基于頻率滯環的孤立微網混合儲能系統頻率控制策略

戚 艷，穆云飛，賈宏杰，余曉丹，李海峰，金 濤

（1.國網天津市電力公司電力科學研究院，天津 300384；2.天津大學智能電網教育部重點實驗室，天津 300072；3.國網江蘇省電力公司，南京 210008）

基于頻率滯環的孤立微網混合儲能系統頻率控制策略

戚 艷1，穆云飛2，賈宏杰2，余曉丹2，李海峰3，金 濤3

（1.國網天津市電力公司電力科學研究院，天津 300384；2.天津大學智能電網教育部重點實驗室，天津 300072；3.國網江蘇省電力公司，南京 210008）

以蓄電池與超級電容器混合儲能系統為研究對象，提出基于頻率滯環的孤立微網混合儲能系統頻率控制策略。該控制策略包含Ⅰ、Ⅱ兩種控制方式：控制方式Ⅰ通過引入頻率滯環來協調頻率控制精度與蓄電池充放電次數的關系，可有效減小蓄電池的充放電次數；控制方式Ⅱ綜合考慮蓄電池使用壽命和超級電容器容量的雙重約束，通過頻率滯環協調蓄電池和超級電容器的充放電優先級，實現不同儲能裝置的優化控制。在DIgSI?LENT商業軟件中搭建了Benchmark低壓微網算例，仿真結果驗證了所提控制策略的有效性。

孤立微網；頻率控制；頻率滯環；混合儲能系統；優化控制

微網可將各類分布式電源DG（distributed gen?eration）、儲能裝置以及負荷進行有效集成，以實現對局部區域的靈活、可靠、經濟供電，成為近年來新能源領域的研究熱點[1]。微網可實現自我控制、保護和管理，既可與配電網并網運行，也可呈孤島方式獨立運行[2]。孤島運行模式主要適用于以下兩種情況：①上游配電網發生故障時，微網與其解列，呈孤島模式運行以保證對重要負荷的可靠供電；②為偏遠、環境惡劣地區提供電能，在有效避免長距離、高投資輸電線路建設的同時，實現能源的就地選取、高效利用。孤立微網可有效緩解我國東、南部大量海島由于遠離大陸、電源單一等原因所造成的供電可靠性差、能源開發利用水平低等問題，為海島的深度開發、生態保護及海島居民生活水平的提高帶來了機遇，具有重要的戰略意義[3]。

微網特別是孤立微網在組成結構和運行機制上與傳統電網有很大不同。微網系統慣性小、阻尼不足、抗干擾能力弱，且微網中間歇性可再生能源（太陽能、風能、海洋能）所占比例較大，孤島運行時抵御外界環境擾動的能力較弱，難以維持微網頻率的穩定性[4-5]。為此，微網中通常配備一定容量的儲能單元（蓄電池、飛輪、超級電容器等）和傳統微型發電單元（柴油發電機、微型燃氣輪機）來提供系統頻率調節[6]。文獻[7]利用蓄電池為獨立光伏發電系統提供頻率支撐；文獻[8]利用柴油發電機和蓄電池混合系統為孤立微網提供頻率支撐；文獻[9]采用響應速度較快的儲能裝置進行一次頻率調節，再利用動態特性較慢的微電源（微型燃氣輪機、柴油發電機和燃料電池）進行二次調控以恢復儲能容量的頻率協調控制策略。但柴油發電機依然無法擺脫對傳統化石能源的依賴，存在利用效率低、成本高及污染重等問題。而以蓄電池、超級電容器為代表的儲能裝置不僅清潔、無污染，且可通過其電能的快速存取動態平衡微網中的電能供需，因此儲能技術被看作是實現微網穩定運行的關鍵技術之一。

