Page 174 - 《中国电力》2026年第5期
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2026 年 第 59 卷
安全运行的上下限； S SOC 为当前系统 SOC 状态。 暂态稳定风险，因此在构网型储能参与一次调频
当频率下降并到达最低点时，频率偏差达到 参数配置过程中，有必要对暂态 RoCoF 施加上限
最大值，混联系统在该时刻的一次调频支撑需求 约束。根据系统转子运动方程，可得到混联系统
处于峰值状态。由于频率最低点处频率变化率为 的暂态 RoCoF 约束条件为
零，惯量环节不再提供功率支撑，因此该时刻系 df
≤γ max （18）
统的频率支撑主要由负荷频率特性所形成的阻尼 dt
功率与一次调频资源的功率调节共同承担。基于 式中： f 为电网频率； γ max 为 RoCoF 上限；t 为时间。
最低点处的功率平衡关系，建立系统所需频率支 3.2 考虑 SOC 约束的参数协同优化方法
撑功率与系统剩余容量之间的约束条件为 最大频率偏差能够直接表征系统受扰动后的频
（14） 率安全裕度，是判断是否触发低频减载及频率保
D|∆ f nadir |+ K D (|∆f nadir |−∆f dead )＜∆P max
护动作的关键指标，在工程运行中通常被作为一次
式中： K D 为系统的等效一次调频系数，且 K D =
调频性能评估的重要依据。因此本文以最小化系
K f +1/R； ∆f dead 为一次调频死区对应的频率偏差。
统受扰后的最大频率偏差为优化目标，同时在约
进一步地，为保证扰动后的频率响应满足运
束条件中考虑暂态频率变化率，建立优化模型为
行安全要求，须要对频率最低点偏差施加阈值限
制，即最大允许频率偏差约束，通常暂态最大频 min|∆f nadir |
K f
率偏差在 0.8 Hz 以内。 S SOC −S SOC,min
∆P B ≤P ESS,rated
|∆f nadir |＜∆f max = 0.8 Hz （15） S SOC,max −S SOC,min
（19）
S SOC,min ≤S SOC ≤S SOC,max
由于有功调频系数 K f 过大可能导致储能出力 s.t.
∆P m ≤P y
骤 增 ， 超 出 构 网 型 储 能 额 定 功 率 或 SOC 约 束 范
d f
≤γ
围，引发变流器过流保护动作或 SOC 异常衰减， dt max
反 而 破 坏 系 统 稳 定 ； 而 有 功 调 频 系 数 K f 取 值 过 第一个约束条件为构网型储能出力限制；第
小，则储能调频能力无法充分发挥，难以有效弥 二 个 约 束 条 件 为 构 网 型 储 能 的 SOC 限 制 ， 见 文
补系统功率缺额，无法满足频率安全阈值要求。 献 [26]；第三个约束条件为同步发电机组的出力
因此加入约束条件对有功调频系数 K f 的上、下限 限 制 ； 第 四 个 约 束 条 件 为 系 统 的 频 率 变 化 率 限
进行控制，即 制，见文献 [8]。
（16）
K f,min ≤K f ≤K f,max 序 列 二 次 规 划 （ sequential quadratic programm-
式中： K f,min 为有功调频系数的下限； K f,max 为有 ing，SQP）算法在每次迭代中都求解一个二次规
功调频系数的上限。 划子问题，能够有效处理具有非线性目标函数和
增益系数上限与构网型储能可调功率和同步 约束条件的优化问题。其具有良好的收敛性，能
发电机组的备用容量有关，过大则会导致失去限 够快速接近最优解，尤其在目标函数和约束条件
幅的作用，过小则会导致出现负数，因此须要选 较为平滑的情况下。通过二次近似使得目标函数
择合适的数值。电力系统频率变化率（rate of change 的优化过程更加平滑，线性近似则使得约束条件
of frequency，RoCoF）也能够反映构网型储能系统 的处理更加简便，从而提高了整体解的精度。因
有功调频系数 K f 对扰动的抑制能力。根据转子运 此，本文采用 SQP 算法对问题进行求解。
动方程，可得混联系统 RoCoF 为
df ∆P d −∆P B −∆P e 4 仿真验证
= （17）
dt 2HS B
式中： S B 为系统基准容量。 为验证本文所提出方法在一次调频过程中的
在扰动初期，RoCoF 能够反映系统惯量水平 有效性，本节通过在 Matlab 中建立如图 3 所示的
及一次调频资源对功率失衡的瞬态抑制能力。过 仿真系统，选取“无储能”“构网型储能常规参
大的 RoCoF 可能引发继电保护误动作或加剧系统 数”“本文所提方法”3 种方案进行对比分析，
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