【目的】火力発電ユニットが、新型エネルギーの急速な発展に伴って既存の電力網構造に与える衝撃により適切に対応し、火力発電ユニットの運転の安定性と経済性を向上させるために、火力発電ユニットのリアルタイム出力予測および蓄電電力のファジィ制御配分に基づく火力-蓄電周波数調整二層最適化モデルを提案する。【方法】本モデルの上位層は周波数偏差の分解および火力のリアルタイム出力予測を利用して出力基準を最適化し、ユニットの応答遅れを効果的に克服する。下位層はファジィ論理制御戦略を導入し、出力の適応的かつ精密な配分を実現する。これに基づき、多目的遺伝的アルゴリズムを用いて蓄電容量配置案を最適化し、システム周波数変動度などの指標により異なる制御戦略下での周波数調整性能を定量的に評価する。研究対象は600 MWの火力発電ユニットであり、アルゴリズムにより得られた最適蓄電配置は、フライホイール蓄電出力8.5 MW、容量1.3 MW·h、リチウムイオン電池蓄電出力3.6 MW、容量14.6 MW·hである。本配置に対応する総投資コストは2.0277×10⁵万元であり、400秒の周波数調整周期内の実収益は850.95元となる。【結果】MATLAB/Simulinkソフトウェアによるシミュレーション検証の結果、ステップ擾乱下において火力-蓄電協調二層最適化戦略はシステム周波数変動度を4.826×10^–2Hzまで低減し、単独の火力発電ユニットの周波数調整値より38.53％低下し、出力変動の平均絶対偏差は4.224 MWに減少し、単独運転と比べて32.57％の低減となった。連続擾乱下ではシステム周波数変動度が19.31％減少し、出力変動の平均絶対偏差は78.71％低減し、実質的な貢献電力量は0.527 MW·h増加した。【結論】火力-蓄電協調二層最適化制御戦略はシステムの周波数および出力変動を効果的に抑制し、火力発電ユニットの周波数調整負荷を軽減し、蓄電システムの利用効率および周波数調整の経済効果を向上させ、火力発電の柔軟性改造に新たな技術的アップグレード方向を示す。

予測制御;多元複合蓄電;二層最適化制御;火力一次周波数調整;評価指標