Page 173 - 《中国电力》2026年第5期

李永斌等：考虑 SOC 约束和有功调频系数的构网型储能一次调频方法 2026 年第 5 期

率支撑路径及频率最低点处的功率平衡机理密切 经过线性化等效后，各方法得到的绝对灵敏度数
相关，因此，在构网型储能参与一次调频的参数 值基本一致，其相对误差均小于 5%，对优化分
设 计 中 ， 优 先 优 化 有 功 调 频 系 数 K f 有 助 于 更 直 析精度影响较小。因此，可以采用近似线性化方
接、有效地改善系统的最大频率偏差特性。 法 来 表 征 有 功 调 频 系 数 K f 与 最 大 频 率 偏 差 的 关
为验证上述构网型储能系统中各参数的鲁棒 系，以简化计算过程并提高分析效率。

性，本文在保持其余参数不变的前提下，分别选 表 1 拟合误差分析
取构网型储能虚拟阻尼系数 D P 与虚拟惯性系数 Table 1 Fitting Error Analysis

K v ，在其标称值基础上施加±20% 扰动分析其对 局部绝对 线性化等效
K f 相对误差/%
系统频率响应的影响，研究发现，不同参数取值 灵敏度 绝对灵敏度
14 0.363 6 0.345 9 4.86
下的频率响应曲线整体变化趋势一致，频率最低
18 0.355 9 0.345 9 2.82
点及频率恢复过程仅存在轻微差异，且各曲线在
22 0.354 6 0.345 9 2.46
扰动初期和频率最低点附近基本重合，本文围绕
26 0.346 3 0.345 9 0.11
有功调频系数 K f 进行参数优化，对虚拟惯性系数
30 0.339 4 0.345 9 1.92
K v 与虚拟阻尼系数 D P 具有良好的鲁棒性。

34 0.333 3 0.345 9 3.77
2.2 近似线性化分析
38 0.329 7 0.345 9 4.93
由于系统模型阶数较高，直接采用拉普拉斯
逆变换对暂态特性进行解析分析较为困难。为降
3 考虑 SOC 约束的构网型储能一次调频
低分析复杂度，本文引入近似线性化方法对系统
参数优化配置方法
特性进行研究。从仿真数据分布特征来看，可采
用一阶线性函数对一次调频系数与系统最大频率
为了在满足 SOC 约束及机组出力限制的前提
偏差 ∆f max 之间的关系进行近似刻画，其数学表达
下获得更具稳定性的频率响应，须要对构网型储
式为
能参与一次调频的关键参数进行量化分析与边界
∆f max = AK f + B （9）
刻画。基于前述频率响应模型，可进一步从系统
式中：A 为有功调频系数 K f 对最大频率偏差的绝 功率平衡与频率动态特征出发，构建适用于混联
对灵敏度；B 为构网型储能不参与有功调频时， 系统的调频参数可行域表达，为后续的优化配置
系统在给定扰动下的最大频率偏差的等效常数项。 提供理论依据。

在此基础上，可以进一步推导出系统的相对 3.1 构网型储能一次调频边界推导
灵敏度表达式为 同步发电机组可以调用的有功功率 P y 为
(∆f max,0 −∆ f max )/∆f max,0 AK f,0 （12）
= （10） P y = P N − P b
(K f,0 − K f )/K f,0 AK f,0 + B
式中： P N 为同步发电机组的额定功率； P b 为备用
式中： ∆f max,0 、 ∆f max 分别对应于有功调频系数取
功率。
初始值 K f,0 和当前值 K f 时最大频率偏差。
系统在扰动发生后可提供的最大有功增发能
由于相对灵敏度在所研究参数区间内变化较
力由构网型储能与同步发电机组的可调用容量共
小，可近似认为其为常数。进一步将相对变化关
同决定，本文将其定义为系统的剩余容量，其数
系还原为绝对量形式，并采用最小二乘法对仿真
学表达式为
数据进行拟合，可得到最大频率偏差与一次调频 
∆P max = P y +∆P B,rated

系数之间的一阶线性关系为  （13）


 S SOC −S SOC,min


∆P B,rated = P ESS,rated
∆f max = −0.001 5K f +0.385 2 （11）  S SOC,max −S SOC,min
为验证所提出线性化方法的合理性，对比解 式中： ∆P max 为系统的剩余容量； ∆P B,rated 为构网
析方法的灵敏度取值，并计算两种方法的相对误 型储能系统的剩余容量； P ESS,rated 为构网型储能
差，如表 1 所示。从表 1 的对比结果可以看出， 系 统 的 额 定 功 率 ； S SOC,max 、 S SOC,min 分 别 为 SOC
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