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通过集成超级电容器储能系统与风力发电机组实现低惯量电网中的快速频率响应
Fast Frequency Response in Low Inertia Grids via Integrated Supercapacitor Energy Storage Systems and Wind Turbine Generators
Amirabbas Hadizade · Mehrdad Moallem · Mitchell Miller · Jiacheng Wang · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年7月
现代电力系统中逆变型电源渗透率上升导致系统惯量显著降低，给频率稳定带来挑战。为此，一种名为“快速频率响应（FFR）”的新型辅助服务应运而生，要求风电等可再生能源在扰动后数秒内迅速提供功率支持以抑制频率跌落。本文提出一种结合超级电容器储能系统与风力发电机组的协同控制方法，提升风电系统的FFR能力。该方法确保超级电容器在不同风况下均具备快速响应能力，同时优化风电机组在宽风速范围内的FFR参与度并维持系统稳定运行。结果表明，在保持与纯超级电容配置相当投资成本的前提下，风电系统可显著增强FFR贡献，有效...
解读: 该超级电容-风电协同FFR技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。研究提出的快速频率响应策略可直接应用于阳光电源构网型GFM控制技术优化，通过超级电容与储能系统的功率分层控制，实现毫秒级频率支撑响应。建议在ST2236UX等高功率储能变流器中集成超级电容模...
具有改进瞬态响应的新型电池-超级电容储能系统拓扑用于快速直流母线恢复
A Novel Battery-Supercapacitor Energy Storage System Topology with Improved Transient Response for Rapid DC Link Restoration
Ankit Kumar Pratihasta · Rajeev Kumar Singh · Rakesh Kumar Mishra · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月
超级电容在电池-超级电容储能系统BScESS中对增强直流母线稳定性至关重要。然而传统BScESS配置存在显著局限性，在变负载工况下直流母线电压恢复缓慢。这些挑战主要归因于系统中相位滞后零频率PLZF的存在，限制了控制带宽并降低相位裕度，导致直流母线振荡和不稳定。此外超级电容电压降低会负面影响BScESS的电压控制带宽和相位裕度。为应对这些挑战，本文提出一种具有增强瞬态性能的新BScESS拓扑，可快速恢复直流母线电压以响应负载突变。该拓扑有效消除PLZF的失稳影响，从而在不牺牲相位裕度的情况下实现...
解读: 该电池-超级电容混合储能拓扑研究对阳光电源PowerTitan储能系统优化有直接应用价值。消除PLZF实现宽带宽控制和快速直流母线恢复（20-22ms）的技术特点与阳光ST系列储能变流器在电网频率调节和功率波动平抑应用中的快速响应需求高度契合。超级电容电压不敏感的控制设计为阳光混合储能方案的全寿命周...