考虑频差分区的储能辅助火电机组调频控制策略研究.pdfVIP

第５１卷第５期华北电力大学学报Ｖｏｌ５１，Ｎｏ５

２０２４年９月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＮｏｒｔｈＣｈｉｎａＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＳｅｐ．，２０２４

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ｄｏｉ：１０３９６９／ｊＩＳＳＮ１００７２６９１２０２４０５１４

考虑频差分区的储能辅助火电机组调频控制策略

研究

刘磊，刘鑫屏

（华北电力大学控制与计算机工程学院，河北保定０７１００３）

摘要：为了解决大规模新能源发电并网带来火电机组调频不足的问题，利用储能电池快速响应的特性，提出

了一种储能辅助火电机组维持电网频率稳定的优化控制策略。通过对储能死区和火电机组死区的分析，以这

两种死区为边界，将频率偏差分为三个区域，根据各个区域的调频需求以及虚拟下垂控制、虚拟惯性控制的

优点，采取不同的策略，最大程度抑制频率偏差及其变化率的恶化。考虑到储能容量这个因素，采用优化后

的ｌｏｇｉｓｔｉｃ函数调节单位功率系数（即下垂和惯性系数），防止荷电状态过快的达到越限区域。最后通过Ｍａｔ⁃

ｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ对阶跃负荷扰动和连续负荷扰动两种工况下进行仿真，结果表明该控制策略不仅可以降低火电

机组的输出功率，还可以显著抑制频率偏差的恶化速度，减少频率恢复稳定的时间，提高了系统的稳定性。

关键词：一次调频；虚拟下垂控制；虚拟惯性控制；荷电状态；储能系统

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中图分类号：ＴＭ７３２文献标识码：Ａ文章编号：１００７２６９１（２０２４）０５０１２６０８

ＳｔｕｄｙｏｎＦｒｅｑｕｅｎｃｙＭｏｄｕｌａｔｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌＳｔｒａｔｅｇｙｏｆＥｎｅｒｇｙ

ＳｔｏｒａｇｅＡｕｘｉｌｉａｒｙＴｈｅｒｍａｌＰｏｗｅｒＵｎｉｔＣｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇＦｒｅｑｕｅｎｃｙ

ＤｉｆｆｅｒｅｎｃｅＺｏｎｅ

ＬＩＵＬｅｉ，ＬＩＵＸｉｎｐｉｎｇ

（ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｏｎｔｒｏｌａｎｄＣｏｍｐｕｔｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮｏｒｔｈＣｈｉｎａＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂａｏｄｉｎｇ０７１００３，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｉｎｓｕｆｆｉｃｉｅｎｔｆｒｅｑｕｅｎｃｙｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｒｍａｌｐｏｗｅｒｕｎｉｔｓｃａｕｓｅｄｂｙｌａｒｇｅ⁃

ｓｃａｌｅｎｅｗｅｎｅｒｇｙｐｏｗｅｒｇｒｉｄｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ，ｗｅｐｒｏｐｏｓｅｄａｎｏｐｔｉｍａｌｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙｆｏｒｔｈｅｒｍａｌｐｏｗｅｒｕｎｉｔｓｔｏｍａｉｎｔａｉｎ

ｐｏｗｅｒｇｒｉｄｆｒｅｑｕｅｎｃｙｓｔａｂｉｌｉｔｙａｓｓｉｓｔｅｄｂｙｅｎｅｒｇｙｓｔｏｒａｇｅｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｆａｓｔｒｅｓｐｏｎｓｅｏｆｅｎｅｒｇｙｓｔｏｒａｇｅ

ｂａｔｔｅｒｉｅｓ．Ｂｙａｎａｌｙｚｉｎｇｅｎｅｒｇｙｓｔｏｒａｇｅｄｅａｄｚｏｎｅａｎｄｔｈｅｒｍａｌｐｏｗｅｒｕｎｉｔｄｅａｄｚｏｎｅ，ｔｈｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙｄｅｖｉａｔｉｏｎｉｓｄｉｖｉｄｅｄ

ｉｎｔｏｔｈｒｅｅｒｅｇｉｏｎｓｗｉｔｈｔｈｅｓｅｔｗｏｄｅａｄｚｏｎｅｓａｓｔｈｅｂｏｕｎｄａｒｙ．Ａｃ