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第45卷第9期太阳能学报Vol.45，No.9

2024年9月ACTAENERGIAESOLARISSINICASep.，2024

DOI：10.19912/j.0254-0096.tynxb.2023-1580文章编号：0254-0096（2024）09-0697-12

考虑调频阶段需求的混合储能一次调频综合控制策略

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贺悝，郭罗权，谭庄熙，李欣然，黄际元，陈超洋

（1.湖南科技大学信息与电气工程学院，湘潭411201；2.湖南大学电气与信息工程学院，长沙410082；

3.国网湖南省电力有限公司长沙供电分公司，长沙410035）

摘要：针对频率动态过程中的快速恢复需求，提出一种基于改进惯性响应的混合储能一次调频控制策略。首先，研究电网

频率调节的响应特性，对调频的动态过程进行定量分析，揭示惯量特性对频率动态变化性能的影响。其次，从频率恶化和恢复

两个不同阶段的需求出发，提出基于不同调频阶段需求的下垂变惯性综合控制方法提升系统的频率动态性能，并从系统稳定

性及储能安全运行两个方面给出下垂系数及惯性系数的整定方法。进一步地，给出混合储能功率容量的配置方法。最后，结

合不同净功率波动工况进行仿真验证，并根据不同类型混合储能方案进行容量配置比较。结果表明，所提控制策略可有效提

升储能的调频控制效果，减小频率越限的可能性，增强系统频率运行的稳定裕量，有一定的技术经济实用价值。

关键词：一次调频；虚拟下垂；虚拟惯性；混合储能；惯性响应；容量配置

中图分类号：TM91文献标志码：A

针对虚拟同步机运行状态下储能系统的能量调节问题，提出

0引言

自动能量控制方法，减小了储能参与调频时出现SOC越限的

随着“双碳”目标的提出，为实现能源结构的转型，中国风险；文献［17］提出一种基于VSG技术的风储系统协调调频

电力系统的新能源渗透率不断提升，因此带来两方面的影控制策略。在稳定系统频率的基础上大幅降低了储能系统

响：一是传统同步发电机组的发电比例下降，系统热备用减容量配置，提高了风电场调频经济性。

［1-3］为充分利用不同类型储能的优势，可采用功率型储能和

少，从而使得维持系统频率稳定的旋转惯量下降；二是可

再生能源发电具有显著的波动性，给系统的动态功率平衡带能量型储能构成混合储能单元参与调频。具体地，对由Δf确

［4-7］

来困难，系统频率控制难度显著提升。与传统同步机主导定的频率响应信号进行分频，高频功率需求分配给功率型储

［18-20］

的电力系统相比，新能源主导的电力系统呈现低惯量特性，能元件，低频功率需求分配给能量型储能元件承担。此

系统在遭遇功率扰动后初始频率变化率和稳态频差都将更外，可根据多类型储能单元的SOC