從國內外研究現狀來看，儲能系統ESS（energy storage system）作為微網的重要組成環節，在提高微網運行穩定性、改善電能質量等方面的作用獲得了廣泛認同。然而，基于單一蓄電池或者超級電容器SC（supercapacitor）儲能介質的ESS很難滿足微網動態變化過程中對功率密度及能量密度的雙重要求，如對蓄電池的過分利用會導致其物理特性發生變化，嚴重影響其使用壽命；而對SC的過度使用極易觸發其端電壓的上下限而退出工作，為此混合儲能系統HESS（hybrid energy storage system）應運而生。文獻[10]定量分析了蓄電池和超級電容器構成的HESS（簡稱蓄超HESS）在提高功率傳輸能力、延長放電時間、增加蓄電池循環壽命等方面的優勢；文獻[11]通過仿真驗證了蓄超HESS應用于可再生能源發電系統和脈沖性負荷的優勢；文獻[12]對蓄超HESS應用的技術經濟性進行了定量分析。上述研究均表明，與單一ESS相比，HESS控制方式及容量配置均更加靈活，在提高微網運行穩定性和提高可再生能源利用率等方面具有更廣闊的應用前景。

本文針對蓄超HESS，在傳統混合儲能系統控制策略的基礎上，提出基于頻率滯環的孤立微網頻率控制策略。該控制策略包含兩種控制方式：控制方式I在保障微網頻率控制精度維持在可接受范圍內的前提下，通過引入頻率滯環來避免蓄電池的小電流充放電；控制方式II在保證微網頻率控制精度的前提下，通過頻率滯環協調蓄電池和SC充放電的優先級，以實現對不同儲能裝置的優化控制。最后，通過數值仿真驗證了本文所提控制策略的有效性，并對比分析了不同控制方式的優缺點。

1 HESS在孤立微網頻率調節中的應用

1.1 混合儲能系統頻率調節的特點

微網孤立運行時，由于缺乏上游配電系統的功率支持，當其內部間歇性分布式電源出力產生隨機波動時，微網頻率會發生較大偏移，嚴重影響用戶電能質量。因此，與微網并網運行狀態相比，孤立微網對ESS的依賴性更強，對ESS運行的安全性、可靠性等要求更高，主要表現在以下3方面。

（1）響應速度：微網中光伏等間歇性可再生能源輸出功率的隨機波動以及負載的隨機切換對孤立微網的穩定運行構成極大威脅，為了保證微網暫態過程的穩定性，對ESS的暫態響應速度要求較高。

（2）功率密度：孤立微網由于前述擾動易產生較大功率波動，為保證系統的穩定運行，需要利用ESS進行功率緩沖，因此ESS必須具備較高的功率密度，能夠向微網提供足夠的瞬時功率。

（3）能量密度：微網中難以對可再生能源發電進行精確預測和控制，系統功率時刻變化。在負荷高峰時刻，發電量可能為0；反之在發電量高峰時刻，負荷量可能最低。這就要求ESS具有較大的吞吐容量，即具有充足的能量密度以維持孤立微網在一定時間段內的供需平衡。

ESS具有清潔、動態響應速度快等優點，可通過功率的快速交換以維持微網電能的供需平衡。目前適用于微網的ESS種類多樣，各具特點，然而單一的儲能裝置很難同時滿足上述三方面需求，將儲能特性具有互補優勢的2種或3種儲能技術混合使用，可以取得良好的應用效果。其中由蓄電池和SC組成的蓄超HESS是用于提高微網運行穩定性的典型組合：①蓄電池儲能在所有儲能技術中相對成熟、成本較低，目前在小型分布式發電系統及微網中應用最為廣泛。但蓄電池的物理化學特性決定了其具有高能量密度和低功率密度的特點，同時蓄電池的使用壽命與充放電次數及充放電深度有著密切的關系；②超級電容器具有使用壽命長、可靠性高及免維護等優點，同時具有高功率密度和低能量密度的特點，可與蓄電池形成良好互補。

