飞轮储能辅助火电机组一次调频控制策略

赵康; 田玉婷; 刘锶淇; 孙昕炜; 魏巍

doi:10.16527/j.issn.1003-6954.20250204

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飞轮储能辅助火电机组一次调频控制策略

更新时间：2026-02-13

- 飞轮储能辅助火电机组一次调频控制策略
- Vol. 48, Issue 2, Pages: 24-31+45(2025)
- 作者机构：
  
  1. 成都理工大学核技术与自动化工程学院
  2. 国网四川省电力公司电力科学研究院
  3. 国网四川省电力公司特高压直流中心
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.16527/j.issn.1003-6954.20250204
  CLC： TM621;TK02;TP273
- Published：2025
- 稿件说明：
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赵康, 田玉婷, 刘锶淇, et al. 飞轮储能辅助火电机组一次调频控制策略[J]. 2025, 48(2): 24-31+45.
DOI：

赵康, 田玉婷, 刘锶淇, et al. 飞轮储能辅助火电机组一次调频控制策略[J]. 2025, 48(2): 24-31+45. DOI： 10.16527/j.issn.1003-6954.20250204.

摘要

为应对新能源大规模并网造成的电力系统频率不稳定性问题，提出了一种基于飞轮储能辅助火电机组一次调频控制策略。针对火电机组爬坡速度慢、易引发机组振荡等问题的影响，利用飞轮储能的高频次瞬间精准放电、高转换效率及长寿命等特点来弥补传统调频方式的不足。基于Matlab/Simulink建立了含火电与飞轮储能的电力系统频率特性模型，对比分析了火电机组单独调频、定系数下垂控制以及变系数下垂控制下飞轮储能辅助调频的电力系统频率特性、机组输出功率以及联络线交换功率变化。仿真结果表明：飞轮储能的引入能够显著提高电力系统频率稳定性，减少火电机组出力并延长其寿命；变系数下垂控制充分考虑了储能荷电状态，相较于定系数下垂控制，变系数下垂控制下储能荷电状态变化范围缩小，能够减少储能过充过放等问题。

Abstract

To address the frequency instability in power systems caused by the large-scale integration of new energy sources

a primary frequency regulation control strategy for thermal power units assisted by flywheel energy storage (FES) is proposed. This strategy aims to make up for shortcomings of traditional frequency regulation methods

such as slow ramping speed and potential oscillations of thermal power units

with the characteristics of FES

including its high-frequency instantaneous precise discharge capability

high conversion efficiency

and long service life. A power system frequency characteristic model incorporating thermal power and FES is established using Matlab/Simulink. Comparative analyses are carried out on power system frequency characteristics

unit output power and tie-line power exchange under three different control scenarios: thermal power unit frequency regulation alone

fixed-coefficient droop control and variable-coefficient droop control with FES-assisted frequency regulation. The simulation results show that the introduction of FES significantly enhances the frequency stability of power system

reduces the output power of thermal power units

and prolongs its service life. Moreover

compared with the fixed-coefficient droop control

variable-coefficient droop control takes into account the state of charge (SOC) of energy storage system

which can narrow the variation range of SOC and effectively mitigate overcharging and over-discharging of energy storage system.

关键词

Keywords

references

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