暂态功角稳定约束允许时延范围的可能性。为满足SSCS最大允许时延快速评估需求，避免电网模型强非线性、运行工况强不确定性导致的时域仿真算法反复迭代，将SSCS纳入电网暂态功角稳定分析框架，提出SSCS最大允许时延快速估计方法。以扩展等面积定则给出的解析表达式为基础，利用SSCS与扩展等面积定则的关联参数，建立最大允许时延和暂态功角临界稳定间的关系。通过Takagi-Sugeno模糊隶属度，将电网模型中的非线性项拟合为分段线性形式，以其解析解代替数值迭代过程，近似计算从系统故障初始到临界稳定的时间并将其作为SSCS最大允许时延。典型算例仿真验证了所提方法的可行性与准确性。

Abstract

Along with continuous increase in the scale and hierarchy of the security and stability control system（SSCS） of power grid，there exists the possibility that the actual control time delay approaches or exceeds the allowable time delay range of transient power angle stability constraints for power grid under extreme scenarios. In order to meet the fast assessment demand of maximum allowable time delay for SSCS，and avoid the repeated iteration of time-domain simulation algorithms caused by strong nonlinearity of power grid model and strong uncertainty of operating conditions，SSCS is integrated into the transient power angle stability analysis framework of power grid，and a fast estimation method of maximum allowable time delay for SSCS is proposed. On the basis of the analytical expression given by the extended equal area criterion，the relevant parameters between SSCS and extended equal area criterion are used to build the relationship between maximum allowable time delay and transient power angle critical stability. The nonlinear terms in the power system model are fitted to the piecewise linear form by Takagi-Sugeno fuzzy membership，whose analytical solution is taken to replace the numerical iteration process，the time from the initial fault state to the critical stability of the system is approximately calculated and taken as the maximum allowable time delay of SSCS. The feasibility and accuracy of the proposed method are verified by typical example simulation.

关键词

Keywords

references

Xue Y S ， Yu X H . Beyond smart grid：cyber-physical-social system in energy future ［J］. Proceedings of the IEEE ， 2017 ， 105 （ 12 ）： 2290 - 2292 .

舒印彪，汤涌，张正陵，等 . 欧洲伊比利亚半岛电网“4·28”大停电事故分析及启示［J］. 中国电机工程学报， 2025 ， 45 （ 17 ）： 6603 - 6611 .

Shu Yinbiao ， Tang Yong ， Zhang Zhengling ， et al . Analysis and lessons of the April 28，2025 blackout in the Iberian Peninsula power system ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2025 ， 45 （ 17 ）： 6603 - 6611 .

李璐，张泽端，毕贵红，等 . “双碳”目标下基于系统动力学的发电行业碳减排政策研究［J］. 电力系统保护与控制， 2024 ， 52 （ 12 ）： 69 - 81 .

Li Lu ， Zhang Zeduan ， Bi Guihong ， et al . Carbon emission reduction policy in the power generation sector based on system dynamics with “dual carbon” targets ［J］. Power System Protection and Control ， 2024 ， 52 （ 12 ）： 69 - 81 .

董飞飞，陈海焱，刘哲，等 . 输电线路绿色发展相关问题的思考与建议［J］. 智慧电力， 2025 ， 53 （ 2 ）： 81 - 86 .

Dong Feifei ， Chen Haiyan ， Liu Zhe ， et al . Thoughts and suggestions on green development of transmission lines ［J］. Smart Power ， 2025 ， 53 （ 2 ）： 81 - 86 .

丁华星，邹贵彬，王凤莲，等 . 一种适用于深远海全直流风电汇集网络的保护方法［J］. 电力系统保护与控制， 2024 ， 52 （ 2 ）： 15 - 25 .

Ding Huaxing ， Zou Guibin ， Wang Fenglian ， et al . A fault protection method of a DC collection network for an all-DC offshore wind farm ［J］. Power System Protection and Control ， 2024 ， 52 （ 2 ）： 15 - 25 .

