华北电力大学李庚银教授团队：基于量测功率的非同步电源调频特性补偿策略

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导语

为改善高比例新能源电力系统的暂态频率响应，增强非同步电源对系统暂态频率的主动支撑能力，华北电力大学李庚银教授团队在《电工技术学报》2026年第13期提出基于量测功率的非同步电源调频特性补偿策略。

该策略构建异构非同步电源的统一简化模型与能量转换环节，进而基于量测功率提出无模型调频特性补偿策略，并引入出力约束与线损偏差修正。通过仿真分析，验证所提策略在改善系统暂态频率响应方面的优越性能。

研究背景

风电、光伏等新能源大规模并网削弱了电力系统的惯性响应和一次调频能力。新能源机组多运行于最大功率跟踪模式，与电网频率解耦，系统整体调频能力被削弱。风机、光伏和储能等基于变流器接口的非同步电源运行方式灵活，具备多时间尺度调频能力，但现有调频策略多借鉴同步机调频特性，难以充分发挥其主动支撑能力。部分定制化策略高度依赖模型，通用性较差。

论文所解决的问题及意义

针对现有非同步电源调频策略通用性差、难以充分发挥其调频潜力等问题，从补偿其他电源的视角出发，提出新型暂态调频策略。通过构建异构非同步电源的统一能量模型，打破不同电源类型之间的界限，显著提升策略的通用性；以过阻尼暂态频率响应为控制目标，使调频功率即时生成，场景适应性强。研究成果为高比例新能源电力系统中异构非同步电源参与暂态调频提供了通用技术方案。

论文方法及创新点

1、异构非同步电源统一建模

对异构非同步电源开展简化建模与能量转换环节的统一化描述，将风机、光伏、储能的主导动力学统一映射为能量变化关系，为调频策略设计提供了统一的模型基础和分析框架。

图1 非同步电源的统一简化建模

2、基于量测功率的无模型补偿策略

以被补偿电源的量测功率作为输入，将其有延迟响应补偿为无延迟惯性阻尼响应。策略具有无模型的特点，鲁棒性强。引入logistic函数形式的出力约束系数，在能量接近边界时平滑约束功率输出以防止越限。

图2 出力约束系数随能量变化关系

3、线损偏差修正策略

考虑被补偿电源的空间分布特性，提出线损偏差修正策略，消除区域电网中线损偏差对调频效果的不利影响，确保在复杂工程场景中的调频性能。

图3 基于所提策略的非同步电源参考功率生成环节

结论

1）所提策略无需预知被补偿电源的完整调频特性，在统一能量框架下有效挖掘了多异构非同步电源的调频潜力。

2）所提策略的调频效果显著优于综合惯性控制策略与恒频控制策略，非同步电源能量得到有效利用。当所有同步机的调频特性被完全补偿时，系统可近似获得过阻尼暂态频率响应。

3）所提策略能够有效消除区域电网中线损偏差对暂态频率响应的不利影响，同时出力约束有效保证调频过程中非同步电源的运行安全。

图4 不同功率扰动场景下的仿真结果

图5 考虑区域电网接入的仿真结果

团队介绍

李庚银教授团队依托新能源电力系统全国重点实验室，长期致力于新能源电力系统分析与控制研究。团队现有教授1人，副教授1人，在读博士和硕士生30余人，研究方向涵盖新能源电力系统分析与控制、先进输电技术、能源电力经济等。

团队负责人李庚银曾任国务院学位委员会第七届电气工程学科评议组成员，享受国务院颁发的政府特殊津贴，现为华北电力大学电气工程学科责任教授，主持完成国家重点研发计划项目课题“电力供需互动服务平台关键技术研究”、“含高比例可再生能源的交直流混联电网受扰后电气量的时空分布特性和稳定特性”2项，主持完成国家自然科学基金重大项目课题/国际合作重点项目/面上项目4项，目前主持智能电网国家重大科技专项课题“安全稳定约束下高负荷密度受端电网拓扑优化和自动规划技术”，获省部级和行业学会科技奖励10余项，发表学术论文500余篇，授权国家发明专利30余项，主编出版国家级规划教材1部。

黄子洋

工学博士，研究方向为新能源电力系统快速调频与稳定规划。现为南网能源院新能源研究部研究员。

田晓康

在读博士研究生，研究方向为新能源电力系统暂态稳定分析与快速调频。

李庚银

工学博士，二级教授，博士生导师，研究方向为新能源电力系统分析与控制、先进输电技术、电能质量、电力经济等。

本工作成果发表在2026年第13期《电工技术学报》，论文标题为"基于量测功率的非同步电源调频特性补偿策略"。本课题得到国家电网有限公司科技项目资助。

引用本文

黄子洋, 田晓康, 田光远, 袁绍军, 李庚银. 基于量测功率的非同步电源调频特性补偿策略[J]. 电工技术学报, 2026, 41(13): 4660-4674. Huang Ziyang, Tian Xiaokang, Tian Guangyuan, Yuan Shaojun, Li Gengyin. Frequency Regulation Characteristic Compensation Strategy of Non-Synchronous Sources Based on Measured Power. Transactions of China Electrotechnical Society, 2026, 41(13): 4660-4674.