计及频率跌落风险与可执行储备可信度的风电-光伏可再生能源电站自适应一次调频

《Energies》：Adaptive Primary Frequency Regulation of Wind–PV Renewable Energy Stations Considering Frequency-Drop Risk and Executable Reserve Credibility

　　**摘要**高渗透率的变流器接口风能和光伏（PV）发电侵蚀了同步惯性，使得厂站级频率支撑越来越依赖时变的有功功率余量。本文针对风电-光伏可再生能源电站提出了一种风险-可信度-恢复型一次频率调节（RCR-PFR）策略。该控制器将频率偏差和负频率变化率（RoCoF）映射为有界的频率下降风险指数，将备用余量、资源波动性、下行趋势、爬坡速率可行性和饱和裕度转换为可执行备用的可信度指数，并在容量和爬坡速率约束下调度风电和光伏支撑。恢复债务项延迟了过早的支撑撤出，而电池储能系统（BESS）仅补偿经风电-光伏预测后仍不可行的残余需求。在标准负荷阶跃工况下，RCR-PFR将频率最低值提升至49.788 Hz，比无可再生能源频率支撑的工况高出0.132 Hz，并且相较于固定比例分配策略，将二次频率跌落降低了73.4%。在备用受限的应力工况下，H = 3.0 s表示低等效惯性条件，0.105 p.u.的扰动对应于1000 MVA基准下的105 MW负荷增加。在该条件下，残余BESS补偿将频率最低值从49.595 Hz提升至49.813 Hz，将最大频率偏差限制在0.187 Hz以内，消除了4.24秒低于49.8 Hz的低频区间，并将未满足的支撑能量从1.2324 MWh减少至0.0114 MWh。这些单区域仿真结果表明，RCR-PFR可以改善频率安全裕度、可执行备用利用率和撤出阶段稳定性，但在实现厂站级部署之前，仍需要进行多机、电磁暂态、硬件在环及现场验证。