计及频率电压稳定性约束的电力系统多层级储能协同优化运行策略.pdfVIP

2024年11月电工技术学报Vol.39No.21

第39卷第21期TRANSACTIONSOFCHINAELECTROTECHNICALSOCIETYNov.2024

DOI:10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.231727

计及频率电压稳定性约束的电力系统

多层级储能协同优化运行策略

1,21,21,21,21,21,2

王廷涛苗世洪姚福星何立钢王佳旭谭昊宇

（1.强电磁技术全国重点实验室（华中科技大学电气与电子工程学院）武汉430074

2.华中科技大学电气与电子工程学院电力安全与高效湖北省重点实验室武汉430074）

摘要高比例风电的接入使得电力系统调峰及消纳负担加重。为缓解上述压力，火电机组的

开机规模通常会缩减，弱化了其在系统运行期间的频率电压支撑能力，致使系统静态电压及小扰

动频率失稳风险增加。对此，该文考虑多元储能的协同互补作用，计及频率电压稳定性约束，提

出一种多层级储能协同优化运行策略。首先，搭建风电场站级-电力系统级储能协同优化运行框架，

据此提出场站级及系统级调度模型构建方法，并将线性化频率电压稳定性约束嵌入系统级调度模

型；然后，采用主子问题分解迭代方法求解混合整数二阶锥系统级调度模型，避免直接求解导致

的收敛缓慢或内存溢出问题；最后，开展算例分析，结果表明，所提策略能够有效地平抑风电出

力波动、提高风电场调频支撑能力，同时可有效兼顾系统运行的经济性与频率电压的稳定性要求。

关键词：静态电压稳定小扰动频率稳定多层级储能主子问题分解迭代优化调度

中图分类号：TM73

0引言可从资源与策略两个角度入手。资源层面，在风电

场站侧及电力系统侧设置合适的功率型及能量型储

能源生产和消费活动是最主要的二氧化碳排

能，可缓解系统调控压力；策略层面，在常规日前

放源，大力推动能源领域碳减排，尤其是促进以风

调度策略中计及SSVS及SDFS约束，可保证系统

电为代表的新能源和清洁能源发展，是实现“碳达

运行方案远离临界稳定及失稳状态，并留有足额的

峰、碳中和”目标、加快构建现代能源体系的重要举

稳定裕度。双管齐下，可有效地保障系统的安全稳

措。近年来，我国风电行业有力应对各类风险挑战，

定经济运行。

实现了由小到大到强、由跟跑到并跑到领跑的跨越

现阶段，已有学者在计及SSVS及SDFS约束

式发展。截至2023年6月底，我国风电累计装机

的调度策略领域开展研究。将SSVS约束引入调度

容量达3.89亿kW，已成为推进“双碳”目标的中

模型中，首先应构建表征SSVS裕度的指标，最为

坚力量。

常用的是区域负荷有功功率裕度[1]及雅可比矩阵最

然而，风电的大规模接入同样为电力系统带来

小奇异值[2]。前者含义为：区域负荷按给定方式增

了前所未有的挑战。