此外，在孤立微網頻率調節過程中，需充分考慮來自蓄電池及SC的雙重約束。首先，蓄電池屬于能量型儲能裝置，頻繁及深度充放電會導致其容量累積虧損并在短時間內快速下降，嚴重影響蓄電池的使用壽命；而超級電容器則屬于功率型儲能裝置，具有功率密度高和使用壽命長的優點，通過超級電容器可有效補償間歇性分布式電源輸出功率隨機波動的高頻分量。但其成本昂貴，導致其規劃容量有限，因此在頻率調節過程中易到達端電壓極限值而退出運行，影響微網頻率調節的可靠性。

1.2 孤立微網混合儲能系統頻率控制結構

保證頻率穩定在允許的范圍內是孤立微網正常運行的基本要求之一。孤立微網控制結構如圖1所示，圖中fmeas為微網頻率測量值，SOC為蓄電池荷電狀態，Pref，bat為蓄電池參考功率，Pbat為蓄電池測量功率，iref，bat為蓄電池參考電流，ibat為蓄電池測量電流，mbat為蓄電池脈沖生成信號，Pref，sc為超級電容器參考功率，Psc為蓄電池測量功率，iref，sc為超級電容器參考電流，isc為超級電容器測量電流，msc為超級電容器脈沖生成信號，Pref，PV、Pref，WT為光伏、風機參考功率，mPV，WT為光伏、風機脈沖生成信號。

微網中間歇性分布式電源如光伏PV（photovol?taic generation）、風機WT（wind turbine）等均運行于最大功率追蹤MPPT（maximum power point tracking）狀態，其輸出功率隨外界環境的變化而隨機波動。ESS用于維持微網運行過程中瞬時功率的供需平衡，以實現孤立微網的頻率調節。上述過程的實現是在圖中能量管理單元EMU（energy management unit）、自動控制單元ACU（automatic control unit）及脈沖生成單元PGU（pluse generation unit）3個環節的協同控制下完成的，其中，EMU根據頻率控制算法和MPPT算法分別計算ESS及間歇性分布式電源的功率輸出參考值；ACU根據EMU的輸出功率參考值計算脈寬調制信號；PGU用于提供驅動電力電子變換裝置的脈沖開關信號[13]。由于ACU和PGU的控制技術已經成熟，不做詳細闡述，本文主要針對EMU中ESS的頻率控制策略展開深入研究。

EMU中頻率控制算法的目的是為HESS的輸出功率提供參考值。其基本思想是由蓄電池提供微網頻率調節的能量支持，由超級電容器提供微網頻率調節的功率支持[14]，如圖2所示。傳統的HESS頻率控制原理如圖3所示，其中，fmeas為孤立微網的頻率測量值；fnom為頻率的基準值；Kd為下垂控制系數；Td為低頻濾波器濾波時間常數；下垂控制（droop con?trol）環節的輸出信號Pref為HESS的功率參考值，在低通濾波器控制下轉換為低頻分量Pref，bat，Pref與Pref，bat的差值構成高頻分量Pref，sc。Pref，bat由能量型低功率密度的蓄電池來提供，Pref，sc則由高功率密度、循環壽命長的超級電容器來提供。對于蓄電池來說，超級電容器可以起到功率緩沖器（power buffer）的作用，以減小較大充放電電流對蓄電池的沖擊，從而提高蓄電池的使用壽命。

圖1 孤立微網控制結構Fig.1 Control structure of autonomous microgrid

圖2 HESS頻率控制基本思想Fig.2 Frequency control idea of HESS

圖3 傳統HESS頻率控制原理Fig.3 Traditional frequency control principle of HESS

2 孤立微網混合儲能系統頻率滯環控制策略

2.1 頻率滯環的構建

本文提出一種基于頻率滯環的孤立微網混合儲能系統頻率控制策略，通過引入頻率滯環進一步協調微網頻率控制精度和HESS內各儲能單元物理約束之間的關系，其頻率滯環的基本原理如圖4所示。

