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储能系统的并网控制策略：PQ控制、VF控制与VSG控制
- 7 11 月, 2025
在现代储能系统（ESS）中，并网控制策略决定了系统如何与电网交互。
这些策略不仅影响系统的稳定性与效率，也决定了储能系统对可再生能源的并网支持能力。
目前主流的控制策略包括 PQ控制、VF控制 和 VSG控制，它们分别针对不同的运行场景和控制目标而设计。
PQ控制（有功功率与无功功率控制）
PQ控制 是最常见的储能系统并网控制策略。
在这种模式下，储能变流器会跟随电网的电压和频率信号运行，属于 并网跟随型控制（Grid-following）。
其核心功能是精准调节 有功功率 (P) 和 无功功率 (Q) 的输出。
主要特征：
控制模式：并网跟随型（Grid-following）
控制参数：有功功率和无功功率
应用场景：光储并网系统、工商业储能、峰谷电价套利
优点：效率高、控制逻辑简单、适用于稳定电网环境
局限性：依赖电网参考信号，无法在离网状态下维持电压或频率
PQ控制非常适用于 电网稳定、负载可预测 的场景，其主要目标是优化能量流动并提供无功功率支撑。
VF控制（电压-频率控制）
VF控制 是一种 电网成型型控制（Grid-forming） 策略，允许储能系统自行建立电压与频率参考。
它是 微电网或离网系统（Off-grid） 运行中不可或缺的核心控制方式，特别适用于无外部电网参考的独立电力系统。
主要特征：
控制模式：电网成型型（Grid-forming）
控制参数：电压与频率
应用场景：离网系统、微电网、偏远地区电力供应
优点：不依赖电网，能够独立维持电压和频率稳定
局限性：控制复杂度高，对储能容量与系统设计要求较高
VF控制使储能系统能够 在孤岛或离网环境下独立运行，为用户提供稳定可靠的电能。
VSG控制（虚拟同步发电机控制）
VSG控制 通过先进的控制算法模拟传统同步发电机的动态特性。
它既可以作为 电网成型型控制，也可以作为 电网支撑型控制（Grid-supporting） 使用，
在高比例可再生能源接入的现代电网中具有极高的应用价值。
主要特征：
控制模式：电网成型或电网支撑型（Grid-forming/supporting）
控制参数：虚拟惯量、阻尼、电压与频率
应用场景：弱电网、高比例可再生能源系统、动态微电网
优点：提升电网频率稳定性，提供虚拟惯量，改善动态响应
局限性：算法复杂、计算需求高
VSG控制在本质上是连接 传统同步发电 与 新能源并网系统 的桥梁，使电网具备更强的动态响应与稳定性。
PQ、VF与VSG控制的对比说明
三种控制策略的区别主要体现在 运行模式 和 应用目标 上：
PQ控制：属于 并网跟随型控制，用于调节有功和无功功率输出。适用于电网稳定、能源管理为主的场景，如工商业储能。
VF控制：属于 电网成型型控制，适用于微电网或离网系统。能建立自身电压和频率参考，保证系统独立稳定运行。
VSG控制：通过模拟同步发电机的特性，实现 虚拟惯量与阻尼控制。适合弱电网或高比例可再生能源系统，增强动态稳定性。
总结：
PQ控制 → 适用于稳定电网中的能量优化。
VF控制 → 适用于离网或微电网的独立运行。
VSG控制 → 适用于高比例可再生能源场景的电网支撑。
选择哪种控制策略，取决于 电网状态、应用场景 以及 系统对稳定性和响应速度的要求。
结论
PQ、VF与VSG控制是现代储能系统设计的三大核心策略。
随着电力系统向分布式、智能化和高比例可再生能源方向发展，
混合控制策略（Hybrid Control） 将成为未来趋势——结合PQ、VF与VSG的优势，实现高效、灵活与稳定的电网交互。
掌握并灵活运用这些控制策略，不仅能显著提升储能系统的性能和可靠性，还能推动未来能源系统的智能化演进。