吴秋伟，赵文巘 . 数字孪生与生成式人工智能赋能新型电力系统运行控制研究综述［J］. 电力自动化设备， 2025 ， 45 （ 11 ）： 59 - 71 .

Wu Qiuwei ， Zhao Wenyan . Research overview of digital twin and generative artificial intelligence enabled new power system ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2025 ， 45 （ 11 ）： 59 - 71 .

李猛，卫云辉，张豆豆，等 . 基于动态状态估计的海风柔性低频输电系统海缆纵联保护［J］. 电力系统保护与控制， 2025 ， 53 （ 12 ）： 1 - 12 .

Li Meng ， Wei Yunhui ， Zhang Doudou ， et al . Pilot protection of submarine cables in flexible low frequency transmission systems for offshore wind power based on dynamic state estimation ［J］. Power System Protection and Control ， 2025 ， 53 （ 12 ）： 1 - 12 .

Li Y F ， Gong J T ， Yang Z B ， et al . Transient stability enhan-cement control for virtual synchronous generator controlled isolated power grid ［J］. IEEE Transactions on Circuits and Systems I：Regular Papers ， 2025 ， 72 （ 4 ）： 1916 - 1925 .

贺冬珊，文俊，杨俊，等 . 高电缆化率对多馈入直流受端电网稳定性的影响研究［J］. 智慧电力， 2025 ， 53 （ 11 ）： 30 - 37 .

He Dongshan ， Wen Jun ， Yang Jun ， et al . Impact of high cablei-zation ratio on stability of multi-infeed DC receiving-end grids ［J］. Smart Power ， 2025 ， 53 （ 11 ）： 30 - 37 .

朱介北，邱威，孙宁，等 . 基于序贯蒙特卡洛法的安全稳定控制系统架构可靠性分析［J］. 电力系统自动化， 2021 ， 45 （ 15 ）： 21 - 27 .

Zhu Jiebei ， Qiu Wei ， Sun Ning ， et al . Reliability analysis of security and stability control system architecture based on sequential Monte Carlo method ［J］. Automation of Electric Po-wer Systems ， 2021 ， 45 （ 15 ）： 21 - 27 .

左建辉，石访，宋雪萌，等 . 主动学习与自训练相结合的电网暂态电压稳定评估方法［J］. 电力系统自动化， 2026 ， 50 （ 2 ）： 177 - 187 .

Zuo Jianhui ， Shi Fang ， Song Xuemeng ， et al . Assessment method for transient voltage stability of power grids based on combined active learning and self-training ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2026 ， 50 （ 2 ）： 177 - 187 .

徐式蕴，杨瑾瑜，彭龙 . 高渗透率光伏馈入受端电网暂态电压稳定量化评估［J］. 电力系统自动化， 2025 ， 49 （ 9 ）： 125 - 134 .

Xu Shiyun ， Yang Jinyu ， Peng Long . Quantitative evaluation of transient voltage stability for receiving-end grid with high penetration of photovoltaic ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2025 ， 49 （ 9 ）： 125 - 134 .

王胜明，徐泰山，陈刚，等 . 电网安全稳定控制系统当值策略可实施评估方法［J］. 电力系统自动化， 2019 ， 43 （ 24 ）： 126 - 133 .

Wang Shengming ， Xu Taishan ， Chen Gang ， et al . Practicability assessment method of duty strategy for security and stability control system in power grid ［J］. Automation of Electric Po-wer Systems ， 2019 ， 43 （ 24 ）： 126 - 133 .

南东亮，王维庆，任祖怡，等 . 基于多故障场景的大规模安全稳定控制系统可信测试方法［J］. 电力系统自动化， 2020 ， 44 （ 21 ）： 165 - 171 .

Nan Dongliang ， Wang Weiqing ， Ren Zuyi ， et al . Reliability test method of large-scale security and stability control system based on multi-fault scenario ［J］. Automation of Electric Po-wer Systems ， 2020 ， 44 （ 21 ）： 165 - 171 .

GB／T 22384 — 2024 电力系统安全稳定控制系统检验规范［S］.