圖4 頻率滯環基本原理Fig.4 Principle of frequency hysteretic loop control

該頻率滯環引入3個觸發頻率（frate，frate-Δf，frate+Δf）來決定蓄電池響應孤立微網頻率控制信號的動作情況，其中，Δf為可設定的頻率觸發誤差，fmin為微網頻率下限，fmax為微網頻率上限，frate為微網額定頻率。頻率觸發值將孤立微網允許頻率波動范圍[fmin，fmax]劃分為蓄電池的工作區與非工作區。當頻率量測值fmeas到達觸發頻率 frate-Δf或frate+Δf時，蓄電池進入工作區，通過與微網進行功率交換參與頻率調節，直到fmeas到達下一個觸發頻率frate；當fmeas到達觸發頻率frate時，蓄電池停止工作，輸出為0，直到fmeas到達下一個觸發頻率 frate-Δf或frate+Δf。在此期間，蓄電池處于非工作區，可避免充放電次數過多影響蓄電池使用壽命。基于此規律，蓄電池隨著孤立微網頻率的變化在工作區與非工作區之間動態切換，頻率滯環則動態調節蓄電池的工作狀態。

2.2 孤立微網混合儲能系統頻率滯環控制方式Ⅰ

孤立微網HESS頻率滯環控制方式ⅠHLCⅠ（hysteretic loop controlⅠ）的基本原理如圖5所示。圖中，下垂控制環節輸出功率參考信號Pref經低通濾波器分解得到低頻分量輸入圖4的頻率滯環控制器，輸出蓄電池初始參考功率Pref，b，定向控制蓄電池的工作狀態，再經過蓄電池越限保護環節輸出蓄電池功率參考值Pref，bat。Pref與的差值為高頻功率分量超級電容器初始參考功率Pref，s，經過SC越限保護環節得到SC功率參考值Pref，sc。若蓄電池SOC與SC端電壓usc均無越限情況，則Pref，bat與Pref，sc分別取為Pref，b和Pref，s；若二者中出現越限情況，則通過二者之間的功率協調改變其功率參考值。

HESS頻率滯環控制方式I主要是通過改變微網頻率控制精度來避免蓄電池小電流充放電，由于SC不直接承擔蓄電池頻率滯環控制所避免的小電流充放電，因此對SC影響較小。與傳統HESS頻率控制策略相比，HESS孤立微網頻率滯環控制方式Ⅰ在頻率控制精度與蓄電池使用壽命之間尋求理想的平衡，具體體現在：①通過設定允許的頻率觸發誤差Δf，在孤立微網允許的頻率波動范圍內減少蓄電池的充放電次數，延長其使用壽命；②通過設定觸發信號(frate,frate-Δf,frate+Δf)來保證孤立微網頻率在允許的區間[fmin，fmax]內。含HESS越限保護的頻率滯環控制方式I具體控制流程如圖6所示。

圖5 頻率滯環控制方式Ⅰ結構Fig.5 Structure of frequency hysteretic loop controlⅠ

圖6 頻率滯環控制方式Ⅰ流程Fig.6 Flow chart of frequency hysteretic loop controlⅠ

通過下垂環節、低通濾波環節以及滯環控制環節得到信號Pref，b和Pref，s，若蓄電池SOC和SC端電壓usc均無越界現象，則其輸出的功率參考值分別為Pref，b和Pref，s；若SC端電壓usc到達上警戒值umax，則SC只可放電，不可充電，由蓄電池承擔其充電功率；若usc到達下警戒值umin，則SC只可充電，不可放電，由蓄電池承擔其放電功率。同理，蓄電池則根據其SOC是否到達警戒值SOCmin和SOCmax來決定其功率參考值。若蓄電池和SC均到達警戒值，則應啟動備用設備。

