计及高新能源渗透率的储能-火电互补系统调频策略研究.pdf

第第 39 卷卷 第第 7 期期 电电 力力 科科 学学 与与 工工 程程 Vol.39,No.7 2023 年年 7 月月 Electric Power Science and Engineering Jul.2023 基金项目：中央高校基本科研业务费专项资金（2021MS089）。DOI:10.3969/j.ISSN.1672-0792.2023.07.005 计及高新能源渗透率的储能火电互补系统调频策略研究 王东风，张 雄，易 衡，王晓燕（华北电力大学 自动化系，河北 保定 071003）摘 要：新能源接入现有电网将弱化系统的频率稳定性。充分利用调频资源对提升电网稳定性具有重要意义。火电作为当前调频主要资源有着复杂多变的特性，在不同工况下调频能力也会不同；且随着渗透率提高，传统的下垂控制调频方式逐渐不能满足控制要求。因此，提出一种储能火电互补频率控制策略，设计了随频率变化自适应调节的出力比重系数，实现了储能出力的自适应调整，并将线性自抗扰控制（Linear active disturbance rejection control，LADRC）应用于火电机组的控制，通过频域法分析典型工业控制对象的 LADRC 参数调节规律。仿真结果表明，相较于传统下垂控制策略，所提出的储能火电互补频率控制策略使系统的频率偏差最大值与稳态偏差值显著降低，并且有更好的储能恢复效果。关键词：互补调频；渗透率；频域分析；线性自抗扰；电力系统稳定；储能；火力发电 中图分类号：TM611；TM912 文献标识码：A 文章编号：1672-0792(2023)07-0042-11 Research of Energy Storage-Thermal Power Complementary System Frequency Modulation Strategy Considering New Energy Penetration Rate WANG Dongfeng,ZHANG Xiong,YI Heng,WANG Xiaoyan(Department of Automation,North China Electric Power University,Baoding 071003,China)Abstract:Access to the existing grid will weaken the systems frequency stability.It is of great significance to make full use of frequency modulation resources to enhance the stability of power system.Thermal power,as the main resource of FM,has complex and changeable characteristics,and the capability of FM is different under different operating conditions,besides,the traditional aroopcontrol frequency modulation method could not meet control requirements with increasing penetration rate.Therefore,an energy storage-thermal power complementary frequency control strategy is proposed,and the output specific gravity coefficient is designed to adjust adaptively with the frequency change to realize the adaptive adjustment of energy storage output,and linear active disturbance rejection control(LADRC)is applied to the control of thermal power units,and the regulation law of LADRC parameters of typical industrial