基于频率响应特性的储能辅助电网调频方法.pdf
４１２０２４年１月ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ第４３卷第１期
ＤＯＩ：１０．１２１５８／ｊ．２０９６３２０３．２０２４．０１．００５
基于频率响应特性的储能辅助电网调频方法
赵熙临，李品，付波
（湖北工业大学电气与电子工程学院，湖北武汉４３００６８）
摘要：
新能源渗透率的提高增加了电网频率控制的复杂度，储能辅助电网调频能在一定程度上缓解该问题，但受
储能运行的安全性与经济性约束，要求调频措施更具针对性。文中对此展开研究，提出一种基于频率响应特性的
储能辅助电网一次调频方法。首先，在储能辅助电网调频模型基础上，选择惯性加下垂的储能辅助电网调频综合
控制方法，通过电网频率变化率（ｒａｔｅｏｆｃｈａｎｇｅｏｆｆｒｅｑｕｅｎｃｙ，ＲｏＣｏＦ）、频率偏差与调频需求的关联性分析，设计基于
频率响应特性的调频需求分区规则；然后，根据不同调频需求对应的分区判断，对储能有功输出方式进行动态调
整，以响应调频需求的不确定性，并在此基础上，针对调频需求与储能出力需求、储能出力强弱与其循环使用寿命
间的矛盾关系，通过多目标优化问题的设计与求解来予以平衡；最后，仿真结果验证了所提方法能够在保证电网调
频效果的基础上，有效降低储能充放电深度。
关键词：
一次调频；储能；频率偏差；频率变化率（ＲｏＣｏＦ）；规则驱动；多目标优化
中图分类号：ＴＭ７６１文献标志码：Ａ文章编号：
２０９６３２０３（２０２４）０１００４１０９
以优化ＲｏＣｏＦ的表现。而在容量配置完成的情况
０引言
下，合适的储能充放电控制方法对优化ＲｏＣｏＦ的表
双碳目标的提出，标志着我国新能源建设步入现具有更直接的作用。一般而言，现有研究大多通
［１］
快车道。然而，高比例清洁能源的并网会对原有过附加额外控制器以提高储能的输出灵活性，扩大
［２３］
系统的频率稳定控制造成负面影响。储能系统储能输出范围，从而在ＲｏＣｏＦ过大时有针对性地提
具有响应速度快、输入输出可控性高、配置灵活等［１４］
供惯性支撑。目前，储能系统输出调整的控制信
特点，将其应用于电网调频可以有效提高电网频率号大多以频率偏差为准，频率偏差的控制虽贯穿整
［４］
稳定性。个调频过程，但在扰动来临瞬间往往伴随着较大的
当储能系统参与电网调频时，对其采用虚拟下ＲｏＣｏＦ，故用频率偏差作为控制信号在时间尺度上
［５６］［１５］
垂和虚拟惯性控制是目前主要的方法。在二者具有滞后性。另外，稳态频率偏差与ＲｏＣｏＦ信号
基础上，为了获取更好的调频效果，有研究将虚拟之间除滞后性外，还存在不一致性，即因扰动波动
惯性和下垂控制相结合，以综合控制的方式参与电引起的较大ＲｏＣｏＦ并不一定会导致较大的稳态频
［７８］
网调频，优化频率响应表现。考虑到储能系统率偏差，故需要合适的方法针对系统当前运行状态
的荷电状态（ｓｔａｔｅｏｆｃｈａｒｇｅ，ＳＯＣ）、充放电特性与其进行准确判断，从而实现电网频率控制模式的精细
循环使用寿命间的关联关系，设计综合调频策略使化表现。
充