大规模的可再生能源并网使得电网内传统机组占比减小，惯性水平降低，电网的频率稳定性面临严重挑战。储能作为一种优质的调频资源，其调频时的高额注入功率会对系统原有潮流分布产生巨大影响，可能导致部分线路功率越限，储能注入功率会受到输电线路容量的限制，因而其调频能力无法得到充分发挥。本文基于多直流馈入受端电网，研究了保障系统频率稳定的储能选址定容规划，为确保规划结果的可行性与经济性，在规划中考虑的输电线路的扩建，提出了考虑频率安全约束的储能与输电线路扩建联合规划模型。

系统发生功率扰动时，储能与火电机组处理对比如图1 所示。储能可以在短时间内增发高额功率以维持系统频率，此时火电机组几乎还未增发功率，储能增发功率远大于同等容量火电机组。储能增发功率最大时刻为系统频率偏差最大时刻，如图2所示，故在储能参与调频时需要考虑频率偏差最大时刻的潮流约束。

以IEEE-39系统为例，分析系统在不同电源停运时，为满足系统频率安全约束，储能所需提供的最大功率，如图3所示：

不同机组停运时所需的储能功率不同。在最严重工况下（39号节点直流闭锁故障时），系统所需储能功率最大，为584.4 MW。

系统不同机组停运时，由于停运的位置不同，对潮流的改变也不同。由于无法事先预知系统内出现功率不平衡的节点，在规划中还需考虑N-1安全准则。只考虑储能的规划不能较好地处理储能的不合理选址导致的系统潮流越限问题，且易导致储能配置容量过大。为保证不同机组停运时，在不超过输电线路负载率的情况下将储能的调频功率安全送出，储能需要分散部署，同时与输电线路扩建进行配合。不同储能配置节点数下的储能以及输电线配置费用如图4所示。

储能配置节点数为5进行调频有效性验证。图5所示为规划结果，包括储能配置位置，功率以及扩建线路（图中红色线所示为需要扩建的线路），由规划结果可知，储能在电源侧以及负荷侧均有部署。

图6所示为配置储能前后，系统在电源N-1 故障下频率变化。通过对比可以看出，在配置储能后，系统的频率得到了有效改善，最大频率偏差均满足所要求的0.5 Hz以内。

（a）无储能下系统电源停运时频率变化

（b）配置储能后系统电源停运时频率变化