control objects is analyzed by frequency domain method.The simulation results show that compared with the traditional droop control strategy,the proposed energy storage-thermal power 第 7 期 王东风，等：计及高新能源渗透率的储能火电互补系统调频策略研究 43 complementary frequency control strategy can significantly reduce the maximum frequency deviation and the steady-state deviation,and have better energy storage recovery effect.Key words:complementary frequency control;penetration rate;frequency domain analysis;LADRC;power system stability;energy storage;thermal power generation 0 引言 随着世界各国对新能源发电日益重视，新能源发电量正在迅速增加。然而，由于新能源的随机性和波动性，电网平稳运行面临着巨大的挑战1。通过使用高渗透率的新能源对传统发电系统进行补偿，会降低系统的惯性和调频容量。火电存在响应慢、精度低与容量大等特点，不能实现快速调频。而具有响应快、控制精度高等特点的储能系统无法满足调频容量需求2。如果仅靠单一调频系统，电网平稳将难以维持。因此，提出满足电网频率要求的储能火电互补控制策略具有重要现实意义。目前，储能系统在电力系统辅助调频领域的应用引起了广泛关注。文献3讨论了储能系统辅助调频对电网的瞬态影响。文献4提出了一种机组实时出力增量的量化预测模型，进而设计了储能火电互补调频的控制策略。文献5提出了一种基于随机模型预测控制的储能火电两阶段协同调频控制模型，并引入约束条件对所提调频控制模型进行调频效果评价。上述作者的研究成果提供了将储能系统与火电机组相结合，以提升电力系统调频能力的有效方法。在提高储能系统调频能力方面。文献6提出一种通过模糊控制器实现可变下垂的方法，从而获得可变储能出力。文献7提出一种自适应下垂与自适应充电状态恢复相结合的频率控制方法。该方法间接减轻了发电机组的频率调整负担，改善了储能的长期调频能力。文献8提出了一种储能参与调频的综合控制方法。在调频阶段利用虚拟下垂和虚拟惯性控制相结合的控制方法，提高了调频性能、延长了储能系统循环寿命。此外，文献9提出使用风机提供调频辅助，以减小储能系统的动作次数、提高调频可靠性。上述研究为储能系统参与电力系统辅助调频提供了必要的理论支持。在火电机组参与调频方面。文献10提出一种将广义状态估计观测器和非线性滑模控制结合的调频方法，用来调节多区域电力系统的频率偏差。文献11设计了一种基于扰动估计的负载频率鲁棒控制方案，以抑制随机时延攻击。然而，随着新能源渗透率提升，电网频率受到的大幅扰动更加频繁。文献12采用自抗扰控制器（Active disturbance rejection control，ADRC）作为负载频率控制器，来克服不确定性干扰对电力系统频率的影响。由于传统的 ADRC 包含许多参数和非线性函数，所以具有简单数学描述的 LADRC 控制器得到了广泛应用，如在机组协调控制13、选择性催化还原法脱硝系统控制14中等。因此，将LADRC 用于本文火电机组的调频控制。本文提出一种储能火电互补的调频控制策略。对于储能出力控制，基于频率偏差提出自适应调节储能调频出力的控制策略。依据频率偏差大小将储能参与的调频阶段分为：恶化阶段、最大频率偏差点和频率恢复阶段。由虚拟惯性和虚拟下垂共同控制储能在恶化阶段和恢复阶段的出力，引入比重系数表示两种控制方法下的储能出力比例，而在频率偏差最大点只采用虚拟下垂控制储能出力；在传统火电机组深度出力控制上使用 LADRC 控制器，并采用频域分析法判断系统的稳定性，并获取最佳控制器参数。最后，通过仿真验证所提调频策略的正确性和有效性。1 储能火电互补调频分析及模型 1.1 高渗透率新能源并网分析 建立如图 1 所示的调频控制模型，以对比不同渗透率的风电在相同输入量下对电网频率的影响。