Communication-free Adaptive Coordinated Control Strategy for DC Side of Grid-forming Hybrid Energy Storage Converter

ZHANG Xiao; YI Hao; WEN Ya; WANG Zhenxiong; ZHUO Fang

doi:10.7500/AEPS20250327003

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Communication-free Adaptive Coordinated Control Strategy for DC Side of Grid-forming Hybrid Energy Storage Converter

Grid-forming Technology | 更新时间：2026-02-28

- Communication-free Adaptive Coordinated Control Strategy for DC Side of Grid-forming Hybrid Energy Storage Converter
- Automation of Electric Power Systems Vol. 49, Issue 22, Pages: 20-34(2025)
- 作者机构：
  
  1.电工材料电气绝缘全国重点实验室（西安交通大学），陕西省西安市 710049
  2.西安交通大学电气工程学院，陕西省西安市 710049
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  National Natural Science Foundation of China(52477123)
- DOI：10.7500/AEPS20250327003
  CLC：
- Received：27 March 2025，
  
  Revised：2025-06-15，
  
  Online First：10 September 2025，
  
  Published：25 November 2025
- 稿件说明：
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张枭,易皓,文娅等.构网型混合储能变流器直流侧的无通信自适应协调控制策略[J].电力系统自动化,2025,49(22):20-34.

ZHANG Xiao,YI Hao,WEN Ya,et al.Communication-free Adaptive Coordinated Control Strategy for DC Side of Grid-forming Hybrid Energy Storage Converter[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(22):20-34.
张枭,易皓,文娅等.构网型混合储能变流器直流侧的无通信自适应协调控制策略[J].电力系统自动化,2025,49(22):20-34. DOI： 10.7500/AEPS20250327003.

ZHANG Xiao,YI Hao,WEN Ya,et al.Communication-free Adaptive Coordinated Control Strategy for DC Side of Grid-forming Hybrid Energy Storage Converter[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(22):20-34. DOI： 10.7500/AEPS20250327003.

摘要

构网型技术在新型电力系统中具有广阔的应用前景，构网型储能变流器是其关键设备。构网型控制下，负荷功率波动将直接影响储能设备输出功率，电池由于放电速度慢，难以适应复杂的功率需求，且频繁放电会缩短其使用寿命。引入超级电容的混合储能变流器是解决这一问题的有效方案。针对构网型混合储能变流器的直流侧储能设备，文中提出了一种无通信自适应协调控制策略，通过识别功率类型，自适应地切换控制模态，在面对功率波动时进行分频控制，面对冲击功率时利用超级电容独立承担功率需求。该策略在延长电池使用寿命的同时，有效提升了超级电容利用率，提高了变流器整体性能，且无须使用通信线。实验结果验证了控制策略的可行性和有效性。

Abstract

The grid-forming technology has broad application prospects in the new power system. The grid-forming energy storage converter is its key equipment. Under the grid-forming control

load power fluctuations directly affect the output power of energy storage devices. Batteries are difficult to adapt to complex power demands due to their slow discharge rate

and frequent discharging reduces their service life. Hybrid energy storage converters incorporating supercapacitors present an effective solution to this issue. For the DC-side energy storage devices in the grid-forming hybrid energy storage converter

this paper proposes a communication-free adaptive coordinated control strategy. This strategy adaptively switches control modes through the identification of power types. It performs frequency division control in response to power fluctuations and utilizes the supercapacitor to independently handle power demands when facing pulsed power. This strategy not only extends the service life of the battery

but also effectively enhances the utilization rate of supercapacitors

improves the overall performance of the converter

and does not require communication lines. Experimental results verify the feasibility and effectiveness of the control strategy.

关键词

Keywords

references

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