CN111327064B - 一种考虑负荷电压静态特性的微电网频率控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种考虑负荷电压静态特性的微电网频率控制方法，包括通过分析电压变化对负荷功率的影响建立VFC频率控制模型；利用蓄电池采用下垂控制进行一次调频，并利用燃料电池进行二次调频；将频率偏差引入储能电压控制环节；降低系统电压以减少功率缺额；实现微电网频率的快速调节，考虑了负荷电压静电特性对微电网频率的影响，提出了一种基于电压的频率控制方法，通过改变系统电压，使负荷侧辅助调频，提高微电网频率动态调节能力，降低了对储能系统调频的负担。

Description

一种考虑负荷电压静态特性的微电网频率控制方法

技术领域

本发明涉及微电网频率控制的技术领域，尤其涉及一种考虑负荷电压静态特性的微电网频率控制方法。

背景技术

微电网作为智能电网的重要组成部分，既能利用分布式电源提高可再生能源的利用率，又可以通过灵活的控制方式实现用能优化，具有巨大的社会与经济意义。微电网具有并网及孤岛运行两种工作模式。在并网运行状态下，大电网承担微电网的频率调节任务，微网内频率较稳定；在孤岛运行状态下，微电网由内部微电源维持系统频率电压稳定。

传统电力系统中，电源主要为旋转电机，惯性较高；在微电网中大量微电源通过电力电子装置并网，降低了系统的惯性；同时，风机和光伏机组出力波动较大，增加了微电网频率稳定性控制的难度，因此孤岛微电网频率稳定性是微电网研究的关键问题之一。

现有技术中对孤岛运行的微电网频率控制策略已有一部分研究，如使微电源模拟传统发电机下垂特性参与调频的下垂控制方法，下垂控制利用本地反馈信号在各机组间分配负荷功率，无需通信，因此在微电网控制中应用广泛；在微电网中，微型燃气轮机、柴油机等常规机组参与调频需经机械部分调节，反应速度较慢，并且需要发电机有足够的调频备用容量，造成燃料成本增加，且易对环境造成污染；储能系统由于其快速响应的特点，在电力系统调频中得到大量应用，但初期投资成本较大，且运行维护费用较高。基于目前国内外少量的研究，对微电网来说，寻求一种新的合适有效的频率控制方法是目前的关键问题，具有重大意义。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述现有孤岛运行模式下微电网频率控制存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明解决的技术问题是：解决现有孤岛运行模式下微电网频率难以得到稳定控制的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种考虑负荷电压静态特性的微电网频率控制方法，包括通过分析电压变化对负荷功率的影响建立VFC频率控制模型；利用蓄电池采用下垂控制进行一次调频，并利用燃料电池进行二次调频；将频率偏差引入储能电压控制环节；降低系统电压以减少功率缺额；实现微电网频率的快速调节。

作为本发明所述的考虑负荷电压静态特性的微电网频率控制方法的一种优选方案，其中：当逆变器采用f-p、V-Q下垂控制方式时，所述蓄电池有功和无功功率出力参考值通过下式得出，

其中，f₀、V_0i分别为系统初始频率及第i根母线(所述蓄电池所在母线)初始电压幅值，f*、V_i*分别为实测系统频率及第i根母线电压，K_p、K_q分别为频率及电压下垂系数，P₀、Q₀分别为初始条件下所述逆变器有功及无功输出。

作为本发明所述的考虑负荷电压静态特性的微电网频率控制方法的一种优选方案，其中：所述蓄电池采用下垂控制时，频率偏差经PI控制环节，输出到VFC环节，产生VFC调频信号，且对VFC信号进行限幅。

作为本发明所述的考虑负荷电压静态特性的微电网频率控制方法的一种优选方案，其中：对所述VFC信号进行限幅具体为，设定VFC_max＝0.05V₀，VFC_min＝-0.05V₀。

