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储能系统技术 储能系统 ★ 4.0

一种用于随机持续扰动下电力系统吸引域估计的扩展方法

An Extended Stochastic Region of Attraction Estimation Method for Power Systems Under Stochastic Sustained Disturbances

作者 Yuerong Yang · Shunjiang Lin · Mingbo Liu · Leyi Deng · Huifan Xie · Qifeng Li
期刊 IEEE Transactions on Power Systems
出版日期 2025年4月
技术分类 储能系统技术
技术标签 储能系统
相关度评分 ★★★★ 4.0 / 5.0
关键词 随机持续扰动 电力系统 Lévy随机微分代数方程 扩展随机吸引域 估计方法
语言:

中文摘要

可再生能源输出中的随机持续扰动(SSDs)会影响电力系统的暂态稳定性。本研究利用 Lévy 驱动的随机微分代数方程(LDSDAEs)来研究电力系统在随机持续扰动下的动态性能。LDSDAEs 的随机吸引域被划分为稳定区域和概率稳定区域,二者合称为扩展随机吸引域(ESRA)。传统的确定性吸引域(RA)估计方法并不适用。为解决这一问题,本研究提出了一种基于逃逸概率的 LDSDAEs 扩展随机吸引域估计方法。首先,我们推导出了 LDSDAEs 吸引子附近系统初始状态逃逸概率的积分 - 微分方程。然后,探究了逃逸概率与扩展随机吸引域之间的联系。最后,提出了一种基于小波基函数的扩展投影方法来求解该积分 - 微分方程,得到逃逸概率的解析表达式,从而确定扩展随机吸引域。在改进的 IEEE 39 节点和 118 节点系统上的案例研究表明,所提出的方法在处理 Lévy 扰动下的电力系统时具有较高的计算精度和效率。

English Abstract

Stochastic sustained disturbances (SSDs) in renewable energy output impact power system transient stability. This study addresses the dynamic performance of power systems under SSDs using Lévy-driven stochastic differential algebraic equations (LDSDAEs). The stochastic region of attraction for LDSDAEs is divided into a stable region and a probabilistically stable region, collectively termed the extended stochastic region of attraction (ESRA). Traditional methods for estimating the deterministic region of attraction (RA) are inadequate. To address this issue, this study proposes an estimation method for the ESRA of LDSDAEs based on escape probability. We first derive an integro-differential equation for escape probabilities of initial system states near the attractor of LDSDAEs. We then explore the connection between escape probability and ESRA. Finally, we propose a wavelet basis functions-based extended projection method to solve the integro-differential equation, providing an analytical expression for escape probabilities and thus determining the ESRA. Case studies on the modified IEEE 39- and 118-bus systems demonstrate the proposed method's high computational accuracy and efficiency for power systems under Lévy disturbances.
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SunView 深度解读

该随机吸引域估计方法对阳光电源储能与光伏系统具有重要应用价值。针对PowerTitan大型储能系统和SG系列光伏逆变器,该技术可量化可再生能源随机波动对系统暂态稳定性的影响边界,为构网型GFM控制策略提供概率性稳定域评估依据。结合ST系列储能变流器的快速功率响应能力,可优化虚拟同步机VSG参数整定,在风光随机扰动下保障系统安全运行。该方法可集成至iSolarCloud平台,实现高比例新能源场景下的实时稳定性预警与智能调度,提升ESS集成方案在弱电网环境下的并网适应性与安全裕度评估能力。