在新型电力系统建设背景下,火电机组承担着电网频率调节的主体责任。为弥补火电机组调频惯性,超级电容-锂电池混合储能系统凭借超级电容的ms级功率响应与锂电池的持续能量支撑,成为提升调频性能的关键。现行调频指令分配策略中,高频分量分配至超级电容,低频分量分配至锂电池。
然而,指令传输延时(通信时延约300 ms)与设备响应延时(超级电容约50 ms,锂电池约500 ms)叠加形成双重时滞效应,导致储能系统实际出力与电网需求存在相位差。实测数据表明,时滞效应造成调频补偿收益损失10%~15%。
针对火储联合调频中指令传输延迟导致的收益损失问题,西安热工研究院、华能伊敏煤电公司的李志鹏、姜楠等研究者,提出一种融合面积判定法与动态门控循环单元(DGS-GRU)的混合储能调频指令预测方法。传统变分模态分解(VMD)方法存在虚假分量,影响预测准确度。
研究者引入面积判定法,首先计算VMD算法分解后各子序列与时间轴的围合面积,结合试验组预测误差构建判定函数,筛选虚假分量;然后对虚假分量采用分组优化策略——多虚假序列生成随机替代序列,单虚假序列实施基于均值的对称轴镜像重构。重构后的子序列输入DGS-GRU网络进行预测,最终叠加输出完整指令。
实验表明,相较于传统VMD-门控循环单元(GRU)模型,该方法使平均绝对百分比误差(MAPE)从9.20%降至5.16%,有效提升了电厂调频收益。
但是,该方法存在动态GRU需预训练初始化,风光s级突变场景需重新调参的问题。计划未来开发自适应采样降低高频误差,构建迁移学习框架减少参数校准成本,以更好地适应调频指令预测。
本工作成果发表在2025年第11期《电气技术》,论文标题为“基于面积判定法与动态门控网络的混合储能调频指令预测方法”。