2.3 HESS孤立微網頻率滯環控制方式Ⅱ

HESS孤立微網頻率滯環控制方式Ⅰ中SC并未直接承擔蓄電池可能避免的小電流充放電循環，這在一定程度上降低了微網的頻率控制精度。而HESS孤立微網頻率滯環控制方式Ⅱ中蓄電池由于頻率滯環控制所避免的小電流充放電由SC承擔，雖增加了SC的壓力，但可進一步提高微網的頻率控制精度。其基本控制結構如圖7所示。

圖7 頻率滯環控制方式Ⅱ結構Fig.7 Structure of frequency hysteretic loop controlⅡ

圖7與圖6不同的是Pref，s取值為Pref與Pref，b的差值，因此，若蓄電池頻率滯環輸出為0，則SC將承擔微網的調頻任務，其功率參考值為Pref，這對于能量密度小的超級電容器來說，無疑增加了其端電壓越限的概率，因此，SC電壓越限保護在頻率滯環控制方式Ⅱ中非常重要。含越限保護的HESS孤立微網頻率滯環控制方式Ⅱ的具體控制流程如圖8所示。由圖可知，若SC端電壓越限，則由蓄電池進行微網頻率調節。此種控制方式特點如下：①蓄電池中由頻率滯環控制所避免的小電流充放電由SC承擔，可進一步提高孤立微網頻率控制的精度；②控制過程中SC由于容量限制容易引起端電壓越限，此時調頻任務由蓄電池承擔。

圖8 頻率滯環控制Ⅱ流程Fig.8 Flow chart of frequency hysteretic loop controlⅡ

3 算例分析

在DIgSILENT商業軟件中搭建了Benchmark低壓微網測試系統[15]，如圖9所示。圖中微網由低壓饋線、分布式電源（光伏、風機、燃料電池以及微型燃氣輪機）、蓄超HESS以及相關負荷組成，呈孤島方式獨立運行。微網中母線15接光伏/風機混合發電系統[16]；母線17接獨立光伏發電系統，逆變器控制方式為基于MPPT的恒功率控制，以提高可再生能源的利用率；母線14、16分別接微型燃氣輪機和燃料電池微型發電單元[17]，為突出HESS的頻率控制效果，微型燃氣輪機和燃料電池均采用恒功率控制；母線13接蓄超HESS[18-19]，逆變器控制方式采用本文提出的頻率滯環控制策略。

圖9 含HESS的Benchmark低壓微網Fig.9 Benchmark low-voltage microgrid with HESS

我國北方某地區風速、光照采集數據及微網中典型的負荷功率曲線如圖10所示，圖（c）中負荷4、12和17為民用負荷，負荷13、19為商業負荷。為便于仿真分析，將24 h的仿真數據壓縮至24 min。與圖10（a）、（b）對應的光伏、風機輸出功率曲線如圖11所示，由圖可以看出，光伏發電系統的輸出功率與其光照強度成正比，風力發電系統的輸出功率在切入風速和切除風速之間隨風速波動而變化。

基層警務工作要提高自身的智能化治理水平。智能化為社會治理提供了一個專業性方案。[3]在城鄉基層社會治理中將所屬行政區域按照一定的原則和標準劃分成若干個網格狀的單元，各網格責任主體及其成員在實地走訪、調查或借助社會治理電子網絡平臺了解、采集網格內所有居民住戶基本情況及其意見和要求的基礎上，向其所在轄區內的居民和住戶提供更為專業和日常化的服務。

為對比HESS不同控制方式對孤立微網頻率控制效果及對蓄電池、SC的影響，本節針對3種控制策略的控制效果進行對比分析，分別為傳統HESS控制策略CHC（classic HESS control）[14]，頻率HLCⅠ以及頻率HLCⅡ。仿真中設定frate=50 Hz，Δf=0.02 Hz，允許頻率波動范圍為[49.95 Hz，50.05 Hz]。

