基于飞轮–锂电池混合储能的自适应虚拟同步发电机协同控制

朱志莹; 孙娟; 张韪韬

电力科学与工程 ›› 2026, Vol. 42 ›› Issue (8) : 15 -24.

朱志莹, 孙娟, 张韪韬

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摘要

为解决大规模可再生能源并网引发的系统惯量下降和频率稳定等问题，本文提出一种适用于风光并网系统的飞轮–锂电池混合储能及自适应虚拟同步发电机（virtual synchronous generator, VSG）的协同控制策略。在滑动平均滤波中引入荷电状态（state of charge, SOC）反馈，借助反馈系数动态分配飞轮与锂电池对低频功率的承担比例。同时，使飞轮通过频率修正项直接响应电网频率变化，在VSG调节生效前提供毫秒级功率支撑。在此基础上，设计了一种径向基函数（radial basis function, RBF）神经网络自校正控制器，将权值更新的代价函数由传统的单一频率偏差平方扩展为同时包含频率偏差与频率变化率的综合性能指标，并据此推导权值在线自学习律，使虚拟惯量的调节兼顾偏差大小与变化趋势。仿真结果表明，在风光波动、功率指令扰动和电网频率跌落等场景下，采用所提策略能够减少锂电池高频充放电次数，有效抑制功率和频率超调。