二次调频

在“碳达峰·碳中和”国家能源战略变革背景下，大规模可再生能源的加速并网加剧了电力系统对于快速调频资源需求的迫切性，如何充分发挥以电池储能系统(battery energy storage systems,BESS)为代表的新型快速资源在电网调频中的作用是解决该问题的关键。首先，为满足电网各类型调频资源在自动发电控制(automatic generation control,AGC)系统中的接入监视与分类决策需求，提出“域-群-机”三级控制模型架构；然后，从BESS的荷电状态(state of charge,SOC)主动管理出发，提出基于改进的动态调频容量(dynamic available AGC,DAA)的多元集群协同控制策略，以及引入SOC影响因子的多点BESS功率分配策略；最后,结合实际电网的持续扰动工况及模拟跳机扰动工况进行仿真分析，验证了文中所提控制策略的有效性。文中所提策略不但可以显著改善各单点BESS的SOC一致性，而且能够提升电网调频品质。

6月7日，国家能源局山西监管办公室发布《关于完善山西电力辅助服务市场有关事项的通知》（以下简称《通知》），对二次调频性能指标计算方法、用户侧削峰填谷、差额资金分配等内容进行明确和细化。

近年来电网开始采用控制性能标准变式（transformational control performance standard，TCPS）考核各区域的自动发电控制（automatic generation control，AGC）水平，然而现有研究仅考虑了控制性能标准（control performance standard，CPS）的考核。鉴于此，提出了一种考虑TCPS的AGC机组动态优化模型，该模型以二次调频综合调整费用最小为目标，以系统功率平衡和TCPS考核为约束。针对新模型中TCPS考核约束的分段函数进行线性化，实现了模型的高效求解。基于修改的IEEE算例、工程中的AGC滞后控制策略和CPS标准，仿真验证了模型的有效性。

高比例可再生能源接入电网使得系统频率控制难度提升，电力系统二次调频面临新的挑战。为此，提出一种电动汽车(electric vehicle, EV)协助火电调频机组参与辅助服务市场的优化控制策略。在调频指令分配比例优化阶段，考虑调频成本及电池补偿成本，最大化调频商收益为目标，提出滚动优化控制策略。在EV充电站响应阶段，考虑站内各EV荷电状态及可调容量，采用分区分级动态调节充放电功率控制方法响应调频责任。最后，搭建含EV电站的两区域互联电力系统模型，对该调频策略的性能及经济性进行仿真分析。结果表明，所提策略有效降低了频率响应偏差，同时提高了调频商的经济收益。

在国家重点研发计划项目、863项目等多个国家重要项目的支持下，项目组经过10多年持续攻关，产-学-研-用相结合，攻克了“非水可再生能源消纳”的瓶颈问题，在非水可再生能源预测、灵活性资源优化规划、协调优化调度、友好并网逆变控制等方面开展了系统的研究工作，取得了系列原创性研究成果，发明了“功率点预测-区间预测-概率预测-场景预测”全景预测技术。提出了一种将“无规律序列”分解为多个“有规律序列”的预测方法，解决了非水可再生能源电力难以准确预测的瓶颈问题；提出了从“低维度”映射到“高维度”的区间预测以及可嵌入环境影响因素的概率预测等不确定性预测方法，为调度提供更为全面准确的预测信息；提出了准确模拟非水可再生能源可能发生场景的渐近优化技术，突破了采用典型场景不能反映非水可再生能源变化多样性的局限。发明了面向非水可再生能源随机变化的灵活性资源容量优化规划技术。提出了满足给定置信度水平下备用容量优化配置技术，克服了传统方法仅考虑典型场景备用需求的局限性；提出了充裕性和安全性双重优化的评估技术，克服了传统方法需要反复调整方案以满足可靠性要求的局限性。发明了多重随机耦合作用下电力系统的鲁棒协调调度技术。提出同时考虑预测信息、当前运行信息和历史运行信息的滚动协调技术，获得主动应对非水可再生能源随机波动的鲁棒调度方案，突破了传统调度技术仅能满足给定预测值、鲁棒性差、被动应对非水可再生能源随机变化的局限，有效提升了高爬坡变化事件的调度应对能力。发明了提升非水可再生能源并网友好交互水平的逆变控制技术。提出了综合考虑逆变器的无锁相环电压信号提取、相位裕度补偿抑制谐波、正序分量补偿电压不平衡及虚拟同步发电机下二次调频等并网控制技术，显著提高了非水可再生能源并网友好交互水平。 本项目成果经中国科学院程时杰院士为组长的专家组鉴定，整体技术达到国际领先水平。研究成果解决了非水可再生能源并网优化与主动消纳的关键技术问题，为实现非水可再生能源与电网友好协调提供了解决方案。本项目获得国家发明专利30项、实用新型专利10项、软件著作权11项，出版专著2部，发布标准3项，发表论文99篇，其中SCI/EI论文68篇。研究成果成功应用于广西、云南、贵州等多个省份的发电企业及电网企业，所研发的高性能光伏并网逆变器远销6大洲100多个国家。

通报中提到，深入推进电力市场建设，印发《关于完善山西电力调频辅助服务市场等有关事项的通知》，优化完善二次调频性能评价指标，调整差额资金分配方式，明确新型储能应急调用补偿原则。

习近平总书记强调，能源保障和安全事关国计民生，是须臾不可忽视的“国之大者”。国网山西省电力公司认真贯彻习近平总书记关于国家能源安全的重要论述和“四个革命、一个合作”能源安全新战略，按照国家电网有限公司电网稳定工作会议暨2024年第四季度工作会议部署，紧扣新型电力系统发展主线，坚持系统观念和问题导向，加快夯实电网基础、构建新型调度体系、持续增强科技支撑，着力提升系统安全稳定工作水平，为山西坚定不移推动高质量发展提供坚实保障。