作为本发明所述的考虑负荷电压静态特性的微电网频率控制方法的一种优选方案，其中：采用Cohen-Coon工程整定法确定PI参数值。

作为本发明所述的考虑负荷电压静态特性的微电网频率控制方法的一种优选方案，其中：采用的指数负荷模型为，

其中，P_loadj、Q_loadj分别是第j根母线在电压幅值为V_0j时的有功和无功功率消耗，V_0j是第j根母线初始电压幅值，n_p、n_q分别是负荷有功和无功电压静态特性系数。

作为本发明所述的考虑负荷电压静态特性的微电网频率控制方法的一种优选方案，其中：所述微电网有功和无功负荷电压静态特性系数的取值范围分别为，

1.1≤n_p≤1.7，2.5≤n_q≤4.

其中，n_p、n_q分别是有功和无功负荷电压静态特性系数。

作为本发明所述的考虑负荷电压静态特性的微电网频率控制方法的一种优选方案，其中：所述微电网取恒阻抗、恒电流、恒功率负荷占比分别为60％，30％，10％，n_p值取为1.6。

作为本发明所述的考虑负荷电压静态特性的微电网频率控制方法的一种优选方案，其中：当母线i电压幅值降低△V_i时，母线j电压变化为，

当母线j电压值变化△V_j时，负荷有功变化量为，

母线i电压变化时引起的总的有功变化为，

其中，|Z_ji|表示节点阻抗矩阵第j行第i列的元素，|Z_ii|为节点阻抗矩阵第i行第i列的元素，P₀为初始条件下所述逆变器有功输出，P_loadj是第j根母线在电压幅值为V_0j时的有功功率消耗。

作为本发明所述的考虑负荷电压静态特性的微电网频率控制方法的一种优选方案，其中：所述微电网稳态频率变化量与负荷功率变化量关系式为，

其中，f₀为系统初始频，f*为实测系统频率，K_p为频率下垂系数，P₀为初始条件下所述逆变器有功输出ΔP_load为母线i电压变化时引起的总的有功变化，

为所述蓄电池有功功率出力参考值。

本发明的有益效果：本发明提供一种考虑负荷电压静态特性的微电网频率控制方法，利用负荷电压静态特性，使负荷参与系统功率平衡调节，辅助微电网调频，分析了电压变化对负荷功率的影响，将频率偏差引入储能电压控制环节中，通过降低系统电压减少了电压敏感型负荷功率需求，从而减少了功率缺额，实现了频率的快速调节，以电压敏感型负荷作为微电网模拟备用，为系统提供虚拟惯性，大大减少微电网对储能容量的需求，增加微电网调频稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为电压变化对负荷功率影响的示意图；

图2为本发明提供的考虑负荷电压静态特性的微电网频率控制方法中含VFC的蓄电池下垂控制框图；

图3为CBEMA设备容限曲线图；

图4为验证本发明有效性所搭建的微电网模型示意图；

图5为本发明实施例1中微电网与大电网脱离场景中采用本发明在微电网频率上的对比仿真示意图；

图6为本发明实施例1中微电网与大电网脱离场景中采用本发明在母线电压上的对比仿真示意图；

图7为本发明实施例1中微电网与大电网脱离场景中采用本发明在VFC信号上的对比仿真示意图；

图8为本发明实施例1中微电网与大电网脱离场景中采用本发明在蓄电池有功出力上的对比仿真示意图；

图9为本发明实施例1中微电网与大电网脱离场景中采用本发明在蓄电池无功出力上的对比仿真示意图；

图10为本发明实施例1中微电网与大电网脱离场景中采用本发明在负荷功率上的对比仿真示意图；

图11为本发明实施例1中提供的场景1中二次调频燃料电池有功出力示意图；

图12为本发明实施例1中提供的场景2中风机出力示意图；

图13为本发明实施例1中风机出力波动场景中采用本发明在微电网频率上的对比仿真示意图；

图14为本发明实施例1中风机出力波动场景中采用本发明在母线电压上的对比仿真示意图；

图15为本发明实施例1中风机出力波动场景中采用本发明在蓄电池有功出力上的对比仿真示意图；

图16为本发明实施例1中风机出力波动场景中采用本发明在蓄电池无功出力上的对比仿真示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明的保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

