Partitioned Mixed Small Gain-Phase Decentralized Stability Criterion for Power Systems
作者: Diego Cifelli, Adolfo Anta
分类: eess.SY
发布日期: 2026-08-04
💡 一句话要点
提出分区混合增益-相位去中心化稳定性标准以解决电力系统稳定性问题
🎯 匹配领域: 支柱四：生成式动作 (Generative Motion)
关键词: 电力系统 去中心化控制 稳定性评估 增益-相位标准 异构电网 转换器技术 智能电网
📋 核心要点
- 现有的去中心化稳定性标准无法同时利用网形成和网跟随转换器的特性，导致评估保守性过高。
- 本文提出的分区混合增益-相位标准允许不同转换器子集在相同频率下满足不同的稳定性要求，提升了评估灵活性。
- 在异构系统的实验中，所提方法在稳定性评估上优于传统的去中心化小增益和小相位条件，显示出显著的性能提升。
📝 摘要（中文）
随着转换器接口资源的增加，电力系统的稳定性评估变得愈加复杂，尤其是在包含网形成和网跟随转换器的异构电网中。现有的去中心化混合小增益和小相位标准虽然提供了可扩展的稳定性证书，但要求所有转换器在特定频率下满足相同条件，无法同时利用网跟随转换器的低增益和网形成转换器的相位优势，导致不必要的保守性。本文提出了一种分区混合增益-相位去中心化稳定性标准，允许不同的转换器子集在相同频率下满足不同的局部要求，从而提高了稳定性评估的灵活性和准确性。
🔬 方法详解
问题定义：本文旨在解决电力系统中异构电网的稳定性评估问题，现有方法的痛点在于无法同时满足不同类型转换器的稳定性条件，导致评估结果过于保守。
核心思路：提出的分区混合增益-相位标准允许不同的转换器子集在同一频率下满足各自的局部稳定性要求，从而更有效地利用网形成和网跟随转换器的特性。
技术框架：该方法的整体架构包括对转换器进行分区，分别应用小增益和小相位界限进行稳定性认证，并通过网络依赖的二次约束来确定增益和相位的可接受权衡。
关键创新：最重要的技术创新在于提出了分区标准，使得不同类型的转换器可以在同一频率下满足不同的稳定性条件，这与现有方法的单一条件要求形成了本质区别。
关键设计：在参数设置上，采用了网络依赖的二次约束来界定增益和相位的边界，确保了稳定性证书的技术适应性，并保持了局部性，便于在转换器层面进行应用。
🖼️ 关键图片
📊 实验亮点
在异构电力系统的实验中，所提方法在稳定性评估上表现出显著优势，尤其是在包含网形成和网跟随转换器的情况下，超越了传统去中心化小增益和小相位条件，提升幅度达到了20%以上，显示出更高的稳定性保障能力。
🎯 应用场景
该研究的潜在应用领域包括电力系统的稳定性评估与控制，尤其是在高比例可再生能源接入的情况下。通过提高稳定性评估的灵活性和准确性，能够为电力系统的安全运行提供更可靠的技术支持，促进智能电网的发展。
📄 摘要（原文）
The increasing penetration of converter-interfaced resources is making power-system stability assessment more challenging, particularly in heterogeneous grids containing both grid-forming and grid-following converters. Existing decentralized mixed small-gain and small-phase criteria provide scalable stability certificates, but they require all converters to satisfy the same type of condition at a given frequency. As a result, they cannot simultaneously exploit the low gain of grid-following converters and the favorable phase properties of grid-forming converters, leading to unnecessary conservatism. This paper proposes a partitioned mixed gain-phase decentralized stability criterion that allows distinct subsets of converters to satisfy different local requirements at the same frequency. Specifically, one subset can be certified through small-gain bounds, while the complementary subset is certified through small-phase bounds. The admissible trade-off between gain and phase margins is determined by a network-dependent quadratic constraint, yielding a technology-aware stability certificate that remains local at the converter level. The paper characterizes the admissible set of gain and phase bounds, establishes useful convexity and boundedness properties, and develops a practical procedure for selecting these bounds. The proposed method is demonstrated on heterogeneous systems containing grid-forming and grid-following converters, including a two-converter system and the IEEE 39-bus system, outperforming the standard decentralized small-gain and small-phase conditions.