在新能源富集和负荷集中地区建设“源网荷储一体化”系统（以下简称一体化系统）成为了促进新能源消纳的新兴模式。然而，100%新能源场景下，一体化系统缺乏同步惯量支撑，迫切需要充分挖掘“源-网-荷-储”各环节的频率支撑潜力以保障系统的频率安全。华北电力大学电气与电子工程学院的研究人员赵冬梅、宋晨铭、冯向阳、虞程超、徐辰宇在2025年第7期《电工技术学报》上撰文，提出考虑多类型调频资源协同运行的储能优化配置方法。研究结果表明，该文提出的配置方法在保证一体化系统频率稳定运行的基础上，实现了储能配置的经济性。
研究背景
一体化系统实行“自发自用、余量存储、主网支撑”的运行模式（图1）。一体化系统仅在负荷高峰时段通过交流联络线向上级电网购电，不反向输送电能，通过多资源协同调度实现新能源就地消纳。相较于传统的一体化运行模式，100%新能源场景下新型工业园区一体化系统缺乏同步惯量支撑，在面对非计划脱网、负荷波动等有功扰动故障下容易出现频率失稳的风险。
论文所解决的问题及意义
100%新能源场景下由于缺少同步电源的支撑，传统储能优化配置方案的频率越限风险突出。研究团队提出了一种考虑新能源场站、储能电站与需求侧响应的频率支撑能力的储能优化配置方法，能够实现多种调频资源的协同运行，在保证一体化系统频率安全稳定的同时提高了储能配置的经济性。
论文方法及创新点
1、一体化系统频率响应模型的构建
为了保障一体化系统的频率稳定运行，研究人员建立了100%新能源场景下一体化系统的频率响应模型，以充分发挥源、储、荷三部分的频率支撑能力。对于“源”和“储”而言，计及跟网型控制和构网型控制对于系统频率支撑的差异性；对于“荷”而言，考虑了负荷需求响应和主动切负荷措施（图2）。形成多类型灵活性资源协调运行机制，能够有效提升系统的频率稳定能力。
2、考虑非线性控制环节的模型求解
频率响应模型存在大量的非线性控制环节，频率解析式表达困难，为了准确地获取系统时域频率响应动态曲线，基于时域仿真求解系统的频率响应模型得到频率稳定性指标结果。采用改进遗传算法内嵌仿真模块的方式求解储能的最优配置问题。
结论
1) 通过新能源场站、储能电站和需求侧响应多种调频资源的协同运行，保证一体化系统频率安全稳定的同时提高了储能配置的经济性。
2) 构网型场站占比会影响储能配置结果，构网和跟网型场站比例为4:1时一体化系统配置成本最低，最大可减少11.4%的配置成本。
3) 设置合理的需求侧响应控制参数最大可降低23.8%的储能规划功率。将负荷高峰时段10%负荷平移至低谷时段可降低53%的储能配置容量。
团队介绍
赵冬梅，教授，博士，博士研究生导师，研究方向为电力系统分析与控制、新能源发电与智能电网等。
宋晨铭，博士研究生，研究方向源网荷储一体化系统优化运行和稳定性评估。
冯向阳，硕士研究生，研究方向为梯级水光互补系统优化调度。
虞程超，硕士研究生，研究方向为新能源电力系统优化调度。
徐辰宇，博士研究生，研究方向为考虑频率稳定性的多资源协调优化、储能系统的规划与运行。
本工作成果发表在2025年第7期《电工技术学报》，论文标题为“100%新能源场景下考虑频率稳定约束的源网荷储一体化系统储能优化配置“。本课题为国家重点研发计划资助项目。