同时在本发明的描述中，需要说明的是，术语中的“上、下、内和外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一、第二或第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本发明中除非另有明确的规定和限定，术语“安装、相连、连接”应做广义理解，例如：可以是固定连接、可拆卸连接或一体式连接；同样可以是机械连接、电连接或直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

请参阅图1～16，为本发明提供的考虑负荷电压静态特性的微电网频率控制方法的第一个实施例：一种考虑负荷电压静态特性的微电网频率控制方法，包括：

通过分析电压变化对负荷功率的影响建立VFC频率控制模型；

利用蓄电池采用下垂控制进行一次调频，并利用燃料电池进行二次调频；

将频率偏差引入储能电压控制环节；

降低系统电压以减少功率缺额；

实现微电网频率的快速调节。

其中，VFC频率控制模型具体为：

各微电源通过逆变器接入微电网；

其中，微电网中风机采用PQ控制、蓄电池采用下垂控制负责一次调频、燃料电池负责二次调频。

可以理解的，负荷电压静态特性指电压变化时负荷功率与电压的关系，也可称为负荷电压敏感型(Load Voltage Sensitivity，LVS)。

首先，考虑负荷电压静态特性对微电网功率平衡的影响：

目前，微电网中负荷模型都采用恒功率模型，忽略负荷电压静态特性，恒功率模型表示如下：

P＝P₀,Q＝Q₀

其中，P₀，Q₀分别为额定电压时负荷吸收的有功及无功。

本发明在微电网频率调节过程中考虑负荷的电压静态特性，采用如下式所示的指数负荷模型：

P_loadj、Q_loadj分别是第j根母线在电压幅值为V_0j时的功率消耗，n_p、n_q分别是有功和无功负荷电压静态特性系数。

其中，电压静态特性系数表明负荷对母线电压变化的敏感程度，当n_p、n_q增加时，电压变化对负载的影响也会增大。根据系统中恒阻抗、恒电流和恒功率负荷占比，n_p值一般在0～2范围内变化，微电网内负载多为居民负荷及商业负荷，照明灯具、热水器等阻性负载占比较大，等效负荷静态特性系数取值范围如下：

较佳的，本发明取恒阻抗、恒电流、恒功率负荷占比分别为60％，30％，10％，n_p值取为1.6。

进一步的，当母线i电压幅值降低△V_i时，母线j电压变化为：

当母线j电压值变化△V_j时，负荷有功变化量为：

母线i电压变化时引起的总的有功变化为：

其中，|Z_ji|表示节点阻抗矩阵第j行第i列的元素，|Z_ii|为节点阻抗矩阵第i行第i列的元素，V_0j为第j根母线初始电压幅值，P₀为初始条件下所述逆变器有功输出，P_loadj是第j根母线在电压幅值为V_0j时的有功功率消耗，n_p是有功负荷电压静态特性系数。

负荷有功随电压变化的大小与n_p值有关，当n_p取值不同时，母线电压由1.0p.u下降至0.95p.u时负荷的有功变化如图1所示，当n_p值为1.1-1.7时，电压幅值下降5％，负荷功率减少5.5％-8.3％。

最后根据下垂控制原理，得出微电网稳态频率变化量与负荷功率变化量关系式为：

其中，f₀为系统初始频，f*为实测系统频率，K_p为频率下垂系数，P₀为初始条件下所述逆变器有功输出ΔP_load为母线i电压变化时引起的总的有功变化，

为所述蓄电池有功功率出力参考值。

齐次，建立本发明的VFC频率控制模型：

本发明以包含风机、蓄电池、燃料电池的中压微电网为研究对象，各微电源通过逆变器接入微电网。微电网中风机采用PQ控制，蓄电池采用下垂控制负责一次调频，燃料电池负责二次调频，孤岛时提供长时间功率支撑。

