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王潇笛等：考虑频率和电压支撑强度的水风光综合基地直流外送能力评估 2026 年第 4 期

P DC,t − P DC,t−1 ≤u DC P DC,max , ∀t （20）
N i ∑
hydro t
P = u i,t,n P G,i,t,n （10）
i,t
n=1 DC DC
−R ≤P DC,t − P DC,t−1 ≤R （21）
d u
（11）
P G,i,t,n = k i Q out,i,t,n 式中： u DC 为 d 时段直流外送功率是否调整的 0-1
d
（12） 变量，0 为不调整，1 为调整； τ为最小直流恒定
u i,t,n P G,i,n,min ≤P G,i,t,n ≤u i,t,n P G,i,n,max
运行时长；P DC, t 为水风光综合基地 t 时段的总外
（13）
−R d ≤P G,i,t − P G,i,t−1 ≤R u
送功率；P DC,ma x 为水风光综合基地的最大外送功
t+T S −1
∑ 率 ； DC 、 DC 分 别 为 直 流 通 道 传 输 功 率 的 最 大
( ) ( ) （14） R d R u
1−u i,k ≥T S u i,t−1 −u i,t
下、上爬坡速率。
k=t
t+T O −1 5）送端电网功率平衡约束及基态和 N-1 状态
∑
( )
u i,k ≥T O u i,t −u i,t−1 （15） 潮流约束见式（22）~（24），其中：式（22）为
k=t
送端电网功率平衡约束；式（23）为线性化的潮
式中： P hydro 为水电站 i 在时段 t 的出力； P hydro 、
i,t i,t,min 流约束；式（24）为发生单回线路断线故障时的
hydro
P 分别为水电站 i 在时段 t 出力的最小值、最 安全约束。
i,t,max N-1
大 值 ； P G,i,t, n 为 电 站 i 的 第 n 台 水 电 机 组 在 时 段 ∑ ∑ ∑
Nv
N G
N w
P G,i,t + P w,i,t + P v,i,t = P DC,t + P loss,t + P b,t
i
t 的 出 力 ； k 为 水 能 转 换 系 数 ； P G,i,n,min 、 P G,i,n,max
i=1 i=1 i=1
分 别 为 电 站 i 的 第 n 台 水 电 机 组 出 力 的 最 小 值 、 （22）
最大值；R 、R 分别为水电机组的最大下、上爬 N bus (l j)
u
d
∑
坡速率；P G,i, t 为水电机组 i 在时段 t 的出力；T 、 P l,min ≤ F PTD P bus, j,t ≤P l,max （23）
S
j=1
T 分别为水电机组最小关停、启动时间；u 为
O
t
i,
N bus
水电机组 i 在时段 t 的启停状态。 ∑ (l j)
P l,min ≤ F P bus, j,t ≤P l,max （24）
3）风光新能源机组出力约束。 j=1 PTDN−1,k
风光电站的出力在一定程度上能够参与运行调
P bus, j,t = P G, j,t + P w, j,t + P v, j,t − P load, j,t − P DC, j,t （25）
度，即可通过弃风弃光参与调峰 [28] ，具体约束为
式中：N 、N 、N 分别为水、风、光机组数量；
v
w
G
0≤P w,t ≤P ref （16）
w,t
P w,i,t 、 P v,i, t 分 别 为 风 、 光 机 组 i 在 时 段 t 的 出 力 ；
0≤P v,t ≤P ref （17） P loss, t 为 水 、 风 、 光 机 组 t 时 段 的 弃 电 量 ； P 为
t
v,t
b,
式中：P 、P 分别为风、光机组在 t 时段的实 t 时段基地内部的负荷量；P l,min 、P l,ma x 分别为交
t
v,
w,t
ref
际消纳出力； P ref 、 P 分别为风、光机组在 t 时 流线路 l 的最小、最大传输容量；N bu s 为系统总节
w,t v,t
点数； F (l j) 为系统正常运行状态下支路 l 对节点
段的出力预测值。 PTD
(l j)
4）直流输电通道外送功率约束。 j 注入功率的灵敏度系数； F PTDN−1,k 为 k 线路发生
为 保 障 直 流 输 电 通 道 功 率 外 送 计 划 的 稳 定 单回断线时支路 l 对节点 j 注入功率的灵敏度系
性，直流输电通道外送功率经单次或连续时段调 数 ； P bus,j, t 为 t 时 段 节 点 j 的 注 入 功 率 ； P load,j, t 为
整后，需维持不少于最小直流恒定运行时长的平 j 节点 t 时段的有功负荷；P DC,j, t 为 j 节点 t 时段的
稳运行。研究采用阶梯化直流外送方式 [29] ，构建 直流外送功率。

阶梯化直流外送模型，见式（18）~（21），其中， 2.3 频率和电压支撑强度约束建模
式（18）~（20）为直流恒定运行时长约束；式（21） 1）频率支撑强度约束。
为直流功率爬坡约束。 衡量频率支撑强度的指标主要有频率变化速
率（与系统惯量相关）和最大频率偏差（与惯量
t ∑
DC
u ≤1, ∀t＞τ （18）
d 和一次调频能力均相关） [26] 。当发生直流闭锁扰
d=t−τ
动时，若系统最大频率变化速率和最大频率偏差
DC
u t = 0, ∀t≤τ （19） 均不超过安全阈值，则表征系统具备足够的频率
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