光伏（PV）发电和电池储能系统（BESSs）渗透率的不断提高正在改变配电网的运行方式。传统的放射状馈线是为从变电站到下游负荷的单向潮流设计的。然而，光伏丰富的馈线可能会出现双向潮流[1]、光照充足时电压升高[2]、傍晚电压压力[3]、功率质量裕度降低[4]以及对基于逆变器资源的更强依赖[5]. 在这种情况下，BESS单元可以提供能量转移[6]，削峰[7]，电压支持[8]，备用[9]，以及快速功率响应[10]。然而，电池储能系统（BESS）的实际技术价值很大程度上取决于其功率变换器的控制模式。如果仅将BESS建模为可控的有功功率源，则可能忽略与逆变器电压支持和孤岛运行行为相关的相关影响。 大多数并网光伏和电池储能系统（BESS）应用传统上采用跟网（GFL）控制模式运行。在这种模式下，逆变器与现有电压波形同步，并根据有功和无功功率参考值注入电流。这种方法适用于强电网，但需要外部电压和频率参考。当配电馈线变得薄弱、孤岛运行或由逆变器资源主导时，这种依赖性会降低系统维持电压和频率稳定性的能力。构网（GFM）控制已成为一种替代方案，因为逆变器表现得像电压源资源，能够建立或支持本地电压和频率参考。最近的IEEE研究强调，必须从电压源行为、同步、电流限制、频率支持、测试要求和扰动恢复等方面对GFM资源进行评估[5,11,12,13]. 近期研究对GFM逆变器控制做出了相关贡献。例如，Mohammed等人[13]在频域和时域中比较了不同的GFM控制策略，而Jiang等人[14,15,16]研究了GFM变换器中的同步、频率响应和惯性设计。其他研究还涉及了GFL/GFM混合控制、馈线阻抗变化下的鲁棒下垂控制以及扩展的电压形成概念[17,18,19]. 这些研究为GFM变流器提供了坚实的控制理论基础。然而，它们的主要研究范围是变流器级行为、同步、小信号性能或暂态响应。因此，它们未能量化GFM BESS运行如何改变具有分布式光伏发电的放射状配电馈线24小时的能量行为。 其他研究则侧重于BESS管理和GFM服务。Chen等人[20]提出了一种最优GFM BESS管理方法，该方法结合了电池内部物理特性、日前调度、实时GFM服务调节以及电池老化动态。Chen等人[21]分析了非对称电网下GFM BESS的阻尼增强。Li等人[22]开发了一种考虑GFM储能、风电、光伏和负荷不确定性，以及惯性和备用约束的微电网两阶段鲁棒优化策略。Liyanage等人[23] 提出了一种在可再生能源主导的电网中确定GFM电池逆变器容量的技术经济框架。这些研究表明，GFM BESS的运行需要电力调度、备用、变流器能力以及面向稳定性的功能之间进行协调。然而，大多数研究并未在相同的评估框架内，通过交流潮流、支路负荷、每日损耗、电压分布、运行成本、排放以及孤岛检测，对标准径向配电馈线中GFL和GFM BESS的表示进行直接比较。 相关研究领域已对光伏丰富的配电网和基于储能的电压控制进行了研究。Tang等人[24]提出了一种考虑储能退化的光伏集成配电网协调式中心-局部电压管理策略。其他近期研究还涉及了光伏逆变器拓扑结构、光伏-储能混合集成以及基于逆变器的资源对电网规范的合规性[25,26,27]. 这些研究证实，高光伏渗透率的网络需要协调的逆变器和储能运行。然而，光伏电压管理研究通常将储能视为能量转移或电压控制资产，而未在相同的辐射馈线条件下明确对比GFL和GFM BESS模式。 近期针对微电网的研究也探讨了GFM辅助运行。Ghadiriyan和Rahimi [28] 提出了一种适用于包含多个电池单元、基于DFIG的风力涡轮机和基于逆变器资源的交流微电网的去中心化GFM辅助功率管理方案。Tafizare和Rahimi [29] 分析了混合风/BESS系统在并网和孤岛运行模式下使用GFL和GFM控制模式的无缝运行。Syahbani等人 [30] 评估了在间歇性和不平衡负载条件下，配备和未配备BESS的GFM逆变器控制光伏系统的性能。Sakib和Hossain [31]研究了GFM和GFL BESS之间感知严重程度的协调，以增强弱传输网络的稳定性。尽管这些工作证明了GFM资源的价值，但它们主要集中在微电网、混合风能系统、变流器级研究、弱传输电网或不平衡负载场景。因此，仍需要进行馈线级评估，以解释当BESS被表示为GFL或GFM时，它如何改变光伏丰富径向配电系统的日常运行。 在径向配电网中的实际部署引入了理想电压相关无功功率定律无法涵盖的障碍。可用无功电流与变流器有功功率输出和半导体电流限制耦合，特别是在故障和电压暂降期间；馈线电阻与电抗比、相位不平衡、测量延迟和控制器带宽可能会改变预期的响应；并且基于逆变器的资源受限且依赖控制的故障电流可能需要修订保护设置和协调[–]。