图 1 高渗透率新能源下的调频模型 Fig.1 Frequency regulation model under high penetration new energy 44 电电 力力 科科 学学 与与 工工 程程 2023 年 假设风电渗透率为，对图 1 模型加幅值为0.05 的阶跃扰动，可以得到如图 2 所示的频率偏差变化曲线。图 2 高渗透率新能源下的电网频率偏差 Fig.2 Frequency deviation of the grid under high penetration new energy 由图 2 可见，在风电接入电网后，随着风电渗透率的增加，系统的惯性随之减小、频率变化速度加快、最大频差变大、系统受到的干扰变强。尽管引入储能参与调频可以减轻风电并网对电网的影响，但在复杂的风电工况下，传统下垂控制策略的调频效果已经无法达到电网对频率稳定性和荷电状态（State of charge,SOC）管理的要求。因此，本文提出一种储能火电互补控制策略，该策略随频率变化来自适应调整下垂及惯性控制的比例，从而适应变化的系统运行状态以更好地维持电网频率稳定和保证更优的 SOC 性能。1.2 储能火电互补调频模型 建立如图3所示的储能火电互补的电力系统调频模型。图中，电力系统包括电池储能系统、传统火电机组、风电场、以及相应的负荷。将不确定性的负荷和风电并入电网，会让电网产生频率波动，且高渗透率风电的并入是电网波动的主要原因。图 3 储能火电互补的电力系统调频模型 Fig.3 Power system frequency modulation model of energy storage-thermal power complementarity 系统的输入 PL(s)由负荷扰动和风电扰动组成，其与频率偏差的关系为：gbL()()()()P sP sP sf sMsD （1）式中：s 为拉氏算子；Pg(s)为传统火电机组出力；f(s)为电网频率偏差；Pb(s)为电池储能出力；M为电网的惯性时间常数；D 为负荷的阻尼系数。从式（1）可以看出，在负荷扰动不变的情况下，调节储能和火电机组的出力就能获得较好的频率响应。在风电并网时，储能响应速度快，火电机组响应慢。模型中，火力发电机组是由调速器 Gt和原动机 Gg组成；电池储能系统是由储能电池 Gb和储能控制器组成，模型中主要部分的传递函数为：tg11GW s （2）HPRHgCHRH1(1)(1)F WsGWsWs （3）bb11GW s （4）式中：WCH、FHP、WRH分别为原动机的时间常数、再热器增益和再热器时间常数；Wg、Wb分别为调速器和储能时间常数。2 储能火电互补调频策略 2.1 互补调频策略 储能系统具有响应速度快、控制精度高的特点。所以，在频率快速变化阶段，利用储能系统可及时调节电网频率。对于频率相对稳定的阶段，火电机组足够大的调频容量可长时间维持电网频率稳定。因此，适当分配出力比例可更好地调节 第 7 期 王东风，等：计及高新能源渗透率的储能火电互补系统调频策略研究 45 电网频率。在调频开始阶段，频率快速变化，需要增大储能出力以快速响应频率偏差变化。此时，需较大的储能出力分配系数k1。为减小调节过程中的最大频率偏差，需要增加火电机组出力比例来实现。因此，调频过程中火电机组出力系数k2应逐渐增大。当频率偏差达到最大值后，电网频率需要恢复到稳定值。此时，通过增大储能出力比例使频率偏差快速恢复，直至稳定。同时，对于频率变化阶段，应调节分配系数使储能及时参与调频。在频率恢复阶段，应保证SOC恢复。因此，储能和火电机组的出力分配系数k1、k2在频率变化过程中的关系表示为：1gdbg2g1,fkfffffkf （5）k1、k2在频率恢复过程中关系表示为：111setg121e e,e1en fn fn fn fkfffk （6）式中：fdb为储能动作死区限制；fg电网允许最大频率偏差；fset为电网稳态频率偏差。分配系数k1、k2关系如图4所示。（a）频率变化过程 （b）频率恢复过程 图 4 频率分配系数曲线 Fig.4 Coefficient curve based on frequency deviation 由图4可以看出，n的取值过小，策略自适应度太弱；取值过大，系数变化太快。因此，n取20。此时，频率约束系数和频率偏差特性更为符合电网稳态工况。2.2 考虑比重系数的储能出力控制策略 当电网频率偏差超过储能调频死区时，通过分析频率变化特性得到自适应调整储能出力的比重系数1、2，再据其动态分配虚拟惯性、虚拟下垂控制的出力比例，从而得到不同阶段下储能的合适出力深度。