通过高压直流（HVDC）链路连接的跨区域系统的协调调度：一种具有频率稳定性紧急电力支持功能的分布式鲁棒方法

《Regional Studies in Marine Science》：Coordinated Scheduling of Inter-regional Systems Connected via HVDC Links: A Distributionally Robust Approach With Emergency Power Support for Frequency Stability

区域互联电力系统通过HVDC链接协调调度研究。提出两阶段矩估计DRO模型，结合HVDC功率调节和抽水蓄能提升光伏消纳能力，构建含水火电及光伏的12节点测试系统验证方法有效性，确保频率稳定和运行安全。

　　

传和|张宇琪|尹月|谭静|刘天奇|志安|董星|梁文菊

四川大学电气工程学院，成都，610065，中国

章节片段

引言

为了实现电力系统的脱碳，水力发电和光伏（PV）等清洁能源的渗透率正在逐渐增加[1]。随着大量热电单元被光伏单元取代，发电源与需求之间的空间差异问题变得尤为突出[2]、[3]。因此，探索区域间电力系统发电资源的互补效应具有重要意义，但这带来了诸多挑战：1）需要建立协调调度模型

高压直流（HVDC）链路运行约束

两个交流系统可以通过基于电压源转换器（VSC）的HVDC链路进行互联，VSC站安装在HVDC链路的终端，以实现交流/直流和直流/交流的转换[24]。通过HVDC链路和VSC站连接的区域间系统如图1所示，其中基于VSC的HVDC链路和转换站被建模为具有直流输电线的等效阻抗和理想VSC。发送端的 active 和 reactive 功率损耗可以表示为

目标函数

协调调度模型的目标如（3.1）所示，其中包含热电单元的成本（3.2）、抽水蓄能的启动和关闭成本（3.3）、光伏发电限制的惩罚成本（3.4）以及热电单元的频率储备成本（3.5）。

功率流约束

本文采用了交流功率流模型来确保节点电压的安全性和调度结果的准确性[28]、[29]、[30]。输电网络的功率流表示为（4.1）、（4.2）、（4.3）、（4.4）、（4.5）、（4.6）。

两阶段基于矩的DRO模型

在区域间电力系统的协调调度中，必须考虑光伏发电的不确定性。与之前过于乐观的SO方法和过于保守的RO方法[37]、[38]相比，本文提出了基于广义矩信息的DRO方法，以利用SO和RO的优点来表征光伏发电的不确定性。

改进的12节点测试系统

两个改进的6节点系统通过两个HVDC链路连接形成12节点的区域间测试系统，如图3所示。发送端包含B5和B6处的两个级联水力发电单元、B1、B2和B3处的三个热电单元、B4处的一个光伏单元以及B3处的一个抽水蓄能单元。具体来说，H1是上游水力发电单元，而H2是下游水力发电单元。接收端系统包含三个热电单元。发送端和接收端通过两个HVDC链路相连，即L1

结论

本文提出了一种基于两阶段矩的DRO模型，用于通过HVDC链路连接的区域间系统的协调调度，并具有紧急频率稳定性支持功能。利用抽水蓄能和HVDC链路的功率调节作为调节资源，以提高光伏发电的接纳能力。提出了热电/级联水力发电/抽水蓄能单元的PFR模型，以增强区域间系统的频率调节能力，从而保证系统的运行安全和稳定性。

CRediT作者贡献声明

张宇琪：撰写——原始草稿、可视化、验证、软件开发、数据分析、形式化分析、数据整理。传和：撰写——审阅与编辑、撰写——原始草稿、监督、方法论制定、资金获取、概念构思。尹月：撰写——审阅与编辑、验证、监督、方法论制定、数据分析。刘天奇：撰写——审阅与编辑、验证、监督。谭静：撰写——审阅与编辑、可视化、监督、方法论制定。梁文菊：

利益冲突声明

? 作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所报告的工作。

致谢

本项工作得到了中国国家电网的技术项目的支持（项目编号：5100-202356394A-2-4-KJ）。