尽管主要此处考虑的动作是局部的，不需要广域通信，协调的设置更新、监督控制和保护可能依赖于通信通道，必须评估其容量、延迟、可靠性和网络安全[5,32,33因此，现场部署需要进行针对特定场地的调优、换流器和保护研究，以及超出本研究中使用的稳态馈线模型的分阶段控制器验证。对于与高压直流（HVDC）终端电气耦合的网络，评估这些终端的影响还需要表示其换流器控制和交流/直流交互作用。阻抗裕度分析，包括Xu等人[识别出的频率谱视角[]，涉及一个与小时级馈线调度不同的稳定性问题。当前的测试馈线不包含高压直流链路，其稳态潮流和聚合频率筛选并未量化高压直流的影响或基于阻抗的稳定性裕度。–V action considered here is local and does not require wide-area communication, coordinated setting updates, supervisory control, and protection may depend on communication channels whose capacity, latency, reliability, and cybersecurity must be assessed [34]. Consequently, field deployment requires site-specific tuning, converter and protection studies, and staged controller validation beyond the steady-state feeder model used in this work. For networks electrically coupled to high-voltage direct-current (HVDC) terminals, assessing the influence of these terminals would additionally require their converter controls and AC/DC interactions to be represented. Impedance-margin analysis, including the frequency-spectra perspective identified by Xu et al. [35], concerns a stability question distinct from hourly feeder scheduling. The present test feeder contains no HVDC link, and its steady-state power flow and aggregated frequency screening do not quantify HVDC effects or impedance-based stability margins. 表1总结了代表性研究的范围，并明确了本文的方法论边界。所引用的以控制为导向的研究提供了详细的变流器动态特性，但通常未量化全天馈线能量和热效应。相反，调度和电压管理研究通常忽略了GFL和GFM BESS表征之间的受控比较。所提出的方法通过将相同的馈线、DER额定值、运行特性和性能指标应用于两种BESS模式，将这两个层面联系起来，同时将GFM无功响应与剩余的变流器视在功率能力耦合。因此，它填补了馈线层面的评估空白，而非声称提出了一种新的内环GFM控制器。 表1。近期代表性研究与本文提出的方案在范围上的对比。×表示缺失的功能，✓表示存在的功能。 Gerini等人[36]提供了一项定量文献参考，他们研究了24小时内配备720-kVA BESS变流器的20-kV馈线，并报告了组合调度和频率控制跟踪的1.43-kW均方根误差（RMSE）。他们的公式忽略了馈线损耗。 这项研究的新颖贡献在于，在限制级GFL和GFM启发式运行策略下，对馈线能量、电压、支路负载、电池利用率和备用指标进行了联合量化。 为填补这一空白，本研究评估了光伏资源丰富的33节点放射状配电网中，基于跟网型（GFL）和构网型（GFM）电池储能系统（BESS）的运行情况。光伏单元被视为GFL有功电源，而BESS单元则在两种配置下进行评估：GFL有功功率调度模式和具有电压相关无功功率支持的GFM模式。该评估整合了24小时调度周期、放射状交流潮流、变流器视在功率限制、BESS荷电状态约束、运行成本、电网相关排放、电压和电流可行性指标，以及孤岛运行期间的简化频率筛选。 本文的主要贡献总结如下：
