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

新型电力系统 | 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
- 飞轮储能辅助火电机组一次调频控制策略
- 四川电力技术 2025年48卷第2期页码：24-31+45
- 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：
  
  中国博士后科学基金项目(2023MD734167)
- DOI：10.16527/j.issn.1003-6954.20250204
  中图分类号： TM621;TK02;TP273
- 纸质出版：2025
- 稿件说明：
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赵康, 田玉婷, 刘锶淇, 等. 飞轮储能辅助火电机组一次调频控制策略[J]. 四川电力技术, 2025,48(2):24-31+45.

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.
赵康, 田玉婷, 刘锶淇, 等. 飞轮储能辅助火电机组一次调频控制策略[J]. 四川电力技术, 2025,48(2):24-31+45. DOI： 10.16527/j.issn.1003-6954.20250204.

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

李林高.电池储能系统辅助火电机组参与电网调频的控制策略优化[D].山西大学,2020(01).

隋云任.飞轮储能辅助600MW燃煤机组调频技术研究[D].华北电力大学(北京),2020(06).

马智慧.考虑调频死区的储能参与电网一次调频控制方法研究[D].湖南大学,2019(06).

丰云鹤.储能电池参与电力系统一次调频控制策略研究[D].湖南大学,2019(06).

蒋华婷.储能系统参与自动发电控制的控制策略和容量配置[D].华北电力大学(北京),2019(01).

吴天宇.基于模糊控制理论的两区域互联电网AGC的研究[D].长沙理工大学,2016(04).

高翔, 等编著.现代电网频率控制应用技术[M].中国电力出版社,2010.

刘园园.国家能源局：我国风电光伏发电装机规模超过煤电[N].科技日报,2024.

Jones Christopher R.,Hilpert Peter,Gaede James,Rowlands Ian H..Batteries, compressed air, flywheels, or pumped hydro? Exploring public attitudes towards grid-scale energy storage technologies in Canada and the United Kingdom[J].Energy Research & Social Science,2021.

陈海生,李泓,徐玉杰,徐德厚,王亮,周学志,陈满,胡东旭,阎景旺,李先锋,胡勇胜,安仲勋,刘语,肖立业,蒋凯,钟国彬,王青松,李臻,戴兴建,张宇鑫,俞振华,宋振,彭煜民,马一鸣,郭欢,王星,周鑫,胡傲伟,张弛,相佳媛,张浩,刘为,岳芬,张长昆,谢飞,夏恒恒,杨重阳,邱清泉,艾巍,李浩秒,刘轩,梅文昕,李煌.2023年中国储能技术研究进展[J].储能科学与技术,2024(05).

唐亮,尹小波,吴候福,刘鹏杰,王青松.电化学储能产业发展对安全标准的需求[J].储能科学与技术,2022(08).

李树胜,王佳良,李光军,汪大春,崔亚东.MW级飞轮阵列在风光储能基地示范应用[J].储能科学与技术,2022(02).

罗耀东,田立军,王垚,李杰,李军,蒋涛.飞轮储能参与电网一次调频协调控制策略与容量优化配置[J].电力系统自动化,2022(09).

舒印彪,张丽英,张运洲,王耀华,鲁刚,元博,夏鹏.我国电力碳达峰、碳中和路径研究[J].中国工程科学,2021(06).

陈玉龙,武鑫,滕伟,柳亦兵.用于风电功率平抑的飞轮储能阵列功率协调控制策略[J].储能科学与技术,2022(02).

何林轩,李文艳.飞轮储能辅助火电机组一次调频过程仿真分析[J].储能科学与技术,2021(05).

梁恺,彭晓涛,秦世耀,王靖然,张政,陈人杰.基于协同控制优化风储系统频率响应的策略研究[J].中国电机工程学报,2021(08).

涂伟超,李文艳,张强,王佳傲.飞轮储能在电力系统的工程应用[J].储能科学与技术,2020(03).

隋云任,梁双印,黄登超,高满达,王建业,柳亦兵,胡三高,秦立军.飞轮储能辅助燃煤机组调频动态过程仿真研究[J].中国电机工程学报,2020(08).

张剑云,李明节.新能源高渗透的电力系统频率特性分析[J].中国电机工程学报,2020(11).

戴兴建,魏鲲鹏,张小章,姜新建,张剀.飞轮储能技术研究五十年评述[J].储能科学与技术,2018(05).

刘颖明,徐中民,王晓东.考虑飞轮储能的风电场有功功率平滑控制[J].储能科学与技术,2015(02).

田云峰,郭嘉阳,刘永奇,李丹,雷为民,王蓓,李胜,张雪轩.用于电网稳定性计算的再热凝汽式汽轮机数学模型[J].电网技术,2007(05).

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