虚拟惯性控制更适用于电网频率变化较快的工况。而在频率偏差较大时，下垂控制对频率调节效果更优。因此，在频率急剧变化时，提高虚拟惯性控制比例；在频率偏差较大时，提高下垂控制比例。将比重系数定义为随频率变化的函数：整个调节过程中恒有1+2=1。以负扰动为例。当系统扰动突然增加时（f0），调频过程如图5所示。将频率变化过程划分为频率恶化阶段（fmaxftmax）。图 5 调频过程图 Fig.5 Frequency regulation process 图中：|fmax|和|fs|分别为最大频率偏差和稳态频率偏差值；tmax、ts分别为最大频率偏移时刻和频率偏差稳定时刻。调频过程1、2与f的关系如图6所示。1）频率恶化阶段。电网受到扰动时，频率偏差变化率|df|突然增大。随着频率偏差|f|逐渐增大，频率偏差变化率|df|随之减小；当|f|达到最大值时，|df|减小为0。因此，1先以较大值出现再减小，2先以较小值出现再增加。此时，频率控制方式以惯性控制为主，下垂控制为辅。1、2与|f|的关系如图6（a）所示。46 电电 力力 科科 学学 与与 工工 程程 2023 年 （a）恶化阶段 （b）恢复阶段 图 6 调频过程中比重系数 1、2与 f 的关系曲线 Fig.6 The relationship curve between 1、2 and f in a frequency modulation process 2）频率偏差最大点。|f|达到最大值、df为0。因此，1取值为0。此时只需使用虚拟下垂控制来抑制最大频率偏差，让|fmax|迅速减小。3）频率恢复阶段。|f|逐渐减小，|df|先增大后减小。此阶段以抑制f为主。因此，1以较小的值出现再逐渐增大，2以较大的值出现后逐渐减小。这样可以充分发挥虚拟下垂控制和惯性控制的作用，加快频率恢复。1、2与|f|的关系如图6（b）所示。结合上述分析，可建立比重系数和|f|的关系。1）f0且未到达最大频率偏差为频率恶化阶段：有0211。1随|f|的增大而减小，2随|f|的增大而增大，直到两个系数相等。控制方式以虚拟负惯性为主。表达式为：111112e111ee1 1enfnfnfnf （7）2）ftmax为频率恢复阶段：有0 10.520且未到达最大频率偏差，为频率恶化阶段：有020.510且ttmax为频率恢复阶段：有0 10.521，1随|f|的增大而增大，2随的|f|增大而减小，控制方式以虚拟下垂为主。表达式为：2212e 1enfnf （10）5）df=0为频率偏差最大点，只需采用单一下垂控制。其表达式为：1201 （11）通过设置数值不同的n1和n2，分别得到频率恶化阶段和频率恢复阶段的变化曲线，如图6（a）和图6（b）所示。可以看出1、2的灵敏度与参数n1、n2的大小有关，进而会影响调频效果。因此，公式（7）（11）中的参数n1、n2分别取值为80和40。2.3 储能出力 2.3.1 恶化阶段 确定虚拟惯性和虚拟下垂控制的比重系数后，进而可确定储能在频率恶化阶段的出力为：+bess1bess2bessdPMfKf （12）式中：Pbess为储能输出功率；Kbess为自适应下垂控制系数；M+bess为虚拟正惯性系数。2.3.2 最大频率偏差点 在该点，电网的频率偏差f达到最大值，电网的频率偏差变化率df为0。因此，比重系数1和2的取值分别为0和1，可以得到储能的出力功率为：bess2bessPKf （13）2.3.3 恢复阶段 在此阶段，频率偏差变化率的极性发生改变。此时的储能出力策略是利用虚拟负惯性控制来促进频率恢复，可以得到储能出力功率为：bess1bess2bessdPMfKf （14）第 7 期 王东风，等：计及高新能源渗透率的储能火电互补系统调频策略研究 47 式中：bessM为虚拟负惯性系数。虚拟负惯性系数的表达式15为：bess01bessMM M M （15）式中：Mbess为初始虚拟惯性控制调节系数。自适应下垂控制系数Kbess的表达式16为：cbessd,0,0kfKkf （16）此外，关于SOC和最大频率偏差fmax的调节因子M0、M1可分别表示为：2maxOCOCminmaxOCOC02minOCOCmaxminOCOC1,01,0SSfSSMSSfSS （17）maxdb1max0db10.5ffMff （18）式中：fmax0为最大频率偏差限制值，取值为 0.5 Hz15。2.4 火电机组出力控制策略 为提高火电机组的调频能力、减小风电对机组的影响，采用LADRC来控制火电机组实时出力，以改善电网频率效果。