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频率可变优化:面向新型动态频率响应服务的控制框架

系统与控制 2025-09-27 v1 系统与控制

摘要

为了应对可再生能源发电的波动性,全球范围内已启动多项倡议,以提供更快速、更有效的频率响应。在英国,国家能源系统运营商 (NESO) 推出了一套包含三种新型动态服务的服务组合,其中资产的聚合预计将发挥关键作用。对于聚合响应单元 (ARU),所需频率响应水平随电网频率而变化,这形成了一个资产应共同满足的频率可变等式约束。我们证明,ARU 的最优协调构成了一个频率可变优化 (FVO) 问题,其中每个资产的最优轨迹动态演化。为了促进在线优化,我们将 FVO 问题重构为最优轨迹跟踪 (TOT) 问题,并针对两种场景提出了算法:一种场景是资产动态可忽略不计,另一种场景是必须考虑资产动态。在合理条件下,ARU 能在固定时间内收敛至最优轨迹,且在 NESO 要求的最大交付时间内完成收敛。所提出的框架可以方便地分布式部署,以协调大量资产。数值结果验证了所提出控制框架的有效性和可扩展性。

关键词

引用

@article{arxiv.2509.18935,
  title  = {Frequency-Varying Optimization: A Control Framework for New Dynamic Frequency Response Services},
  author = {Yiqiao Xu and Quan Wan and Alessandra Parisio},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2509.18935},
  year   = {2025}
}

备注

in IEEE Transactions on Power Systems, 2025