一种基于调频能力边界驱动的风储异构资源协同配置方法

本申请涉及风储异构资源容量配置方法，特别是涉及一种基于调频能力边界驱动的风储异构资源协同配置方法。

背景技术：

1、现有风电机组主动频率控制策略及其配合储能系统（ess）的联合调频技术，其中，储能系统凭借毫秒级的功率响应特性，能够有效弥补风电机组在转子能量恢复阶段的功率缺额，形成优势互补的“风储联合调频”模式。然而，现有调频技术存在以下不足：

2、1、安全评估维度单一 ：现有方案多侧重于频率最低点等准稳态指标 ，未能解析刻画极弱电网下频率安全域（sfb）随短路比（scr）降低而发生的剧烈拓扑演变与向心坍缩特征 。

3、2、物理性能断层识别缺失 ：缺乏对极弱电网中由惯量严重匮乏导致的“性能断层”机理的解析表达 ，导致系统在扰动初期易因频率变化率（rocof）瞬时越限而发生不可逆失稳 。

4、3、异构资源匹配判据模糊 ：飞轮储能系统（fess）与锂电池储能系统（bess）在不同时间尺度上的能力边界映射关系不明 ，尤其在应对风机动能恢复引发的频率“二次跌落”时，缺乏机理驱动的配置判据 。

5、4、寻优算法易陷局部最优 ：极弱电网约束空间具有高度非凸、非连续且存在物理失效带的特征，传统启发式算法（如标准pso）由于缺乏物理感知，粒子易在失效带内盲目震荡或陷入局部极值 。

技术实现思路

1、本申请旨在解决极弱受端电网因极低短路比与低惯量特征高度耦合引发的频率稳定性劣化及安全防御失效问题 ，有必要提供一种基于调频能力边界驱动的风储异构资源协同配置方法，包括：

2、s1：基于电网中常规机组、风机、飞轮电池、锂电池的输出功率增量偏差建立系统线性化状态空间模型；基于系统线性化状态空间模型的系统特征根的轨迹演变描述电网的电网强度与系统频率安全域在参数空间中的变化特性；

3、s2：基于所述变化特性从供给侧构建包括瞬时功率域边界、动态能量域边界、恢复轨迹边界的多维调频能力边界；

4、s3：基于瞬时功率域边界、动态能量域边界、恢复轨迹边界与电网强度构建边界灵敏度算子，构建全寿命周期年化总成本最小化的目标函数，基于目标函数并通过边界灵敏度算子引导的改进粒子群算法在多维调频能力边界中寻优，得到异构容量配置方案。

5、有益效果：针对系统在扰动初期易触碰由惯量稀释形成的“性能断层”以及在恢复阶段因风机动能回撤诱发的“频率二次跌落”等核心挑战，该方法通过构建系统线性化状态空间模型，揭示了电网的电网强度与系统频率安全域在参数空间中的变化特性，弥补了现有研究仅侧重稳态单点约束而忽视动态拓扑演化的不足；在此基础上，基于所述变化特性从供给侧构建包括瞬时功率域边界、动态能量域边界、恢复轨迹边界的多维调频能力边界，明确了飞轮与锂电池在异构资源中的功能补偿边界；最后，基于目标函数并通过边界灵敏度算子引导的改进粒子群算法在多维调频能力边界中寻优，得到异构容量配置方案，实现了异构储能在非凸失效空间下的精准配置，从而在保障系统频率韧性的同时显著降低了全寿命周期成本。

1.一种基于调频能力边界驱动的风储异构资源协同配置方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于调频能力边界驱动的风储异构资源协同配置方法，其特征在于，系统线性化状态空间模型包括：

3.根据权利要求2所述的基于调频能力边界驱动的风储异构资源协同配置方法，其特征在于，状态矩阵的表达式为：

4.根据权利要求1所述的基于调频能力边界驱动的风储异构资源协同配置方法，其特征在于，系统特征根的表达式为：

5.根据权利要求4所述的基于调频能力边界驱动的风储异构资源协同配置方法，其特征在于，基于系统线性化状态空间模型的系统特征根的轨迹演变描述电网的电网强度与系统频率安全域在参数空间中的变化特性，包括：

6.根据权利要求5所述的基于调频能力边界驱动的风储异构资源协同配置方法，其特征在于，s2包括：

7.根据权利要求6所述的基于调频能力边界驱动的风储异构资源协同配置方法，其特征在于，扰动功率下时域频率轨迹表示为：

8.根据权利要求7所述的基于调频能力边界驱动的风储异构资源协同配置方法，其特征在于，基于瞬时功率域边界、动态能量域边界、恢复轨迹边界与电网强度构建边界灵敏度算子，包括：

9.根据权利要求8所述的基于调频能力边界驱动的风储异构资源协同配置方法，其特征在于，目标函数的表达式为：

10.根据权利要求9所述的基于调频能力边界驱动的风储异构资源协同配置方法，其特征在于，得到异构容量配置方案的过程包括：