LADRC具有抗干扰能力强、结构简单等特点，在实际应用中能有效提高被控系统的抗干扰性能。3 LADRC 设计 3.1 LADRC LADRC控制器结构如图7所示。图中，r为设定值，y为输出值，u为控制量，z1、z2和z3分别为y、y 和f的估计值。图 7 LADRC 结构 Fig.7 LADRC structure 二阶的LADRC控制装置有如下模型公式：0()()()y tb u tf t （19）0()faybywbb u （20）式中：f为系统内扰和外扰的总影响。令x1=y，x2=y。将f定义为系统的一个扩张状态，使x3=f。定义h=3x。于是，式（19）可用 状态空间表达式表示为：1223031 xxxxb uxhyx （21）二阶线性扩张状态观测器（Linear extended state observer，LESO）方程表示为：12112321331()()()zzyzzzyzBuzyz （22）用上式实现对LESO的实时跟踪，取 030uzub （23）为了便于使用频域法优化LADRC的参数，将图7简化为图8所示形式。图 8 简化的 LADRC 结构 Fig.8 Simplified LADRC structure 图8中的主回路传递函数Gm(s)、反馈回路传递函数N(s)为：30m3223000()()()2(6)cccsGssss（24）2232000302232300030(36)()()32 ()cccccsN sssss （25）可得系统闭环传递函数为：2cmpL0mp()()()()()()Gs GsGsbGs Gs N s（26）3.2 频域分析法优化 LADRC 参数分析 取0=4c17。因此，LADRC控制器仅需整定参数0和b0。为获得LADRC控制器参数在工业应用中整定规律，本文分别讨论参数0和b0对典型工业过程控制系统性能的影响。典型工业过程控制包括：自平衡对象、无自平衡对象以及 48 电电 力力 科科 学学 与与 工工 程程 2023 年 非最小相位对象。选取自平衡对象传递函数18为：310.12()e61sG ss （27）选取无自平衡对象的传递函数19为：20.04()(301)G sss （28）选取非最小相位被控对象的传递函数17为：233246()686ssG ssss （29）对上述3种被控对象分别利用线性自抗扰控制器进行控制，并对系统采用频域分析法进行分析。图9（a）（b）（c）分别为在稳定条件下，自平衡对象、无自平衡对象和非最小相位对象随0变化时的闭环伯德图。综合考察上述3图可见，当0逐渐增加时，闭环系统的带宽增大，系统的调节时间减小。图9（d）（e）（f）分别为在稳定条件下，3种对象随b0变化时的闭环伯德图。由上述3图可知，当b0增大时，闭环系统的带宽减小，系统的调节时间增大。图 9 被控对象随 0、b0变化的闭环伯德图 Fig.9 Closed-loop bode diagram with controlled object that varies with 0、b0 综上所述，在典型工业系统应用中，若被控对象系统处于稳定状态，则LADRC控制器的参数0增大时，系统的调节时间减小；参数b0增大时，系统的调节时间增大。通过上述分析，可以得到用于控制火电机组出力深度的线性自抗扰控制参数如表1所示。表 1 用于控制火电机组出力的 LADRC 控制器参数 Tab.1 Parameters of the LADRC controller used for controlling the output of thermal power units 0 c b0 0.017 2 0.004 3 5103 将表1所得控制参数作用于LADRC，可以得到如图10所示的基于线性自抗扰控制的火电机组闭环伯德图。图 10 基于线性自抗扰控制的火电机组的闭环伯德图 Fig.10 Closed-loop bode diagram of thermal power units based on linear active disturbance rejection control 由图10可以见，在表1优化参数下，系统是稳定的。4 储能火电互补控制策略算例分析 在MATLAB/Simulink中设置电网调频模型。火电机组额定容量为100 MW，电网的额定频率为50 Hz，储能系统的容量为10 MW/10 MWmin，采样时间为0.001 s。