基于系统频率与SOC状态预测的储能一次调频控制策略

作     者：池志坤 袁至 李骥 

作者机构：新疆大学可再生能源发电与并网控制教育部工程研究中心 国网新疆电力有限公司电力科学研究院 

出 版 物：《高电压技术》 (High Voltage Engineering)

年 卷 期：2025年

核心收录：

学科分类：0808[工学-电气工程] 08[工学] 0835[工学-软件工程] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：新疆维吾尔自治区重大科技专项(2022A01001-4) 

主　　题：电池储能系统 一次调频 模糊控制 模型预测控制 荷电状态 自适应充放电控制 

摘      要：现有的电池储能系统(Battery Energy Storage System， BESS)参与一次调频的控制策略难以在保证系统频率稳定的基础上，使荷电状态(State Of Charge， SOC)维持在合理范围内。针对此问题，提出一种基于系统频率与SOC状态预测的储能一次调频控制策略。首先，根据系统频率变化情况利用模糊控制自适应分配BESS下垂控制、虚拟惯性以及负虚拟惯性控制的出力比重；其次，根据采样点当前的负荷扰动、系统状态变量以及SOC构建模型预测控制(Model Predictive Control， MPC)预测模型及其代价函数，并进行二次规划求解，以获取BESS当前最优的充放电系数；再次，根据输出的SOC以及系统频率的实际值，对MPC预测模型和代价函数进行滚动优化；最后，使用仿真软件搭建含BESS的一次调频模型，在阶跃和连续2种扰动的工况下仿真验证该策略的有效性。仿真结果表明，所提策略不仅能够较充分地发挥BESS的调频潜能，改善系统频率，减少机组调频动作次数，还能使SOC维持在合理范围内。该策略可以为储能参与一次调频的相关研究提供有益参考。