储能支撑光伏参与电网一次调频的优化控制策略研究.docx
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2023-03-07
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储能支撑光伏参与电网一次调频的优化
控制策略研究
摘要：随着电网中光伏渗透率的大幅增加，故障扰动下的系统频率调节特性
逐渐恶化。为了提升光伏的利用率，光伏发电一般工作在最大功率点，不提供惯
量支撑，也未考虑必要的容量备用，因此对电网的频率支撑作用有限。考虑到对
系统的主动支撑作用，光伏发电参与系统调频就尤为必要。另外，从利用新的支
撑手段角度，发挥储能快速灵活响应特性，开展储能支撑光伏并网调频策略研究，
有利于发挥系统综合效益，在提高系统频率稳定的同时，提升新能源的利用率。
关键词：光伏；频率稳定；电池储能；自适应控制；一次调频
引言
近年来，由于国家的扶持、政策的导向等，光伏发电的装机容量越来越大。
尤其是在我国西北地区，太阳能资源丰富，建设了许多大型光伏电站。到 2030
年，我国非化石能源占一次能源消费比重将达到 25%左右，风电、太阳能发电总
装机容量将达到 12 亿千瓦以上。但是，光伏发电的大量并网也造成了一些不利
的影响。由于光伏发电受天气的影响较大，因此具有一定的波动与间歇性，并网
之后会对电网造成一定的冲击。另外，由于一些地区负荷较少，发电量较多，太
阳能消纳的矛盾凸显出来，造成了大量的弃光现象。
1 光储一体化的研究背景和意义
目前，对光伏参与调频的研究主要有以下两个方面：一是利用虚拟同步控制
策略，使光伏发电具有下垂、惯性特性，模拟同步发电机组参与调频；二是控制
光伏输出电压，使其不在最大功率点运行，留有一定的减载调频备用。储能系统
能通过功率变换装置实现功率的四象限灵活调节，迅速响应频率变化。当前，关
于储能辅助电网一次调频的控制策略研究，主要关注储能电池的选型与容量配置、
储能参与调频的经济性分析、利用单一虚拟下垂控制和协调虚拟惯性控制参与调
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