其余参数均以额定频率和机组额定容量为基准转化为标幺值，如表2所示。分别建立阶跃负荷扰动、连续负荷扰动和连续风电扰动3种典型扰动的仿真模型，并将本文策略与有储能下垂控制调频策略和无储能LADRC调频策略进行对比，来验证本策略在频率控制和SOC恢复上的有效性。将本文调频策略、下垂控制调频策略与无储能的LADRC调频策略分别记为策略1、策略2和策略3。第 7 期 王东风，等：计及高新能源渗透率的储能火电互补系统调频策略研究 49 表 2 系统参数 Tab.2 System parameters 参数 数值 参数 数值 Wg 0.08 FHP/p.u.0.5 WRH 10.00 M 10 WCH 0.30 D/p.u.1 Wb 0.10 fmax0 0.5 fdb 0.019 8 kmax/p.u.20 30%M+bess 5 4.1 阶跃负荷扰动 在阶跃负荷扰动工况下，系统调频效果的评价指标为频率偏差最大值fmax、频率偏差达到稳态的时间ts、储能SOC的变化率SOC。上述3个值越小，则表明策略的调频效果越好。设置仿真时间t为100 s，储能系统的初始SOC为0.55。t=1 s时在系统中加入幅值为0.05的阶跃负荷扰动。比较3种控制策略下的频率偏差、储能系统SOC的变化曲线，结果如图11所示。调频过程中储能和火电机组的出力分配系数如图12所示。调频指标结果如表3所示。（a）频率偏差曲线 （b）储能 SOC 曲线 图 11 阶跃负荷扰动下的调频效果 Fig.11 The frequency regulation performance under step load disturbance 图 12 阶跃负荷扰动下出力分配系数曲线 Fig.12 Output partition coefficient curve under step load disturbance 表 3 阶跃扰动下的调频指标结果 Tab.3 Frequency modulation index result under step perturbations 方法|fmax|/Hz ts/s SOC 策略 1 0.178 6 22.761 0.017 策略 2 0.188 3 23.521 0.192 策略 3 0.213 1 45.532 由图11（a）可见：在3种控制策略下电网的频率偏差都迅速下降，但策略1下电网最大频率偏差最小，且频率偏差达到稳态所用时间最短。这表明加入储能和LADRC能有效减小系统的最大频率偏差。从图11（b）可以看出：策略1下的SOC变化较小，而策略2下的SOC变化较大且下降较快。这表明策略1下储能调频在动作次数和出力程度上更加合理。由图12可见：在策略1下，电网受到阶跃负荷扰动后，储能以较大的出力快速调节频率。电网频率在tmax时刻到达最大频率偏差点，即A点所处时刻。随后，在A点与B点所处时刻之间的时间段，火电机组出力逐渐增加（火电分配系数k2逐渐增大）以减小电网的最大频率偏差。此后，储能出力比例再次增加直至电网频率稳定。由表3可知，策略1下的最大频率偏差波动指标fmax较策略3减少16.19%，SOC的维持效果较策略2高0.175。可见策略1在维持SOC和频率稳定上的性能优于其他策略。4.2 连续负荷扰动 设置仿真时间t为200 s，储能系统的初始SOC为0.55。在系统中加入幅值为0.05的随机连续负荷扰动。t=1 s时，在系统中加入幅值为0.05的阶跃负荷扰动，持续时间5 s。在连续负荷扰动工况下，得到系统的频率偏差 50 电电 力力 科科 学学 与与 工工 程程 2023 年 曲线和储能SOC曲线，如图13所示。出力分配系数如图14所示。相应的评价指标分别为频率偏差均方根值Qf和SOC均方根值QSOC，如表4所示。（a）频率偏差曲线 （b）储能 SOC 曲线 图 13 连续负荷扰动下的调频效果 Fig.13 The frequency regulation performance under continuous load disturbances 图 14 阶跃负荷扰动下出力分配系数曲线 Fig.14 Output partition coefficient curve under step load disturbance 表 4 连续负荷扰动下的评价指标 Tab.4 Evaluation metrics under continuous load disturbance 方法 Qf Qsoc 策略 1 0.029 0.003 6 策略 2 0.040 0.007 2 策略 3 0.051 由图13可见：在策略1下，SOC维持在初始状态0.55附近。