进一步的，蓄电池采用下垂控制维持系统的电压及频率稳定，当逆变器采用f-p、V-Q下垂控制方式时，蓄电池有功和无功功率出力参考值可以通过下式得出：

其中，f₀、V_0i分别为系统初始频率及第i根母线(所述蓄电池所在母线)初始电压幅值；f*、V_i*分别为实测系统频率及第i根母线电压；K_p、K_q分别为频率及电压下垂系数；P₀、Q₀分别为初始条件下所述逆变器有功及无功输出。

进一步的，如图2所示，含VFC的蓄电池下垂控制框图中，频率偏差经PI控制环节，输出到VFC环节，产生VFC调频信号，且对VFC信号进行限幅。

其中，K_VFC为频率偏差放大系数，T_VFC为VFC积分系数；调节超前滞后环节时间常数T_a、T_b可增大系统阻尼，在保证响应速度的情况下减小冲击信号。为保证微电网电压不超限，对VFC信号进行限幅，设定VFC_max＝0.05V₀，VFC_min＝-0.05V₀。当系统频率降低时，逆变器降低电压值，负荷所在母线电压降低，负荷有功功率减小，同理可得系统频率上升时VFC控制情况。为使VFC控制器能够快速响应系统中频率变化，同时不会引起动态失稳，本发明使用Cohen-Coon工程整定法确定PI参数值。

电压跌落过大可能会使用户侧电压敏感设备无法正常工作，严重情况下可能引起控制设备及电力电子器件误动作。目前，大部分机构都采用美国计算机制造商会(Computerand Business Equipment Manufacturers Association，CBEMA)提出的CBEMA设备容限曲线描述各类设备承受某种幅度及持续时间的电压暂升及跌落能力，CBEMA曲线如图3所示。本发明所提方法所引起的电压变化量小于标称电压幅值的5％，始终保持在CBEMA曲线范围内，并且微电网内负荷多为居民、商业负荷，基本不会出现如外科手术设备、精密制造设备等对电压质量要求极高的负荷。

为了验证所提VFC控制策略的有效性，在DIgSILENT/PowerFactory中搭建了如图4所示的微电网模型。系统额定电压20kV，额定频率50Hz，额定状态下，微电网中总的有功负荷为2MW，无功负荷0.2Mvar，共有4组微电源，类型及额定容量见表1：

表1：微电源类型及容量表

微电源	电源类型	台数	额定功率
				DER1	风电	4	0.5MW
DER2	风电	1	0.5MW
				DER3	蓄电池	1	2MW
DER4	燃料电池	1	2MW

微电网并网运行时，风机按最大功率出力；微电网独立运行时，蓄电池DER3负责一次调频。

验证场景1：微电网与大电网脱离

假设t＝2s时，主网侧发生故障，微电网由并网运行转为孤岛运行状态，此时风机总出力1.8MW。

采用本发明所提VFC控制与下垂控制策略进行对比，仿真结果如图5～10所示。

其中，图5为微电网频率响应曲线。采用下垂控制时，故障瞬间频率快速下跌，频率下降最低值为49.46Hz，并且出现小幅振荡，频率稳态值为49.81Hz。采用VFC策略后，频率最低下降至49.90Hz，频率波动明显减小，频率稳态值为48.96Hz，可见VFC控制有效改善了频率首摆下跌状况，减小频率波动范围，并且频率能以更快的速度恢复稳定。

图6为蓄电池母线电压变化情况，采用VFC策略后，母线电压跟随VFC信号发生变化。为减小不平衡功率差值，母线电压有所下降，最低下降至0.957p.u，稳态电压0.968p.u.。根据CBEMA曲线，VFC方法中母线电压值始终保持允许范围内，且波动时间极短，不会对用户造成很大影响。由于微电网内馈线距离较短，各母线电压变化趋势基本相同。

