Page 81 - 《中国电力》2026年第5期
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王泽森等：虚拟电厂协同的自适应二次调频策略                                           2026  年第 5 期



              额定频率范围内的有功功率供需平衡。然而，在                             新准则；最后，通过搭建仿真模型对所提方案进
              “碳达峰，碳中和”战略目标驱动下，新能源渗                             行了验证。

              透率的大规模并网成为必然趋势，引发电力系统
              功率供需频繁失衡等问题，严重危及电网频率稳                             1    总体架构
              定性  [1-5] 。因此，如何拓展电网内其他调节资源，
              增强电网频率韧性成为当务之急。                                       VPP  利用通信网络协同调控储能装置（energy
                  虚 拟 电 厂 （ virtual power plant， VPP） 利 用 通     storage system，ESS），与传统大型同步发电机组
              信网络协同优化调度分散的储能资源，能够有效                             （synchronous generator，SG）共同参与二次调频，
              拓 展 电 网 调 频 容 量 ， 进 而 支 撑 电 网 频 率 韧 性 。           如图   1  所示。当电网控制中心下达二次调频指令后，
                                                          [6]
              当前，已有较多学者讨论了               VPP  参与二次调频的           储能装置通过响应调节自身的有功出力，维持电
              可行性，主要关注虚拟电厂内分布式资源的调度                             网在额定频率范围内的有功功率供需平衡                     [23-25] 。
              问题  [7-9] 。然而，现有文献假设所有调频资源均始                          对于区域      i（i=1, 2, ···, N，N  为互联电力区域
              终参与二次调频过程。事实上，这些灵活资源可                             数量），参与二次调频的设备及考虑                    VPP  协同的
              能由于非计划运维、用户行为变化等存在随机接                             电力系统动态特性可参考文献                [26-27]。
              入/退出二次调频的场景，将导致二次调频系统存                                当某区域功率供需失衡时，将引发该区域的
              在运行结构的不确定性。此外，对于二次调频系                             频率偏差以及联络线功率波动，即
              统的控制参数设计问题，现有方案一般分为周期                                 L i ∑  SG,l  P i ∑  ESS,p
                                                                      ∆P    +   ∆P     −∆P di +∆P res,i −∆P tie,i =
              触发控制（periodic-triggered control，PTC）和事件                    m,i       i
                                                                    l=1      p=1
              触发控制（event-triggered control，ETC）     [10-13] 。前          d∆ f i
                                                                      M i    + D i ∆f i                  （1）
              者在每个采样时刻均收集二次调频系统运行状态                                       dt
              并更新控制指令，故必然存在较重的通信负担                      [14-17] ；                  w ∑
                                                                                       N
                                                                          ∆P tie,i = 2π   φ ij (∆f i −∆ f j )  （2）
              而 后 者 则 在 数 据 注 入 源 头 增 加 事 件 触 发 检 测 器
                                                                                     j=1, j,i
              （event-triggered detector，ETD），仅当    ETD  检测
                                                                式中：    ∆P SG,l 为第  l 个传统发电机组的有功出力；
              到 二 次 调 频 系 统 控 制 性 能 退 化 到 预 设 阈 值 以 上                     m,i
                                                                   ESS,p
                                                                ∆P     为  VPP  内第  p  个储能装置的充/放电功率；
              时，才触发状态量和控制指令的传输                    [18-20] 。因此      i
                                                                ∆P di 为负荷波动；      ∆P res,i 为可再生能源出力波动；
              相较于    PTC  控制方案，ETC      方案具有更低的通信
                                                                                                            j
                                                                                            i
              负 担 。 文 献   [21] 设 计 了 考 虑 依 赖 储 能 荷 电 状 态        ∆P tie,i 为联络线功率波动；Δf 为频率偏差；φ 为
                                                                                                           i
                                                                                                         i
              （ state-of-charge， SoC） 的 孤 岛 微 网 二 次 调 频 架       区域   i 和区域   j 之间的联络线系数；M 和         i   D 分别
                                                                                              i
              构，采用     ETD  方案以降低通信负担。文献              [22] 进    为等效惯量和阻尼系数；L 、P 分别为传统同步
                                                                                          i
              一步将热泵拓展为调频资源，设计了基于分布式
              事件触发的二次调频架构。然而，文献                     [21-22] 仍
              然假设参与调频设备始终参与二次调频过程，忽                                      电池       风机      光伏     传统发电机
                                                                         DC      AC      DC
              略了随机接入/退出对运行结构的影响。                                       AC      AC      AC
                  基于上述分析，本文设计了基于事件触发控
              制虚拟电厂协同参与二次调频的策略。首先，将
              二次调频系统描述为依赖于灵活资源参与状态的                                      热泵              采集终端
                                                                                    通信网络              负荷
              切换子系统集合；其次，设计了考虑二次调频性                                   虚拟电厂
                                                                       (VPP)
              能和调频资源参与状态的事件触发通信方案以降                                                             电力线路；
                                                                                                通信链路；
                                                                                                控制指令；
              低通信冗余度；随后，考虑不确定延时导致                        ETC                                    传感器
                                                                                    控制中心
              参数滞后于二次调频系统运行结构变化而异步调
                                                                       图 1   VPP  储能资源协同的二次调频架构
              整的这一事实，基于平均驻留时间（average dwell
                                                                      Fig. 1    SFR framework with energy storage
              time，ADT）方法得到的          ETC  参数设计约束及更                             resources in VPP
                                                                                                           77
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