GB／T 22384 — 2024 Inspection specification for security and stability control system of power system ［S］.

颜云松，薛禹胜，唐冠军，等 . 基于前馈-反馈混合控制的新能源场站精益安全稳定控制系统［J］. 电力系统自动化， 2025 ， 49 （ 21 ）： 195 - 207 .

Yan Yunsong ， Xue Yusheng ， Tang Guanjun ， et al . Lean secu-rity and stability control system for renewable energy farms and stations based on feedforward-feedback hybrid control ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2025 ， 49 （ 21 ）： 195 - 207 .

沈凤杰，张伟，张浩，等 . 适应调控一体化模式的安控装置管理系统方案设计与实践［J］. 电力系统自动化， 2017 ， 41 （ 23 ）： 143 - 149 .

Shen Fengjie ， Zhang Wei ， Zhang Hao ， et al . Design and practice of management system for safety and stability control devices adapted to integrated mode of power grid dispatching and control ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2017 ， 41 （ 23 ）： 143 - 149 .

李生虎，周慧敏，颜云松，等 . 扁平化安全稳定控制系统薄弱环节辨识［J］. 电力工程技术， 2022 ， 41 （ 3 ）： 32 - 38 .

Li Shenghu ， Zhou Huimin ， Yan Yunsong ， et al . Vulnerability differentiation to flat security and stability control system ［J］. Electric Power Engineering Technology ， 2022 ， 41 （ 3 ）： 32 - 38 .

李生虎，周慧敏，颜云松，等 . 基于证据理论的电网稳控系统可控容量不确定性分析［J］. 电力建设， 2023 ， 44 （ 6 ）： 70 - 78 .

Li Shenghu ， Zhou Huimin ， Yan Yunsong ， et al . Reliability ana-lysis of security and stability control systems based on evidence theory ［J］. Electric Power Construction ， 2023 ， 44 （ 6 ）： 70 - 78 .

辛培哲，闫培丽，肖智宏，等 . 新一代智能变电站通信网络技术应用研究［J］. 电力建设， 2013 ， 34 （ 7 ）： 17 - 23 .

Xin Peizhe ， Yan Peili ， Xiao Zhihong ， et al . Application of communication network technology in new generation smart substation ［J］. Electric Power Construction ， 2013 ， 34 （ 7 ）： 17 - 23 .

Li S H ， Yan Y S ， Ren J F ， et al . Active power balance capa-bility of security and stability control system（SSCS） against outage of UHVDC ［J］. The Journal of Engineering ， 2023 （ 2 ）： e12233 .

张建新，常东旭，邱建，等 . 适应新型电力系统的安全稳定控制系统及装置设计方法［J］. 电网与清洁能源， 2023 ， 39 （ 12 ）： 10 - 19 .

Zhang Jianxin ， Chang Dongxu ， Qiu Jian ， et al . A design method of stability control device and system adapted to new power systems ［J］. Power System and Clean Energy ， 2023 ， 39 （ 12 ）： 10 - 19 .

董希建，罗剑波，崔晓丹，等 . 安全稳定控制系统全程控制时间及其构成［J］. 电力系统自动化， 2018 ， 42 （ 5 ）： 163 - 168 .

Dong Xijian ， Luo Jianbo ， Cui Xiaodan ， et al . Whole control time and its constitution of security and stability control system ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2018 ， 42 （ 5 ）： 163 - 168 .

Li J ， Chen Z H ， Cai D S ， et al . Delay-dependent stability control for power system with multiple time-delays ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2016 ， 31 （ 3 ）： 2316 - 2326 .

陈亦平，皮杰明，李崇涛，等 . 考虑AGC采样保持特性的时滞电力系统频率稳定性分析［J］. 电网技术， 2023 ， 47 （ 8 ）： 3335 - 3342 .

Chen Yiping ， Pi Jieming ， Li Chongtao ， et al . Frequency stability analysis of time-delay power systems considering sampling and holding characteristics of AGC ［J］. Power System Technology ， 2023 ， 47 （ 8 ）： 3335 - 3342 .