图8和图9为蓄电池出力情况，根据仿真结果，采用VFC策略后蓄电池的最大有功输出由0.15MW下降至0.08MW。

图10为VFC策略下负荷有功无功变化，由于母线电压下降，负载有功无功随电压变化。

一次调频结束后，功率缺额逐渐转移至燃料电池，由燃料电池为系统提供有功支撑，并完成二次调频，使系统频率恢复至50Hz，燃料电池有功出力如图11。

验证场景2：风机出力波动

根据某风电场实测数据，分析风机出力随机波动时，采用不同控制策略下微电网频率、电压稳定性，5台风机总有功出力如图12所示。

仿真结果如图13～16所示。

其中，图13为微电网频率变化曲线，风机出力波动时，微电网频率发生波动，采用下垂控制方法时频率最低点为49.7Hz；加入VFC策略后，频率最低值明显提高，频率波动幅度明显减小。图14为蓄电池所在母线电压变化曲线，加入VFC信号后，电压运行水平下降，但依然保持在0.95p.u.以上，处在系统可接受电压水平内。

图15和图16为风机出力波动时不同控制策略下的蓄电池出力情况。由图可见加入VFC控制信号后蓄电池有功、无功出力均有明显下降。80s内采用VFC策略蓄电池有功出力减小了8.6×10-3MW.h。假设本发明配置蓄电池容量为2MW·h，初始荷电状态(state ofcharge，SOC)为45％，微电网独立运行一小时，若采用下垂控制，蓄电池SOC下降至16％，VFC控制下的蓄电池SOC仅下降至35.25％。因此VFC控制方法可在保证电压、频率稳定同时，降低储能需求量。

本发明根据负荷电压静态特性，通过调节负荷节点电压改变负荷功率，将频率偏差引入蓄电池电压控制环节，使负荷侧参与频率调节。将电压敏感性负荷作为系统虚拟备用，起到辅助微电网调频的目的，本发明所提方法能够改善微电网频率稳定性，减低储能容量。

应当认识到，本发明的实施例可以由计算机硬件、硬件和软件的组合、或者通过存储在非暂时性计算机可读存储器中的计算机指令来实现或实施。所述方法可以使用标准编程技术-包括配置有计算机程序的非暂时性计算机可读存储介质在计算机程序中实现，其中如此配置的存储介质使得计算机以特定和预定义的方式操作——根据在具体实施例中描述的方法和附图。每个程序可以以高级过程或面向对象的编程语言来实现以与计算机系统通信。然而，若需要，该程序可以以汇编或机器语言实现。在任何情况下，该语言可以是编译或解释的语言。此外，为此目的该程序能够在编程的专用集成电路上运行。

此外，可按任何合适的顺序来执行本文描述的过程的操作，除非本文另外指示或以其他方式明显地与上下文矛盾。本文描述的过程(或变型和/或其组合)可在配置有可执行指令的一个或多个计算机系统的控制下执行，并且可作为共同地在一个或多个处理器上执行的代码(例如，可执行指令、一个或多个计算机程序或一个或多个应用)、由硬件或其组合来实现。所述计算机程序包括可由一个或多个处理器执行的多个指令。

进一步，所述方法可以在可操作地连接至合适的任何类型的计算平台中实现，包括但不限于个人电脑、迷你计算机、主框架、工作站、网络或分布式计算环境、单独的或集成的计算机平台、或者与带电粒子工具或其它成像装置通信等等。本发明的各方面可以以存储在非暂时性存储介质或设备上的机器可读代码来实现，无论是可移动的还是集成至计算平台，如硬盘、光学读取和/或写入存储介质、RAM、ROM等，使得其可由可编程计算机读取，当存储介质或设备由计算机读取时可用于配置和操作计算机以执行在此所描述的过程。此外，机器可读代码，或其部分可以通过有线或无线网络传输。当此类媒体包括结合微处理器或其他数据处理器实现上文所述步骤的指令或程序时，本文所述的发明包括这些和其他不同类型的非暂时性计算机可读存储介质。当根据本发明所述的方法和技术编程时，本发明还包括计算机本身。计算机程序能够应用于输入数据以执行本文所述的功能，从而转换输入数据以生成存储至非易失性存储器的输出数据。输出信息还可以应用于一个或多个输出设备如显示器。在本发明优选的实施例中，转换的数据表示物理和有形的对象，包括显示器上产生的物理和有形对象的特定视觉描绘。

