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第48卷第19期2024年10月10日Vol.48No.19Oct.10，2024

DOI：10.7500/AEPS20240111001

计及扰动不确定性的储能系统容量鲁棒优化配置

1，222

曹永吉，张恒旭，李常刚

（1.山东大学智能创新研究院，山东省济南市250101；

2.电网智能化调度与控制教育部重点实验室（山东大学），山东省济南市250061）

摘要：针对高比例可再生能源接入下扰动不确定性增加和有功功率控制资源不足的问题，提出一

种计及扰动不确定性的储能系统（ESS）容量鲁棒优化配置方法。首先，基于扩展系统频率响应模

型，提取ESS运行功率与系统频率动态间的耦合关系，由多面体扰动不确定集构造暂态频率偏移

安全约束。其次，综合考虑频率稳定控制能力和扰动不确定性，以投资成本最小和运行收益最大为

目标，建立ESS容量鲁棒优化模型。然后，利用线性加权法和鲁棒对等变换将模型转化为确定性

三层规划的形式，并基于列与约束生成方法、强对偶理论和Big-M法求解。最后，通过算例分析验

证了所提方法的有效性。

关键词：频率动态；频率稳定；储能系统；调频能力；鲁棒优化配置；不确定性

0引言CEEMDAN-HT）的ESS容量优化配置方法。文献

［12］为了平抑风电场的功率波动，利用多目标优化

为实现“碳达峰∙碳中和”和新型电力系统构建

［1-2］方法来计算ESS的运行周期、功率变化限制和配置

目标，可再生能源快速发展已成为必然趋势。可

容量。文献［13］构建计及风电功率不确定性的

再生能源多具有波动性强、可控性低和电力电子化

ESS容量两阶段优化模型，并采用二阶锥近似和蒙

特点，大规模替代同步机组将导致电力系统的潜在

特卡洛方法求解。文献［14］提出一种考虑弃电率约

扰动功率增加和调频资源减少，对频率稳定提出了

［3-5］束的ESS规划方法，通过概率统计分析来估计安装

严峻的挑战。储能系统（energystoragesystem，

容量。文献［15］在连续时间框架下对ESS的容量

ESS）的响应速度快、灵活性高，能够在毫秒级的时

［6-7］进行优化配置，以平抑可再生能源的快速功率波动。

间尺度上双向调节输出功率。利用ESS提供有

电力系统规划建设归属于安全稳定控制三道防

效的功率支援，是支撑新型电力系统安全稳定运行

线（简称三道防线）中的第1道防线，资源优化配置

的关键之一。因此，如何在ESS配置中考虑扰动事

［16］

对于系统安全稳定十分重要。文献［17］分析

故场景下的频率动态响应过程是亟须解决的问题。

［8-10］ESS在三道防线中的定位，阐述在ESS容量配置中

ESS优化配置主要以能源套利和可再生能

［11-15］