Page 56 - 《中国电力》2026年第4期

2026 年 第 59 卷

支撑强度。根据功率扰动后系统频率动态响应特 能够有效表征新能源接入系统的电压支撑强度。
性 ， 建 立 频 率 支 撑 强 度 约 束 的 数 学 模 型 ， 见 式 新能源节点的临界短路比可取 2.0~2.5，若新能源
（26）~（32），其中：式（26）（27）为频率变 场站接入较强交流系统短路比可取 3.0~3.5。在新
化速率约束；式（28）~（32）为最大频率偏差 能源节点侧等值阻抗的阻抗比满足 X/R＞10，且
约束。 不计新能源场站电压影响时，根据文献 [33] 可建

立新能源节点 i 的多场站短路比约束的数学模型为
∆P OL f 0 （26）
− ≤F max
2H S ac,i,t

R SCi,t = （33）
N G n ∑
∑ Z eqij U i,t
P RE,i,t + P RE, j,t
u i,t H i S GN,i
Z eqii U j,t
j∈i, j,i
i=1
H = （27）
S base （34）
R SCi,t ≥R SCS
∆P ′ 2HC PFR ( k D ∆P ′ )
∆f nadir = −∆f DB − OL + log 1+ OL 1
k D k 2 2HC PFR S ac,i,t = （35）
D
（28） Z eqii
式中： R SCi,t 为新能源节点 i 在 t 时段的短路比；
（29） R SCS
∆ f nadir ≤∆f m
为 新 能 源 多 场 站 短 路 比 安 全 限 值 ； S ac,i,t 为 节 点
∆P ′ = ∆P OL −k D ∆f DB （30）
OL i 在 t 时段的三相短路容量； P RE,i,t 为 t 时段新能源
R PFR 注入节点 i 的有功功率； Z eqij 为新能源节点处交流
C PFR = （31）
T PFR
电网等值阻抗矩阵的第 i 行、j 列元素。

N G
∑ 2.4 模型求解方法
R PFR = u i,t P G,i,max − P G,i,t （32）
2.4.1 最大频率偏差约束的二阶锥转化
i=1
式中： ∆P OL 为有功功率扰动值；f 为系统额定频 为保证上述非线性优化问题的可解性并提升
0
率；H 为系统总惯性常数，由系统在线水电机组 求解效率，将非线性最大频率偏差约束转化为便
的惯量贡献组成，其具体数值与水电机组的启停 于 处 理 的 标 准 二 阶 锥 约 束 形 式 。 通 过 数 学 变 换
情况有关；F ma x 为最大频率变化速率安全限值； （包括变量代换、求导运算与线性近似等），对
H 为水电机组 i 的惯性时间常数；S GN, i 为水电机 式（28）进行整理转化，可推导得出
i
组 i 的额定容量；S bas e 为系统的基准容量； ∆f nadir 2HC PFR ≥ (∆P OL −(β+∆ f DB )k D ) 2 （36）
为 计 算 所 得 系 统 最 大 频 率 偏 差 ； ∆f DB 为 频 率 死 α 2
区； ∆P ′ 为忽略死区影响后的等效有功功率扰动 式中： α、 β为转化过程中线性近似的拟合系数，
OL
D
值；k 为负荷频率调节效应系数；C PF R 为系统的 与 最 大 频 率 偏 差 安 全 限 值 ∆f m 和 频 率 死 区 大 小
一次调频速率，代表能够提供快速频率响应的水 有关。
电机组贡献总和，根据式（31）（32），其数值 进而可将式（36）转化为标准的二阶锥约束，
与水电机组的开停机情况和实时出力有关； ∆f m 如式（37）所示，其详细推导过程请参考文献 [25]。

为最大频率偏差安全限值；R PFR 、T PF R 分别为一 2∆P OL −2(β+∆ f DB )k D

≤2αH +αC PFR （37）

次调频容量和一次调频时间常数。式（28）目前 2αH −αC PFR 2
已被广泛应用 [30-31] ，但其高度非线性极大增加了 式（37）与新能源多场站短路比约束和 2.2 节
问题的求解难度，需进行重构处理。 所构建的基础运行模型协同构成混合整数二阶锥
2）电压支撑强度约束。 规划模型，形成安全-运行一体化评估框架。模型
短路比是衡量系统静态电压稳定性的重要指 通过水电机组的启停状态和出力安排联动优化，
标，用于表征系统短路容量与电气设备容量的关 通过机组组合优化提升系统的惯量支撑能力，进
联性 [32] ，可用于评估高比例新能源渗透率下水风 而抑制扰动后系统的最大频率偏差。

光综合基地直流外送系统的电压支撑强度。新能 2.4.2 求解步骤
源多场站短路比计及了新能源场站间的相互影响， 所建立的水风光综合基地直流外送能力评估

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