如在本申请所使用的，术语“组件”、“模块”、“系统”等等旨在指代计算机相关实体，该计算机相关实体可以是硬件、固件、硬件和软件的结合、软件或者运行中的软件。例如，组件可以是，但不限于是：在处理器上运行的处理、处理器、对象、可执行文件、执行中的线程、程序和/或计算机。作为示例，在计算设备上运行的应用和该计算设备都可以是组件。一个或多个组件可以存在于执行中的过程和/或线程中，并且组件可以位于一个计算机中以及/或者分布在两个或更多个计算机之间。此外，这些组件能够从在其上具有各种数据结构的各种计算机可读介质中执行。这些组件可以通过诸如根据具有一个或多个数据分组(例如，来自一个组件的数据，该组件与本地系统、分布式系统中的另一个组件进行交互和/或以信号的方式通过诸如互联网之类的网络与其它系统进行交互)的信号，以本地和/或远程过程的方式进行通信。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (1)

1.一种考虑负荷电压静态特性的微电网频率控制方法，其特征在于：包括，

通过分析电压变化对负荷功率的影响建立VFC频率控制模型；

在微电网频率调节过程中考虑负荷的电压静态特性，采用如下式所示的指数负荷模型：

其中，P_loadj和Q_loadj分别是第j根母线在电压幅值为V_0j时的有功功率消耗和无功功率消耗，V_0j是第j根母线初始电压幅值，np和nq分别是有功负荷电压静态特性系数和无功负荷电压静态特性系数；

其中，电压静态特性系数表明负荷对母线电压变化的敏感程度，当np、nq增加时，电压变化对负载的影响也会增大，电压静态特性系数取值范围如下：

1.1≤np≤1.7,2.5≤nq≤4.0

进一步的，当母线i电压幅值降低△V_i时，母线j电压变化为：

当母线j电压值变化△V_j时，负荷有功变化量为：

母线i电压变化时引起的总的有功变化为：

其中，│Z_ji│表示节点阻抗矩阵第j行第i列的元素，│Z_ii│为节点阻抗矩阵第i行第i列的元素；

负荷有功随电压变化的大小与np值有关，当np值为1.1-1.7时，电压幅值下降5％，负荷功率减少5.5％-8.3％；

根据下垂控制原理，得出微电网稳态频率变化量与负荷功率变化量关系式为：

其中，f₀为系统初始频率，f*为实测系统频率，K_p为频率下垂系数，

为蓄电池有功功率出力参考值,P₀为初始条件下逆变器有功输出；

建立所述VFC频率控制模型，以包含风机、蓄电池、燃料电池的中压微电网为研究对象，各微电源通过逆变器接入微电网，所述微电网中风机采用PQ控制，蓄电池采用下垂控制负责一次调频，燃料电池负责二次调频，孤岛时提供长时间功率支撑；

当逆变器采用f-p、V-Q下垂控制方式时，所述蓄电池有功和无功功率出力参考值通过下式得出，

其中，V_i*为第i根母线电压，K_q为电压下垂系数，Q₀为初始条件下逆变器无功输出；

所述蓄电池采用下垂控制时，频率偏差经PI控制环节，输出到VFC环节，产生VFC调频信号，且对VFC信号进行限幅；

当系统频率降低时，逆变器降低电压值，负荷所在母线电压降低，负荷有功功率减小，同理可得系统频率上升时VFC控制情况，为使VFC控制器能够快速响应系统中频率变化，同时不会引起动态失稳，使用Cohen-Coon工程整定法确定PI参数值。

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