3.1 孤立微網頻率滯環控制效果分析

不同控制方式下微網的頻率控制效果如圖12所示。由圖可以看出，整個控制過程中CHC與HLCⅡ的頻率控制效果相同。主要是因為HLCⅡ方式下，蓄電池避免的小充放電功率由SC承擔，HESS系統的總體輸出功率與CHC方式下HESS輸出功率相同。HLCⅠ控制方式下孤立微網頻率控制誤差與其他兩種控制方式相比較大，但是仍然處于預先設定的頻率波動范圍內，此種控制方式下微網頻率控制的詳細分析見圖13。

圖10 仿真環境Fig.10 Simulation environment

圖11 光伏/風機輸出功率Fig.11 Power outputs of PV/WT

圖12 不同控制方式下微網頻率對比Fig.12 Comparison of microgrid frequency among different control modes

圖13 頻率滯環控制方式Ⅰ控制效果Fig.13 ControleffectoffrequencyhystereticloopcontrolⅠ

結合前述HLCI控制原理，由圖13可知，微網初始運行時由于頻率處于[49.98 Hz，50.02 Hz]范圍內，蓄電池輸出功率為0，此時SC不承擔蓄電池的功率；0.3 min時，微網頻率到達觸發頻率上限50.02 Hz，蓄電池切換至工作區，參與微網頻率調節，此時微網頻率與其他兩種控制方式的控制效果相同，見圖12；4.2 min時微網頻率降至50 Hz，蓄電池再次切換至非工作區，避免了大量充放電循環，同時此區間內微網頻率保持在[49.95 Hz，50.05 Hz]范圍內，但與其他兩種控制方式相比，頻率控制精度相對較差；15.6 min時微網頻率降至49.98 Hz，此時蓄電池再次切換至工作區，參與微網頻率調節，直至22min微網頻率到達50 Hz。因此，HLCⅠ是在可接受范圍內犧牲微網頻率控制精度來避免蓄電池的小電流充放電循環，適用于對頻率控制精度要求不高的場合。

3.2 孤立微網頻率滯環控制對HESS的影響

分別對3種控制策略下蓄電池和SC的輸出功率進行對比，結果如圖14、圖15所示。

圖14 不同控制方式下蓄電池輸出功率對比Fig.14 Comparison of power output of battery among different control modes

圖15 不同控制方式下超級電容器輸出功率對比Fig.15 Comparison of power output of SC among different control modes

1）HLCⅠ對HESS的影響

（1）對蓄電池的影響。圖14（a）中，與其他兩種控制方式相比，HLCⅠ對應的蓄電池充放電功率既沒有高頻功率分量，又避免了大量充放電循環，對蓄電池本身而言是最為理想的控制方式。

2）對SC的影響。圖15（a）中，HLCⅠ中SC雖然沒有直接承擔蓄電池避免的小電流循環，但是由于蓄電池的非工作狀態會導致微網頻率誤差增大，與CHC相比，在相同控制參數下SC的功率參考值Pref，sc也會相應增大（詳見圖5控制原理），對應的SC端電壓變化幅值也會相應增大（圖15（b）中4～16 min HLCⅠ方式下SC端電壓變化幅值比CHC下SC端電壓變化幅值大），因此，該控制方式會在一定程度上增加對SC的容量需求。

2）HLCⅡ對HESS的影響

（1）對蓄電池的影響。由圖14（a）可以看出，HLCⅡ可以在一定程度上避免蓄電池的充放電循環（圖14（a）中，7～16 min蓄電池處于非工作區），但是在0.5～7 min和16～24 min區間內蓄電池充放電功率的高頻分量較多，這是因為蓄電池處于非工作狀態時其避免的小電流充放電由SC承擔，這在較大程度上提高了對SC的容量需求，致使SC端電壓容易出現越限現象，此時部分高頻功率仍由蓄電池承擔，因此增加了蓄電池充放電功率的高頻分量。