郭建锋，钱伟，费树岷，等 . 基于优化泛函的多时滞广域电力系统稳定性分析［J］. 电力系统保护与控制， 2023 ， 51 （ 12 ）： 47 - 57 .

Guo Jianfeng ， Qian Wei ， Fei Shumin ， et al . Stability analysis for wide-area power systems with multiple time delays based on an optimized functional ［J］. Power System Protection and Control ， 2023 ， 51 （ 12 ）： 47 - 57 .

韩平平，熊瑶，吴红斌，等 . 含构网型直驱风机的电力系统暂态功角稳定性分析与控制策略［J］. 电力自动化设备， 2025 ， 45 （ 9 ）： 70 - 78 .

Han Pingping ， Xiong Yao ， Wu Hongbin ， et al . Transient power angle stability analysis and control strategy of power system with grid-forming permanent magnet synchronous generators ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2025 ， 45 （ 9 ）： 70 - 78 .

Huang S ， Yao J ， He W W ， et al . Transient stability analysis and control strategy for paralleled grid-forming renewable power generations under symmetric faults ［J］. Protection and Control of Modern Power Systems ， 2025 ， 10 （ 5 ）： 165 - 180 .

刘宿城，李龙，栾李，等 . 基于深度神经网络Lyapunov函数的直流微电网大信号稳定性分析［J］. 电力自动化设备， 2025 ， 45 （ 11 ）： 137 - 143 .

Liu Sucheng ， Li Long ， Luan Li ， et al . Large signal stability analysis based on deep neural network Lyapunov function for DC microgrid ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2025 ， 45 （ 11 ）： 137 - 143 .

李生虎，齐楠，夏伟健 . 计及风电PSS与PLL耦合对功角振荡影响的DFIG控制参数协调优化［J］. 高电压技术， 2024 ， 50 （ 4 ）： 1571 - 1582 .

Li Shenghu ， Qi Nan ， Xia Weijian . Coordinated optimization to control parameters of DFIG considering influence of coupling between DFIG-PSS and PLL on power angle oscillations ［J］. High Voltage Engineering ， 2024 ， 50 （ 4 ）： 1571 - 1582 .

许涛，励刚，于钊，等 . 多直流馈入受端电网频率紧急协调控制系统设计与应用［J］. 电力系统自动化， 2017 ， 41 （ 8 ）： 98 - 104 .

Xu Tao ， Li Gang ， Yu Zhao ， et al . Design and application of emergency coordination control system for multi-infeed HVDC receiving-end system coping with frequency stability problem ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2017 ， 41 （ 8 ）： 98 - 104 .

Liu Y ， Chen Z Y ， Yao H J ， et al . Estimating critical clearing time of grid faults using DA of state-reduction model of po-wer systems ［J］. CSEE Journal of Power and Energy Systems ， 2024 ， 10 （ 2 ）： 807 - 820 .

段子越，孟永庆，宋博阳，等 . 基于模块化多电平矩阵换流器的柔性低频输电系统大信号稳定性分析［J］. 高电压技术， 2023 ， 49 （ 9 ）： 3741 - 3751 .

Duan Ziyue ， Meng Yongqing ， Song Boyang ， et al . Large signal stability analysis of flexible low frequency transmission system based on modular multilevel matrix converter ［J］. High Voltage Engineering ， 2023 ， 49 （ 9 ）： 3741 - 3751 .

Li X ， Li Q ， Wang T H ， et al . Large-signal stability analysis of multi-stack fuel cell hybrid power systems with virtual inertia-based control ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2026 ， 17 （ 1 ）： 97 - 111 .

Duan Z Y ， Meng Y Q ， Zhao P Q ， et al . Interaction large-signal stability analysis of M3C and GFM／GFL hybrid con-trol strategies converters based on the novel fuzzy tensor space method ［J］. IEEE Transactions on Power Electronics ， 2025 ， 40 （ 7 ）： 9986 - 9999 .

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