提升新能源短時性功率沖擊下暫態頻率安全的儲能緊急控制策略

魏玖明，李兆偉2，，李碧君，吳雪蓮，朱 玲，賴業寧

（1.南瑞集團有限公司（國網電力科學研究院有限公司），江蘇省南京市 211106；2.華北電力大學電氣與電子工程學院，北京市 102206）

0 引言

根據《2030 年前碳達峰行動方案》［1］，“構建新能源占比逐漸提高的新型電力系統”是支撐國家能源轉型與“雙碳”戰略實施的關鍵舉措。新型電力系統中的高比例新能源大量置換常規電源，造成電網轉動慣量、調頻能力下降［2-4］，暫態頻率安全已經成為制約新型電力系統發展的瓶頸問題。近年來，國內外已發生多起大頻差擾動事件［5-7］。

對于新能源占比不斷提高的新型電力系統，引發低頻問題的不僅有新能源脫網或直流閉鎖等帶來永久性功率擾動的故障，短路故障引起大規模新能源低電壓穿越（以下簡稱“低穿”）等帶來的短時性功率沖擊也會導致系統頻率快速變化［8］，甚至跌破第三道防線頻率閾值。文獻［9］在對歐洲某電網最大非同步電源滲透率的研究中指出，電網故障引起的風電機組低穿對頻率的影響可能比大機組跳閘更嚴重。文獻［10］指出，中國東北電網存在單一電網故障引起大面積新能源進入低穿的風險，嚴重情況下超過90% 的新能源進入低穿，短時擾動功率超過20 GW，占總負荷40%以上，威脅電網頻率安全。

目前，已經有大量文獻［11-13］對新能源的低穿能力、低穿特性以及低穿控制策略展開研究，如雙饋風機有著機械載荷作為約束，其在低穿恢復期間有功功率不能快速恢復［14］；在暫態穩定問題較為突出的風火打捆送端電網，新能源低穿恢復期間較慢的有功功率恢復速度有利于電網的功角穩定［15］。……