而策略2下SOC始终未能恢复到初始状态；策略1下的频率偏差量最小，维持度更好。策略3下的频率调节效果最差，频率波动最大，且明显大于其他两种调频策略。由图14可见：在连续负荷扰动下，策略1通过控制储能和火电机组的分配系数，首先在调频开始阶段利用较大的储能出力比例快速调节电网频率，随后加大火电机组出力保证储能恢复，并通过比重系数分配储能出力比例使虚拟下垂控制和虚拟惯性控制更好地发挥了作用。由表4可知，策略1较策略3下的频率波动减小43.14%；较策略2下的SOC偏移度小0.003 6。4.3 连续风电扰动 为进一步探究本文所提策略的有效性，设置如图15所示的时长为400 s的连续风电扰动。图 15 连续风电扰动曲线 Fig.15 Continuous load disturbance curve 通过仿真实验得到不同控制策略下系统的频率偏差曲线和储能SOC曲线如图16所示。出力分配系数如图17所示。评价指标如表5所示。（a）频率偏差曲线 （b）储能 SOC 曲线 图 16 连续风电扰动下的调频效果 Fig.16 The frequency regulation performance under continuous wind power disturbances 第 7 期 王东风，等：计及高新能源渗透率的储能火电互补系统调频策略研究 51 图 17 连续风电扰动下出力分配系数曲线 Fig.17 Output partition coefficient curve under continuous wind power disturbance 表 5 连续风电扰动下的评价指标 Tab.5 Evaluation metrics under continuous wind power disturbances 方法 Qf Qsoc 策略 1 0.034 0.040 策略 2 0.041 0.067 策略 3 0.061 结合图16（a）与图17可见：于C点和D点所处时刻之间的时间段内，电网频率变化平稳。此时，策略1下的火电机组分配系数k1较储能分配系数k2大，并以较大比例的火电机组出力保持电网频率偏差在0.5 Hz附近波动，维持电网频率稳定。结合图16（b）与图17可以看出：在该时间段内，策略1以较小的储能出力使SOC值从0.55附近恢复到0.69附近，保证了SOC恢复；于D点和E点所处时刻之间的时间段内，频率偏差极性反复改变，电网频率剧烈变化。此时，在策略1下储能分配系数迅速增加，以大比例的储能出力实现了电网频率的及时调节。由表5可知，策略1与策略2相比频率偏移度降低17.07%；相比策略3频率偏差偏移量减小0.002 7；SOC恢复效果也有较大提升。5 结论 本文针对高渗透率新能源下提升电网频率稳定性的问题，提出了采用了LADRC控制器的储能火电互补频率控制策略。为了验证所提策略的有效性，设置了三种典型扰动，对比了本文调频策略、下垂控制调频策略与无储能的LADRC调频策略控制效果。电网调频实验结果表明：1）本文所提储能火电互补控制策略有更稳定的调频效果，且具有较好的控制品质，能够有效克服扰动、加快响应能力，可更好地满足电网对频率稳定性的要求。2）所提策略在维持储能和机组出力稳定的同时能够保证SOC恢复状态，使储能系统充分发挥作用而不过充过放，有利于延长储能系统循环寿命，具有一定的电力系统实用价值。参考文献：1 马希永,陈众,谢辉,等.基于可变系数的风电机组一次调频策略J.电力科学与工程,2021,37(10):28-35.MA XIYONG,CHEN ZHONG,XIE HUI,et al.Primary frequency regulation strategy of wind turbine based on variable coefficientJ.Electric Power Science and Engineering,2021,37(10):28-35(in Chinese).2 ZHANG Z,DING T,ZHOU Q,et al.A review of technologies and applications on versatile energy storage systemsJ.Renewable and 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