基于模糊控制的混合储能参与电网一次调频综合控制策略

韩朋谊; 郑立星; 刘树根; 薛小军; 闫来清

doi:10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-2285

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基于模糊控制的混合储能参与电网一次调频综合控制策略

更新时间：2026-07-21

- 基于模糊控制的混合储能参与电网一次调频综合控制策略
- Vol. 47, Issue 5, Pages: 468-478(2026)
- 作者机构：
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- DOI：10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-2285
  CLC： TM74
- Online First：04 June 2026，
  
  Published：2026
- 稿件说明：
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韩朋谊, 郑立星, 刘树根, et al. 基于模糊控制的混合储能参与电网一次调频综合控制策略[J]. 2026, 47(5): 468-478.
DOI：

韩朋谊, 郑立星, 刘树根, et al. 基于模糊控制的混合储能参与电网一次调频综合控制策略[J]. 2026, 47(5): 468-478. DOI： 10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-2285.

摘要

针对单一储能系统参与一次调频过程中存在的储能出力受限及储能荷电状态过充过放问题

提出一种基于模糊控制的混合储能参与电网一次调频综合控制策略。首先

基于超级电容快充快放特性和蓄电池大容量特性构建混合储能系统

并将调频动作先后顺序设置为超级电容先于蓄电池

蓄电池先于火电机组。其次

设计一种包含虚拟负惯量控制的模糊控制器

实现不同控制模式之间的平滑切换及优势互补;同时

基于Logistics函数设计自适应参数、储能反馈控制参数和SOC自恢复出力

避免储能出现过充过放现象。最后

利用Matlab/Simulink软件搭建仿真模型

并基于电网实际功率负荷对所提综合控制策略进行模拟分析。结果表明

该控制策略相较于无储能方案

最大频率偏差降低61.1%

同时使电网频率偏差达到稳定值所需时间缩短82.8%

能够有效提高系统调频能力

改善储能出力

稳定储能设备荷电状态。

Abstract

Due to the limitation of energy storage output and the problem of overcharging and over-discharging of the state of charge of a single energy storage system during the process of primary frequency modulation

an integrated control strategy based on fuzzy control for hybrid energy storage participation in the primary frequency modulation of the power grid is proposed. Firstly

a hybrid energy storage system is constructed based on the fast-charging and fast-discharging characteristics of supercapacitors and the large-capacity characteristics of batteries

and the sequence of frequency modulation actions is set as supercapacitors before batteries

and batteries before thermal power units. Secondly

a fuzzy controller containing virtual negative inertia control is designed to achieve smooth switching and complementary advantages among different control modes. Meanwhile

adaptive parameters

storage feedback control parameters

and SOC self-recovery output are designed based on the Logistic function to avoid overcharging and over-discharging energy storage. Finally

Matlab/Simulink software is used to build a simulation model

where the proposed integrated control strategy is simulated and analyzed based on the actual power load of the grid. The results show that

compared to the scenario without energy storage

this control strategy reduces the maximum frequency deviation by 61.1% and shortens the time required for the grid frequency deviation to reach a stable value by 82.8%. It effectively enhances the system's frequency regulation capability

improves the output of energy storage

and stabilizes the state of charge of the energy storage equipment.

关键词

Keywords

references

贺悝, 郭罗权, 谭庄熙, 等. 考虑调频阶段需求的混合储能一次调频综合控制策略[J]. 太阳能学报, 2024, 45(9): 697-708.

谭增强, 王一坤, 牛拥军, 等. 双碳目标下煤电深度调峰及调频技术研究进展[J]. 热能动力工程, 2022, 37(8): 1-8.

杨永辉, 谢丽蓉, 包洪印, 等. 储能调频控制参数自适应优化与退出机制设计[J]. 太阳能学报, 2024, 45(4): 338-346.

丁奇力, 张兴淦, 张娜, 等. 考虑极端事件的电力系统惯量与一次调频备用联合规划配置方法[J]. 中国电机工程学报, 2025, 45(22): 8779-8795.

陈彪, 王玮, 高嵩, 等. 计及灵活经济环保运行的火电-飞轮储能系统容量配置与调频参数协同优化[J]. 动力工程学报, 2024, 44(3): 376-384.

刘鑫, 李欣然, 谭庄熙, 等. 基于不同种类储能电池参与一次调频的最优策略经济性对比[J]. 高电压技术, 2022, 48(4): 1403-1410.

吴云亮, 孙元章, 徐箭, 等. 基于多变量广义预测理论的互联电力系统负荷频率协调控制体系[J]. 电工技术学报, 2012, 27(9): 101-107.

王伟, 陈钢, 常东锋, 等. 超级电容辅助燃煤机组快速调频技术研究[J]. 热力发电, 2020, 49(8): 111-116.

李聪, 秦立军. 基于改进粒子群算法的混合储能独立调频的容量优化研究[J]. 太阳能学报, 2023, 44(1): 426-434.

王嘉乐, 郭苏, 何意, 等. 基于灵活储氢和蓄电池联合储能的混合可再生能源系统规划运行协同优化[J]. 太阳能学报, 2024, 45(7): 41-49.

梁继业, 袁至, 王维庆, 等. 基于电池储能系统的综合自适应一次调频策略[J]. 电工技术学报, 2025, 40(7): 2322-2334.

MARZEBALI M H, MAZIDI M, MOHITI M.An adaptive droop-based control strategy for fuel cell-battery hybrid energy storage system to support primary frequency in Stand-Alone Microgrids[J]. Journal of energy storage, 2020, 27: 101127.

左帅, 陈欢乐, 花道君, 等. 适应辅助服务市场的网源协同调频控制技术[J]. 热力发电, 2024, 53(4): 158-164.

YAN L Q, SHUI T, XUE T L, et al.Comprehensive control strategy considering hybrid energy storage for primary frequency modulation[J]. Energies, 2022, 15(11): 4079.

杨永辉, 谢丽蓉, 李佳明, 等. 基于模糊控制的储能参与一次调频综合控制策略[J]. 智慧电力, 2023, 51(4): 38-45.

沈玉明, 桂旭, 江桂芬, 等. 计及荷电状态和电池寿命的风储系统容量优化配置[J]. 电气传动, 2025, 55(4): 18-25.

李军徽, 贾才齐, 朱星旭, 等. 降低火电调频损耗的混合储能系统容量优化配置双层模型[J]. 高电压技术, 2023, 49(9): 3965-3976.

马智慧, 李欣然, 谭庄熙, 等. 考虑储能调频死区的一次调频控制方法[J]. 电工技术学报, 2019, 34(10): 2102-2115.

方红艳, 马平. 考虑混合储能调频死区的自适应下垂控制策略[J]. 电气工程学报, 2021, 16(4): 213-222.

严干贵, 王铭岐, 段双明, 等. 考虑荷电状态恢复的储能一次调频控制策略[J]. 电力系统自动化, 2022, 46(21): 52-61.

洪烽, 梁璐, 逄亚蕾, 等. 基于自适应协同下垂的飞轮储能联合火电机组一次调频控制策略[J]. 热力发电, 2023, 52(1): 36-44.

李鲁阳, 陈龙翔, 陈磊, 等. 用于新能源一次调频的储能经济配置研究[J]. 中国电力, 2024, 57(7): 54-65.

张晴, 李欣然, 杨明, 等. 净效益最大的平抑风电功率波动的混合储能容量配置方法[J]. 电工技术学报, 2016, 31(14): 40-48.

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