近日，我校电气与信息工程学院电力电子与控制团队首次在国际顶级期刊《IEEE Transactions on Smart Grid》（一区Top，IF：10.1）发表电气工程领域最新研究成果。我校为论文唯一单位，电气与信息工程学院刘宿城教授为论文第一作者。

（直流微电网集群的典型拓扑）

直流微电网群能够提供供电系统韧性、可靠性、改善电能质量并带来更高的经济效益，因此广泛应用于工业园区、船舶电源系统以及偏远地区等诸多场景。然而，由于分布式能源和电力电子设备的高渗透率，系统正面临着严峻的大信号稳定性挑战，而子网间复杂的高阶非线性耦合关系更增加了系统分析与设计的复杂度。现有的研究依赖于集中式建模方法，需要获取全网完整的状态变量矩阵，主要存在三个方面的挑战：尽管降阶建模技术可以简化系统，但由于存在大量的变量和非线性耦合动力学行为，系统的复杂度仍会随着系统规模的扩大而显著增加；由于全系统模型中各变量之间存在高度耦合，子网之间的相互作用机制亟待明确；当系统拓扑结构发生变化时，集中式模型需要进行频繁的重新计算，导致该方法缺乏可扩展性。

（相关影响参数分析）

（三种方法用于稳定功率边界预测的对比）

针对上述挑战，团队提出了一种用于系统大信号稳定性分析与稳定控制的新型分布式方法。从数学建模角度聚焦于单个直流微电网及其相互之间的耦合相互作用，利用分解-聚合的方式，借助标量能量函数导出分布式稳定性判据，并定义相关重要参数指标，以显式量化耦合动力学对系统稳定性的影响。同时基于已阐明的潮流控制系数与系统稳定性之间的关系，对关键参数进行了优化设计。

（部分实验验证结果）

理论分析与实验结果表明：该方法为复杂直流微电网群系统的大信号稳定性分析与稳定控制设计提供了可扩展性，从根本上解决了传统集中式方法固有的“维数灾”问题，并减少了分析保守性；通过引入稳定性强度和连接强度以及相关的解耦系数，能够直观地揭示不同耦合参数对系统稳定性的影响。该研究为复杂大规模异构电力电子系统的分析提供了新的解决思路，对分布式发电系统的规模化灵活组网和安全稳定运行具有积极意义。

本研究依托安徽工业大学电力电子与运动控制安徽省重点实验室，研究工作得到了国家自然科学基金面上项目和相关专利转化横向项目的支持。

论文链接为：https://ieeexplore.ieee.org/document/11396389

（撰稿：李清莲 宁金宇 审核：李飞 张苒 黄敏）