2）對SC的影響

由上述分析可知，HLCⅡ增加了對SC的容量需求，因此SC易出端電壓現越限現象，例如圖15（b）中0.5～7 min區間SC端電壓到達上限電壓900 V，受越限保護環節控制SC只可放電，不可充電，微網頻率控制所需充電功率均由蓄電池提供；16～24 min區間SC端電壓到達下限電壓700V，此時SC只可充電，不可放電，微網頻率控制所需放電功率均由蓄電池提供。

4 結論

（1）控制方式Ⅰ在充分利用蓄電池與SC儲能特性互補優勢的同時，通過引入頻率滯環來充分協調孤立微網頻率控制精度與蓄電池充放電次數的關系，在保障微網頻率控制精度維持在可接受范圍內的前提下，有效減少蓄電池充放電功率的高頻分量和小電流充放電循環次數，提高蓄電池的使用壽命，且控制方式Ⅰ對SC影響不大，但是在一定程度上降低了對微網頻率的控制精度。

（2）控制方式Ⅱ在保證微網頻率控制精度的前提下，綜合考慮蓄電池使用壽命和超級電容器容量的雙重約束，通過頻率滯環協調蓄電池和SC的充放電優先級，實現對HESS內不同儲能裝置的優化控制，但是由于SC的容量限制，在SC端電壓到達極限時會增大蓄電池充放電的高頻功率分量。

通過本文的研究表明，在孤立微網混合儲能系統頻率控制策略的選擇與應用中，存在控制精度與各類型儲能介質自身物理約束之間的矛盾。因此，在實際應用中，應當根據實際情況選擇合理的控制策略，在保障微網頻率控制效果的同時，進一步提高各類型儲能介質的使用效率，并且通過控制的優選延長各自使用壽命。

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Frequency Control Strategy of Hybrid Energy Storage System for Autonomous Microgrid Based on Frequency Hysteretic Loop

QI Yan1，MU Yunfei2，JIA Hongjie2，YU Xiaodan2，LI Haifeng3，JIN Tao3
（1.Tianjin Electric Power Research Institute，State Grid Tianjin Electric Power Company，Tianjin 300384，China；2.Key Laboratory of Smart Grid of Ministry of Education，Tianjin University，Tianjin 300072，China；3.State Grid Jiangsu Electric Power Company，Nanjing 210008，China）

In this paper，a frequency control strategy of hybrid energy storage system（HESS）including battery and su?percapacitor for autonomous microarid（AMG）based on frequency hysteretic loop is proposed．The control strategy is composed of two modes．ControlⅠcoordinates the relationship between the frequency control precision and the battery charge/discharge cycles by utilizing the proposed frequency hysteretic loop，thus reduces the charge/discharge times.Considering the dual constraints from battery lifetime and the supercapacitor capacity comprehensively，ControlⅡcoor?dinates the charge/discharge priorities of battery and supercapacitor to achieve an optimal control of different energy storage devices in the HESS．Finally，a Benchmark low voltage AMG is established in DIgSILWNT as test system，and the simulation result verifies the effectiveness of the proposed control strategy．

autonomous microgrid（AMG）；frequency control；frequency hysteretic loop；hybrid energy storage system（HESS）；optimal control

TM732；TM734

A

1003-8930（2016）11-0050-08

10.3969/j.issn.1003-8930.2016.11.009

2015-02-09；

2016-05-06

國家高技術研究發展計劃（863計劃）資助項目（2015AA050403）；國家電網科技項目分布式新能源發電系統并網及調度運行關鍵技術研究與示范工程資助項目;天津市應用基礎與前沿技術研究計劃資助項目（15JCQNJC43500）

戚 艷（1986—），女，博士，工程師，研究方向為微電網及其儲能系統應用及優化控制。Email：qiyan_fly@163.com

穆云飛（1984—），男，博士，講師，研究方向為電力系統安全性穩定性分析及微電網等。Email：yunfeimu@tju.edu.cn

賈宏杰（1973—），男，博士，教授，研究方向為電力系統安全性和穩定性分析、配電網規劃和智能電網等。Email：hjj?ia@tju.edu.cn