解读清华大学 胡泽春:含灵活资源的一次与二次调频联合优化

2026-10-26 15 次浏览
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碳通通 · 脱水解读

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清华大学胡泽春团队在第41届中国高等学校电力系统及其自动化专业学术年会上,分享了一项针对高比例新能源电网频率控制难题的研究:如何把风电、光伏、储能、电动汽车等灵活资源的一次调频与二次调频放在同一个框架里联合优化。这项研究不只关心调频性能好不好,还回答了另一个关键问题——用强化学习做频率控制,稳定性怎么保证。对于正在参与调频辅助服务、或关注新型储能调用策略的从业者,这套“性能+稳定”双约束的思路值得细看。

核心判断

  • 2025年我国新能源发电装机规模首次超过火电,风电光伏累计装机突破1800GW。
  • 传统调频资源单一、参数固定,难以适应高比例新能源场景的频率安全需求。
  • 现有研究将一次调频与二次调频割裂优化,忽略了二者在动态过程中的耦合关系。
  • 所提DRL方法通过凸组合映射,为神经网络控制策略提供先验的稳定性与鲁棒性保障。
  • 联合优化模型将频率最低点、储能SoC偏差、调频成本与H∞鲁棒指标一并纳入目标。

脱水解读

新能源高渗透下的调频困境

研究背景从一组数据切入:2024年全球新增电力装机容量中89.4%为太阳能和风能;2025年我国新能源发电装机规模首次超过火电,风电光伏累计装机规模突破1800GW。装机结构变化带来的是惯量水平降低、不确定性上升、运行状态多变,有功频率控制难度随之提升。原文指出,未来为实现“双碳”目标,我国风电、光伏等新能源装机容量及发电量仍将保持快速增长势头。

调频资源的构成也在变化。除了传统同步发电机组,风电、光伏等“源”侧资源,智能楼宇、电动汽车等“荷”侧分布式资源,以及类型和接入位置多样的“储”侧资源,都在进入调频队伍。研究及工程应用已经证明,新型调频资源具有快速动作、精准调节、灵活控制的能力。但传统频率控制方法资源单一、控制自由度有限、参数长期固定,难以适应高比例新能源场景,多类型调频资源的优化调控方法成为待解问题。

一次调频:从固定下垂到动态参数

一次调频优化控制的核心思路,是在经典下垂控制基础上拓展控制逻辑自由度。梳理已有研究,主要方法包括改进下垂控制——增加滤波环节、分段线性下垂控制、非线性下垂控制,以及深度强化学习方法——离线训练、在线决策。部分研究进一步做到控制参数动态更新,通过集中优化后下发一次调频下垂系数,或直接下发一次调频调节指令。

这些方法各有进展,但原文点出共性缺陷:控制参数固定、缺乏适应能力。换句话说,一次调频的控制逻辑虽然有改进,但多数仍停留在“调好一组参数长期用”的阶段,面对运行场景和资源特性的差异,灵活资源的调节潜力没有充分释放。这也构成了后续联合优化研究的出发点。

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